用于可切换定向显示器的背光源制造技术

一种用于可切换隐私显示设备的可切换背光源包括准直波导和光学转向膜，光学转向膜包括第一细长棱镜元件阵列和第二细长棱镜元件阵列。高图像亮度和图像可见性在公共操作模式下对于离轴观看者被提供，而在隐私操作模式下，高于感知隐私阈值的视觉安全性级别可以对于离轴窥探者被实现。于离轴窥探者被实现。于离轴窥探者被实现。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于可切换定向显示器的背光源


[0001]本公开大体上涉及来自光调制装置的照明(illumination)，并且更具体地涉及隐私显示器的控制。

技术介绍

[0002]隐私显示器对通常在同轴位置上的主要用户提供图像可见性，并且对于通常在离轴位置上的窥探者提供图像内容的降低的可见性。隐私功能可以通过微型百叶窗光学膜来提供，微型百叶窗光学膜使来自显示器的一些光在同轴方向上透射，而在离轴位置上亮度低。然而，这样的膜对于正面照明具有高损耗，并且微型百叶窗由于随空间光调制器的像素跳动，可以引起摩尔伪像。微型百叶窗的间距可能需要针对面板分辨率做出选择，增加了库存和成本。
[0003]可切换隐私显示器可以通过离轴光学输出的控制来提供。
[0004]控制可以借助于亮度降低、例如借助于用于液晶显示器(LCD)空间光调制器的可切换背光源来提供。显示器背光源一般采用波导和边缘发射源。某些成像定向背光源具有引导照明通过显示器面板进到观看窗口中的附加能力。成像系统可以被形成在多个源和各自的窗口图像之间。成像定向背光源的一个示例是可以采用折叠光学系统的光学阀，并且因此也可以是折叠成像定向背光源的示例。光可以在一个方向上基本上没有损耗地传播通过光学阀，而逆向传播的光可以通过反射出倾斜小平面的反射而被提取，如美国专利No.9,519,153中所描述，该专利整体通过引用并入本文。
[0005]在已知的隐私显示器中，隐私模式通过添加如由3M公司销售的可移除的百叶窗膜来提供，可移除的百叶窗膜可能不能被用户可靠地或容易地安装或移除，因此在实践中，不会在每次用户在办公室外部时，都被他们勤勉地附着。在另一已知的隐私显示器中，隐私模式的控制被电子地启动，但是控制权归属于必须执行击键来进入隐私模式的用户。

