用于背光源和前灯的聚光本领－保持的照明光学器件制造技术

一种亮度保持的非成像的背光源（２０），它包括用于发射光线的发光光源（１０）、射入端（２１）、射出端（２３）、ＣＰＣ外形（２１）以及微结构的小平面（ｄ，ｄｄ），用于将向上反射的光线折射到这些小平面所共有的准直方向上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及照明，尤 及高亮度背光源和/或前灯。技术背景具有 光源亮度的输出亮度的器件通常被称作高 器件。与用于小显示器的数千 平方毫米相比，在很多情况下，t艮难实现用于非常小的光源的高亮度器件，例如单独的高 功率LED(例如，具有约2平方4^面积的LED)。劍射顿小光源的高亮度器件对于很多情况都是有益的。提供这样器件的成本和域复 杂度是受限制的。
技术实现思路
一些实施例中给出了使用小光源的背光激前灯的照明器件，例如单独的高功率发光二 极管(LED)。这样的LED现在可以达到用于齡中等尺寸(例如，3")的显示器的足够的发 光度。当多个LED被用于照明一背光源时，为了均匀性它们可以围绕着周界分布。但是， ^ffi—个與虫的LED，在横跨出射 L，iJl会存在均匀性的问题，因为单独的一个只能照明 很小的面积。非成像光学器件的,光线原理阐明了光源聚光本领最小增长的规律，非成像光学器件的中心主要数量。当计算具有常规正交坐标x和y的两维外形时，可以计算在x-常数线 上的聚光本领，从而可以使用y坐标和相对于它确定的、作为关于y轴乘以折射率n的方 向余弦的光学方向余弦q。如果在点y，光学方向余弦qo和q!限定光线在该点划寸，因此(力^ (力^a(力)，并且这些限定被确定为'髓y-范围(yS乂)，于是光线的聚光本领E时相位空间面积，由￡ = 丫_(photostimulative)的光线；射入端，包括接il^M光线的输入端口，准直所 述光线的内劍狩广束外形，和准直光线的线的线微结构横向偏转器；光线扩束输出端，接 收准直光线的所職，限制雜平面波导内，具有用于形成准就线的z-延伸片的位于底 部x-y平面上的微结构小平面的射出端；二向色滤光片，位于横断所述 ti光线的片的位 置，具有所述光激发所发出光线的光谱准入和较长波长的光激发所发出光线的光谱反射；和繊发光材料层，位于临近戶脱二向色滤光器的位置以接收戶;Mii过戶做二向色滤光器的光激光所发出的光线并，响应的较长波长的光线。另外的实施例中Mi條度保持糊喊像的背光源系统，包括第一背光源，其包括第一 CPC-形的射入端，包括接收来自光源的光线的输入端口，所述CPC形使得形 其中的 光线限定在一个允许的角度内；第一线性光线扩束器，包括一系列微结构反射小平面，每 个都包括一个正切于局部流线场的面和另一个与所述第一 CPC-形的射入端的流线成角度 的面，从而转向所述光线并形成横向发射线光源；和第一光线扩束射出端，包括拱形波导 用于接收所述横向发射的线光源的所述光线，所述第一光线扩束射出端包括正切于所述第 一 CPC-形的流线的平滑上表面和具有偏转光线S31戶; m:表面以形成平面准直光线的小平面的下表面，戶腿小平面包括基本平行于";M流线的面和具有倾斜度的连接对角面，该 倾斜度反射臓接收的光线在娜向外的方向。一些实施例给出了前灯。这些前灯可以包括射入端，包括接收戶，光线的输入端口，内反射放大外形，其准1^M光线，和用于形成准直光线的线的线微结构横向偏转器；光 线扩束射出端，接收准鼓线的0f^，限定雜平面波导内，在x-y表面具有微结构小 平面的射出端，用于形成准，线的z-延伸片；二向色滤光器，位于与所述准直光线片交 叉的位置，具有戶，光激发所发出光线的光谱准入和较长波长的光激发所发出光线的光谱 反射；光致发光材料层，位于临近戶舰二向色滤光器的位置以接收戶;f^M31ff述二向色滤光器的光激舒万发出的光线并划t响应的较长波长的光线；透明材料的最低区块，具有平 面的下表面和与所述光线扩束射出端的所述微结构小平面的射出端等角的上表面，并且小折射率的透明材料层位于其间；以及最高平面反射器，将向上的光激发所发出的光线返回 使其被发射ilil戶JM^低区块。对本专利技术的特性和优点的进一步理解可以通过参考下文中的对于专利技术的具体描述并 结合相应的附图，其提供了应用本专利技术原理的说明性实施例。附图说明对本专利技术的Ji^和其它方面、特征以及优点ilil结合下列附图的下述更具体的描述变得更明显，其中图1A是示出了实施例LED的俯视图，该LED与下列附图中的器件连接在一起从而 利用其几乎全部的照明，；图1B是示出了图1A中的LED的端视图； 图2A是示出了背光源实施例的俯视图； 图2B是示出了如图2A中的背光源的侧视图； 图2C是示出了带有光线的如图2A中的背光源； 图2D是示出了如图2C中的光线； 图3是示出了具有驗光线的CPC外形； 图4A是示出了从箭战切割的CPC; 图4B是示出了如图4A的CPC外形的特写视图； 图5A是示出了倾斜于在先前垂直的出射表面的光线出射； .