[发明专利]照明模块

说明书

技术领域

本发明涉及照明模块和包括这样一种照明模块的灯或显示设备。

背景技术

近些年来，在诸如发光二极管(LED)的固态光源的亮度、发光功效和能力方面都有巨大的进步。这一进步使新的照明应用不再限于瞄准机会的市场(niche market)。可以实现的一种应用是表面的矩阵照明。在矩阵照明中，应用一个基本上呈平面状的照明模块，所说照明模块包括一系列光源，所说的光源发出准直光，以便在远处视场仍旧可以识别这些光源。一个例子是，用一个薄而平的照明模块照明一个桌子，所说的照明模块悬挂在距桌子的一定距离处。可以使用这样一种模块来传递状态或显示在表面上的非字母数字信息。当看电视时，通过使用矩阵照明当作环境照明从而将图像扩充至电视屏幕的边界之外，还可以使用矩阵照明来加强观察的感受。

至今已知的照明模块都是基于在液晶显示器(LCD)中使用的背光源，或者基于在某个表面上并排放置或分布的发光二极管集合。然而，在液晶显示器中使用的背光源只构成一个像素，并且提供基本上没有方向性的光(即没有充分准直地用于矩阵照明)。当配有准直器时，分立的发光二极管集合可以提供准直光，但没有给出均匀发射表面的外观。

JP10-082915公开了一种表面光源设备，其中光导板的后表面设有一个凹口，用于插入光源。将诸如发光二极管的光源压紧配合并固定在凹口内。形成的用于插入光源的凹口使得至少在凹口的前端较深的一侧的宽度较窄。结果，从光源向前发出的光入射到光导板的内侧上，同时用于插入光源的凹口的侧面横向折射所说的光。因此可能减小在光源的前方入射到光导板内部的光的数量。

与该现有技术照明模块相关的一个问题是，这种模块不能发出准直光，使得在远处视场还可以识别出照明模块的光源，同时在远处视场的表面上还得到均匀的光分布。换言之，该现有技术照明模块是不适合用作矩阵照明模块的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种适合于用作矩阵照明模块的照明模块。

为此，提供一种包括多个光源的照明模块，所述多个光源分布在光导板上，该光导板容纳所说的光源并且能够引导所说光源的光穿过所说板的至少一部分，其中所说的光导板包括一个或多个外部耦合结构，对于所说的外部耦合结构进行安排，以使由第一光源发出的光的至少一部分以及由相邻的第二光源发出的光的至少一部分在所说的光导板内混合，然后作为单个的基本上准直的混合光束离开所说的照明模块。

通过安置外部耦合结构以满足允许光在光导板内混合的条件可以获得适合于矩阵照明的照明模块，同时使照明模块发出的光基本上是准直的。外部耦合结构优选是光导板的一个组成部分。通过安排外部耦合结构使得两个或多个光源使用或共用一个外部耦合结构，就可以使光混合，从照明模块获得准直光。除了矩阵照明以外，按照本发明的照明模块还可以用于其它目的，其中包括用于液晶显示器的加亮背光源。

在本发明的一个优选实施例中，基本上在至少一个同心的外部耦合结构的中心，提供每一个光源。相对于外部耦合结构的光源中心位置可以实现相邻光源的光束的混合并使混合的最终光束随后准直。因此，获得的照明模块能够在表面上提供准直光束的均匀光分布，同时仍旧能够识别出各个准直的光束。准直光束包括至少第一光源和第二光源的光。

在权利要求3中定义的本发明的实施例的优点是制造简单。

在权利要求4中定义的本发明的实施例提供的优点是有效的外部耦合结构，可以用相对简单的方式在光导板内或在光导板上制造所说的外部耦合结构。通过加入另外的光学装置，例如在凹槽中的双凸透镜，可以加强或控制外部耦合功能。

在权利要求5中定义的本发明的实施例的优点是提高了准直光的输出方向的可预见性。优选地，外部耦合结构使得在光导板中穿行的光垂直击中所说的结构。与外部耦合结构平行传播的光的输出方向的预见性较低。不连续的结构可以减小这后一分量的贡献。在权利要求6中定义了本发明的一个特别有益的实施例。

在权利要求7中定义的本发明的实施例提供的优点是照明模块只发出具有特定极化状态的光，而从照明模块不会发出具有垂直的极化状态的光。以此方式，获得了发射准直极化光的背光源，这种背光源例如可以用在液晶显示监视器中。

在权利要求8中定义的本发明的实施例的优点是发光二极管(LED)具有小的形状因子，允许得到薄的平面照明模块。此外，发光二极管具有长的使用寿命、低的工作电压、几乎纯正的光谱颜色、光输出的快速调制和在导通和截止状态之间的快速切换。