照明系统和显示设备的利记博彩app

专利名称：照明系统和显示设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及 一 种用于照射显示器的照明系统。 本发明还涉及一种显示设备。
背景技术：
用于照射显示设备的照明系统本身是已知的。该照明系统尤其用作
非发射显示器中的背光系统，该显示器例如液晶显示设备，也称作LCD 板，其用于例如电视接收器、(计算机)监视器、(无绳)电话和PDA 中。这些照明系统还能够用于例如投影系统中，如数字投影仪，也称作 光束器，其用于投射图像或者显示电视节目、电影、视频节目或者DVD等。
为了减少显示设备中的运动模糊，已知的照明系统包括光源阵列， 其能够以扫描背光操作模式工作。为了实现扫描背光模式，对已知照明 系统中的光源阵列进行分割，从而能够选择性地照射显示器的各个部 分。可替代地，选择性照射可以例如以可调亮暗的背光操作模式用于已 知的照明系统中，从而增强显示设备的对比度。根据被特定光源照射的 部分图像的亮度容量，可以改变(例如，变暗)光源阵列中每个特定光 源的亮度。
US2004/0174706公开了 一种光学照明系统，利用该系统能够影响发 光设备发射光的发射方向。该光学系统包括多个发光设备，它们具有宽 光束延展并且空间上以阵列设置。该光学系统的实施例包括与各行发光 设备相邻设置的多个水平平面反射光学器件。水平反射光学器件在垂直 方向上提供了适中的离轴照射分布，并且在水平方向上提供了宽光束延 展。按照这种方式，将已知的照明系统分割，从而选择性地照射部分显 示器。
已知的照明系统的缺点在于反射光学器件典型地造成分段区域内 的亮度差。

发明内容
5本发明的目的在于提供一种亮度差减小的局部受限照明系统。 根据本发明的第 一 个方面，利用包括光源和光控制层的照明系统实 现上述目的，
该光源被设置为经由光控制层朝显示器发射光，来自光源的光以发 散光束沿着特定方向朝显示器上的预定区域发射，
该光控制层为半透明层，其包括具有不同于光控制层的折射率的部 分的设置，以用于将部分发散光反射回该预定区域。
根据本发明的照明系统的效果在于，光控制层中的所述部分的设置 通过将远离预定区域传播的一部分光反射回该预定区域，从而将光源发 出的光基本上限制在该预定区域内。可以改变设置在光控制层上的部分 的数量和/或所述部分在光控制层上的分布和/或基本上垂直于光控制层 的所述部分的尺寸，以控制远离该特定方向的光的分布，从而基本上投 射到预定区域上。在已知的照明系统中，平面反射光学器件与各行发光 设备相邻设置，以用于控制发出的光基本上保持在该预定区域内。按照 一定方式设置该平面反射光学器件，使得光源发出并且投射到显示设备 上预定区域之外的光反射回该预定区域。这种来自反射光学器件的反射 通常造成预定区域上的非均匀光分布。通过在光源与显示器之间应用根 据本发明的光控制层，光控制层中的所述部分的设置控制发出的光，使 得远离特定方向传播的光反射回该预定区域。通过利用用于控制发出的 光的多个部分，由于来自每个部分的反射造成的非均匀性在所述多个部 分上被平均，从而在预定区域上产生了更加均勻的光分布。此外，所述 部分的设置的分布可以适于进一步改善预定区域上光分布的均匀性。在 这样选择光控制层中的多个部分的设置时，光控制层控制从光源发出的 光，以基本上照射预定区域，并且控制该预定区域上光的均匀性。
当使用根据本发明的光控制层时的另 一 个优点是，其还控制部分反 向散射光，以使其基本上朝光源反向散射。反向散射光例如是从显示器 或者例如从设置在显示器与照明系统之间的另一层反射或散射的光。光 控制层中的所述部分的设置还将远离平行于特定方向的特定轴散射的 部分反向散射光反射回特定轴。由于光控制层中的所述部分的设置，部 分反向散射光反射回光源，并且可以通过例如反射再次用于照射预定区 域。在已知的照明系统中，反向散射光的主要部分朝例如另一光源散射， 该另一光源与光源相邻设置。随后，该反向散射光在该另一光源中反射回显示器，从而通常照射不同于该预定区域的另一预定区域。在例如以 扫描背光操作模式使用的已知照明系统中，反向散射光通常降低运动模 糊的减少。在例如以可调亮暗的背光操作模式使用的已知照明系统中， 反向散射光通常减少对比度的增大。根据本发明的照明系统包括设置在 显示器与光源之间的光控制层。该光控制层还将部分反向散射光反射回
