CN1847956A - 照明系统和使用其的显示装置 - Google Patents

照明系统和使用其的显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1847956A
CN1847956A CNA2006100717005A CN200610071700A CN1847956A CN 1847956 A CN1847956 A CN 1847956A CN A2006100717005 A CNA2006100717005 A CN A2006100717005A CN 200610071700 A CN200610071700 A CN 200610071700A CN 1847956 A CN1847956 A CN 1847956A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reverberator
led
group
sub
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006100717005A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100526953C (zh
Inventor
西垣荣太郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hannstar Display Corp
Original Assignee
NEC LCD Technologies Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC LCD Technologies Ltd filed Critical NEC LCD Technologies Ltd
Publication of CN1847956A publication Critical patent/CN1847956A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100526953C publication Critical patent/CN100526953C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/0028Light guide, e.g. taper
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00Refractors for light sources
    • F21V5/04Refractors for light sources of lens shape
    • F21V5/043Refractors for light sources of lens shape the lens having cylindrical faces, e.g. rod lenses, toric lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/003Lens or lenticular sheet or layer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/0031Reflecting element, sheet or layer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0073Light emitting diode [LED]
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133603Direct backlight with LEDs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00Planar light sources
    • F21Y2105/10Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • F21Y2105/14Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements characterised by the overall shape of the two-dimensional array

