一種利用太陽光線的節能液晶電視的製作方法

2023-05-15 20:49:51 2

專利名稱：一種利用太陽光線的節能液晶電視的製作方法
技術領域：
本發明屬於液晶電視背光源技術領域，特別是提供了一種利用太陽光線的節能液 晶電視。在白天有陽光時，可以完全或部分替代現有液晶電視的CCFL燈管、LED、0LED背光 源，適用於白天觀看的室內外液晶電視。
背景技術：
白天觀看電視的時間成上升趨勢，節假日、周六、周日有大量的人員是在家中度過 的，觀看電視已經成為人們生活中必不可少的一部分，暑假中的學齡期學生更是大量滯留 的家中一樣，每天觀看電視的時間也很長。2020年中國將進入老齡化社會，留在家中的老人 會越來越多，家庭電視的電消耗量成逐年增長的趨勢。再好的光源也比不上太陽光，如何更 好地利用太陽光一直是學術界研究的重大課題。光纖作為一種導光材料，早已被掌握，尤其 是在醫學照明和醫學微創手術方面，已取得令人矚目的巨大成就，但光纖用於照明基本上 仍停留在景觀照明、景觀裝飾等領域。陽光不僅是所有植物光和作用的能量來源，而且具有 其他光源無可比擬的連續光譜，顯色指數是100%，採用太陽光作為背光源，可以是液晶電 視的色彩還原接近自然色彩，實現真正的高色域電視。本發明提出了一種利用太陽光作為液晶電視背光源的一種方法。

發明內容
本發明的目的在於提供一種利用太陽光線的節能液晶電視，利用太陽光的光線作 為液晶電視的補充背光源，以減少液晶電視背光源對電力的消耗。本發明的核心是利用萬向採光聚光板將太陽光光線匯聚成一束或多束更強、更亮 的光線束，一束或多束光線束通過聚光導光光纖將光線傳導進入光線聚合耦合器後，再轉 換匯聚成更細、更亮的光線束，更細、更亮的光線束，再經多股更細的導光光纖將光線傳遞 到液晶模組導光板的後面，光線經導光板、稜鏡和勻光板後，實現對液晶面板玻璃的照明， 使液晶電視在有外界太陽光線時，完全或部分替代CCFL燈管或LED燈光源，減少對電力的 消耗並實現液晶顯示器的高亮度。本發明包括萬向採光聚光板1、聚光導光光纖束2、光線聚合耦合器3、散光導光光 纖束4、液晶面板模組5、安裝背架6。萬向採光聚光板1由1 4000個萬向採光聚光器組 成，萬向採光聚光器安裝在蜂窩狀萬向採光聚光板14上，光線聚合耦合器3固定在安裝背 架6上，安裝背架6固定在液晶面板模組5背面的背板上。聚光導光光纖束2是將採光聚 光器匯聚的太陽光強光傳導到光線聚合耦合器3上的導光光纖，光線聚合耦合器3的作用 是將初級直徑較粗的光線束聚合成更細的光線束，由散光導光光纖束4將光線傳導入液晶 顯示器模組5導光板的後面。光線聚合耦合器的數量範圍為1 20個，採用多個能夠減少 導光光纖束的直徑，進而減少液晶顯示器模組的厚度。光線聚合耦合器是將太陽光光線耦合進入次級細徑導光光纖的中繼連接裝置， 為提高光源的利用率，減少光線因反射造成的光損失，光線聚合耦合器的內壁鍍有高反射膜，光線聚合耦合器可以根據自聚焦透鏡的原理設計，也可以根據照明光學原理設計，光線 聚合耦合器的光源入口直徑大於光線出口的直徑2 64倍，能夠確保小於光纖入射角被反 射的光線經光線聚合耦合器內壁鍍膜一次或多次反射後，再次進入散光導光光纖束，經散 光導光光纖束傳導進入液晶面板模組。本發明採用自聚焦透鏡方式設計的光線聚合耦合器，如圖2所示。採用透鏡組設 計的光線聚合耦合器，如圖3所示。光線聚合耦合器由聚光導光光纖束連接裝置10，光線 聚合耦合器外殼7，透鏡組11，散光導光光纖束連接裝置9組成，光線聚合耦合器固定在安 裝背架6上，安裝背架6固定在液晶面板模組背面的背板上。光線聚合耦合器外殼7是連 接聚光導光光纖束2、散光導光光纖束4和透鏡組11的懸掛固定的裝置，光線聚合耦合器3 內部是兩邊帶螺紋的圓筒形，內壁鍍有反射膜，以減少內壁對光線的吸收，增加光線的利用 率，兩頭是聚光導光光纖束2和散光光纖束4的入口，並經聚光導光光纖連接裝置10和散 光導光光纖連接裝置9將分別將聚光導光光纖束2和散光導光光纖束4固定在光線聚合耦 合器上。