[发明专利]照明系统、照明器和背光单元

说明书

技术领域

本发明涉及包括光源、漫射元件和镜面背反射器的照明系统。

本发明还涉及包括根据本发明的照明系统的照明器、包括根据本发明的照明系统的背光系统、以及包括根据本发明的背光系统的显示设备。

背景技术

这种照明系统本身是已知的。除其它之外，它们作为照明器用于通用照明目的，例如，用于办公室照明、商店照明或者例如橱窗照明。可替换地，这些照明系统用于照明例如珠宝展示于其上的(透明或半透明的)玻璃板或者(透明的)玻璃或合成树脂板。这些照明系统还用于例如从部分透明的图像的后面照明该图像的广告牌。

已知照明系统还可作为光源用在例如TV机和监视器的(图片)显示设备的背光系统中。这种类型的照明系统特别适合作为背光系统用于诸如液晶显示设备的非发光显示器，其中液晶显示设备也用LCD面板表示，其在(便携)计算机或(便携)电话中被使用。

作为照明器的上述类型的照明系统例如从日本专利申请JP04-276181是已知的。该照明器布置成用于经由反射器而间接照明，该反射器具有沿宽度方向向上突出的圆弧形截面，且具有在沿宽度方向的中心部分处逐渐向下渐缩的中心突出。该照明器包括位于沿具有开口的反射器壳体的宽度方向上的两个端部处的直管型荧光灯，该直管型荧光灯面向反射器的反射面。已知照明器具有的缺点为，该照明器在其光发射窗口上具有相对较差的均匀性。

发明内容

本发明的目的是提供具有改进均匀性的照明系统。

根据本发明第一方面，该目的是利用如权利要求1中限定的照明系统来实现。根据本发明第二方面，该目的是利用如权利要求12中限定的照明器来实现。根据本发明第三方面，该目的是利用如权利要求13中限定的背光系统来实现。根据本发明第四方面，该目的是利用如权利要求14中限定的显示设备来实现。根据本发明第一方面的照明系统包括光源、漫射元件和镜面背反射器，光源配置成将光发射朝向镜面背反射器，该镜面背反射器反射至少部分的由光源发射的光从而照射漫射元件，镜面背反射器的形状产生投射在漫射元件上的光通量在漫射元件各处基本上均匀的分布。

根据本发明的照明系统具有的效果为，镜面反射镜的使用允许由光源发射的光朝向漫射元件的受控反射。通过选择特定形状可以获得光通量在漫射元件各处基本上均匀的分布。漫射元件将来自光通量的投射光转换成预定角度的光发射分布，例如，来自漫射元件的基本上朗伯发射分布。在已知照明系统中，背反射器用于产生对房间的间接照射。这种间接照射减少用户可感受到的眩光。此外，已知照明系统包括光输出窗口，该光输出窗口为开孔从而允许反射光传播到房间内。该开孔主要缺点在于，传播到房间内的光的角度扩展完全由背反射器确定。为了产生从已知照明系统发射的光的相对宽的传播，背反射器的形状常常类似于抛物线或弧线。然而，在优化由已知照明系统发射的光的角度分布时，在照明系统的开孔各处的亮度变化通常不是最佳的。克服这个问题的一种可能方式是使用漫射反射的背反射器。这种漫射反射的背反射器可以相对容易地产生由已知照明系统发射的光的可预测角度分布。然而，通常需要附加措施将光均匀地分布在漫射反射的背反射器各处。这些附加措施可以是例如附加反射元件的形式，然而，这降低了已知照明系统的效率。

根据本发明的照明系统以相对较高的效率产生光在漫射元件各处的均匀分布，同时产生所发射光的可预测角度分布。这是通过使光源发射光朝向镜面背反射器来实现的。镜面反射器的形状产生光通量在光出射窗口各处的基本上均匀的分布。镜面反射器的形状可以借助相对常见的射线跟踪程序来获得。从镜面背反射器反射的光投射在漫射元件上的角度在漫射元件每个点处可以是不同的。漫射元件将以不同角度投射在漫射元件上的光转换成从根据本发明的照明系统发射的具有预定角度发射分布的光。目前，具有相对高效率的漫射元件在市场上是可获得的。由于光经由镜面背反射器发射朝向漫射元件以及由于镜面背反射器的形状，可以产生投射在漫射元件上的光通量的均匀分布，同时具有由本发明照明系统的漫射元件发射的光的可预测角度分布。由于镜面背反射器是光源和漫射元件之间的唯一反射元件，根据本发明的照明系统具有相对较高的效率。

为了产生在漫射元件各处的基本上均匀的通量，镜面背反射器的形状依赖于光源的发射分布。当例如光源为发射基本上朗伯发射轮廓的发光二极管时，或者当使用不同光源时，反射器可具有与具有不同发射轮廓的发光二极管的形状不同的形状。