技术实现思路

[0006]根据本公开的第一方面，提供照明设备，照明设备包括：波导，波导跨平面延伸，并且包括：相对的第一光引导表面和第二光引导表面，第一光引导表面和第二光引导表面被布置为沿着波导引导光，第二光引导表面被布置为通过全内反射来引导光；以及输入端，输入端被布置在第一光引导表面和第二光引导表面之间，并且在第一光引导表面和第二光引导表面之间在侧向方向上延伸；至少一个光源，至少一个光源被布置为通过输入端将光输入到波导中，其中波导被布置为通过破坏全内反射来使来自光源的光通过第二光引导表面从波导离开；以及光学转向膜组件，光学转向膜组件包括：输入表面，输入表面被布置为接收从波导离开的光，输入表面跨平面延伸；以及输出表面，输出表面面对输入表面，其中输入表面包括：第一棱镜元件阵列，每个棱镜元件包括在它们之间限定脊部的一对小平面，脊部沿着跨输入表面在其中延伸的平面的第一线阵列延伸；以及第二棱镜元件阵列，每个棱镜元件包括在它们之间限定脊部的一对小平面，脊部沿着跨输入表面在其中延伸的平面的
第二线阵列延伸，第一线阵列和第二线阵列以投影到平面上的不同的角度延伸，以使得第一棱镜元件阵列和第二棱镜元件阵列使从波导离开的光偏转到不同的光瓣(lobe)中。有利地，照明可以以高效率围绕两个不同的极坐标方向被提供。
[0007]第一线阵列可以具有投影到平面上的第一算术平均切向角，并且第二线阵列可以具有投影到平面上的第二算术平均切向角，第二算术平均切向角可以大于第一算术平均切向角。有利地，转向膜可以提供不同于公共波导的光瓣。
[0008]第一线阵列可以具有从侧向方向0
°
的、投影到平面上的平均切向角。第一线阵列和第二线阵列每个都可以具有从侧向方向不大于55
°
的、投影到平面上的切向角。光学转向膜组件可以具有跨平面的矩形形状，并且侧向方向可以沿着矩形形状的长轴或短轴。有利地，光瓣中的一个可以被提供在照明设备的法线处或附近，并且第二光瓣可以远离光轴被提供。
[0009]第一线阵列可以是直的。第二线阵列可以是直的。针对跨照明设备的用于第一光瓣或第二光瓣中的任何一个的区域，照明设备的输出可以被提供具有共同的光瓣方向。远场照明图案可以具有缩小的角宽，有利地实现提高的远场光瓣保真度。
[0010]第一线阵列可以是弯曲的。第二线阵列可以是弯曲的。共同的光学窗口可以针对跨照明设备的区域被提供，有利地实现跨照明设备的提高的均匀性。在显示器中，显示均匀性可以被提高。
[0011]在小平面的法线和平面的法线之间限定的、各自的小平面的小平面角度在40
°
和70
°
之间，并且优选地在47.5
°
和62.5
°
之间。有利地，来自准直波导的输出可以被导引到照明设备的法线周围的极坐标方向上。
[0012]在第一棱镜元件阵列和第二棱镜元件阵列中的至少一个中，脊部的相对侧上的小平面可以具有在小平面的法线和输入表面跨其延伸的平面的法线之间限定的小平面角度，小平面角度可以不同。有利地，不同的光瓣可以针对在波导的相对的端部输入的光被提供。
[0013]输出表面可以是平面的。有利地，成本和复杂性可以被降低。
[0014]至少一个光源包括光源阵列。有利地，冗余性可以被提供给光源，增加寿命。
[0015]波导进一步包括第二输入端，第二输入端被布置在第一光引导表面和第二光引导表面之间，与第一次提及的输入端相对。照明设备可以进一步包括至少一个第一光源和至少一个第二光源，至少一个第一光源被布置为通过第一输入端将光输入到波导中，至少一个第二光源被布置为通过第二输入端将光输入到波导中。第一光瓣集合和第二光瓣集合可以被提供具有亮度和/或发光强度的不同的极坐标分布。
[0016]照明设备可以进一步包括控制系统，控制系统被布置为独立地控制至少一个第一光源和至少一个第二光源。有利地，不同的照明轮廓(profile)可以被实现。
[0017]波导可以被布置为使来自至少一个第一光源和至少一个第二光源的光以不同的角度分布从波导离开。不同的光瓣可以具有对于来自各自的第一光源和第二光源的光不同的立体角轮廓。有利地，照明设备可以在不同的极坐标分布之间被切换，每个极坐标分布具有不同的光瓣。
[0018]波导可以被布置为使来自至少一个第一光源和至少一个第二光源的光以共同的角度分布从波导离开。不同的光瓣可以具有对于来自各自的第一光源和第二光源的光相同的、但是具有不同的方向的立体角轮廓。有利地，照明设备可以在不同的极坐标方向之间被
切换，每个极坐标方向具有基本上相同的尺寸的不同的光瓣。
[0019]照明设备可以包括：至少一个第一光源，至少一个第一光源被布置为提供输入光；至少一个第二光源，至少一个第二光源被布置为在与至少一个第一光源相反的方向上提供输入光；波导布置，波导布置被布置为：接收来自至少一个第一光源和至少一个第二光源的输入光，并且通过破坏全内反射来使来自至少一个第一光源和至少一个第二光源的光从波导布置离开，其中波导布置包括至少一个波导；以及光学转向膜组件，光学转向膜组件包括：输入表面，输入表面被布置为接收通过破坏全内反射、通过波导的光引导表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种照明设备，所述照明设备包括：波导，所述波导跨平面延伸，并且包括：相对的第一光引导表面和第二光引导表面，所述第一光引导表面和第二光引导表面被布置为沿着所述波导引导光，所述第二光引导表面被布置为通过全内反射来引导光；以及输入端，所述输入端被布置在所述第一光引导表面和所述第二光引导表面之间，并且在所述第一光引导表面和所述第二光引导表面之间在侧向方向上延伸；至少一个光源，所述至少一个光源被布置为通过所述输入端将光输入到所述波导中，其中所述波导被布置为通过破坏全内反射来使来自所述光源的光通过所述第二光引导表面从所述波导离开；以及光学转向膜组件，所述光学转向膜组件包括：输入表面，所述输入表面被布置为接收从所述波导离开的光，所述输入表面跨所述平面延伸；以及输出表面，所述输出表面面对所述输入表面，其中所述输入表面包括：第一棱镜元件阵列，每个棱镜元件包括在它们之间限定脊部的一对小平面，所述脊部沿着跨所述输入表面在其中延伸的所述平面的第一线阵列延伸；以及第二棱镜元件阵列，每个棱镜元件包括在它们之间限定脊部的一对小平面，所述脊部沿着跨所述输入表面在其中延伸的所述平面的第二线阵列延伸，所述第一线阵列和所述第二线阵列以投影到所述平面上的不同的角度延伸，以使得所述第一棱镜元件阵列和所述第二棱镜元件阵列使从所述波导离开的光偏转到不同的光瓣中。