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

本发明提供了一种在限制尺寸增大的同时通过简单结构能够产生具有较低颜色不均匀性的光的照明系统。提供了一种具有其内表面为反射性的管状壁的管状反射器。该壁包括沿反射器纵轴延伸的缝隙。在反射器中,布置多组LED,其中由每组中的LED发射的光的颜色不同(例如,将红色、绿色或蓝色LED用于每组)。每组中的LED都沿反射器的纵轴设置以形成线性光源。将聚光透镜以填充反射器缝隙的方式固定到反射器上。

Description

照明系统和使用其的显示装置
技术领域
本发明涉及照明系统和使用该照明系统的显示装置,更具体地,涉及包括以发光二极管(LED)作为点光源的照明系统,以及使用该照明系统的诸如液晶显示(LCD)装置的显示装置。本发明优选应用于LCD装置的背光单元;然而,如果其包括多组发光颜色不同的LED,则其可应用于除LCD装置之外的任何其他的显示装置。
背景技术
由于LCD装置的特性,例如体积小、轻薄和低功耗,其已经广泛地用于各种装置和系统,例如办公自动化(OA)设备、音频-视频(AV)设备、便携式信息或通讯终端等等。作为其主要部件,LCD装置包括具有一对对置透明基板的LCD面板和置于基板之间的液晶层,以及用于产生照亮面板的背光的背光单元。控制液晶层以便调整从背光单元发出的光的透射比或透射量,从而在屏幕上显示图像。
常规地,背光单元包括一个或多个荧光灯作为其光源。然而,为了驱动或点亮该灯或多个灯,需要诸如逆变器电路的外围电路。而且,逆变器电路产生噪声。因此,最近通常使用LED取代荧光灯或多个荧光灯。
通常,背光单元包括以预定方式布置的多组LED,其中每组LED发射红(R)、绿(G)或蓝(B)光。然后将由各个LED发射的红、绿和蓝光混合在一起以产生白光。因此,存在这样的问题,由于LED的布置或布局而极有可能会在显示屏幕上出现颜色的不均匀。
为了解决这个问题,日本未审专利公开第2000-36209号提出并公开了一种改进。该改进涉及如图1所示的线性光源。由图1看出,该现有技术的线性光源包括用作点光源110的一组LED 110a、漫射板111和光导板112。漫射板111接收由LED 110a发射的光。光导板112接收来自漫射板111的光,并从板112的平坦表面射出光。如图1A所示,LED 110a以相等间距P沿直线平行于漫射板111布置。如图1B所示,LED 110a与漫射板111分开的距离为L。间距P和距离L具有预定的关系,从而产生大致均匀的亮度分布。
在由光线颜色彼此不同的多组LED形成光源的情况下,均匀地混合各种颜色的光是很重要的。通过图1A和1B所示的改进,LED 110a和漫射板111之间的距离L增大,缺点在于照明系统变大。如果将该改进用于便携式信息或通讯终端的照明系统,则这种系统的增大的尺寸将是严重的障碍。而且,另一个缺点在于由于距离L较大而使可获得的亮度降低。
为了减小由LED的布置或布局而引起的颜色不均匀,一种方式是独立地控制各个LED。然而,在这种情况下,为了使LED发光需要多个电源和多个控制电路。特别地,对于照亮大尺寸屏幕的照明系统来说,LED的数量大,且因此,出现结构复杂且价格上升的问题。
发明内容
考虑到上述问题提出本发明。
因此,本发明的主要目的是提供一种照明系统,其在限制尺寸增大的同时通过简单结构就能够产生具有较低的颜色不均匀性的光,以及提供装备有该照明系统的显示装置。
通过以下描述,上述目的以及其他未具体提及的内容对本领域技术人员来说将变得清晰。
根据本发明的第一方面,提供一种照明系统,其包括:
管状反射器,其具有内表面为反射性的管状壁,该壁包括沿该反射器纵轴延伸的缝隙;
布置在该反射器中的多组LED,从每组LED中发出的光的颜色不同,每组中的LED沿该反射器的纵轴布置以形成线性光源;以及
以填充该反射器的该缝隙的方式将聚光透镜固定到该反射器上。
通过根据本发明第一方面的照明系统,提供一种管状反射器,其具有内表面为反射性的管状壁。该壁包括沿该反射器纵轴延伸的缝隙。在反射器中布置多组LED,由每组中的LED发射的光的颜色不同。每组中的LED沿反射器的纵轴布置以形成线性光源。以填充反射器缝隙的方式将聚光透镜固定到反射器上。由此,由各个LED发出的光可以被反射器的内表面重复地反射,结果,光可以充分地混合在一起从而产生白光。这意味着在限制照明设备尺寸增大的同时,通过简单的结构可以实现具有较小的颜色不均匀性的白光。