光線聚合耦合器內壁鍍反射膜的目的是將初級光纖束散射的光線和光線聚合耦合 器內壁、透鏡、出光光纖束散射、反射的光線再次匯聚並導入次級細徑導光光纖束，以增加 光線的利用率。透鏡組或自聚焦透鏡是將入射的直徑較粗的光線轉化為直徑較細的光線的 裝置。光線聚合耦合器外壁有散熱片，光線聚合耦合器對聚合的強光和光線聚合耦合器本 身有冷卻作用。萬向採光聚光板由1 4000個萬向採光聚光器組成，萬向採光聚光器安裝在蜂窩 狀萬向採光聚光板14上。萬向採光聚光器是將大面積的陽光光線匯聚成一束直徑為0. 5 200mm更強、更亮的光線束的裝置，萬向採光聚光器由拋物鏡或球鏡、平凸透鏡、凸透鏡構 成，拋物鏡或球鏡採集太陽光，拋物鏡或球鏡採集的太陽光經平凸透鏡、凸透鏡後將太陽光 匯聚成直徑為0. 5 200mm的光線後，匯聚的太陽光線再進入聚光導光光纖，如圖4、圖5所 示，蜂窩狀萬向採光聚光板14由安裝在上面的1 4000個萬向採光聚光器組成。支撐板 15通過螺栓16與蜂窩狀萬向採光聚光板14相連接，如圖6所示。萬向採光聚光器可以將 各種角度的太陽光的光線匯聚成一束直徑更小、更亮的光線，光線束導入一根或多根初級 粗徑導光光纖，形成一根或一束傳遞太陽光的導光光纖束。本發明的萬向採光聚光板可以由一個大於或等於液晶面板模組顯示面積的採光 聚光器組成，也可以是由1 6000個微型萬向採光聚光器再組成類似蜂窩狀的大尺寸的採 光聚光板。1 8000個萬向採光聚光器組成的萬向採光聚光板，在底部的光線匯聚點由 100 8000根聚光導光光纖將採光聚光板採集的太陽光，由聚光導光光纖導出，在萬向採 光聚光板的後面組成一束100 8000根導光光纖束，由聚光導光光纖束將採集的太陽光線 導入光線聚合耦合器。聚光導光光纖束是傳遞萬向採光板匯聚光線的導光光纖束，為減少光線在導光光 纖內部傳輸過程中的損失，聚光導光光纖單根的直徑可以選擇在0.5 6mm的之間，塑料光 纖、玻璃光纖均可以使用，玻璃光纖的光損較少，但玻璃光纖的價格較貴。散光導光光纖束是把在光線聚合耦合器內變得更細徑的光線傳導到液晶顯示器 模組的光纖束，光線經光線聚合耦合器後，光線束的直徑進一步縮小，光線的亮度進一步 增加，選用細徑導光光纖組成傳導光的光纖束的目的是減少光纖束的直徑，以減少對空間的佔用。散光導光光纖束光纖可以選用塑料光纖，也可以選擇玻璃光纖，考慮到液晶模組的 厚度，光纖束內光纖的直徑應選擇的細一些，直徑選擇範圍應在0. 1 2mm之間，過大會使 光纖束的直徑過大，增加模組的厚度，但過小也會增加光線在光纖傳導過程中的光損失。聚光導光光纖束和散光導光光纖束都是將太陽光的光線導入液晶模組的導光載 體，在與光線耦合器相連接端是緊密堆積在一起的，聚光和散光散光導光光纖束緊密端的 端面與光線的入射角是垂直的，為提高反射光經耦合器膜折射後再進入光纖的光的利用 率，使反射、折射光線也能完全收集並限制在光纖內傳輸，選用的導光光纖的入射光線孔徑 角越大，導光光纖的採集和接受光能力越強，光的損失越小。液晶面板模組是光源光線經導光光纖傳導進入液晶模組背光源部分的支撐載體， 如圖7所示，液晶面板模組受光面均勻插入了導光光纖。本發明的優點在於，不僅可以節省電力，而且太陽光具有100%的顯色指數，由此 可以使液晶電視的色域更寬廣，色彩更完美。


圖1為太陽光線的節能液晶電視的示意圖。其中，萬向採光聚光板1、聚光導光光 纖束2、光線聚合耦合器3、散光導光光纖束4、液晶面板模組5、安裝背架6。圖2為自聚焦透鏡式的光線聚合耦合器的示意圖。其中，聚光導光光纖束連接裝 置10、光線聚合耦合器外殼7、自聚焦透鏡8、散光導光光纖束連接裝置9。圖3為透鏡設計的光線聚合耦合器的示意圖。其中，透鏡組11。圖4為拋物鏡組成的採光聚光板示意圖。其中，拋物鏡萬向採光聚光器12、蜂窩狀 萬向採光聚光板14。圖5為球鏡組成的採光聚光板示意圖。其中，球鏡萬向採光聚光器13、蜂窩狀萬向 採光聚光板14。圖6為採光聚光板支撐示意圖。其中，支撐板15、螺釘16。圖7為光線經導光光纖傳導進入液晶模組背光源的示意圖，其中，聚光導光光纖 束2、光纖聚合耦合器3、散光導光光纖束4、液晶面板模組5。