2.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述第一线阵列具有投影到所述平面上的第一算术平均切向角，并且所述第二线阵列具有投影到所述平面上的第二算术平均切向角，所述第二算术平均切向角大于所述第一算术平均切向角。3.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述第一线阵列具有从所述侧向方向0
°
的、投影到所述平面上的平均切向角。4.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中所述第一线阵列和所述第二线阵列每个都具有从所述侧向方向不大于55
°
的、投影到所述平面上的切向角。5.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中所述光学转向膜组件具有跨所述平面的矩形形状，并且所述侧向方向沿着所述矩形形状的长轴或短轴。6.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中所述第一线阵列是直的。7.根据权利要求1至5中任一项所述的照明设备，其中所述第一线阵列是弯曲的。8.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中所述第二线阵列是直的。9.根据权利要求1至7中任一项所述的照明设备，其中所述第二线阵列是弯曲的。10.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中在所述小平面的法线和所述平面的法线之间限定的、各自的小平面的小平面角度在40
°
和70
°
之间，并且优选地在47.5
°
和62.5
°
之间。11.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中在所述第一棱镜元件阵列和所述第二棱镜元件阵列中的至少一个中，所述脊部的相对侧上的小平面具有在所述小平面的法线和所述平面的法线之间限定的不同的小平面角度。
12.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中所述输出表面是平面的。13.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中所述至少一个光源包括光源阵列。14.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中所述波导进一步包括第二输入端，所述第二输入端被布置在所述第一光引导表面和所述第二光引导表面之间，与第一次提及的输入端相对，并且所述照明设备进一步包括至少一个第二光源，所述至少一个第二光源被布置为通过所述第二输入端将光输入到所述波导中。15.根据权利要求14所述的照明设备，所述照明设备进一步包括控制系统，所述控制系统被布置为独立地控制所述至少一个第一光源和所述至少一个第二光源。16.根据权利要求14或15所述的照明设备，其中所述波导被布置为使来自所述至少一个第一光源和所述至少一个第二光源的光以不同的角度分布从所述波导离开。17.根据权利要求14或15所述的照明设备，其中所述波导被布置为使来自所述至少一个第一光源和所述至少一个第二光源的光以共同的角度分布从所述波导离开。18.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中所述照明设备包括：至少一个第一光源，所述至少一个第一光源被布置为提供输入光；至少一个第二光源，所述至少一个第二光源被布置为在与所述至少一个第一光源相反的方向上提供输入光；波导布置，所述波导布置被布置为：接收来自所述至少一个第一光源和所述至少一个第二光源的所述输入光，并且通过破坏全内反射来使来自所述至少一个第一光源和所述至少一个第二光源的光从所述波导布置离开，其中所述波导布置包括至少一个波导；以及光学转向膜组件，所述光学转向膜组件包括：输入表面，所述输入表面被布置为接收通过破坏全内反射、通过所述波导的光引导表面从所述波导离开的光，所述输入表面跨所述平面延伸；以及输出表面，所述输出表面面对所述输入表面，其中所述输入表面包括：第一棱镜元件阵列，每个棱镜元件包括在它们之间限定脊部的一对小平面，所述脊部沿着跨所述输入表面在其中延伸的所述平面的第一线阵列延伸；以及第二棱镜元件阵列，每个棱镜元件包括在它们之间限定脊部的一对小平面，所述脊部沿着跨所述输入表面在其中延伸的所述平面的第二线阵列延伸，所述第一线阵列和所述第二线阵列以投影到所述平面上的不同的角度延伸，以使得所述第一棱镜元件阵列和所述第二棱镜元件阵列使从所述波导离开的光偏转到不同的光瓣中。19.根据权利要求18所述的照明设备，其中所述波导布置包括：波导，所述波导跨平面延伸，并且包括：相对的第一光引导表面和第二光引导表面，所述第一光引导表面和所述第二光引导表面被布置为沿着光学波导引导光，所述第二光引导表面被布置为通过全内反射来引导光；以及第一输入端和第二输入端，所述第一输入端和所述第二输入端被布置在所述第一光引导表面和所述第二光引导表面之间，并且在所述第一光引导表面和所述第二光引导表面之间在侧向方向上延伸；
其中所述至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：瑞尔D斯帕克有限责任公司，
类型：发明
国别省市：