光导系统以及用于控制光的向外耦合的反射器技术方案

技术编号:7164377 阅读:259 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
提供了一种用于控制光的向外耦合的光导系统(20)。该光导系统包括光导(21),该光导被配置成接收来自至少一个光源(26)的环境光并且从其上的表面发射散布的环境光。该光导系统进一步包括设有若干突起(23)的反射器(22)。在使用中,反射器(22)与光导(21)附接在一起。该实施例的一个优点在于,允许实现使用光导的均匀光辐射表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光导领域,特别地,涉及用于允许光的均勻向外耦合的光导系统。
技术介绍
用于在观看诸如TV之类的显示设备上显示的视频时通过使用投影环境光的光源增强观看体验的显示系统在本领域中是已知的。一个特别有趣的应用是向观看者投影环境光。投影环境光的益处通常包括更深入的且更逼真的观看体验,用于最佳图片质量的改进的颜色、对比度和细节,以及用于更放松的观看的降低的眼睛疲劳。背光的不同优点要求背光系统的不同设置。降低的眼睛疲劳可能要求缓慢变化的颜色以及或多或少固定的亮度,而更逼真的观看体验可能要求屏幕内容的扩展,即具有与屏幕内容相同的速度的相同亮度变化。典型地,显示设备是平坦的TV。显示设备可以设有诸如发光二极管(LED)之类的可控光源,其邻近使用的显示图像或视频内容的显示区域或屏幕而定位。在使用中,光源可以向显示设备之前的用户发射环境光。然而,使用LED显示环境光的一个缺陷在于,每个LED可以被看作点源。为了为用户允许从源自多个LED的光实现均勻的漫射式发射光表面,要求光路均勻地散布光。在环境光显示系统中创建要求的光路的一种已知的方法是使用光导。该方法工作如下。来自光源的光耦合到光学透明材料中并且传输一定距离,使得它可以像要求的那样散布并且与其他光源混合。典型的应用是电子装备上的LED背光系统、各种不同的指示灯和/或表面。因此,几乎所有的光都在光导的末端耦合出去。为了将光从光导的表面,即垂直于光的方向耦合出去,存在各种不同的方法。一种方式是对需要辐射光的光导表面结构化,例如在一侧使用箔、喷砂、微型棱镜或纹理。该方法具有几个缺点。首先,这些结构甚至在机械地漫射时也不一定导致具有垂直于光导表面的主导方向的理想漫射光源。相反地,大多数光将在光导内保持光的主导方向,意味着在与光导成角度地观察、朝光源观看时其是最明显的。此外,漫射表面在所有的方向(360度)上发射光,然而具有如上面所描述的要求的垂直方向,意味着一些光发射到光导的错误的侧面并且被损耗,除非使用了镜。这些效应降低了环境光显示系统的光学效率。最后,如果应用了恒定的结构,那么在希望的方向上从光导耦合出去的光将不是均勻的。在这种情况下, 大多数光在结构的开始处耦合出去。对于小的表面,这可能几乎不可见。一种用于在使用光导时创建均勻的光表面的已知方法是使用非均勻的向外耦合结构。基本上,这意味着一些光在结构的开始处耦合出去,因此较少的光在下一个向外耦合点处可用。这通过沿着光导的延伸逐渐地增加结构密度来补偿以便维持环境光的恒定的发射或向外耦合。通过这种方式,每平方mm发射的光可以保持恒定。所述非均勻的向外耦合结构可以例如是点图案,较小的点处于光表面的开始处并且较大的点朝着光表面的末端。原则上,可以使用喷砂点,但是这些喷砂点与前面参照光的方向描述的相同缺点关联,即在希望的侧面和错误的侧面都发射。实际的实验表明,利用白色漫射涂料实现了最佳的结果。由于涂料是不透明的,因而所有的光在希望的方向上行进。 此外,主导光方向更加垂直于光导的表面。例如,白色涂料更加像该位置处的光源所做的那样向外耦合光,这意味着向外耦合的光方向基本上垂直于光导。通过利用喷砂点,光以一定角度(即不垂直地)向外耦合,仿佛使用了相对于向外耦合结构的表面以所述角度发射环境光的光源。图Ia-Ic示出了依照现有技术的光导系统。图Ia为顶视图,图Ib示出了侧视图并且图Ic为光导系统的示意图的底视图。图Ia-Ic示出了被配置成接收来自至少一个光源16的光的光导11。漫射器14位于离光导的一定距离处,其被提供用于漫射耦合出光导的光。而且,形成如上面所讨论的点图案的点23设置到光导11的底侧。图Ia-Ic的光导系统具有一些缺点。