后照光系统用的光管技术方案

一种无散射光管（１０）包含位于第一侧壁（１４）和入光面（１２），以及第二侧壁（１６）和入光面（１２）之间的过渡面（２８，３０）。该过渡面布置成基本上遮蔽第一和第二侧壁与入光面之间的角部结合面（３６，３８），使得在角部形成区内的任何缺陷不能成象而输出，最好使该过渡面被优化成基本上均匀的光强分布。按照本发明专利技术的优选实施例的光管还设置成配用一线性光源（３０６），例如一冷阴极荧光灯（ＣＣＦＬ）。使光源的暗光区（３３７′，３３８′），即，具有非均匀光强的光源区不相邻于入光面设置。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及常用的后照光系统的光管，例如该光管使用在对平面液晶显示器(LCD)的后向照光，尤其是，涉及一种具有对LCD提供均匀光分布的光输入的非散射后照光系统。平面显示器，例如膝上型计算机使用的LCD，一般配用后照光系统来照明显示面板的液晶。后照光系统的主要的要求是在整个的显示面上提供基本上均匀的光分布，以及提供足够强的光分布。为实现这些要求，典型的后照光系统采用光管将光能从光源耦合到LCD显示面板。在散射的后照光系统中，沿着光管的一个面设置漫射元件阵列将入射到漫射元件的光线散射到光输出面。该输出面耦合到LCD面板，同时使耦合入的光线通过LCD面板。通过控制散射表面上散射介质的分布使散射型后照光系统具有控制光分布的能力，但是不提供控制光分布角度的能力。大部分由后照光系统产生的光能由于它在对LCD显示器的使用者所不用的方向内的散射而形成浪费。由于大部分的光能没有射向使用者而造成浪费，所以散射型后照光系统缺乏所需的光能强度和亮度。非散射型后照光系统所提供的优点是可以控制光分布和角分布。由此，可使光能以更有效利用的方式，即，使几乎所有的光能射向使用者的方式定向。通常，采用术语“相关确定性”用来描述所述的非散射型后照光系统，因为依据光的输入位置可知光线的输出点。因此，可以说非散射型后照光系统使输入光能的光线和输出光能的光线相关。这种相关性有利于设计后照光系统，保证主要的光能射向使用者。在非散射后照光系统中输入光线和输出光线的相关在光输入的成像出现在光输出时可能会导致产生一个潜在的问题。如果在光输入时存在任何光能的畸变，则这种畸变也将在输出时出现。所述畸变可来自于光源或输入光学元件的粗造度或者不连续性。通常这种畸变将在输出时产生不均匀光强区或阴影。其它的畸变源是垂直于光源的光管的壁。这种壁必须是非常的平滑，否则他们将在输出时形成畸变或阴影。一种在非散射型后照光系统内观测到的特殊畸变是穿过背光的输出面形成一对角线。也观测到侧壁的角部交界面对光管的输入面的畸变会在输出处作为暗的对角线成象，这种交界面是由于光管的结构加工限制所产生的。可以通过抛光和平滑该表面的加工来降低畸变的出现，但这些操作费劳力，所以在大量光管生产时是不实际采用的。另外，已观测到在冷阴极荧光(CCFL)光源输出中的不均匀可以引起输出中的畸变和阴影。尤其，所述CCFL在其管的每端相邻于电极处具有固有的暗光区。这些暗光区使CCFL的光输出不均匀，相比于光管的中心区它的光输出明显的下降。这些暗光区不仅成象到输出面上，而且还加重对角线的出现。因此，需要改进光管和后照光系统。本专利技术提供后照光系统用的光管。所述光管包含一光输入面，基本上为平面的后表面，基本上为平面的前表面，以及一第一侧面和一第二侧面。该前表面与后表面基本上平行或成一角度，其间有一定的间隔，入光面，第一侧面和第二侧面设置在前表面和底表面之间，并限定前和后表面之间的空腔。每个侧壁表面在过渡面处与入光面互相连接。所述过渡面被弯曲成使输出的光分布密度最佳，并减小输出的畸变。在本专利技术的另一优选实施例中，过渡面设置成在其整个面上使光波长全内反射。采用这种方式时，最好将过渡面设置成一复合的双曲面，从侧面延伸到入光面。在本专利技术的其它优选实施例中，过渡面设置成对输出光是遮光的，并在入光面和每个第一侧面及第二侧面之间相交。按照本专利技术使过渡面优化，并利用包含逆向光学示踪技术在内的光学示踪技术来获得本专利技术的主要特性。在本专利技术的特殊实施例中，可使光管设置成直接耦合到一LCD器件，因此，光管作为一后照光器件操作。本专利技术的其它方面是，后照光系统包含依据本专利技术原理构成的光管。相邻入光面耦合一线性光源。所述线性光源至少包含一个非均匀的光分布区。