优选地,反射器沿垂直于纵轴平面的截面近似为圆形、椭圆形或多边形。
优选的是,反射器的内表面具有不规则表面。这是为了提高来自LED的光的漫反射。
各组中的LED可以以近似相等或不相等的间距沿纵轴布置。而且,各组中的LED可以以近似相等或不相等的距离沿反射器的圆周方向布置。
各组中的LED可以简单地直接设置在反射器的内表面上。然而,优选的是,每组中的LED设置在基板上,其中基板以沿反射器的圆周方向间隔地固定到反射器的内表面上。
在根据本发明第一方面的照明系统的优选实施例中,额外提供了子反射器。将子反射器固定到反射器上并沿反射器的纵轴延伸。子反射器以遮蔽或阻挡由LED向聚光透镜发射的光的方式设置。在该实施例中,由于在反射器中额外提供了子反射器,因此,可以进一步提高光的反射频度,并且可以遮蔽或阻挡由LED向聚光透镜的光。因此,增强了减小颜色不均匀性的效果,其意味着进一步改善了颜色的不均匀性。
优选地,子反射器沿垂直于纵轴的平面具有近似平直、V形或弧形的截面。
类似于反射器,优选的是子反射器具有不规则表面。这是为了提高来自LED的光的漫反射。
优选的是,子反射器与反射器的内表面分开。这是为了有效地阻挡从LED到聚光透镜的光。
在根据本发明第一方面的照明系统的另一优选实施例中,为各组LED额外提供子反射器。将该子反射器固定到反射器上并沿反射器的纵轴延伸。设置每个子反射器以使其遮蔽或阻挡由相应的其中一组LED向聚光透镜发射的光。在该实施例中,由于为各组LED额外提供了子反射器,相对于上述实施例进一步增强了减小颜色不均匀性的效果。
优选地,至少一个子反射器沿垂直于纵轴的平面具有近似平直、V形或弧形的截面。
类似于反射器,优选地,至少一个子反射器具有不规则表面。这是为了提高来自LED的光的漫反射。
优选地,子反射器与反射器的内表面分开。这是为了有效地阻挡从LED到聚光透镜的光。
在根据本发明第一方面的照明系统的又一优选实施例中,其中第一组LED发射红光,第二组LED发射绿光,第三组LED发射蓝光。
根据本发明的第二方面,提供一种显示装置,其包括:上述照明系统中的一个;光导板,其具有面对照明系统的聚光透镜设置的输入端;和面对光导板输出端设置的显示面板。
通过根据本发明第二方面的显示装置,包括了根据本发明第一方面的照明系统。因此,可以增强或提高显示装置的显示质量。
在根据本发明第二方面的显示装置的优选实施例中,包含LCD面板作为显示面板,且包含照明系统作为用于LCD面板的背光单元。
附图说明
为了容易有效地实施本发明,现在将参考附图进行描述。
图1A示出了现有技术线性光源的结构的示意性透视图。
图1B示出了图1A的现有技术线性光源的各LED、漫射板和光导板的布置的示意性平面图。
图2A示出了根据本发明第一实施例的照明系统的示意性截面图,其中还另外示出了光导板和LCD面板。
图2B示出了根据本发明第一实施例的照明系统从图2A中的方向A看过去的示意性后视图。
图3示出了根据本发明第一实施例的照明系统安装方法的示意性分解透视图,其中第一LED、第二LED和第三LED分别固定在它们的基板上。
图4A是根据本发明第一实施例变形例的照明系统的示意性截面图,其中LED的布置与图1A和1B不同。
图4B是根据本发明第一实施例变形例的照明系统以图2A中的方向A看过去的示意性后视图。
图5A是根据本发明第一实施例另一变形例的照明系统的示意性截面图,其中反射器的截面形状是椭圆。
图5B是根据本发明第一实施例又一变形例的照明系统的示意性截面图,其中反射器的截面形状是多边形。
图5C是根据本发明第一实施例再一变形例的照明系统的示意性截面图,其中反射器的截面形状近似圆形,且反射器的壁是波状的,从而在其内部和外部表面上形成了不规则表面。
图6A是根据本发明第二实施例的照明系统的示意性截面图,其中还示出了光导板和LCD面板。
图6B是根据本发明第二实施例的照明系统以图6A中的方向A看过去的示意性后视图。
图7是示出根据本发明第二实施例的照明系统安装方法的示意性分解透视图,其中在反射器中额外提供了子反射器。
图8A是根据本发明第二实施例变形例的照明系统的示意性截面图,其中子反射器具有V形截面。
图8B是根据本发明第二实施例另一变形例的照明系统的示意性截面图,其中为第一、第二和第三LED提供了三个子反射器。
