一种适用于液晶显示（ＬＣＤ）（２２）的背光灯的直接观看的照明装置（２４），包括（按照此顺序）：面发光源阵列（ＬＥＤ）（１４），它具有一角度发光强度分布；光束扩展光学元件阵列（２８）；菲涅耳透镜阵列（３２），用于减小光束发散；以及（任选的）漫射器（３８）。光束扩展光学元件的折射特性（凸的和凹的）使得在照明平面处（ＬＣＤ位于该处）发光通量基本上恒定。因此，光束扩展光学元件将更多的光折射到更高的光束角度中，从而补偿这些源的发光强度的相应下降。菲涅耳透镜的薄片减小光束的发散，并且将它们引导至漫射器。（较弱的）漫射器用于添加进一步的光束发散以适于各种应用，而不是自身产生亮度的均匀性。该装置允许更纤细的设计，从而不需要具有高雾度（＞９０％）的强漫射器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请一il^涉及背光照明装置，更特别地涉及一种4OT发光二极管(LED) ，的背^S。
技术介绍
透射液晶装置(LED)和其它类型的显^置需要某种类型的背光照明光 源。背光照明市场基本上有三项照明技术电致发光灯(EL)、冷阴极荧光灯 (CCFL)和发光二极管(LED)。至今，由于提供了高效和可靠的光源，CCFL 技术在便携式电脑和便携式显示器市场中占了大部分。CCFL特别适用于媳照 明应用，在该应用中，这些线光源直接发光进入导光板或层的一边，该导光板 廳将光扩展至咜的输出表面上。然而，CCFL固有的缺陷限制了其预期的增长。 例如，CCFL灯包括水银和一些易碎物。CCFL只在尺寸限定的范围内是可以获 得且实用的，这在非常小的显示器和更大的显示器中限制了它们的应用，例如 那^^用于电视显示的。而且，CCFL在背光单元中产生不需要的热，潜在地 扭曲或者在其它方面损坏位于显示模块中的一个或多个光学层组件。LED背光照明相对这些其它技术有固有的优点，LED机械地耐用和只需要 低DC电压电源。誠类型的LED可以特别明亮，相对高效率，和具有固有的 长寿命。LED由于窄的光if^寺性从而具有大的色域优点和容许颜色的更易操作， 可以获得多样的颜色。而且LED也能配置在边缘照明^g里，他们相对于用于 直接观看照明装置的其它技术也具有优点，其中在面上分开间隔的光源装置提 供需要的背光光源。许多直接观看LED背光照明技术方案已经商业化了，包括三星公司的 (Samsung)使用在LNR460D LCD平面屏HDTV中的装置。专利文献描述的许 多LED背光装置和改进，例如Deloy等的美国专利号6,789,921名为"双模式液晶显示背光照明方法和装 置"，描述了一种LED背光照明體，j顿了包括热降低补偿的多个二维LED阵列；Holman等的美国专利号6,871,982名为"高密度照明系统'，描述了一种背光 装置，具有位于反射腔内部且具有支撑棱镜层的LED阵列；Boyd等的美国专利号6,568,822名为"线性照明系统'，描述了一种照明光 源，^f顿LED改变均匀性，* LED部分±也密封在一棱镜单元的锯齿状输入 表面；Feldman等的美国专利号6,666,567名为"具有凸起的LED结构的光源的方 法和装置"，描述了一种LED背光源，将LED装置设置于一g面上Jlf共附加 照明以及衝財广旨自LED光的支撑光学器件；禾口Paolini等的欧洲专利申请公开号EP1 256 835名为"彩色LCD的背光]0""， 描述了一种LED背光装置，其中，来自纖布置的LED的光通过光导里的结 构改变方向而向外。当上面歹咄的方案的每一个都声称采用了至少一些改善4顿LED光源的背 光照明性能的措施时，但是这些方案的每一个都具有缺陷并仍然存在相当大的 改善的空间。为了在一个更宽阔的区域扩展照明以及以适当的方向性弓l导光朝 向背光显示器，实现从点光源到一区域的均匀性是一个复杂的问题，而且需要 多个光学组件的相互作用。为了扩展以及使点光源LED照明适用于背光显示器， 需要光学组件的一些组合。虽然LED背光装置已经受到了相当大的注意，但是仍然具有许多的缺点。 因为LED本质上为点光源，LED直视背光照明需要高性能的 魏元件彩魏光 至贩的表面区鄉挡需要时重复利用光，这增加了 LED背光灯的厚度和费用。 来自LED自身的热也是一个问题。从这些光源发出的热可导致在LCD中的均 匀性失常。许多传纟絲统的飾差的光分布造成其它照明糊呦匀。因此，直视LED背光照明^g具有优点，显示出改善的均匀性和效率、低 费用和更薄的空间外形。
技术实现思路
