专利名称：光纤显示器及其显示方法
技术领域：
本发明涉及一种显示器及其显示方法，特别涉及一种利用光纤全反射特性来传送光的光纤显示器及其显示方法。
背景技术：
目前的市面上现有的显示器大致上可以分为下列几种1.CRT、2.液晶显示LCD、3.等离子显示PDP及4.投影机projector，其各方面的特性条列如下
由上表可以知道，不论是CRT、LCD、PDP或是Projector，都没有一种显示装置能同时具有，大面积，高亮度，高均匀度，低厚度及成本低廉的要求。
如图1所示，以CRT为例，当显示屏幕8尺寸越来越大时，阴极射线管5的末端尺寸也必须跟着放大，但由于物理上及技术上的限制，阴极射线管5和显示屏幕8之间的距离只能缩小到一定的程度，且当显示屏幕8的尺寸越来越大时，两者之间的距离也随着变大，使得CRT整体的厚度和重量都随之增加。
因此，为了要克服上述的缺点，我们需要发展一种新的显示方法及装置以满足上述各项的需求。
发明内容
根据上述传统现有方法所引起的缺陷，本发明之主要目的是提供一种光纤显示器及其显示方法。
本发明的再一目的是提供一种利用多个线状排列光源做为发射光源的一种光纤显示器及其显示方法。
本发明的再一目的是提供一种利用多面反射旋转镜与一集光装置来达成改变光行径路线的一种光纤显示器及其显示方法。
本发明的再一目的是提供一种利用光纤全反射特性来做为光传送介质的一种光纤显示器及其显示方法。
本发明的再一目的是提供一种利用光纤数组屏幕来达成放大光路的一种光纤显示器及其显示方法。
根据上述之目的，本发明提供了一种光纤显示器及其显示方法。首先，提供多个线状排列光源，可选自如紫外发光二极管(UV LED)、紫外激光二极管(UV Laser diode)、蓝光激光二极管(Laser diode)、蓝光发光二极管、紫光激光二极管及紫光发光二极管中的一种，并利用一外部电路控制每个光源的开及关。之后，利用一个或一个以上的反射旋转镜，例如反射旋转(多面)平面镜或反射旋转(多面)曲面镜，将多个线状排列光源发出的光反射扫瞄织成面状，并通过一凹面具有一集光层的弧形片状结构的集光装置来收集。接下来，利用连接在集光装置的多个条光纤将收集到的光传送到一光纤数组屏幕，再通过一涂覆有萤光层的屏幕将从光纤数组屏幕传送过来的光转换成可见光，并通过一微透镜(micro lens)初步分散此可见光，再利用一扩散层将此可见光进一步均匀扩散。该一个或一个以上的反射旋转镜的总长度也可以大于该多个线状排列光源的总长度。该一个或一个以上的反射旋转镜的总长度也可以小于该多个线状排列光源的总长度。
本发明的目的及诸多优点将通过下列具体实施例详细说明，及参照所附图标，而被完全的揭露。
图1为现有技术CRT显示器的概略示意图；及图2为本发明光纤显示器的概略示意图；图3为本发明光纤显示器的集光装置的局部放大示意图；图4为本发明光纤显示器的光纤显示面板概略示意图；图5为本发明光纤显示器的放大光路概略示意图；及图6为本发明光纤显示器的机械旋转运动扫描光路概略示意图。
具体实施例方式
本发明的一些实施例会详细描述如下，其中，组件的不同部份并没有依照实际尺时绘制。某些尺度与其它部份相关的尺度比系被夸张的表示以提供更清楚的描述以帮助熟悉本技术的相关人士了解本发明。