图8C是根据本发明第二实施例又一变形例的照明系统的示意性截面图,其中子反射器具有弧形截面并且是波状的,以便在其两个表面上形成不规则表面。
图9是根据本发明第二实施例再一变形例的照明系统的示意性截面图,其中子反射器具有平直的截面。
具体实施方式
下面在参考所附附图的同时详细描述本发明的优选实施例。
如“背景技术”部分中所述的,由于照明系统包括发射红、绿和蓝光的LED作为点光源,因此重要的是充分地将红、绿和蓝光混合在一起以产生白光。在这种情况下,存在的问题是由于LED的布置或布局而极有可能在光导板中出现颜色的不均匀。如前面参考图1A和1B所阐述的,为了解决这个问题,可以增大点光源(即LED)和漫射板之间的距离。然而,该措施导致的其他问题在于,增大了照明系统的尺寸并降低了亮度。
而且,作为用于减小颜色不均匀性的另一措施,可以独立地控制各LED。然而,在这种情况下,为了使LED发光,需要多个电源和多个控制电路,其导致的另一问题在于,结构变得复杂且价格上升。
因此,在本发明中,为了在限制照明系统尺寸增大而不使结构复杂化的同时,能够产生具有较低的颜色不均匀性的白光,提供了具有管状壁的管状反射器,该管状壁的内表面是反射性的。该壁包括沿反射器纵轴延伸的缝隙。在反射器中,布置了多组LED,其中由每组LED发射的光的颜色不同。例如,将红、绿或蓝LED用于各组。每组中的LED沿反射器的纵轴布置以形成线性光源。以填充反射器的缝隙的方式将聚光透镜(例如,条形透镜)固定到反射器上。
由于上述这种简单的结构,包括不同颜色的来自各个LED的光将被反射器的内表面重复地反射并混合,且最后被聚光透镜会聚。此后,将来自聚光透镜的光传输或辐射到光导板的输入端。结果,可获得具有较低的颜色不均匀性的白光。
接下来,下面将阐述本发明的具体构造。
第一实施例
将参考图2A、2B和3阐述根据本发明第一实施例的照明系统和LCD装置。
如图2A、2B和3所示,根据第一实施例的照明系统包括:具有缝隙或狭缝7的圆柱形反射器或反射组件2、第一组LED 3、第二组LED 4、第三组LED 5和条形聚光透镜1。缝隙或狭缝7沿反射器2的纵轴延伸。聚光透镜固定到反射器2以闭合缝隙7。透镜1平行于反射器2的纵轴。
虽然未示出,不用说,将两个端板固定到反射器2右端和左端处的近似圆形的开口上。优选地,形成反射性的端板的内表面。
第一、第二和第三组LED 3、4和5发出不同颜色的光,例如,红色、绿色和蓝色。将这些LED 3、4和5以朝反射器2的中心纵轴定向的方式布置在反射器的弯曲内表面上。第一组中的LED 3沿反射器的纵轴线性布置。类似地,第二组中的LED 4和第三组中的LED 5分别沿反射器2的纵轴线性布置。因此,LED 3、4和5平行于聚光透镜1。
与照明系统的聚光透镜1平行地设置光导板8。由此,LED 3、4和5也平行于光导板8。光导板8用作平面光源。板8接收经由输入端9进入的入射光并经由其输出表面发射照明光,由此照亮与板8的输出表面相对的LCD面板70。
反射器2的内表面或多个内表面具有光反射功能就足够了。因此,可以通过处理金属板或多个金属板(例如铝板)或通过在模制的圆柱塑料内表面上形成金属膜来形成反射器2。可以通过分割反射器2的圆柱形壁或通过切除反射器2圆柱形壁的细长部分,来形成缝隙或狭缝7。
在图2A和2B的第一实施例中,在垂直于反射器2纵轴的平面中,反射器2的截面形状为近似圆形。然而,反射器2的截面形状不限于此。例如,如图5A所示,反射器2的截面形状可以是椭圆的,如图5B所示,或多边形的。而且,可以将反射器2的内表面形成为类似镜面。然而,为了引起来自LED 3、4和5的光的漫反射,如图5C所示,反射器2的圆柱形壁自身或其内表面可以是波状的或粗糙的,以形成微小的不规则表面或崎岖不平。不规则或崎岖不平表面可以仅形成在反射器2的内表面上。
各组LED 3、4和5的布置不限于图2A和2B所示的。可以根据各LED 3、4或5的亮度和/或发射光谱来改变LED的布置。例如,第一、第二和第三组LED 3、4或5可以以这种方式布置在反射器2的内表面上,如图2A所示,所述方式是使等距离地划分反射器2的弧形圆周。换言之,如图2A所示,第一和第二组LED 3和4之间的距离可以等于第二和第三组LED 4和5之间的距离。这意味着第一和第三组LED3和5相对于第二组LED 4对称地布置。然而,例如,通过将第一组LED 3沿反射器2的内表面向第二组LED 4移动,可以将这些LED 3、4和5不对称地布置,如图4A所示。在图4A所示的LED布置中,第一和第二组LED 3和4之间的距离小于第二和第三组LED 4和5之间的距离。