图5B是示出了一个±^倾斜的出射表面的特写视图； 图5C是示出了小平面的光学效果，光线车M示出如何i啊古制造容许性； 图6是示出了具有内反射空间的线性组织的背光源； 图7A是示出了 CPC-反馈的线性凹槽的背光源的俯视图； 图7B是示出了如图7A中的背光源的前视图； 图7C是示出了如图7A中的背光源的透视分解视图；图7D是示出了如图7A中的背光源的射入端和射出端之间的接合处的特写视图； 图7E是示出了如图7A中的背光源的射入端的透视图；图7F是示出了用于显示如图7A中的背光源的流线凹槽和射出表面的射出尖端的特 写侧视图；图8A是示出了另一个准直背光源的俯视图；图8B ^出了如图8A中的背光源的倾斜仰视图；图8C是示出了如图8A中的背光源的一角的特写视图；图8D是示出了如图8A中的背光源的一角细节视图；图9A是示出了具有小的提取带(extractionzone)的另一个准直背光源的侧视图；图9B是示出了如图9A中的背光源的俯视图；图10是示出了透明的背光源；图ll是示出了双色的背光源；图12是示出了更加集成的双色的背光源；图13A-E是示出了具有底部射入端的折叠光路的背光源的侧视图和横截面图；图14A是示出了正方形背光源系统的仰视图；图14B是示出了如图14A中的背光源系统的一部分的特写视图；图14C是示出了如图14B中的一部分的透视图；图14D是示出了如图14A中的背光源系统的分解透视图；图14E是示出了如图14A中的背光源系统的侧视图；图14F是示出了用于显示可选择的^魏设置的如图14A中的背光源系统的侧视图； 图14G是示出了用于如图14A中的系统的射入端的横截面视图以及具有射入特性的 光线扩束器；图14H是示出了第一光线扩束器的上表面的特写视图，其中该第一光线束扩束器和如 图14A中的系统的第二光线扩束器相连接；图141是示出了同一个第一光线扩束器的底面的细微凹槽的特写视图； 图14J是示出了同一系统的可选择的结构； 图15A是示出了背光源入口？L径的相空间图； 图15B是示出了标记的边沿的同一系统； 图16A是示出了孔^ii缘光线；图16B是示出了i^i缘光线的一半； 图16C是示出了总》m;图17A是示出了这些流线如何形成射出端的外形；图17B是示出了具有三个光线扇和射出表面的射出端的夕卜形；图17C是示出了具有任意，器的射出端的外形；图18是示出了直线射出端的外形；图19是示出了具有直线上表面的另一个射出端；图20是示出了由直线光线扩束器形成的背光源；图21是示出了直线光线扩束器的端部尖端的特写视图；图22A、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由透明电介质组成的亮度保持的非成像的背光源，包括：发光光源，它将光线发射到限制孔径之外，该限制孔径确定了ｙ－ｚ坐标平面并且具有用于确定ｘ轴的表面法线；输入端口，用于接收所述光线；射入端，它具有用于确定第一ｙ－ｚ边界的所述输入端口和用于确定第二ｙ－ｚ边界的较大的输出端口，所述射入端具有从所述输入端口扩展到所述输出端口的ｘ－ｙ外形，所述ｘ－ｙ外形通过全内反射来起作用从而保持光源成像的ｘ－ｙ角宽度反比于其亮度；所述射入端是一个绕所述光源上的轴旋转而得到的表面以及扫过的外形，它是在负的ｚ方向上倾斜了其允许角的复合抛物线集中器（ＣＰＣ）的上半部分的第一部分，所述扫过的外形起到了在所述扫过的外形的平面内准直光线的作用并且同时使所述光线沿着所述输出端口按一定的方位角来分布；以及光线扩束射出端，它包括在ｘ－ｙ平面内的平面波导，其ｙ－ｚ边界光学耦合到所述射入端的所述输出端口以便从中接收光线，所述射出端具有旋转而得到的平滑的上表面，其外形是所述射入端的所述ＣＰＣ外形的剩余部分，所述射出端具有由微结构小平面构成的反射下表面，它是与所述上表面的所述旋转表面共轴旋转而得到的，所述小平面包括与所述ＣＰＣ外形的流线平行的表面以及带倾斜度的连接对角线表面，它在向上的ｚ方向上反射所述接收的光线，调节所述对角线表面的倾斜度，使得所述向上反射的光线被折射到所述小平面所共有的准直方向。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JC米纳诺，P本尼茨，J查弗斯，W弗里科夫，WA小帕克金，
申请(专利权)人：光处方革新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]