实施例如图2所示，其显示状况条件为帧频率(frame frequency)1/60秒，亦即刷新周期(refresh period)为16.7m sec；分辨率为XGA，即1024(x3)x768 pixels。首先，利用一外部电路100控制多个线状排列光源70的开及关，其中，该多个线状排列光源可以是UV LED、UV Laser diode、蓝光Laser diode及蓝光LED、紫光Laser diode及紫光LED中的一种，本实施例采用3072个UV LED。之后，利用一个或一个以上的反射旋转镜，在此为一八角平面镜80(即每转1/8圈扫描一个画框)，但也可以采用反射旋转平面镜、旋转双面、三角、四角…到二十角平面镜之其中一种，或是采用反射旋转曲面镜、旋转双面、三角、四角…到二十角曲面镜中的一种；此外，此旋转镜80的总长度可大于、等于或小于多个线状排列光源70的总长度，在此为相同长度；再配合一马达90(转速为(1/8)/0.0167rev/sec＝7.5rev/sec＝450rpm)将多个线状排列光源70发出的光反射扫织成面状，并通过一集光装置60来收集。马达90可为步进马达、微步进马达或伺服马达，在此为一步进马达；如图3所示，此集光装置60在此为一弧形片状构造60，凹面朝向八角平面镜80且设有一集光层55用以收集由八角平面镜反射过来的光；凸面则具有多个呈矩阵排列的光纤连接点68，每一点皆设置有一条光纤50连接到具有多个呈矩阵排列的光纤连接点58的光纤数组屏幕40，其中，每一个光纤连接点58可连接有一条、或多条光纤。接下来，利用连接在集光装置60的多条光纤50将光传送到光纤数组屏幕40(此光纤50为一整束3D立体的结构，非仅有上、下两排而已)，再通过一涂覆有萤光层的屏幕30将从光纤数组屏幕40传送过来的光转换成可见光，并通过一微透镜35(micro lens)初步分散此可见光，再利用一扩散层20将此可见光进一步均匀扩散。
另外，本发明的光纤显示器各构件依功能区分又可分为下面几类<1>光纤显示面板由光纤数组屏幕和具萤光层的屏幕所组成，并可视实际需要在具萤光层的屏幕上依序设置一微透镜和一扩散层，如图4所示；<2>放大光路其用以将集中在小面积的光讯号转换成大面积的投射范围，由光纤数组屏幕、具萤光层的屏幕及集光装置所组成，如图5所示；及<3>机械运动扫描光路其用以将多个线状排列光源所发出的光扫反射描织成面状，由多个线状排列光源和一个或一个以上的单面(或多面)的平面(或曲面)的反射旋转镜，以及一马达所组成，如图6所示。
通过上述的显示方法及装置，本发明可以达到许多卓越的进步及优点，说明如下第一个优点，由于是利用光纤数组来放大影像，因此在画面四周不会产生如使用驰返变压磁场或镜头放大影像的CRT或投影器般有画面变形弯曲的问题；第二个优点，不同于CRT内的光在阴极射线管中行进的方式为不透过任何介质，或是LCD中的光的行进系透过液晶介质，本发明采用光纤作为光传送的介质。由于光在光纤内为接近100％的全反射状态，因此本发明的亮度相较于其它显示器可以大为的提高，且具有良好的均匀度；第三个优点，由于光纤本身直径极细且具有极佳的可挠曲性，因此可以将光纤显示屏幕与线状排列光源及反射旋转镜三者间的距离缩减至极短的距离，且线状排列光源、反射旋转镜及集光装置都可设计得非常小，并置于显示屏幕的下侧或外侧，因此本发明之光纤显示器的厚度相较于投影器和CRT可以大幅的减少，可控制在100mm以下；及第四个优点，由于本发明采用光纤做为光传递及光路放大的介质，因此不会有LCD制程在大面积面板的良率低的问题，故可具有与PDP和投影器相等、甚至是更为大型的显示面积，其显示范围约在20inch到200inch。
以上仅为本发明之较佳实施例而已，并非用以限定本发明之申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示之精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在本专利申请的范围内。