虽然根据第一实施例,在图2B所示的结构中,LED 3、4或5的间距沿反射器2的纵轴是相等的,但它们是可以改变的。例如,如图4B所示,LED 4的间距可以不同于LED 3和5的间距。在图4B所示的结构中,LED 4的间距小于LED 3和5的间距,其中LED 3和5的间距是相等的。
LED 3、4和5在反射器2内表面上的固定结构不限于这里所示的那些。例如,可以穿过反射器2的壁形成孔,并分别将LED 3、4和5插入到孔中并固定在这些位置中。可选地,如图3所示,LED 3、4和5可以分别固定在它们的基板30、40和50上,然后,将基板30、40和50固定到反射器2内部的内表面上。在这种情况下,如果LED 3、4和5具有方向性,则优选的是,各组LED3、4和5的光轴朝反射器2的中心轴定向。然而,光轴可以稍微偏离中心轴,这不会导致问题。
关于聚光透镜1,透镜1具有如下功能就足够了,所述功能是会聚由LED 3、4和5发射并由反射器2的内表面反射的光,并将由此会聚的光向光导板8发射。因此,如果将透镜1固定到反射器2以填塞整个缝隙7,则可选地,透镜1的形状是随意变化的。可以通过单个透镜或一组装配好的透镜形成透镜1。
对聚光透镜1到反射器2的固定结构没有限制。例如,如图3所示,可以在缝隙7附近处反射器2的相对的边缘上分别形成一对导板21和22,然后,如图2A和2B所示,通过导板21和22将透镜1夹住并固定。
接下来,下面阐述根据第一实施例的照明系统的操作。
例如,如图2A所示,由第三组LED 5发射的光被反射器2内表面多次(在图2A中为两次)反射而进入聚光透镜1。此后,光透过透镜1经由输入端9进入光导板8。类似地,由第一组LED 3和第二组LED 4发射的光被反射器2的内表面多次反射而进入聚光透镜1。此后,光透过透镜1经由输入端9进入光导板8。这里,假设第一组LED 3的光的颜色是红色,第二组LED 4的光的颜色是绿色,而第三组LED 5的光的颜色是蓝色。然后,来自这些LED 3、4和5的红、绿和蓝光在圆柱形反射器2中充分混合在一起,由此产生具有较低的颜色不均匀性的白光。
而且,当提供调整各组LED 3、4和5的亮度的功能时,可以改变白平衡,并由此可以获得期望的白平衡。
如上所述,通过根据本发明第一实施例的照明系统,提供了一种具有管状壁的管状反射器2,其中所述管状壁的内表面是反射性的。该壁包括沿反射器2纵轴延伸的细长缝隙7。在反射器2中,沿反射器2的圆周方向以预定距离布置发射不同颜色光的第一、第二和第三组LED 3、4和5。LED 3、4和5沿反射器2的纵轴布置以形成线性光源。条形聚光透镜1以填充或阻塞缝隙7的方式固定到反射器2上。由此,由各LED 3、4和5发射的光可以在反射器2的内表面上反复地反射,且结果,在反射器2中光可以被充分混合在一起并被聚光透镜1会聚,由此产生白光。这意味着在限制照明系统尺寸增大的同时,通过简单的结构实现了具有较低的颜色不均匀性的白光。
根据第一实施例的照明系统可以用作LCD装置的背光单元。在这种情况下,如图2A所示,LCD装置包括作为背光单元的所述照明系统、光导板8和LCD面板70。由于将根据第一实施例的照明系统用作背光单元,因此,提高了LCD装置的显示质量。
第二实施例
接下来,将参考图6A、6B和7阐述根据本发明第二实施例的照明系统和LCD装置。
通过根据第一实施例的上述照明系统,在进入聚光透镜1之前,由各个LED 3、4和5发射的光在反射器2的内表面上被反复反射。这意味着仅通过反射器2反射光线。与此不同,通过根据第二实施例的照明系统,额外提供了带状子反射器或子反射器组件6。这是基于这样一个事实而考虑的,光的反射频度越高,颜色的混合均匀性越好。
具体地说,如图6A和6B所示,除了额外提供了子反射器6之外,根据第二实施例的照明系统与根据第一实施例的照明系统的构造相同。具体地,该系统包括具有缝隙7的圆柱形反射器2、第一组LED 3、第二组LED 4、第三组LED 5、条形聚光透镜1和子反射器6。聚光透镜1固定到反射器2上以闭合缝隙7。
子反射器6具有弧形截面并沿反射器2的纵轴延伸。以使从第二组LED 4的光不直接到达聚光透镜1的方式将子反射器6固定到反射器2的内表面上。
对于子反射器6来说,在其每个表面上具有光反射功能就足够了。因此,与反射器2类似,可以通过处理金属板(例如,铝板)或通过在模制带状塑料的内表面上形成金属膜来形成子反射器6。