域。因此，例二以二描背i操作模式使^、的根据本发曰;的照:明系统中的 光控制层有助于运动模糊的减少。例如以可调亮暗的背光操作模式使用 的根据本发明的照明系统中的光控制层有助于对比度的提高。
可替代地，光控制层中的所述部分的设置可以用于在光源的预定区 域与另 一光源的另 一预定区域之间生成预定的重叠。
在照明系统的实施例中，该部分包括基本上平行于特定方向设置的 壁。本实施例的优点在于，使用该基本上平行于特定方向设置的壁允许 保持由光源发出的光的角度分布。这些部分具有例如基本上为矩形的横 截面。在用于显示设备的照明系统中，优选地将具有相对宽的光束延展 的光源用于获得在该显示器上显示的图像的相对大的视角。理想的是， 应当在整个光学系统中保持该相对宽的光束延展。通过利用具有基本上 平行于特定方向设置的壁的部分，控制光源发出的光，从而基本上照射 该预定区域，同时基本上保持光源发出的光的角度分布。
在照明系统的实施例中，各部分之间的间距具有比所述部分的高度 小或相同的数量级，该部分的高度为该部分沿着基本上垂直于光控制层 的方向上的尺寸，该间距是在基本上平行于光控制层的方向上限定的。 这个实施例的优点在于，光在两个相邻部分之间的光控制层内部发生几 次反射，这增强了对于光在预定区域内的限制，并且同样增强了希望的 光控制层的效果。具有与所述部分的高度相同数量级的间距包括大于所
述部分的高度的间距，例如间距是所述部分的高度的4倍，或者间距是
所述部分的高度的6倍。
在照明系统的实施例中，所述部分之间的间距在光控制层上变化， 该间距是在基本上平行于光控制层的方向上限定的。本实施例的优点在
照射。" 、日。、''、、、''；,、'、/土 ' ■> 、 在照明系统的实施例中，所述部分的高度在光控制层上变化。例如，高度在接近从一个预定区域到另 一预定区域的过渡处增大，这使得将由 光源发出的光相对强烈地限制到预定区域。
在照明系统的实施例中，所述部分包括光控制层中的凹槽。本实施 例的优点在于，可以通过利用例如公知的刻蚀或者压印工艺相对高成本 效率地应用该凹槽。
在照明系统的实施例中，在光控制层背向光源的侧面生成凹槽，和 /或其中在光控制层面向光源的侧面生成凹槽。
在照明系统的实施例中，包含所述部分的光控制层是包含所述部分 的散射层。本实施例的优点在于，光控制层与散射层的组合可以减少在 显示器上生成良好图像所必须的部件，这样总体降低了该显示设备的成 本。
在照明系统的实施例中，沿着基本上平行于光控制层的大致直线设 置所述部分。本实施例的优点在于，沿着平行于光控制层的大致直线设 置的所述部分能够容易地用于一维阵列光源中。可以将沿着大致直线设
预定区域内。可替代地，可以将沿着大致直线设置的部分的设置用于控 制光源的预定区域与另 一 光源的另 一 预定区域之间的预定重叠。本实施 例的另一个优点在于，沿着大致直线设置的部分的设置使得光控制层对 于光控制层沿着平行于该直线的方向上的转变相对不敏感。这样简化了 光控制层在根据本发明的照明系统中的应用。
在照明系统的实施例中，沿着基本上平行于光控制层延伸并且被布 置为围绕特定方向的曲线设置所述部分。本实施例的优点在于，其可以 将光源发出的光限制在基本上具有任何形状的预定区域中。
在照明系统的另 一个实施例中，沿着基本上平行于光控制层延伸的 线设置所述部分的一部分，该线具有随机形状、随机长度和/或基本上随 机分布在光控制层上。当所述部分中的一部分基本上具有随机形状和/ 或分布时，所述部分的该部分可以改善光源对预定区域的照射的均匀 性，这是因为从这些随机形状和/或分布的部分反射的光基本上随机分布 在显示器上。
