[发明专利]背光源系统

说明书

技术领域

本发明整体涉及为显示器提供有效照明的照明系统。

背景技术

光导与光源(诸如，发光二极管(LED))一起使用以用于多种照明应用。在一个具体应用中，光导通常用于为LCD显示器提供照明。光源通常将光发射到光导内，特别是在需要很薄型背光源内的情况下，如在膝上型计算机显示器中。光导为相对薄的透光固态板，其长度和宽度尺寸接近于背光源输出区域的尺寸。光导装置利用全内反射(TIR)使从安装在边缘的灯发出的光穿过整个光导装置的长度或宽度传送或引导至背光源的相对边缘，并且在光导装置的表面上设置有不均一的局部提取结构图案，从而将此已引导光的其中一些朝向背光源的输出区域从光导装置中重新导出。此类背光源通常还包括光管理膜，诸如设置在光导后面和下面的反射材料以及设置在光导前面或上面的反射偏振膜和棱柱增亮膜(BEF)，以增加同轴亮度。

由于最常用的光源(诸如LED)具有相对较大的高度和发射角范围，因此光导的厚度通常为相应厚的以有效地耦合光。用于液晶显示器的常规照明装置在美国专利公开2009/0316431中有所描述。常规照明装置将来自光源的光耦合到平面光导。光导通常与光源具有大致相同的高度，因为降低光导的高度将降低从光源到光导的耦合效率。

然而，普通的膜式光导或板式光导的显著缺点为LED的小纵横比与光导的极大纵横比之间的失配。LED具有约1:1至约4:1的典型纵横比，而边缘光导可具有约20:1至多达约100:1或更大的纵横比。这种失配通常导致光导中的光与从LED发射的光相比具有较高的展度(也称为通过量)。这种高展度继而导致光导需要增加厚度，并且导致光导在一个或多个面上需要空气界面。因此，光导可厚于液晶显示器模块，并且空气界面可限制某些应用，诸如触摸和触觉应用。

发明内容

在本发明的一个方面，光学系统包括发射光的光源、用以基本上准直光的准直结构、用以接收基本上准直的光并且输出光的转换器单元、和用以从转换器单元接收光的背光源光导，所述基本上准直的光具有照亮第一纵横比的区域，所述输出的光具有照亮第二纵横比的区域，并且所述第二纵横比是所述第一纵横比的至少四倍。

在一个方面，光展度基本上得到保持。

本发明的上述发明内容并非意图描述本发明的每个例示的实施例或每种实施方式。附图以及随后的具体实施方式更具体地举例说明了这些实施例。

附图说明

结合以下附图可更好地理解本发明的实施例。附图中的元件未必相对于彼此按比例绘制。

图1为根据本发明的一个方面的示例性背光源系统的等轴视图。

图2A为根据本发明的另一个方面的背光源系统的转换器单元的等轴局部视图。

图2B为根据本发明的另一个方面的背光源系统的转换器单元的转向部分的等轴局部视图。

图2C为根据本发明的另一个方面的背光源系统的转换器单元的转向部分的另一个等轴视图。

图2D为根据本发明的另一个方面的背光源系统的转换器单元的变形光导部分的等轴视图。

图2E为根据本发明的另一个方面的背光源系统的转换器单元的变形光导部分的另一个等轴(底侧)视图。

图2F为根据本发明的另一个方面的背光源系统的转换器单元的变形光导部分的侧视图。

图2G为根据本发明的另一个方面的背光源系统的耦合元件部分的等轴视图。

图2H为根据本发明的另一个方面的背光源系统的耦合元件部分的另一个等轴视图。

图2I为根据本发明的另一个方面的背光源系统的转换器单元的另一个等轴视图。

图2J为根据本发明的另一个方面的背光源系统的可供选择的转换器单元的等轴视图。

图2K为根据本发明的另一个方面的背光源系统的另一个可供选择的转换器单元的输入面的前视图。

图2L为图2K的可供选择的转换器单元的输出面的前视图。

图3A为根据本发明的一个方面的进入转换器单元的、具有约1:1至约2:1的纵横比(X:Y)的示例性光束的横截面图示。

图3B为根据本发明的一个方面的离开转换器单元的、具有约50:1的纵横比(X:Y)的示例性光束的横截面图示。

图4为根据本发明的另一个方面的示例性光源单元的等轴视图。

图5A为根据本发明的另一个方面的示例性背光源光导的等轴局部视图。

图5B为根据本发明的另一个方面的示例性背光源光导单元的示意图。