【技術領域】

本發(fā)明涉及顯示技術及汽車配件領域，尤其涉及一種背光系統(tǒng)、顯示裝置及汽車。

背景技術：

為了改進駕駛員的便利性，車輛可以提供具有向駕駛員顯示信息的抬頭顯示器(hud)。通過hud顯示的信息可以在駕駛員駕駛時投影在車輛的前方(如擋風玻璃上)以方便在駕駛員的平視視線范圍內進行顯示，使駕駛員可以同時關注駕駛環(huán)境和相關行駛信息，避免駕駛員的視線偏移導致注意力分散，增加行車的安全性。其中，hud可以呈現(xiàn)在車輛中央儀表盤中顯示的車輛信息，如車輛速度、燃油液位、發(fā)動機溫度等相關信息；另外，hud還可向駕駛員呈現(xiàn)地圖信息和通信事件，如導航指令、駕駛指令、警告和報警等。

但是，由于hud顯示技術是基于投影及顯示在車輛前方，其需要與車輛前方環(huán)境具有較高的顯示對比度才能將投影所顯示的信息讓人眼識別讀取，所以需要hud投射出去的光亮度(背光源投射的光線亮度)要比車輛前方環(huán)境的亮度高一定范圍，因此，當車輛前方環(huán)境的亮度(外界環(huán)境亮度)較高時(例如晴天)，勢必需要提高背光源的投射亮度，為此，傳統(tǒng)技術通常是提升發(fā)光二極管(背光源)的發(fā)光亮度，而提升發(fā)光二極管的發(fā)光亮度不僅會極大增加功耗，且發(fā)光二極管亮度的提升勢必造成溫度的大量聚集而溫度過高，溫度過高即會影響相應器件的顯示效果、顯示穩(wěn)定性及使用壽命等，因而，通常需要增加體積較為笨重龐大的散熱裝置，進而使得散熱裝置占用原本就較為狹小的車內空間。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在提供一種背光系統(tǒng)、顯示裝置及汽車，以通過光纖導光裝置將外界光線匯聚并傳導至背光模組中充當背光源，從而至少解決因要增強顯示對比度而同步提升發(fā)光二極管的發(fā)光亮度，從而極大增加功耗，以使溫度過高而影響相應器件的顯示效果、顯示穩(wěn)定性及使用壽命等或需增加體積較為笨重龐大的散熱裝置而占用車內空間的問題。

為實現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供了一種背光系統(tǒng)，包括具有背板的背光模組及光纖導光裝置，所述光纖導光裝置包括用于采集并匯聚外界光線的采光組件、至少一根用于傳導所述采光組件所采集并匯聚的外界光線的光纖及用于將所述光纖傳導過來的光線進行散射出去以充當背光源的散射組件；所述光纖的入光端與采光組件相接，所述光纖的出光端與散射組件相接，所述散熱組件設于所述背板上。

進一步地，所述光纖導光裝置還包括角度調節(jié)組件，所述角度調節(jié)組件用于實時調整所述采光組件的采光角度。

具體地，所述角度調節(jié)組件包括光電轉化器、時鐘器、驅動裝置及控制器，所述控制器用以實時接收所述光電轉化器與時鐘器傳送的信息并根據(jù)該信息控制所述驅動裝置實時調整所述采光組件的采光角度；所述光電轉化器、時鐘器及驅動裝置皆與所述控制器電性連接。

較佳地，所述采光組件包括設于所述光纖入光端處的準直鏡及設于所述準直鏡前端且用于使光線匯聚于所述準直鏡上的凸透鏡，所述凸透鏡能夠在所述驅動裝置的驅動下調整其受光面角度。

優(yōu)選地，所述背光模組還包括若干發(fā)光二極管，所述散射組件包括散射器，所述光纖設有多根，每根光纖的出光端皆接有所述散射器，各發(fā)光二極管與各散射器按照預設組合方式設于所述背板上。