主要部份之组件编号5 阴极射线管8 显示屏幕20 扩散层30 涂覆有萤光层的屏幕35 微透镜40 光纤数组屏幕50 光纤55 集光层58 光纤连接点60 集光装置68 光纤连接点
70 线状排列光源80 反射旋转镜90 马达100 外部电路
权利要求
1.一种光纤显示器，包括有多个发射出光的线状排列光源；机械运动扫描光路，设置于该多个线状排列光源的一侧，将该多个线状排列光源发出的光反射扫织成面状；放大光路，设置于该多个线状排列光源的另一侧，该放大光路收集、放大该机械运动扫描光路所形成的面状的光，且转换成可见光。
2.如权利要求1所述的光纤显示器，其特征在于，该多个线状排列光源可为紫外发光二极管、紫外激光二极管、蓝光激光二极管、蓝光发光二极管、紫光激光二极管及紫光发光二极管中的一种。
3.如权利要求1所述的光纤显示器，其特征在于，还包括有一外部电路与该多个线状排列光源相连接，以控制该多个线状排列光源的开及关及发光强度。
4.如权利要求1所述的光纤显示器，其特征在于，该机械运动扫描光路还包括有一个或一个以上的反射旋转镜，用以将由该多个线状排列光源所发射出的光反射扫织成面状，该一个或一个以上的反射旋转镜系通过步进马达、微步进马达或伺服马达中的一种来达到稳定的旋转状态，该一个或一个以上的反射旋转镜选自反射旋转平面镜、反射旋转双面镜、旋转三角、四角到二十角平面镜、以及反射旋转曲面镜、反射旋转双面曲面镜、旋转三角、四角到二十角曲面镜中的一种。
5.如权利要求1所述的光纤显示器，其特征在于，该放大光路包括光纤数组屏幕，具有呈矩阵形排列的多个光纤连结点，用以传递光线和连接呈矩阵排列的多条光纤；涂覆有萤光层的屏幕，设置于该光纤数组屏幕上，以将从该光纤数组屏幕入射过来的光转换成不同颜色的可见光，其与该光纤数组屏幕相结合而形成光纤显示面板；集光装置，它的一面具有多个光纤连接点，且通过多条光纤以与该光纤数组屏幕相连结，另一面则具有一集光层，用以收集由该机械运动扫描光路所形成的面状的光，该集光装置通过该多条光纤以将收集到的光传送到该光纤数组屏幕。
6.如权利要求5所述的光纤显示器，其特征在于，该集光装置为一弧形片状结构，该具有多个光纤连接点的一面为一凸面，该具有集光层的一面为一凹面。
7.如权利要求5所述的光纤显示器，其特征在于，该每一个光纤连结点连结有一条或者多条光纤。
8.如权利要求5所述的光纤显示器，其特征在于，该涂覆有萤光层的屏幕包括一初步分散转换后的可见光的微透镜。
9.如权利要求5所述的光纤显示器，其特征在于，该涂覆有萤光层的屏幕还包括一扩散层，用以扩散转换后的可见光。
10.一种光纤显示器的显示方法，其步骤为提供多个线状排列光源；利用一外部电路控制该多个线状排列光源个别的开、关及发光强度；利用一个或一个以上的反射旋转镜，将从该多个线状排列光源发出的光反射扫织成面状，并通过一集光装置来收集；利用连接在该集光装置的多条光纤将光传送到一光纤数组屏幕；再通过一涂覆有萤光层的屏幕将从该光纤数组屏幕传送过来的光转换成可见光。
全文摘要
本发明系为一种光纤显示器及其显示方法。首先，提供多个线状排列光源，并利用一外部电路控制每个光源的开及关。之后，利用一个或一个以上的反射旋转镜，将从多个线状排列光源发出的光反射扫描织成面状，并通过一集光装置来收集。接下来，利用连接在集光装置的多条光纤将光传送到一光纤数组屏幕，再通过一涂覆有荧光层的屏幕将从光纤数组屏幕传送过来的光转换成可见光。
文档编号G02B27/01GK1521531SQ03102520
公开日2004年8月18日 申请日期2003年2月9日 优先权日2003年2月9日
发明者李宗庭 申请人:广辉电子股份有限公司