[发明专利]偏振敏感照明元件以及使用该元件的系统

说明书

相关申请

本申请涉及以下申请：与本申请同日提交的、代理人卷号为No.60499US002的、名称为“OPTICAL ELEMENT FOR LATERALLIGHT SPREADING IN BACK-LIT DISPLAYS AND SYSTEMUSING SAME”的美国专利申请No.11/166,723；与本申请同日提交的、代理人卷号为No.60708US002的、名称为“COLOR MIXINGILLUMINATION LIGHT UNIT AND SYSTEM USING SAME”的美国专利申请No.11/166,722；与本申请同日提交的、代理人卷号为No.60709US002的、名称为“OPTICAL ELEMENT FOR LATERALLIGHT SPREADING IN EDGE-LIT DISPLAYS AND SYSTEMUSING SAME”的美国专利申请No.11/167,003；以及与本申请同日提交的、代理人卷号为No.60975US002的、名称为“ILLUMINATIONELEMENT AND SYSTEM USING SAME”的美国专利申请No.11/167,001。

技术领域

本发明涉及光学照明设备和显示器，更具体地涉及由直接照明背光源照明的标志和显示系统。

背景技术

液晶显示器(LCD)是用于诸如膝上型计算机、手持计算器、电子表、电视机等装置中的光学显示器。一些LCD，例如LCD监视器和LCD电视机(LCD-TV)是利用位于LCD面板正后方的多个光源直接照明的。通常被称为直接照明式显示器的该装置越来越普遍地应用于较大的显示器。一个原因是要获得一定水平的显示器亮度所需的光功率需求量按照显示器尺寸的平方增加。另一方面，沿显示器的侧面设置光源的可用空间仅随着显示器尺寸线性地增加。因此，逐渐形成如下观点：要获得一定水平的亮度，必须将光源置于面板背面而非设置在侧面。由于诸如LCD-TV等一些LCD应用需要显示器足够亮，以至于与其它应用相比可以在更远的距离进行观看，而且LCD-TV所需的视角比LCD监视器和手持装置所需的视角宽，因此更经常看到使用直接照明光源的LCD-TV，即使对于相对较小的屏幕尺寸也是如此。

一些LCD监视器和大多数LCD-TV通常由多个冷阴极荧光灯(CCFL)从背面照明。这些光源是线性的并沿显示器的整个宽度延伸，其结果是通过由较暗区域分隔开的一系列亮带照明显示器的背面。这种照明分布是不能满足要求的，因此通常使用扩散片使LCD装置背面的照明分布平滑。

目前，LCD-TV扩散片使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的聚合物基体，该聚合物基体具有包括玻璃、聚苯乙烯微珠和CaCO₃颗粒在内的多种分散相。当暴露在灯的高温下时，这些扩散片通常会发生变形或翘曲。此外，一些扩散片具有沿其宽度空间变化的扩散特性，以便使得LCD面板背面的照明分布更均匀。这种不均匀的扩散体有时称为印刷图案扩散体。它们制造起来较昂贵，并且由于该扩散图案在组装时必须对准照明光源而增加了制造成本。此外，需要定制化地挤出复合扩散片，以便于使扩散颗粒均匀地分散在聚合物基体中，这进一步增加了制造成本。

发明内容

本发明的一个实施例涉及光学系统，包括：成像面板，其具有照明侧和观看侧；以及至少第一光源和第二光源，其布置在所述成像面板的照明侧。受控透射镜位于成像面板与光源之间。所述受控透射镜包括：面向所述第一光源和所述第二光源的输入耦合元件和面向所述成像面板的输出耦合元件。在所述输入耦合元件与所述输出耦合元件之间布置有第一多层反射器。所述输出耦合元件是偏振敏感的，使得所述输出耦合元件基本上仅将一个偏振态的光从所述受控透射镜耦合出来。

本发明的上述概要说明不是为了描述本发明的每个示出实施例或者每种实施方式。下面的附图和具体实施方式更具体地说明这些实施例。

附图说明

结合附图根据以下对本发明各种实施例的详细描述可以更全面地理解本发明，其中：

图1示意性示出使用具有根据本发明原理的使光横向扩散元件的背光源的背光照明液晶显示设备；

图2A和图2B示意性示出根据本发明原理的受控透射镜的实施例的一部分的剖视图；

图3示意性示出根据本发明原理的受控透射镜的另一个实施例的一部分的剖视图；

图4A-图4D示意性示出根据本发明原理的用于受控透射镜的输入耦合元件的不同实施例的剖视图；