相應地，本發(fā)明還提供了一種顯示裝置，其包括上述任一技術方案所述的背光系統(tǒng)。

進一步地，所述背光模組包括若干發(fā)光二極管，所述顯示裝置包括用于根據(jù)顯示畫面的對比度而實時調節(jié)各所述發(fā)光二極管亮度的亮度調節(jié)控制器。

優(yōu)選地，所述顯示裝置為車載抬頭顯示裝置。

相應地，本發(fā)明還提供了一種汽車，其包括上述任一技術方案所述的顯示裝置，所述采光組件設于外界光線能夠照射到的區(qū)域。

優(yōu)選地，所述采光組件設于所述汽車的車頂。

另外，本發(fā)明還提供了一種背光顯示方法，其應用于上述任一技術方案所述的顯示裝置，該背光顯示方法包括：

背光源投射步驟：利用所述采光組件對外界光線進行采集并匯聚至所述光纖的入光端，然后通過所述光纖將匯聚于入光端的光線傳導至出光端并通過散射組件散射出去以充當所述顯示裝置中的背光源。

進一步地，所述光纖導光裝置包括角度調節(jié)組件，所述背光顯示方法還包括：

采光角度調節(jié)步驟：根據(jù)外界光線的照射角度，通過所述角度調節(jié)組件實時調整所述采光組件的采光角度，以使所述外界光線的照射方向與所述采光組件中的受光面滿足預設關系。

優(yōu)選地，所述背光源投射步驟與采光角度調節(jié)步驟同步進行。

進一步地，所述背光模組還包括若干設置于所述背板上的發(fā)光二極管，所述顯示裝置包括亮度調節(jié)控制器，所述背光顯示方法還包括：

亮度調節(jié)步驟：根據(jù)顯示畫面的對比度，通過所述亮度調節(jié)控制器實時調節(jié)各所述發(fā)光二極管的亮度，以使顯示畫面處于預設的對比度范圍。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具備如下優(yōu)點：

本發(fā)明提供的背光系統(tǒng)中，包括具有背板的背光模組及光纖導光裝置，所述光纖導光裝置包括采光組件、光纖及設于背板上的散射組件，所述光纖導光裝置可通過采光組件將外界光線進行采集并匯聚至光纖的入光端，接著通過光纖將光線傳導至光纖出光端并通過散射組件散射出去以充當背光源，因而，當外界環(huán)境亮度增加時，背光源的亮度也會同步增加，其無需額外通過增加功耗來提升背光源亮度和增強顯示的對比度，避免了因增強顯示對比度而同步增加功耗，進而使得溫度過高影響相應器件的顯示效果、顯示穩(wěn)定性及使用壽命等或增加體積較為笨重龐大的散熱裝置而占用車內空間的問題，本發(fā)明在一定程度上實現(xiàn)了低功耗高亮度，有效地確保了顯示效果與顯示穩(wěn)定性，同時也可延長相應部件的使用壽命，降低維護、維修成本，以及減少了相關器件數(shù)量、簡化了結構、降低了該系統(tǒng)的整體重量及節(jié)約了成本與車內原本就較為狹小有限空間。

進一步地，由于所述光纖導光裝置還包括角度調節(jié)組件，所述角度調節(jié)組件可根據(jù)相應的參數(shù)智能化的實時調整所述采光組件的采光角度，以使所述背光系統(tǒng)在工作階段中所述采光組件一直處于較佳的采光位置，進而進一步降低功耗及確保顯示效果與顯示穩(wěn)定性。

同時，本發(fā)明提供的顯示裝置是在上述背光系統(tǒng)的基礎上進行改進的，因此，所述顯示裝置自然繼承了所述背光系統(tǒng)的全部優(yōu)點；另外，由于所述顯示裝置還包括亮度調節(jié)控制器，該亮度調節(jié)控制器可實時調節(jié)作為背光源的發(fā)光源的發(fā)光二極管的亮度，因此，當背光源整體亮度過高(顯示對比度較高)時，可通過該亮度調節(jié)控制器實時控制降低發(fā)光二極管的亮度，當背光源整體亮度過低(顯示對比度較低)時，可該亮度調節(jié)控制器實時控制提升發(fā)光二極管的亮度，以此實現(xiàn)確保顯示效果與顯示穩(wěn)定性的同時有效進一步降低功耗。

