照明系统技术方案

本发明专利技术涉及一种照明系统（１０，１０１，１０２，４０），用于照射显示设备（１８）。该照明系统（１０，１０１，１０２，４０）包括圆锥形反射器（１５，１５１，１５２，４５），其与光源（１２）相关联，以用于照射设置在光源（１２）与显示设备（１８）之间的光出射窗（１６）。该反射器（１５，１５１，１５２，４５）设置为将光源（１２）发射的光朝光出射窗（１６）反射。该反射器（１５，１５１，１５２，４５）沿径向分成多个反射器锥体段（２２，２５，２６）。所述多个反射器锥体段（２２，２５，２６）包括至少一个凸锥体段（２２），其沿着相对于光源轴（１４）的横向方向为凸形，以用于将光源（１２）发射的光横向分布在光出射窗（１６）上。使用凸锥体段（２２）的效果在于，从反射器（１５，１５１，１５２，４５）反射的光能够按照预定方式在光出射窗（１６）上沿着横向重新分布，这能够使光均匀分布在光出射窗（１６）上。这对于具有多角形形状（３４，３５，３６）的光出射窗（１６）而言是特别有益的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于照亮显示设备的照明系统。本专利技术还涉及一种背光照明系统和包括该背光照明系统的显示系统。
技术介绍
包括用于将光源发射的光朝照明系统的光出射窗反射的反射器的 照明系统本身是已知的。它们尤其用作(图像)显示设备的照明系统， 例如用于投影系统中。这样的照明系统可以特别适合用作数字投影器 (所谓的投影仪)中的照明源，以用于投射图像或者显示电视节目、电影、视频节目或者DVD等等。此外，将这样的照明系统用于一般的照 明目的，例如用于大面积直观发光板，诸如例如应用在标志、轮廓照明 和广告牌中。发光二极管的广泛使用也使得这种照明系统适合一般的非 发射式显示器，例如液晶显示设备(也称作LCD板)，其用于例如电 视接收器、(计算机)监视器、(无绳)电话和便携式数字助理中。在 LCD板的已知背光系统中，通常将照明系统的阵列用在LCD板上。照明系统中的反射器一般是杯形的，其除光出射窗之外基本上包围 光源。光源发射的部分光直接入射到光出射窗上，光源发射的其余部分 的光被反射器朝光出射窗反射。 一般而言，该反射器由镜面反射材料薄 片制成。通过弯曲或者曲面化或其他方式使该薄片成形。美国专利US5607229公开了 一种用于照射非圆形孔径的照明系统， 所述孔径通常为矩形。该照明系统包括包围光源的基本上为椭圆形的反 射器。该反射器具有由多个曲面反射段形成的凹反射表面，这些反射段 沿着反射表面长度方向延伸。每个反射段倾斜并且旋转预定的量，从而 将来自该反射器的光几乎完全引导到被矩形孔径包围的区域中，该区域 包括位于在该孔径内内切的圆区域之外的部分区域。这种已知的照明系统的缺点在于，光在该矩形光出射窗上的分布不 够均匀。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有经改善的均匀度的照明系统。根据本专利技术的第一个方面，利用一种照明系统实现该目的，其包括 -光源，其设置在光源轴上，-光出射窗，其设置在光源与显示设备之间，基本上垂直于光源 轴，以及-圆锥形反射器，其与光源相关联并且设置在光源轴周围，以用 于将光源发射的光朝光出射窗反射，该反射器从光出射窗朝光源逐渐变纟田，-该反射器沿径向分成多个反射器锥体段，所述多个反射器锥体 段包括至少一个凸锥体段，其沿着相对于光源轴的横向方向为凸形，以 用于将光源发射的光横向分布在光出射窗上。根据本专利技术的照明系统的效果在于，使用凸锥体段能够使光沿着横 向方向在光出射窗上有效地重新分布。已知的照明系统具有由凹反射器 段构成的反射器，其中每个凹反射器段照射一部分光出射窗。由于例如 光源的发光特性或者例如由于反射器段的反射器表面与反射器表面照 射的出射窗区域之间的尺寸差别，使得光出射窗上的光分布可能不均 匀。根据本专利技术的反射器包括凸锥体段。凸锥体段沿着横向方向反射部 分光，从而能够使光在光出射窗上从具有增大的光强度的区域到具有减 少的光强度的区域进行重新分布。使用凸锥体段能够使光在光出射窗处 重新分布并且能够改善光出射窗处的光均匀度。本专利技术人已经认识到，已知的照明系统中的光分布是不均匀的。已 知的照明系统用于照射具有不同于反射器的圆形孔径形状的光出射窗。 已知的反射器由凹反射器段构成。为了照射位于反射器的圆形孔径之外 的光出射窗区域，使凹反射器段倾斜。然而，由倾斜反射器段照射的区 域一般比由同等尺寸的非倾斜反射器段照射的区域大。 一般而言，具有 同等尺寸的反射段将等量的光朝光出射窗反射。通过使反射器段倾斜以 照射非圆形孔径，被该倾斜反射器段照射的光出射窗的区域一般比非倾斜段照射的光出射窗的区域大，从而导致光在非圆形光出射窗上的非均 匀分布。根据本专利技术的反射器包括凸锥体段。