具體實施例方式圖1 圖7為本發明的具體實施方式
。本發明包括萬向採光聚光板1、聚光導光光纖束2、光線聚合耦合器3、散光導光光 纖束4、液晶面板模組5、安裝背架6。萬向採光聚光板1由1 4000個萬向採光聚光器組 成，萬向採光聚光器安裝在蜂窩狀萬向採光聚光板14上，光線聚合耦合器3固定在安裝背 架6上，安裝背架6固定在液晶面板模組5背面的背板上。聚光導光光纖束2是將採光聚 光器匯聚的太陽光強光傳導到光線聚合耦合器3上的導光光纖，光線聚合耦合器3的作用 是將初級直徑較粗的光線束聚合成更細的光線束，由散光導光光纖束4將光線傳導入液晶 顯示器模組5導光板的後面。光線聚合耦合器的數量範圍為1 20個，採用多個能夠減 少導光光纖束的直徑，進而減少液晶顯示器模組的厚度。光線聚合耦合器是將太陽光光線耦合進入次級細徑導光光纖的中繼連接裝置，為 提高光源的利用率，減少光線因反射造成的光損失，光線聚合耦合器的內壁鍍有高反射膜，光線聚合耦合器可以根據自聚焦透鏡的原理設計，也可以根據照明光學原理設計，光線聚 合耦合器的光源入口直徑大於光線出口的直徑2 64倍，能夠確保小於光纖入射角被反射 的光線經光線聚合耦合器內壁鍍膜一次或多次反射後，再次進入散光導光光纖束，經散光 導光光纖束傳導進入液晶面板模組。本發明採用自聚焦透鏡方式設計的光線聚合耦合器，如圖2所示。採用透鏡組設 計的光線聚合耦合器，如圖3所示。光線聚合耦合器由聚光導光光纖束連接裝置10，光線 聚合耦合器外殼7，透鏡組11，散光導光光纖束連接裝置9組成，光線聚合耦合器固定在安 裝背架6上，安裝背架6固定在液晶面板模組背面的背板上。光線聚合耦合器外殼7是連 接聚光導光光纖束2、散光導光光纖束4和透鏡組11的懸掛固定的裝置，光線聚合耦合器3 內部是兩邊帶螺紋的圓筒形，內壁鍍有反射膜，以減少內壁對光線的吸收，增加光線的利用 率，兩頭是聚光導光光纖束2和散光光纖束4的入口，並經聚光導光光纖連接裝置10和散 光導光光纖連接裝置9將分別將聚光導光光纖束2和散光導光光纖束4固定在光線聚合耦 合器上。光線聚合耦合器內壁鍍反射膜的目的是將初級光纖束散射的光線和光線聚合耦合 器內壁、透鏡、出光光纖束散射、反射的光線再次匯聚並導入次級細徑導光光纖束，以增加 光線的利用率。透鏡組或自聚焦透鏡是將入射的直徑較粗的光線轉化為直徑較細的光線的 裝置。光線聚合耦合器外壁有散熱片，光線聚合耦合器對聚合的強光和光線聚合耦合器本 身有冷卻作用。也可以在不考慮液晶顯示器厚度的前提下，省略光線聚合耦合器3和散光導光光 纖束4，直接利用聚光導光光纖束2跟液晶面板模組5相連接。
權利要求
1 一種利用太陽光線的節能液晶電視，其特徵在於，包括萬向採光聚光板(1)、聚光導 光光纖束( 、光線聚合耦合器C3)、散光導光光纖束(4)、液晶面板模組( 、安裝背架(6)； 萬向採光聚光板(1)由1 4000個萬向採光聚光器組成，萬向採光聚光器安裝在蜂窩狀萬 向採光聚光板(14)上，光線聚合耦合器(3)固定在安裝背架(6)上；安裝背架(6)固定在 液晶面板模組( 背面的背板上，聚光導光光纖束( 是將採光聚光器匯聚的太陽光強光 傳導到光線聚合耦合器C3)上的導光光纖，光線聚合耦合器(3)的作用是將初級直徑較粗 的光線束聚合成更細的光線束，由散光導光光纖束(4)將光線傳導入液晶顯示器模組(5) 導光板的後面；光線聚合耦合器的數量範圍為1 20個，採用多個能夠減少導光光纖束的 直徑，進而減少液晶顯示器模組的厚度。