照明系统的 一个实施例包括具有所述部分的另 一光控制层部分，该 另一光控制层基本上平行于光控制层设置，所述部分沿着基本上平行于 另一光控制层延伸的其它线设置，并且基本上垂直于光控制层的线设置。本实施例的优点在于，光控制层与另一光控制层的组合使光源发出 的光在二维上基本上限制在预定区域内。
照明系统的另 一个实施例包括被设置为经由光控制层朝显示器发 出光的多个光源，每个特定光源被设置为照射显示器上的特定预定区
特定预定区域的部分的设置。本实施例特别有利于以扫描或者可调亮暗
的背光操作模式使用的照明系统。
在照明系统的一个实施例中，该多个光源中的每个光源包括发光二
极管、或者低压蒸汽放电灯、或者激光源。
在照明系统的 一 个实施例中，该特定方向对应于光源的光轴。 本发明还涉及一种包含4艮据本发明的照明系统的显示设备，以及一
种显示器。


通过参照下文中所述的实施例，本发明的这些及其他方面将变得显 然并纟皮阐明。
在附图中
图1A是根据本发明的显示设备的示意性前视图，而图1B是根据本 发明的显示设备的示意性横截面图，
图2是根据本发明的显示设备的详细的示意性横截面图，其具有多 个光源，
图3A、 3B和3C是光控制层的不同实施例的进一步详细的示意性 横截面图，
图4A、 4B和4C是光控制层的顶视图，其中沿着平行于光控制层
设置的线设置所述部分，以及
图4D是光控制层和另一光控制层的设置的透视图。 这些附图仅仅是示意性的，并未按比例画出。特别地为了清楚起见，
某些尺寸被强烈地夸大了 。附图中的相同部件尽可能以相同的附图标记表示。
具体实施例方式
图1A是根据本发明的显示设备10的示意性前视图。该显示设备10包括照明系统30和显示器20。该照明系统30被设置为照射显示器 20。该显示器20例如是已知的非发射显示器，其包括多个像素(由方 形阵列表示)。每个像素被设置为控制光源发出的光通过该像素的透射， 并且由此控制像素发射的亮度。选择不同像素的透射率能够使图像显示 在显示器20上。像素典型地包括具有不同滤色片(未示出)的多个子 像素(未示出)，并且同样它们控制预定颜色的光的透射，并且因此能 够使彩色图像显示在显示器20上。
图1B是根据本发明的显示设备10的示意性横截面图。该显示设备
10包括照明系统30。该照明系统30具有多个光源Sl、 S2、 ....... Sn
和用于控制光源S1、 S2、 ......、 Sn发出的光的光控制层40。照明系统
还可以包括其他光学元件，例如一个或多个散射层32，以提高光源S1、
S2、 ....... Sn发出的光经由光控制层40到达显示器20的均匀性。该一
个或多个散射层32可以设置在显示器20与光控制层40之间，和/或光
控制层40与该多个光源Sl、 S2、 ....... Sn之间。每个特定光源Sl;
S2; ......; Sn被设置为照射显示器20上的特定预定区域Al、 A2、 A3
(参见图2)。光控制层40包括部分46的设置(参见图2),其用于 控制每个特定光源Sl; S2; ......; Sn发出的光，从而基本上照射相应
的特定预定区域A1、 A2、 A3。有利的是，能够以扫描或者可调亮暗的
操作模式使用包含多个光源Sl、 S2........ Sn的照明系统30,这是本
领域技术人员公知的。可替代地，还能够以连续操作模式使用该多个光 源Sl、 S2.......、 Sn。
在图1B中，将光控制层40表示为照明系统30中设置的独立的层。 可替代地，可以将光控制层40施加到例如散射层32上或者照明系统30 中设置的另一层上，例如光导(未示出)的光出射表面(未示出)上， 或者例如亮度增强层(未示出)上，这是本领域技术人员公知的。还可 以将光控制层40嵌入例如夹在两个散射层32之间的层中。