相應地，本發(fā)明提供的汽車是在上述背光系統(tǒng)和顯示裝置的基礎上進行改進的，因此，所述汽車自燃繼承了所述背光系統(tǒng)和顯示裝置的全部優(yōu)點。

綜上，本發(fā)明不僅可在一定程度上實現(xiàn)低功耗高亮度，有效地確保顯示效果與顯示穩(wěn)定性，同時也可延長相應部件的使用壽命，降低維護、維修成本，以及可減少相關器件數(shù)量、簡化結構、降低相應裝置或系統(tǒng)的整體重量及節(jié)約成本與車內原本就較為狹小有限空間。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明中一種背光系統(tǒng)的一個典型實施例的光線傳導流程框圖；

圖2為圖1所示的背光系統(tǒng)的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明中一種背光系統(tǒng)的另一個實施例的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明中設有形成背光源相關器件的背板的結構示意圖，其主要展示了各發(fā)光二極管與散射器的其中一種排列組合方式。

【具體實施方式】

下面結合附圖和示例性實施例對本發(fā)明作進一步地描述，其中附圖中相同的標號全部指的是相同的部件。此外，如果已知技術的詳細描述對于示出本發(fā)明的特征是不必要的，則將其省略。

本發(fā)明提供的一種背光系統(tǒng)的一個典型實施例的相關示意圖如圖1～2所示，所述背光系統(tǒng)包括具有背板的背光模組5及光纖導光裝置10，所述光纖導光裝置10包括采光組件1、光纖2及散射組件3，所述散熱組件3設于所述背板上。

其中，所述采光組件1主要用于采集外界光線并將采集的外界光線匯聚至光纖2的入光端處，所述光纖2主要用于傳導所述采光組件1匯聚至入光端的外界光線，所述散射組件3設于所述背板上，該散射組件3主要用于將所述光纖2傳導過來的光線進行散射出去以充當背光源。

需要說明的是，光纖2包括與采光組件1相接的入光端及與散射組件3相接的出光端；光纖2利用的是當光線以大于臨界角的入射角從入光端入射至光纖2中是會發(fā)生全反射，而由于光纖2外包層做了特殊處理，因此光線從出光端傳導出來時其傳導損耗很小。

優(yōu)選地，所述采光組件1包括設于所述光纖2入光端處的準直鏡12及設于所述準直鏡12前端且用于使光線匯聚于所述準直鏡12上的凸透鏡11；所述散射組件3包括用于將光纖2的出光端傳導出來的光線向周圍散射出去的散射器31，所述散射器31設于所述背板上。更佳地，所述光纖2選用64芯光纖，并且該背光系統(tǒng)中設有若干根光纖2，每根光纖2的入光端處皆設有準直鏡12，每根光纖2的出光端皆接有散射器31，并且采光組件1中可設置多個與每根光纖2的入光端處的準直鏡12一一對應的凸透鏡11，所述采光組件1也可根據(jù)需求和設計要求設置不與每根光纖2的入光端處的準直鏡12一一對應的凸透鏡11，例如，多個準直鏡12與一個凸透鏡11配合工作；其中，所述凸透鏡11對光線具有匯聚作用，其可將光線匯聚成一光斑，其不僅是平行光束的匯聚，還能集中光強。

背光系統(tǒng)工作時，所述凸透鏡11采集外界光線并將光線匯聚至設于各光纖2的入光端處的準直鏡12，匯聚的光線經(jīng)準直鏡12入射至光纖2中，然后光線在光纖2中以全反射的方式傳導至出光端處，并經(jīng)設于背光模組5中的背板上的散射器31散射出去以充當背光模組5中的背光源。由于該背光系統(tǒng)可通過光纖導光裝置10將外界光線進行采集匯聚并通過光纖2傳導至背光模組5中充當背光源，因此背光源的亮度可隨外界環(huán)境光亮度的變化而變化，當外界環(huán)境亮度增加時，背光源的亮度也會同步增加，該背光系統(tǒng)可無需額外通過增加功耗來提升背光源亮度和增強顯示的對比度，避免了因增強顯示對比度而同步增加功耗，進而使得溫度過高影響相應器件的顯示效果、顯示穩(wěn)定性及使用壽命等，同時也可避免因增加功耗而增加體積較為笨重龐大的散熱裝置以占用車內空間的問題。