第一个缺陷在于,需要将点图案施加到光导的表面上。如前面所提到的,这可以通过使用印刷技术或箔来实现。这要求光导的附加处理,其可能不是简单的,因为根据应用,光导可能具有复杂的形状。第二个缺陷在于,点图案仍然允许光传递到错误的侧面。这归因于以下事实点图案并不创建完全均勻的表面光源,因为基本上所有的点变成点光源。为了解决这个问题,可以在光导的向外耦合侧应用附加的漫射器,这两个部件之间具有空气间隙,其中该空气间隙防止光的向外耦合。漫射器也将光反射回光导中,并且该光的一部分在这些点之间传递, 在错误的侧面损耗。第三个缺陷在于,光导基本上不可触摸,因为每一次接触导致变形,由此光被耦合出去并且损耗掉。这使得将光导集成到总的机械结构中成为复杂的挑战。因此,一种允许光的均勻向外耦合、改进的视觉外观、增加的柔性或者成本有效的改进的光导系统将是有利的。
技术实现思路
因此,本专利技术优选地寻求单独地或者以任意组合地缓解、减轻或消除现有技术的上述缺陷和缺点的一个或多个并且通过提供一种依照所附专利权利要求的光导系统和反射器解决至少上述问题。依照一些实施例的思想是提供一种反射器,其配置有代替现有技术的光导的点图案的突起。在本专利技术的一个方面中,提供了一种用于控制光从光导向外耦合的光导系统。该光导系统包括光导,该光导被配置成接收来自至少一个光源的光并且从其上的表面发射散布的光。光导系统进一步包括反射器,该反射器设有若干突起,其中使用时该反射器的至少一个突起与光导光学接触。在本专利技术的另一个方面中,提供了一种反射器。该反射器包括沿着其延伸的至少一部分形成具有增加的变形的图案的若干突起,其中该反射器的至少一个突起在与光导光学接触时被配置成将在光导内行进的光耦合出去。依照一些实施例的光导系统的一个优点在于,向外耦合的光随着光导的延伸将是均勻的,从而沿着光导形成均勻的光辐射表面。而且,依照一些实施例的光导系统和反射器允许连接到或安装于例如显示设备, 在连接或安装期间不触摸光导。这大大地降低了当操作光导时形成的有损害的变形,并且从而改进了光从光导的受控的向外耦合。此外,依照一些实施例的反射器被配置成将在光导的错误的侧面向外耦合的光向后反射通过光导。因此,依照一些实施例的反射器改进了光效率,因为没有光由于光在光导的错误的侧面的向外耦合而不必要地损耗掉。附图说明本专利技术能够具有的这些和其他方面、特征和优点根据参照附图对于本专利技术实施例的以下描述将是清楚明白的并且加以阐述,在附图中图Ia为依照现有技术的环境光显示系统的示意图的顶视图; 图Ib为依照现有技术的环境光显示系统的示意图的侧视图; 图Ic为依照现有技术的环境光显示系统的示意图的底视图;以及图加为依照一个实施例的光导系统的顶视图; 图2b为依照一个实施例的光导系统的侧视图;以及图2c为依照一个实施例的光导系统的底视图。具体实施例方式在下文中,将参照附图更详细地描述本专利技术的若干实施例以便本领域技术人员能够实现本专利技术。然而,本专利技术可以以许多不同的形式实施并且不应当被视为限于本文阐述的实施例。相反地,这些实施例被提供,使得本公开内容将是彻底而完整的,并且将完全将本专利技术的范围传递给本领域技术人员。所述实施例并没有限制本专利技术,而是本专利技术仅由所附专利权利要求限制。此外,附图中示出的特定实施例的详细描述中使用的术语并非意在限制本专利技术。下面的描述着眼于可应用到光导系统的本专利技术实施例。在一个实施例中,依照图2,提供了一种用于提供环境光的光导系统20。该光导系统包括光导21,该光导被配置成接收来自至少一个光源本文档来自技高网
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【技术保护点】
1. 一种用于控制光从光导向外耦合的光导系统(20),包括光导(21),其被配置成接收来自至少一个光源(26)的光并且从其上的表面发射散布的光,反射器(22),其设有若干突起(23),其中使用时该反射器(22)的至少一个突起与光导(21)光学接触。

【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:CW奎斯特豪特
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

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