2.如權利要求1所述的一種利用太陽光線的節能液晶電視，其特徵在於，所述的光線 聚合耦合器是將太陽光光線耦合進入次級細徑導光光纖的中繼連接裝置，光線聚合耦合器 的內壁鍍有高反射膜，光線聚合耦合器的光源入口直徑大於光線出口的直徑2 64倍，能 夠確保小於光纖入射角被反射的光線經光線聚合耦合器內壁鍍膜一次或多次反射後，再次 進入散光導光光纖束，經散光導光光纖束傳導進入液晶面板模組。
3.如權利要求1或2所述的一種利用太陽光線的節能液晶電視，其特徵在於，所述的光 線聚合耦合器由聚光導光光纖束連接裝置(10)，光線聚合耦合器外殼(7)，透鏡組(11)，散 光導光光纖束連接裝置(9)組成；光線聚合耦合器外殼(7)是連接聚光導光光纖束O)、散 光導光光纖束(4)和透鏡組(11)的懸掛固定的裝置，光線聚合耦合器(3)內部是兩邊帶螺 紋的圓筒形，內壁鍍有反射膜，以減少內壁對光線的吸收，增加光線的利用率，兩頭是聚光 導光光纖束( 和散光光纖束(4)的入口，並經聚光導光光纖連接裝置(10)和散光導光光 纖連接裝置(9)將分別將聚光導光光纖束( 和散光導光光纖束(4)固定在光線聚合耦合 器上；光線聚合耦合器內壁鍍反射膜的目的是將初級光纖束散射的光線和光線聚合耦合器 內壁、透鏡、出光光纖束散射、反射的光線再次匯聚並導入次級細徑導光光纖束，以增加光 線的利用率；透鏡組或自聚焦透鏡是將入射的直徑較粗的光線轉化為直徑較細的光線的裝 置；光線聚合耦合器外壁有散熱片，光線聚合耦合器對聚合的強光和光線聚合耦合器本身 有冷卻作用。
4.如權利要求書1所述的一種利用太陽光線的節能液晶電視，其特徵在於，所述的萬 向採光聚光器是將大面積的陽光光線匯聚成一束直徑為0. 5 200mm更強、更亮的光線束 的裝置，萬向採光聚光器由拋物鏡或球鏡、平凸透鏡、凸透鏡構成，拋物鏡或球鏡採集太陽 光，拋物鏡或球鏡採集的太陽光經平凸透鏡、凸透鏡後將太陽光匯聚成直徑為0. 5 200mm 的光線後，匯聚的太陽光線再進入聚光導光光纖。
5.如權利要求書1所述的一種利用太陽光線的節能液晶電視，其特徵在於，所述的蜂 窩狀萬向採光聚光板(14)由安裝在上面的1 4000個萬向採光聚光器組成，支撐板(15) 通過螺栓(16)與蜂窩狀萬向採光聚光板(14)相連接。
6.如權利要求書1所述的一種利用太陽光線的節能液晶電視，其特徵在於，所述的萬 向採光聚光板由一個大於或等於液晶面板模組顯示面積的採光聚光器組成，或者是由1 6000個微型萬向採光聚光器再組成類似蜂窩狀的大尺寸的採光聚光板。
7.如權利要求書1所述的一種利用太陽光線的節能液晶電視，其特徵在於，所述的聚 光導光光纖束是傳遞萬向採光板匯聚光線的導光光纖束，聚光導光光纖單根的直徑選擇在0. 5 6mm的之間。
8.如權利要求書1所述的一種利用太陽光線的節能液晶電視，其特徵在於，所述的液 晶面板模組是光源光線經導光光纖傳導進入液晶模組背光源部分的支撐載體。
全文摘要
一種利用太陽光線的節能液晶電視，屬於液晶電視背光源技術領域。包括萬向採光聚光板、聚光導光光纖束、光線聚合耦合器、散光導光光纖束、液晶面板模組、安裝背架；萬向採光聚光板(1)萬向採光聚光器安裝在蜂窩狀萬向採光聚光板(14)上，光線聚合耦合器(3)固定在安裝背架(6)上；聚光導光光纖束(2)是將採光聚光器匯聚的太陽光強光傳導到光線聚合耦合器(3)上的導光光纖，光線聚合耦合器(3)的作用是將初級直徑較粗的光線束聚合成更細的光線束，由散光導光光纖束(4)將光線傳導入液晶顯示器模組(5)導光板的後面。優點在於，不僅節省電力，而且太陽光具有100％的顯色指數，使液晶電視的色域更寬廣，色彩更完美。
文檔編號G02F1/13357GK102073166SQ20101061192
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月20日 優先權日2010年12月20日
發明者李洪林, 白建榮 申請人:北京同方瑞博數位技術有限公司