請參見附圖3所示，本發(fā)明提供了一種背光系統(tǒng)的另一實施例的結構示意圖，該實施例與上述實施例的區(qū)別主要在于：所述光纖導光裝置10還包括角度調節(jié)組件4，所述角度調節(jié)組件4主要用于實時調整所述采光組件1的采光角度。

優(yōu)選地，所述角度調節(jié)組件4包括光電轉化器、時鐘、驅動裝置及控制器，所述控制器用以實時接收所述光電轉化器與時鐘器傳送的信息并根據(jù)該信息控制所述驅動裝置實時調整所述采光組件1的采光角度；所述光電轉化器、時鐘器及驅動裝置皆與所述控制器電性連接。當然，該角度調節(jié)組件4也可根據(jù)實際應用場景和需求而不設置所述時鐘；所述角度調節(jié)組件4也還可包括電源電路鍵盤。

需要說明的是，所述角度調節(jié)組件4的采樣速度可達100mhz，跟蹤外界光線(如太陽能)的精度約為0.2～0.4度；所述驅動裝置用于驅動采光組件1中的凸透鏡11調整其受光面角度，以使所述外界光線的照射方向與所述采光組件1中的受光面滿足預設關系，從而以便所述凸透鏡11的受光面一直處于較佳的采光位置，進而有便于裝有該背光系統(tǒng)的顯示裝置能有效降低功耗及確保顯示效果與顯示穩(wěn)定性，同時極大地提高了本背光系統(tǒng)的智能化。

所述角度調節(jié)組件4工作時，所述光電轉化器實時將光線轉化為電信號(電信號的強弱由光線強度決定)并傳導至所述控制器，所述控制器即可根據(jù)電信號的強弱實現(xiàn)對采樣的光線強度實施分析判斷并得出判斷結果，然后所述控制器再向所述驅動裝置發(fā)送相應的控制指令，驅動裝置根據(jù)控制指令執(zhí)行相應的操作，而此時所述凸透鏡11的受光面角度由驅動裝置所執(zhí)行的相應操作所決定，若控制器向驅動裝置發(fā)送的是帶動凸透鏡11的受光面向上偏轉的相關指令，則驅動裝置驅動凸透鏡11的受光面向上調整，若控制器向驅動裝置發(fā)送的是維持凸透鏡11的受光面現(xiàn)在所處角度的相關指令，則驅動裝置不驅動所述凸透鏡11的受光面進行偏轉。當然，若設置有時鐘，時鐘的相關信息也可作為控制器作出分析判斷并下發(fā)相應指令的一個重要參數(shù)。

例如，在太陽從早上東邊的升起位置升至中午的頂部位置的過程中，所述角度調節(jié)組件4即可通過光電轉化器與控制器及再結合時鐘實時分析判斷出太陽光線的照射方向，從而通過控制器實時向驅動裝置發(fā)送相關控制指令以驅動凸透鏡11的受光面作相應調整，進而使得所述凸透鏡11的受光面角度也能夠實時跟蹤太陽從正對東邊位置(早上時)偏轉至正對頂部位置(中午時)，以此實現(xiàn)始終最大化利用光源并在確保顯示效果的同時能夠最大程度的降低功耗。

相應地，本發(fā)明還提供了一種顯示裝置，該顯示裝置應用了本發(fā)明任一技術方案所述的背光系統(tǒng)。

需要說明的是，該顯示裝置上除所述背光系統(tǒng)外的其他部件的結構可為能夠與該背光系統(tǒng)兼容的現(xiàn)有技術或新技術中所公開的結構一致。該顯示裝置可為戶外顯示裝置、投影顯示裝置及抬頭顯示裝置等，優(yōu)選為車載抬頭顯示裝置。