图2是根据本发明的显示设备10的详细的示意性横截面图，其具 有多个光源S1、 S2、 S3。多个光源S1、 S2、 S3中的每个光源S1; S2; S3沿着特定方向01、 02、 03朝显示器20上的预定区域Al、 A2、 A3 发出发散光束60。在显示器20与光源S1、 S2、 S3之间，设置光控制层 40以控制由光源S1、 S2、 S3发出的光。该光控制层40是由半透明材料 构成的半透明层，并且包括部分46的设置，其具有与光控制层40不同的折射率。由于部分46与光控制层40之间的折射率差，该部分46可 以反射穿过光控制层40传播并且投射到从光控制层40到部分46的过 渡部分上的光。通过选择光控制层40中部分46的适当设置和/或分布， 可以控制光源S1、 S2、 S3发出的光在预定表面Al、 A2、 A3上的分布。 光控制层40可以控制光源Sl、 S2、 S3发出的光，以基本上照射预定区 域A1、 A2、 A3。此外，光控制层40可以例如通过部分46的分布来控 制光源S1、 S2、 S3发出的光在预定区域Al、 A2、 A3上的均匀性。
根椐本发明的光控制层40还具有以下优点，其还控制部分反向散 射光64(参见图3A、 3B和3C)使之基本上朝光源Sl、 S2、 S3反向散 射。反向散射光64例如从显示器20或者例如从设置在显示器20与光 源S1、 S2、 S3之间的另一层32 (参见图1B)被反射或散射。光控制层 40中的部分46的设置还将远离平行于预定方向01、 02、 03设置的预 定轴Ol、 02、 03而被散射的部分反向散射光64反射回预定轴Ol、 02、 03。由于光控制层40中的部分46的设置，部分反向散射光64反射回 到光源Sl、 S2、 S3中，并且可以例如通过反射再次用于照射预定区域 Al、 A2、 A3。因此，根据本发明的光控制层40基本上将光源Sl、 S2、 S3直接发出的光限制在预定区域Al、 A2、 A3、由于所述部分46的设 置和/或分布控制了对预定区域Al、 A2、 A3照射的均匀性、并且基本上 将部分反向散射光64基本上限制在预定区域Al、 A2、 A3内。
所述部分46可以包含例如空气，或者例如具有与光控制层40的半 透明材料相比不同折射率的其他半透明材料。可替代地，所述部分46 可.乂包含例如金属或者金属涂层，以反射光。
由图2所示的实施例能够看出，可以基本上平行于特定方向Ol、 02、 03设置所述部分。图2的实施例中所示的全部部分46基本上具有 相同的高度hl，这是平行于特定方向Ol、 02、 03的尺寸。可替代地， 部分46的高度hl可以改变；例如，高度hl在接近预定表面Al、 A2、 A3边缘的位置可以更大，并且在接近特定方向01、 02、 03与预定表 面Al、 A2、 A3之间相交的位置可以更小。该高度可以具有IO微米到 近似3毫米范围内的任何值。图2所示的部分46在整个光控制层40上 以基本上规则的图案设置。可替代地，部分46在光控制层40中的分布 可以改变；例如，所述部分可以以围绕特定方向01、 02、 03对称设置 的重复分布设置。被不同光源S1; S2; S3照射的每个预定区域Al; A2; A3可以重 叠。可以通过例如光控制层40来控制重叠的程度。如果预定区域不重 叠，则以例如相对于显示器20法线特定角度观看显示器20的观察者可 以看到明亮的或者暗的区域(未示出)，这是由照明系统30造成的。 通过例如借助光控制层40定义某些重叠，可以减少显示器20上的这种 亮度变化。
图2所示的光源Sl、 S2、 S3是用于照射显示器20的发光二极管 Sl、 S2、 S3。可替代地，可以使用低压蒸汽放电灯或者激光源。此外， 每个光源S1; S2; S3可以包括用于使由光源Sl; S2; S3发出的光在发 散光束60中朝显示器20发射之前混和的光混和腔(未示出)。
该特定方向Ol、 02、 03典型地与每个光源Sl、 S2、 S3的特定轴 01、 02、 03重合。例如，当光源Sl、 S2、 S3发出旋转对称的发散光 束60时，特定方向01、 02、 03可以与每个光源Sl、 S2、 S3的光轴
01、 02、 03重合。可替代地，例如，当光源Sl、 S2、 S3是纵向光源 Sl、 S2、 S3时，例如低压蒸汽放电灯Sl、 S2、 S3,该特定方向01、
02、 03可以对应于对称表面01、 02、 03。
图3A、 3B和3C是光控制层40、 41、 42、 44的不同实施例的进一 步详细的示意性横截面图。图3A、 3B和3C所示的示意性横截面图是 图2所示的虛线圓的详细视图。