本专利技术劍共一种提供照明的照明装置，包括a)—面對寸光源阵列，其中每个面對寸光源发出源照明光束，以光束角^到 照明平面；b)—相应于戶;M面鄉光源阵列的棘扩展光学元件阵列，其中，ffiii每 个光束扩展光学元件戶;f^源照明光束的折射实质上满足一分布函数其中^是从戶，光束扩展光学元件的光轴^f;M照明平面的径向距离， 办是戶皿径向距离的任意小的增量， ^是相应于办的光束角的角度增量，禾口 /(。是戶脱光源的角度分布的分布函数， 这样，每一光束扩展光学元件调节来自相应面mt光源的源照明光束的发 光强度，以^^射向照明平面的均匀照明光束； 禾口，c)—光束发散减小的 元件阵列，其中，^光束发散减小的透镜元件减小相应的均匀照明光束的角度发散，从而提供具有改善的均匀性和减小的光 束发散的照明。本专利技术也提供一个显示装置，包括a) —面鄉光源阵列，其中針面鄉光源发出源照明光束，以光束角0到 照明平面；b) —相应于戶脱面鄉光源阵列的光束扩展光学元件阵列，其中，ffiil每 个光束扩展光学元件所述源照明光束的折射实质上满足一分布函数其中y是;A^述光束扩展光学元件的光轴沿着戶脱照明平面的径向距离， 办是所述径向距离的任意小的增量， M是相应于办的光束角的角度增量，和 /(。是戶脱光源的角度分布的分布函数，这样，每一光束扩展光学元件调节来自相应面mr光源的源照明光束的发光强度，以li^M向照明平面的均匀照明光束； 和，c) 一光束发散减小的透镜元件阵列，其中，每个光束发散减小的透镜元件 减小相应的均匀照明光束的角度发散，从而提供具有改善的均匀性和减小的光 束发散的照明。d) —液晶光调制器，用来调制具有减小的光束发散的戶; ^照明光束以鄉带有图像的光束；和e) —观看角度控制膜，与戶脱液晶光调制器空间分离，用来扩大戶脱带有 图像的光束的观看角度。本专利技术还衝共一用来衝共照明的照明组件，包括a) 多个面鄉光源，其中，齡面鄉光源鄉一源照明光束；b) 多个光束扩展光学元件，其中，旨光束扩展光学元件调节来自相应面 ，光源的源照明光束的发光强度以衝共均匀的照明光束；c) 多个光束发散减小的M元件，其中旨光束发散减小的 元件改变 戶M均匀的照明光束到观看方向以提供具有减小角度发散的照明光束；禾口d) 观看角度控制膜，与戶瓶光束发散减小的纖元件空间分离，用来扩大 具有减小角度发散的照明光束的观看角度。本专利技术还皿一显^S，包括a) 多个面魏光源，其中，針面鄉光源提供一源照明光束；b) 多个光束扩展光学元件，其中，^光束扩展光学元件调节来自相应面 對才光源的源照明光束的发光强度以衝共均匀的照明光束；c) 多个减小光束发散的 元件，其中*光束发散减小的 元件改变 戶，均匀的照明光束到观看方向以,具有减小角度发散的照明光束；禾口d) 液晶光调制器，用来调审俱有减小的光束发散的戶脱照明光束以樹共带 有图像的光束；e) 观看角度控制膜，与戶脱液晶光调制器空间分离，用来扩大戶脱带有图像的光束的戶;M观看角度。本申请使用一分开布置的的LED的装置或其它面，光源。它提供一 LED 背光照明，在观看角度范围内具有更均匀的照明而不需要一强的漫射元件。它 也衝共一有效的背光装置，會拟更低成本制造，并具有较薄的空间外形。通过阅读下面更详细的描述，结合其中示出和，本专利技术的示意性实施例 的的附图，本专利技术的这些以及其它目标、特征和优点对于本领域的技术人员来 说是明显的。附图说明虽然详细的描述包括特别指出和明显提出本专利技术主题的权利要求，但结合 附图从后面的描述中更容易 本专利技术。图1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提供照明的照明装置，包括： ａ）面发射光源阵列，其中每个面发射光源以光束角θ将源照明光束引导到照明平面； ｂ）与所述面发射光源阵列相对应的光束扩展光学元件阵列，其中，通过每个光束扩展光学元件的所述源照明光束的折射实质上满足一分布函数：ｄｙ／ｄθ＝ｆ（θ） 其中ｙ是从所述光束扩展光学元件的光轴沿着所述照明平面的径向距离， ｄｙ是所述径向距离的任意小的增量， ｄθ是相应于ｄｙ的光束角的角度增量，和 ｆ（θ）是所述光源的角度分布的分布函数， 这样，每一光束扩展光学元件调节来自相应面发射光源的源照明光束的发光强度，以提供射向照明平面的均匀照明光束； 和， ｃ）光束发散减小的透镜元件阵列，其中，每一个光束发散减小的透镜元件使相应的均匀照明光束的角度发散减小，从而提供具有改善的均匀性和减小的光束发散的照明。
【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：J李，D凯斯勒，XD米，
申请(专利权)人：罗门哈斯丹麦金融有限公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]
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