[发明专利]具有顶帽式光输出分布的不对称转向膜

说明书

本发明公开了一种光学系统，该光学系统包括光导和转向膜，该转向膜包括第一主表面，其中第一主表面为基本上平滑的；和第二主表面，该第二主表面包括多个不对称微观结构，每个相应的不对称微观结构包括第一侧面，其中第一侧面为基本上平坦的；和第二侧面，该第二侧面包括限定基本上平坦表面的第一表面区段和限定非平坦表面的第二表面区段。

背景技术

转向膜可在显示和照明应用中使用，以更改从光学显示器发出的光的角分布。转向膜一般具有通过对光进行折射和/或反射来操作的特征部。转向膜可与光源结合使用以提供所需的输出光。

发明内容

所描述的不对称转向膜(ATF)可用于控制光的角分布，以提供具有光分布截光角和平顶区域的顶帽形光输出分布而无需吸收大量的光。

在一些示例中，本公开描述了一种光学系统，该光学系统包括光导和转向膜，该转向膜包括第一主表面，其中第一主表面为基本上平滑的；和第二主表面，该第二主表面包括多个不对称微观结构，每个相应的不对称微观结构包括第一侧面，其中该第一侧面为基本上平坦的；和第二侧面，该第二侧面包括限定基本上平坦表面的第一表面区段和限定非平坦表面的第二表面区段。

在一些示例中，本公开描述了一种光学系统，该光学系统包括光导和转向膜，该转向膜包括第一主表面，该第一主表面限定与第一主表面平行的基准平面，其中第一主表面为基本上平滑的；和第二主表面，该第二主表面包括多个不对称微观结构，每个相应的不对称微观结构包括第一侧面，其中第一侧面为基本上平坦的；和第二侧面，该第二侧面包括限定基本上平坦表面的第一表面区段，其中第一表面区段相对于基准平面的第一角度介于约40度和约70度之间，其中第一角度基于第一线性方程；和限定非平坦表面的第二表面区段，其中第二表面区段的形状基于三次方程或更高次方程，其中三次方程或更高次方程的一阶导数与第一线性方程匹配；限定基本上平坦表面的第三表面区段，其中第三表面区段相对于基准平面的第二角度介于约40度和约70度之间，其中第二角度基于第二线性方程，并且其中三次方程或更高次方程的一阶导数与第二线性方程匹配。

在一些示例中，本公开描述了一种光学系统，该光学系统包括具有基本上准直的光输入分布的光导和转向膜，该转向膜包括第一主表面，该第一主表面限定与第一主表面平行的基准平面，其中第一主表面是基本上平滑的；和第二主表面，该第二主表面包括多个不对称微观结构，每个相应的不对称微观结构包括第一侧面，其中第一侧面为基本上平坦的；和第二侧面，该第二侧面包括限定基本上平坦表面的第一表面区段，其中第一表面区段相对于基准平面的第一角度介于约40度和约70度之间，其中第一角度基于第一线性方程；和限定非平坦表面的第二表面区段，其中第二表面区段的形状基于三次方程或更高次方程，其中三次方程或更高次方程基于光输入分布，其中三次方程或更高次方程的一阶导数与第一线性方程匹配；限定基本上平坦表面的第三表面区段，第三表面区段相对于基准平面的第二角度介于约40度和约70度之间，其中第二角度基于第二线性方程，其中三次方程或更高次方程的一阶导数与第二线性方程匹配，并且源自光导并穿过第一主表面离开的光的至少60％被包含在第一组特征视角中，其中第一主表面限定与第一主表面正交的中心视角，其中第一组特征视角相对于中心视角介于约-35度和约35度之间。

在一些示例中，本公开描述了一种光学系统，该光学系统包括具有第一光输入分布的光导和转向膜，该转向膜包括第一主表面，该第一主表面限定与第一主表面平行的基准平面，其中第一主表面是基本上平滑的；和第二主表面，该第二主表面包括多个不对称微观结构，每个相应的不对称微观结构包括第一侧面和第二侧面，该第二侧面包括限定基本上平坦表面的第一表面区段，其中第一表面区段相对于基准平面的第一角度被配置成提供在第一视角附近截止的第一光分布；限定非平坦表面的第二表面区段，其中第二表面区段被配置成从第一视角到第二视角基于第一光分布提供基本上相似的相对亮度；限定基本上平坦表面的第三表面区段，其中第三表面区段的第二角度被配置成提供在第二视角附近截止的第二光分布。