[发明专利]照明系统和显示设备

说明书

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

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匀的光分布。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特定的轴，使得该部分反向散射光在光源中的反射之后还照射该预定区域。因此，例如以扫描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。