[发明专利]照明转换器

说明书

背景技术

空间光调制器(特别是包括液晶显示器(LCD))通常使用背光源或前光源为显示器提供光。这些光的通用光源是发光二极管(LED)，其中LED要么直接位于LCD下面(所谓“直下式”)、要么照亮设置在LCD下方的波导管边缘(所谓“侧光式”)，或这二者的组合。在背光源由照亮波导管的LED阵列组成的组合的一个例子中，波导管平铺形成背光源。

光学波导管可以是平坦片材或可以是锥形的，并且可以具有涂覆有反射材料的边缘，例如金属带。波导管通常通过将树脂模铸或浇铸为接近最终形状或最终形状而制造，或由较大的片材加工得到。

发明内容

本公开整体涉及能够将光从一种几何形式转换为另一种的照明转换器。具体地讲，所述照明转换器能够将环形光源(例如LED)转换为可用于侧光式波导管中的线性光源，所述侧光式波导管可用于显示器的背光源中。在一个方面，本发明提供包括可见光透明膜的螺旋缠绕部分和可见光透明膜的平面部分的照明转换器。可见光透明膜的螺旋缠绕部分包括中心轴，其中可见光透明膜围绕该轴缠绕；垂直于中心轴的光输入表面，所述光输入表面包括可见光透明膜的第一边缘；反射表面，其包括与可见光透明膜的第一边缘成45度角设置的可见光透明膜的第二边缘；以及平行于中心轴的光输出区域。可见光透明膜的平面部分从可见光透明膜的螺旋缠绕部分切向延伸至可见光透明膜的光输出边缘。

在另一个方面，本发明提供包括照明转换器和发光二极管(LED)的背光源。照明转换器包括可见光透明膜的螺旋缠绕部分和可见光透明膜的平面部分。可见光透明膜的螺旋缠绕部分包括中心轴，其中可见光透明膜围绕该轴缠绕；垂直于中心轴的光输入表面，所述光输入表面包括可见光透明膜的第一边缘；反射表面，其包括与可见光透明膜的第一边缘成45度角设置的可见光透明膜的第二边缘；以及平行于中心轴的光输出区域。可见光透明膜的平面部分从可见光透明膜的螺旋缠绕部分切向延伸至可见光透明膜的光输出边缘。LED邻近光输入表面设置，并且能够将光注入光输入表面。

上述发明内容并非意图描述本发明的每个所公开的实施例或每种实施方式。以下附图和具体实施方式更具体地举例说明了示例性实施例。

附图说明

整个说明书都参考了附图，在附图中，类似的附图标号表示类似的元件，并且其中：

图1示出了照明转向器的示意性透视图；

图2A-2C示出了照明转换器的示意性透视图；并且

图3示出了照明转换器系统。

附图未必按比例绘制。附图中所使用的类似标号是指类似部件。然而，应当理解，使用标号来指代给定附图中的部件并非意图限制另一附图中使用相同标号标记的部件。

具体实施方式

本发明描述了用于空间光调制器显示器中的背光源或前光源的配光器件。配光器件通常可描述为接受来自光源(例如点光源或其他小横截面积光源)的输入光并将光转换为可用于(例如)照亮波导管边缘的线光源的照明转换器。

在一个具体实施例中，照明转换器可包括至少一个LED、用于LED发出的光的集光器以及切出了输入边缘、输出边缘和反射边缘的透明膜。在一个具体实施例中，输入边缘和输出边缘形成直角，并且反射边缘相对于输入和输出边缘成45度角。膜可以卷成圆柱体形状，且离输出边缘最远的输入边缘位于圆柱体的中心，圆柱体的轴与输出边缘平行，并且此时集光器的输出照亮输入边缘形成的圆柱体末端。

侧光式照明相对于直下式照明更具优势，这是因为波导管较薄、且同时实现了均匀照明的显示器。然而，侧光式照明面临着多个挑战。波导管边缘的纵横比(例如，宽度比厚度)通常极高，通常超过10∶1或甚至超过100∶1，而典型的LED具有的纵横比接近1。在试图将LED耦合到波导管边缘以充分照亮显示器时，这可能会产生多个问题。在一些情况下，通常只有少量LED用于照亮波导管的一个或多个边缘，这可能在整个波导管表面上产生LCD照明的不均匀度。在一些情况下，光学系统的集光率可能提高，导致所需的波导管厚度增大。这可能导致利用不同增益膜的背光源的光循环系统效率出现潜在的下降。

在一些情况下，LED侧光式显示器使用多种方法中的一种来产生白光。一种此类方法是将荧光粉加到紫外光(UV)或蓝光LED中，通过降频转换发射的辐射而产生白光。通常情况下，荧光粉增加小型LED集光率的程度比增加大型LED的集光率的程度更大。另一种产生白光的方法是将LED发射的红光、绿光和蓝光组合。常规的侧光式波导管可能很难使用此类颜色组合光学系统来降低集光率。