图3A示出根据本发明的光控制层41的第一实施例。光控制层41 包括设置在光控制层41内的部分46的设置。所述部分46的高度hl、
h2.......、 h6在光控制层41上改变。越接近预定区域A1、 A2、 A3 (参
见图2)的边缘，部分46的高度hl、h2、.......h6越大。高度hl、h2.......h6
增大的效果是，可以改善对于光源Sl、 S2、 S3发出的光或者例如来自 显示器20的反向散射光64的控制，从而使其基本上照射预定区域Al、 A2、 A3。图3A所示的部分46具有大致矩形的横截面，并且由不同于 光控制层41的半透明材料的材料构成。
图3A中的虛线箭头表示了共同限定光源Sl、 S2、 S3发出的发散光 束60 (参见图2)的光线62。如图3A所示，光线62典型地以相对于 壁45的法线(未示出)的相对较大的入射角(未示出)投射到壁45上。 由于这个相对大的入射角，光线62从光控制层41与部分46之间的分 界面被反射。因此，远离光源S1、 S2、 S3的特定轴01、 02、 03传播的部分光被部分46反射回特定轴01、 02、 03,从而控制所发出的光使 之基本上保持在预定区域Al、 A2、 A3内。在特定轴Ol、 02、 03 (位 于图3A的右部)附近，两个部分46之间的间距P2相对4交大，而部分 46的高度h6相对较小。因为接近特定轴Ol、 02、 03的光源S1、 S2、 S3发出的光已经基本上平行于特定轴01、 02、 03传播，所以该部分 46的设置无需控制光使其基本上保持在预定区域A1、 A2、 A3内。在预 定区域Al、 A2、 A3的边缘(位于图3A的左部)附近，两个部分46之 间的间距P1相对较小，而所述部分46的高度hl相对较高。典型地由 光控制层41控制光源Sl、 S2、 S3发出的该部分光，其称作离轴部分光， 从而确保光基本上照射该预定区域Al、 A2、 A3。此外，可以使光源Sl、 S2、 S3发出并且从光源S1、 S2、 S3与显示器20之间设置的层反射的 光远离光源S1、 S2、 S3反射，例如朝预定区域A1、 A2、 A3之外的相 邻光源反射。因此在预定区域A1、 A2、 A3的边缘附近，也必须控制反 射光，以使其基本上照射预定区域Al、 A2、 A3。由于接近预定区域A1、 A2、 A3的边缘间距P1减小并且高度h6增大，因此控制光源S1、 S2、 S3朝显示器20发出的光以及来自例如显示器20的反向散射光64。基 本上控制从光源Sl、 S2、 S3发出的光以使其直接照射预定区域Al、 A2、 A3。基本上控制反向散射光64以使其朝光源Sl、 S2、 S3反射，并且随 后通过光源S1、 S2、 S3中的反射再次利用，从而也照射预定区域A1、 A2、 A3。
两个部分46之间的距离，也表示为间距P1、 P2，其可以具有与部
分46的高度hl、 h2、 ....... h6相同的数量级。这在图3A中由接近特
定轴Ol、 02、 03的P2所示的相对较大的间距P2表示。相同数量级包 括间距P1、 P2大于部分46的高度hl、 h2、 ......、 h6,例如间距P1、
P2是部分46的高度hl、 h2、 ...... 、 h6的5倍，或者间距P1、 P2是部
分46的高度hl、 h2、 ......、 h6的7倍。间距P1、 P2还可以小于部分
46的高度hl、 h2、 ....... h6。这在图3A中由接近预定区域Al、 A2、
A3边缘的Pl所示的相对较小的间距P1表示。
图3B表示了根据本发明的光控制层42的第二实施例。该光控制层 42包括如图3A所示的类似的部分48的设置。然而，当前该部分48是 具有大致矩形的横截面的凹槽。该凹槽48可以填满空气或者与光控制 层42的半透明材料相比不同折射率的其他材料。同样，部分48的高度
13hl、 h2........ h6以及部分48之间的间距P1、 P2在光控制层42上改