進一步地，所述背光模組5還包括若干發(fā)光二極管52，所述光纖2設有多根，各發(fā)光二極管52與各光纖2出光端處的散射器31按照預設組合方式設于背板51上(請參見附圖4所示)，另外，所述顯示裝置還包括用于根據(jù)顯示畫面的對比度而可實時調節(jié)各所述發(fā)光二極管52亮度的亮度調節(jié)控制器。優(yōu)選地，所述發(fā)光二極管52為oled或led。

該顯示裝置可利用發(fā)光二極管52自發(fā)光和通過光纖導光裝置10傳導過來的外界光共同充當背光源，外界光線越強，通過光纖導光裝置10傳導過來的光線就越強，而該顯示裝置所需要發(fā)光二極管52自發(fā)光亮度就會相對變弱，從而使得所需要發(fā)光二極管52的輸出就相對會變小，進而就可減少發(fā)光二極管52的輸出功率，以實現(xiàn)降低功耗。

由于該顯示裝置中有部分背光源是通過光纖導光裝置10將外界光線實時傳導而來，因此，該顯示裝置的背光源的整體亮度可隨外界環(huán)境光亮度的變化而變化；例如，當外界環(huán)境亮度增加(如陰暗天氣突然放晴或在晴朗白天顯示裝置隨車被移至出陰暗隧道)時，背光源的整體亮度也會同步增加，此時，為了使投影出來的顯示畫面亮度處于人眼觀看舒適的范圍內，可通過亮度調節(jié)控制器調低各發(fā)光二極管52的發(fā)光亮度(即降低各發(fā)光二極管52的輸出功率)，以降低背光源的整體亮度，進而使該顯示裝置投影出來的顯示畫面處于人眼觀看舒適的范圍內，避免了因外界環(huán)境亮度增加而需同步增加功耗來提升背光源亮度以確保顯示的對比度，同時也可避免因增加功耗而增加體積較為笨重龐大的散熱裝置以占用車內空間的問題。當然，當外界環(huán)境亮度降低(在晴朗白天顯示裝置隨車被移至陰暗隧道或在夜晚使用該顯示裝置)時，也可通過亮度調節(jié)控制器調高各發(fā)光二極管52的發(fā)光亮度以提高背光源的整體亮度，進而確保投影出來的顯示畫面效果和顯示穩(wěn)定性，同時有便于實現(xiàn)智能化調節(jié)控制所述顯示裝置投影出去的顯示畫面亮度。

相應地，本發(fā)明還提供了一種汽車，該汽車上設有上述任一技術方案所述的顯示裝置，該顯示裝置中的采光組件設于外界光線能夠照射到的區(qū)域。

需要說明的是，該汽車上除所述顯示裝置外的其他部件(如車體)的結構可為能夠與該顯示裝置兼容的現(xiàn)有技術或新技術中所公開的結構一致。所述采光組件1可設于儀表板上或車頂?shù)任恢茫鲲@示裝置優(yōu)選為車載抬頭顯示裝置且該顯示裝置中的采光組件1設于汽車頂部。

當然，本發(fā)明中的顯示裝置也可用于投影儀、投影電視、戶外顯示屏及飛機等產品上；另外，本發(fā)明中所述的“外界”(如外界光線、外界環(huán)境中的“外界”)主要泛指所述背光系統(tǒng)中所包含的部件本體之外的區(qū)域，例如，各器件中的殼體所包裹以外的區(qū)域。

綜上，本發(fā)明不僅可在一定程度上實現(xiàn)低功耗高亮度，有效地確保顯示效果與顯示穩(wěn)定性，同時也可延長相應部件的使用壽命，降低維護、維修成本，以及可減少相關器件數(shù)量、簡化結構、降低相應裝置或系統(tǒng)的整體重量及節(jié)約成本與車內原本就較為狹小有限空間。

雖然上面已經(jīng)示出了本發(fā)明的一些示例性實施例，但是本領域的技術人員將理解，在不脫離本發(fā)明的原理或精神的情況下，可以對這些示例性實施例做出改變，本發(fā)明的范圍由權利要求及其等同物限定。