[发明专利]背光显示器中横向扩散光的光学元件和使用该元件的系统

说明书

相关申请

本申请涉及下述申请：与本发明同日提交并具有代理人卷号no.60708US002的名称为“颜色混合照明光单元和使用该单元的系统(COLOR MIXING ILLUMINATION LIGHT UNIT AND SYSTEMUSING SAME)”的美国专利申请No.11/166,722；与本发明同日提交并具有代理人卷号no.60709US002的名称为“边缘照明显示器中用于使光横向扩散的光学元件和使用该光学元件的系统(OPTICALELEMENT FOR LATERAL LIGHT SPREADING IN EDGE-LITDISPLAYS AND SYSTEM USING SAME)”的美国专利申请No.11/167,003；与本发明同日提交并具有代理人卷号no.60975US002的名称为“照明元件以及使用该元件的系统(ILLUMINATIONELEMENT AND SYSTEM USING SAME)”的美国专利申请No.11/167,001；以及与本发明同日提交并具有代理人卷号no.60976US002的名称为“偏振敏感照明元件以及使用该元件的系统(POLARIZATION SENSITIVE ILLUMINATION ELEMENT ANDSYSTEM USING SAME)”的美国专利申请No.11/167,019。

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一种光学系统，所述光学系统包括：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，其设置在所述成像面板的照明侧。受控透射镜位于所述成像面板和所述光源之间，并且包括朝向所述第一光源和第二光源的输入耦合元件以及朝向所述成像面板的输出耦合元件。所述受控透射镜还包括第一多层反射器，所述第一多层反射器设置在所述输入耦合元件和所述输出耦合元件之间，并与所述输入耦合元件和所述输出耦合元件的至少之一间隔开。所述第一多层反射器反射来自所述光源的法向入射光。所述输入耦合元件将从所述光源沿大致垂直于所述第一多层反射器的方向传播的光的至少一部分转向到透射通过所述第一多层反射器的方向。