变，并且具有与上述(图3A)基本相同的效果。将凹槽用作部分48的 优点在于，能够利用例如公知的蚀刻或者压印技术相对容易地制造该凹 槽48。这使得能够高成本效率地生产该光控制层42。
图3C示出根据本发明的光控制层44的第三实施例。该光控制层 44同样包括以如图3B所示的类似配置设置的凹槽48。然而，图3C所 示的第三实施例与图3B所示的第二实施例的差别在于光控制层44的半 透明材料由散射材料构成(由灰色表示)。使用散射材料作为光控制层 44的半透明材料可以降低显示设备10的复杂度，使得能够以更低的成 本制造该光控制层，同时保持基本上相同的质量。尽管凹槽48的配置 与图3B所示的凹槽48相同，然而获得所需的对于光源Sl、 S2、 S3朝 显示器20发出的光的限制的最佳分布取决于例如光控制层44的散射材 料的质量。例如，如果投射到散射材料上的每条光线62基本上按照
Lambertian分布散射，则高度hl、 h2、 ....... h6的变化可能不是获得所
需限制所必须的。
图4A、 4B和4C是光控制层40、 41、 42、 44的顶一见图，其中部分 46、 48 (参见图3A和3B)沿着平行于光控制层40、 41、 42、 44延伸 的线52、 54设置。
图4A是光控制层40的顶视图，其中部分46、48(参见图1A和3B) 基本上沿着直线52设置，并且其中直线52之间的间距P2在光控制层 40上基本上恒定。所示的设置的优点在于该光控制层40对于光控制层 40沿着平行于直线52的方向的平移相对不敏感。这简化了光控制层40 在根据本发明的照明系统30中的应用。此外，使用直线52之间基本上 恒定的间距Pl使得光控制层40对于沿着垂直于直线52的方向的平移 也相对不敏感，由此再次简化了光控制层40的应用。图4A所示的顶牙见 图可以是如图2所示的光控制层的实施例的顶视图。部分46、 48可以 嵌入光控制层40 (如图2所示)中，或者可替代地，部分46、 48可以 是例如蚀刻到光控制层40的顶表面中的凹槽。而且，部分46、 48的高
度hl、 h2........ h6 (参见图3A到3C)在光控制层40的不同位置可
以是不同的，如图3A到3C所示的实施例中所示。可替代地，部分46、
48的高度hl、 h2、 ....... h6基本上可以是恒定的，如图2表示的实施
例所示。
14图4B是光控制层42的顶视图，其中部分46、 48的设置接近图3A 到3C所示的预定区域A1、 A2、 A3、 A4边缘具有减小的间距P1 (参见 图3A到3C)。接近预定区域A1、 A2、 A3、 A4的边缘间距P1、 P2减 小的优点在于，可以改善对于接近该预定区域Al、 A2、 A3、 A4边缘的光的控制。这能够使光源S1、 S2、 S3.......、 Sn(参见图2)发出的光基本上照射预定区域Al、 A2、 A3、 A4。预定区域Al、 A2、 A3、 A4 可以部分重叠(图4B中未示出)。而且，图4B所示的实施例对于平行 于直线52的平移相对不敏感。而且，部分46、 48可以嵌入光控制层42 中，或者它们可以是蚀刻到光控制层42的顶表面中的凹槽。而且，部 分46、 48的高度hl、 h2、 ....... h6可以改变。可替代地，所述部分的一部分(未示出)可以例如设置在基本上平 行于光控制层42延伸的线中，并且具有随机的形状(未示出)，同时 它们基本上随机分布(未示出)在光控制层42上。可以在例如预定区 域Al、 A2、 A3、 A4的中心使用这些随机形状和分布的部分(未示出)，从而改善光源S1、 S2.......、 Sn对于预定区域Al、 A2、 A3、 A4的照射的均匀性。图4C是光控制层40的顶视图，其中部分46、 48的设置被配置在 基本上平行于光控制层40延伸的曲线54中，并且围绕光轴Ol、 02、 03设置。本实施例的优点在于，能够将光源发出的光限制在预定区域 中，使其基本上具有任何形状。在图4C所示的实施例中，该曲线54是 圓形。可选的是，可以4吏用椭圆形。图4D是光控制层40和另一光控制层50的设置的透视图。该光控 制层40和另 一光控制层50具有沿直线52和其他线56设置的部分48。 