该凸锥体段沿着横向通常 朝向被相邻反射器锥体段照射的区域反射部分光。通过仔细挑选凸锥体 段的形状，光出射窗处的光能够按照预定方式从具有高光强度的光出射窗区域到具有低光强度的光出射窗区域进行重新分布，从而在非圓形光 出射窗上获得均勻的光分布。使用凸锥体段的另一个好处在于能够减少反射器与光出射窗之间 的距离。在已知的系统中，通常通过增大反射器和/或光源与光出射窗之 间的距离来解决非均匀性。在根据本专利技术的照明系统中，使用凸锥体段 对光进行有效的重新分布，从而使得光在光出射窗处均匀分布。由于这 种有效的重新分布，光源与光出射窗之间的距离不那么关键，从而能够 减少该^巨离。在照明系统的实施例中，该光出射窗具有多角形形状，并且所述多 个反射器锥体段包括多个凸锥体段，每个凸锥体段具有凸段轴，其与光 源轴相交，并且设置在由光源轴限定并与光出射窗的边缘线相交的第一 虛平面中，该边缘线将光出射窗的多角形形状的两个相邻角相连。这个 实施例的优点在于，每个凸锥体段将光源发射的光朝多角形形状的两个 相邻角横向分布。 一般而言，光在具有诸如三角形、矩形、五角形、六角形等的多角形形状的光出射窗上的分布难以在该多角形的角中进行。 在已知的系统中，使该反射器段倾斜，以到达矩形光出射窗的角。然而， 矩形光出射窗的两个角之间的反射器段照射的区域一般接收更多的光， 这是因为非倾斜反射器段照射的光出射窗的区域比倾斜反射器段照射 的光出射窗的区域小。在根据本专利技术的反射器中，凸锥体段设置在光出 射窗的多角形形状的两个角之间，从而朝光出射窗的多角形形状的角反 射光，由此改善多角形形状的光出射窗上的光分布均匀度。在照明系统的优选实施例中，所述多个反射器锥体段包括沿着相对 于光源轴的横向方向呈凹形的多个凹锥体段，每个凹锥体段具有凹段 轴，其与光源轴相交并且设置在由光源轴和光出射窗的多角形形状的角 限定的第二虚平面中。这个实施例的优点在于，使用该凹锥体段改变了 由该反射器锥体段照射的光出射窗区域上的光分布。该凹锥体段照射的 区域的中心具有比该区域边缘更高的光强度。随后，该高强度区域能够 伸展到光出射窗的多角形形状的角中，从而使光完全填满该多角形形状 的光出射窗。该凹锥体段照射的光出射窗区域的边缘比中心具有更低的 光强度。使用凸锥体段能够校正这个缺陷，所述段将部分光朝凹锥体段 照射的区域反射，从而使整个光出射窗被均匀照射。在照明系统的实施例中，每个凹锥体段设置在两个凸锥体段之间。在照明系统的有利的实施例中，该反射器包括由反射器锥体段构成 的反射表面，其中该反射表面是平滑表面。这个实施例的优点在于平滑 反射表面改善均匀度。在已知的照明系统中，该反射表面由独立的曲面 反射段构成，这些反射段彼此相对移位。光出射窗上被每一个独立的曲 面反射器段照射的区域在该光出射窗中必定相邻。根据本专利技术的反射表 面是平滑表面，其中凹锥体段与凸锥体段平滑混合。在反射表面中省略 独立的段进一步改善了光出射窗上的光均匀度。在照明系统的实施例中，至少 一 个反射器锥体段沿着相对于光出射 窗的径向方向上是凸形的。这个实施例的优点是，反射器能够将反射光 沿径向分布，这能够使照明系统微型化。当将照明系统用在照明系统阵 列中时，沿着径向方向为凸形的反射器锥体段能够使该阵列内所需的照 明系统数量减少，这通常使成本降低。在照明系统的实施例中，该光源是发光二极管或者激光二极管或者 光波导的发光窗。根据本专利技术的第二个方面，利用包括权利要求1所述的照明系统阵 列的背光照明系统来实现上述目的。在该背光照明系统的实施例中，每个照明系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明系统（１０，１０１，１０２，４０），用于照射显示设备（１８），该照明系统（１０，１０１，１０２，４０）包括：　－光源（１２），其设置在光源轴（１４）上，　－光出射窗（１６），其设置在光源（１２）与显示设备（１８）之间，基 本上垂直于光源轴（１４），以及　－圆锥形反射器（１５，１５１，１５２，４５），其与光源（１２）相关联并且设置在光源轴（１４）周围，以用于将光源（１２）发射的光朝光出射窗（１６）反射，该反射器（１５，１５１，１５２，４５）从光出射窗（１ ６）朝光源（１２）逐渐变细，　该反射器（１５，１５１，１５２，４５）沿径向分成多个反射器锥体段（２２，２５，２６），所述多个反射器锥体段（２２，２５，２６）包括至少一个凸锥体段（２２），其沿着相对于光源轴（１４）的横向方向为凸形，以用 于将光源（１２）发射的光横向分布在光出射窗（１６）上。

【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：PGH科斯特斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]