所述光管和光源设置成确保该非均匀光分布区不靠近光管的入光处。在本专利技术的一优选实施例中，光源是冷阴极荧光。非均匀光分布区是两个相邻于电极的暗光区。按照本专利技术，使光源的长度大于入光面的长度，从而使暗光区分别位于入光面的第一端和第二端之外。本专利技术的其它特征和优点将通过下述的详细说明和附图使本领域的技术人员更为清楚。然而，须知在说明本专利技术的优选实施例时，详细地说明和举例仅是说明而并不成为限制。在不偏离本专利技术的精神下，可以在本专利技术的范围内作出许多变化和改进，本专利技术包含所有的这些改进。下面，结合附图说明本专利技术的优选实施例。其中，相同的标号表示同样的部件，其中图1是按照本专利技术优选实施例的光管的透视图；图2是图1所示部分光管的示意透视图；图3是图1所示部分光管的正视图，较好地说明过渡面。图4是示意透视说明按照本专利技术的优选实施例部分光管，还说明按照本专利技术优选实施例的最佳的光管设置；图5是图4所示光管和最佳设置的示意正视图，还表示光线示踪的结果。图6是图4所示光管的光线示踪强度分布的曲线图；图7是现有技术的部分光管的示意透视图；图8是图7所示现有光管的光线示踪强度分布的曲线图；图9是按照本专利技术优选实施例的安装光管的后照光的透视图；图10是图2所示说明优选光管和优选光源布置的后照光的放大的局部透视图。一种非散射光管包含位于第一侧壁和入光面之间，以及第二侧壁和入光面之间的过渡面。所述过渡面设置成基本上遮蔽第一和第二侧壁与入光面之间的交界面，使角区的任何缺陷不在输出中成象。最好，优化过渡面，使其提供大体上均匀的光强度分布。按本专利技术优选实施例的光管进一步设置成配用一线性光源，例如一冷阴极荧光光源(CCFL)。所设置的光源有一暗光区，即，非均匀强度的光源区，使该暗光区不邻近入光面设置。典型的CCFL光源在它的相邻电极的端部有两个暗光区，由此需使光源的电极和相关的暗光区设置成位于入光面的端部以外。最好，使电极和暗光区设置成位于所形成的入光面的外伸部分之外，其中该外伸部分适应过渡面。参见图1和2，按照本专利技术优选实施例的光管10包含入光面12，第一侧壁14，第二侧壁16，出光面18，以及底面20。光管10配接到内有孔径24的光源准直器22，该孔径用于容纳线性光源，例如，冷阴极荧光部件。在图2中，将基本上均匀的光源图示为一个平面26。如在美国专利U.S.P.NO.08/900,890中已作出的较详细的介绍，光能从光源经入光面12耦合到光管10。所形成的底面20具有一阵列小面或光改向结构，他们反射，但不散射光能，并以一种受控的基本上均匀的光分布通过出光面18，如同用以参考的美国申请U.S.NO.08/601,133所公开的。依据全内反射的原理，使光能在光管10内进行传播。可以认为光管10是相关确定性的。即，可以对每个从出光面18出射的光线示踪到在入光面12上的入射光线。然而，其结果是任何光管10内的缺陷，尤其是在入光面上的缺陷将受到成象，即，在出光面18作为一个有缺陷的非均匀光强区出现。在现有技术的光管中一种特有的缺陷源是侧壁与入光面的交界面。继续参见附图1和2，按照本专利技术的实施例，光管10包含将第一侧壁14与入光面12连接的第一过渡面28，以及将第二侧壁16与入光面12连接的第二过渡面30。第一过渡面28或第二过渡面30通常分别具有凸表面32和34，并具有遮蔽分别由过渡面28与入光面12以及由过渡面30和入光面12之间形成的结合部36和38的作用。第二过渡面30表示在图3中，并在下面予以讨论。显然，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种后照光系统用的光管，所述的光管包含： 一入光面，一基本上为平面的背面，一基本上为平面的前表面，以及他第一侧面和一第二侧面，所述的前表面基本上平行于所述的背面并与其以一定的间隔设置，所述的入光面，所述的第一侧面和所述的第二侧面设置在所述的前表面和所述的背面之间； 每个所述的侧面在过渡面与所述的入光面相互连接，每个所述的过渡面被弯曲，从而使光强度分布最佳化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：托马兹P杨森，史太芬A科比克，杰弗里A莱恩，迈克尔路德，阿纳托利华西里耶夫，
申请(专利权)人：物理光学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]