光控制层40的直线52垂直于另一光控制层50的其他线56设置。使用 如图4D所示的光控制层40和另 一光控制层50生成了二维可控背光，其中光控制层40和另一光控制层50的叠层控制光源Sl、 S2、 ....... Sn(参见图2)发出的光，从而基本上照射该预定区域Al、 A2、 A3(参 见图2)。使用光控制层40和另一光控制层可以在二维上限制光源Sl、S2、 ....... Sn发出的光。每个光控制层40和另一光控制层50对于分别平行于直线52和其他线56的平移相对不敏感。可替代地，可以由先前 所述实施例取代光控制层40或者另 一光控制层50中的任意一个。应当注意，上述实施例仅说明了本发明而非限制本发明，并且本领域技术人员能够在不背离所附权利要求的范围的情况下设计出许多可 替代的实施例。例如，在全部实施例中，部分46或凹槽48沿着线52、 54、 56设 置，全部部分或凹槽基本上是平行或同心设置的。然而，由部分46或 凹槽48构成的几条线52、 54、 56还可能相交。特别是在由部分46或 凹槽48构成的部分线基本上随机(未示出)分布在光控制层40、 41、 42、 44上时。在权利要求中，括号中的任何附图标记不应构成对权利要求的限步骤的存在。元件之前的冠词"一，，不排除多个这样的元件的存在。可以 利用包含几个离散元件的硬件来实现本发明。在列举了几个装置的设备 权利要求中，可以由同一个硬件来实施这些装置中的几个。相互不同的 从属权利要求中叙述的某些措施这个起码的事实不表示这些措施的组 合不能有利地使用。
权利要求
1.一种用于照射显示器(20)的照明系统(30)，该照明系统(30)包括光源(S1、S2、S3、......、Sn)和光控制层(40、41、42、44)，该光源(S1、S2、S3、......、Sn)被设置为经由光控制层(40、41、42、44)朝显示器(20)发射光，来自光源(S1、S2、S3、......、Sn)的光以发散光束(60)沿着特定方向(O1、O2、O3)朝显示器(20)上的预定区域(A1、A2、A3)发射，该光控制层(40、41、42、44)为半透明层(40、41、42、44)，其包括具有不同于光控制层(40、41、42、44)的折射率的部分(46、48)的设置，以用于将部分发散光反射回该预定区域(A1、A2、A3)。
2. 根据权利要求1所述的照明系统(30),其中所述部分(46、 48)包括基本上平行于特定方向(01、 02、 03)设置的壁(45)。
3. 根据权利要求1或2所述的照明系统(30),其中各部分(46、 48)之间的间距(Pl)具有与所述部分的高度(hl、 h2、 h3、 h4、 h5、 h6)相比相同的或更小的数量级，所述部分(46、 48)的高度(hl、 h2、 h3、 h4、 h5、 h6)为所述部分(46、 48 )沿着基本上垂直于光控制层(40、 41、 42、 44)的方向上的尺寸，该间距(Pl)是在基本上平行于光控制 层(40、 41、 42、 44)的方向上限定的。
4. 根据权利要求1或2所述的照明系统(30),其中所述部分(46、 48)之间的间距(Pl、 P2)在光控制层(40、 41、 42、 44)上变化，该 间距(Pl、 P2)是在基本上平行于光控制层(40、 41、 42、 44)的方向 上限定的。
5. 根据权利要求1或2所述的照明系统(30),其中所述部分(46、 48)的高度(hl、 h2、 h3、 h4、 h5、 h6 )在光控制层(40、 41、 42、 44) 上变化，所述部分(46、 48)的高度(hl、 h2、 h3、 h4、 h5、 h6)为所 述部分(46、 48)在基本上垂直于光控制层(40、 41、 42、 44)的方向 上的尺寸。
6. 根据权利要求1或2所述的照明系统(30)，其中所述部分(46、 48)包括光控制层(40、 41、 42、 44)中的凹槽(48)。
7. 根据权利要求6所述的照明系统(30)，其中在光控制层(40、41、 42、 44)背向光源(Sl、 S2、 S3.......、 Sn )的侧面生成凹槽(48),和/或其中在光控制层(40、 41、 42、 44)面向光源(S1、 S2、 S3、.......Sn)的侧面生成凹槽(48)。
8. 根据前面任一项权利要求所述的照明系统(30)，其中包含所述部分(46、 48)的光控制层(40、 41、 42、 44)是散射层(44)。
9. 根据权利要求l、 2、 3、 4、 5、 6、 7或8所述的照明系统(30),其中所述部分(46、 48)沿着基本上平行于光控制层(40、 41、 42、 44)延伸的大致直线(52)设置。
10. 根据权利要求1、 2、 3、 4、 5、 6、 7或8所述的照明系统(30),其中所述部分(46、 48)沿着基本上平行于光控制层(40、 41、 42、 44)延伸并且围绕特定方向(01、 02、 03)设置的曲线(54)设置。
11. 根据权利要求1、 2、 3、 4、 5、 6、 7或8所述的照明系统(30),其中沿着基本上平行于光控制层(40、 41、 42、 44)延伸的线设置所述部分(46、 48)的一部分，该线具有随机形状、随机长度和/或基本上随机分布在光控制层(40、 41、 42、 44)上。
12. 根据权利要求9或IO所述的照明系统(30),其包括具有所述部分(46、 48)的另一光控制层部分(40、 41、 42、 44),该另一光控制层(40、 41、 42、 44)基本上平行于光控制层(40、 41、 42、 44)设置，所述部分(46、 48)沿着基本上平行于另一光控制层(40、 41、42、 44)延伸的其它线(56)设置，并且基本上垂直于光控制层(40、41、 42、 44)的线(52、 54)设置。
13. 根据前面任一项权利要求所述的照明系统(30),包括被设置为经由光控制层(40、 41、 42、 44)朝显示器(20)发出光的多个光源(Sl、 S2、 S3........ Sn),每个特定光源(Sl、 S2、 S3........ Sn)被设置为照射显示器(20)上的特定预定区域(Al、 A2、 A3),其中光控制层(40、 41、 42、 44)包括用于将每个特定光源(Sl、 S2、 S3........Sn)的部分发散光反射回相应的特定预定区域(Al、 A2、 A3)的部分(46、 48)的设置。
14. 根据权利要求13所述的照明系统(30)，其中该多个光源(S1、52、 S3........ Sn)中的每个特定光源(Sl; S2; S3; ......; Sn)包括发光二极管(Sl、 S2、 S3........ Sn)，或者低压蒸汽放电灯(Sl、 S2、53........ Sn)，或者激光源。
15. 根据前面任一项权利要求所述的照明系统(30)，其中该特定方向(Ol、 02、 03)对应于光源(Sl、 S2、 S3........ Sn )的光轴(Ol、,02、 03 )。
16. —种包括根据前面任一项权利要求所述的照明系统(30)和显示器(20)的显示设备(io)。
全文摘要
本发明涉及一种用于照射显示设备(10)的显示器(20)的照明系统(30)，以及一种显示设备。该照明系统包括光源(S1、S2、S3)和光控制层(40)。该光源经由光控制层朝显示器发射光，以照射显示器上的预定区域(A1、A2、A3)。该光以发散光束沿着特定方向(O1、O2、O3)朝预定区域从光源发射出来。该光控制层包括具有不同于光控制层的折射率的部分的设置(46)。所述部分被设置为将部分发散光朝该预定区域反射。根据本发明的措施的效果在于，在光控制层中所述部分的设置将光源发出的光以及反射回到光源的反向散射光基本上限制在预定区域内。
文档编号F21V7/00GK101631987SQ200880006434
公开日2010年1月20日 申请日期2008年2月20日 优先权日2007年2月27日
发明者F·皮尔曼, G·森尼尼 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司