对子反射器6在反射器2内表面上的固定结构没有限制。例如,如图7所示,可以在子反射器6端部处形成一对支柱60,此后,可以通过该支柱或短棒60将子反射器6固定在内表面上。可选地,子反射器6可以固定到反射器2两端处的圆形右端板和左端板(图7未示出)上。虽然在图6A中子反射器6的两个较长的侧面边缘未接触反射器2的内壁,但子反射器6的较长侧面边缘之一可以接触该内壁。而且,虽然在图6A和7的结构中在垂直于反射器2纵轴的平面中,子反射器6的截面是弧形的,但是可以根据需要任意确定子反射器6的截面形状。例如,子反射器6的截面形状可以是平直的,换言之,如图9所示,可以通过细长的平板形成子反射器6。可选地,如图8A所示,子反射器6的截面可以是V形的。
在图6A和6B所示的上述结构中,在反射器2中设置子反射器6使其面对聚光透镜1,由此防止来自第二组LED 4的光直接到达聚光透镜1。然而,如图8B所示,可以以这种方式在反射器2中提供三个子反射器6,使其分别面对第一、第二和第三组LED 3、4和5,由此防止来自各组LED 3、4和5的光直接到达聚光透镜1。
而且,子反射器6的整个表面可以形成类似镜面。然而,如图8C所示,为了更有效地引起来自LED 3、4或5的光的漫反射,子反射器6自身或子反射器6的内和外表面可以是波状的或粗糙的,以形成微小的不规则或崎岖不平的表面。不规则或崎岖不平的表面可以只形成在子反射器6的表面上。
接下来,下面将阐述根据第二实施例的照明系统的操作。
例如,如图6A所示,由第二组LED 4发射的光被反射器2的内表面和子反射器6的外表面多次(图6A中为五次)反射而进入聚光透镜1。此后,光透过透镜1经由光导板的输入端9进入光导板8。类似地,由第一组LED 3和第三组LED 5发射的光被反射器2的内表面和子反射器6的内或外表面多次反射而进入聚光透镜1。此后,光透过透镜1经由光导板的输入端9进入光导板8。这里,假设第一组LED 3的光的颜色是红色,第二组LED 4的光的颜色是绿色,第三组LED 5的光的颜色是蓝色。然后,来自这些LED 3、4和5的红、绿和蓝光在子反射器6的辅助下在圆柱形反射器2中充分混合在一起,由此产生具有更低颜色不均匀性的白光。
而且,当提供了调整各LED 3、4和5的亮度的功能时,可以改变白平衡,并由此可以获得期望的白平衡。
如上所述,通过根据第二实施例的照明系统,提供了一种具有管状壁的管状反射器2,所述管状壁的内表面是反射性的。该壁包括沿反射器2纵轴延伸的缝隙7。在反射器2中,布置发射不同颜色光的第一、第二和第三组LED 3、4和5,同时在反射器2中设置了子反射器6。LED 3、4和5沿反射器2的纵轴布置以形成线性光源。条形聚光透镜1以填充或阻塞缝隙7的方式固定到反射器2上。由此,由各组LED 3、4和5发射的光可以在反射器2的内表面上和子反射器6的内和外表面上比第一实施例反复地反射更多次。结果,光可以更充分地混合在一起,以由此产生白光。这意味着在限制照明系统尺寸增大的同时,通过简单的结构实现了具有更低颜色不均匀性的白光。
当根据第二实施例的照明系统被用作LCD装置的背光单元时,与第一实施例相比,进一步提高了LCD装置的显示质量。
其他实施例
不用说,本发明不限于上述实施例及其变形例。任何其他改变都可应用于这些实施例及其变形例。
例如,通过本发明的上述第一和第二实施例以及其变形例,组合使用红色、绿色和蓝色LED。然而,对于本发明来说,包括其光可以混合在一起来产生白光的多组LED就足够了。例如,如果通过来自两组LED的两种颜色的光就可以产生白光,则可以将两组LED用于本发明。类似地,如果通过来自四组或更多组LED的四种或更多种颜色的光可以产生白光,则可以将四组或更多组LED用于本发明。
此外,将本发明应用于照明系统,其中在上述实施例及其变形例中,将来自第一、第二和第三组LED的光混合以产生白光。然而,本发明可应用于照射除白光之外的任何颜色的光的照明系统。
虽然已经描述了本发明的优选形式,但本领域技术人员理解,在不背离本发明精神的情况下的改变是显而易见的。因此,本发明的保护范围完全由权利要求书来确定。

Claims (19)

1.一种用于显示装置的照明系统,包括:
具有其内表面为反射性的管状壁的管状反射器,该壁包括沿该反射器纵轴延伸的缝隙;
布置在该反射器中的多组LED,由每组中LED发射的光的颜色不同,每组中的LED沿该反射器的纵轴布置以形成线性光源;以及
以填充该反射器的所述缝隙的方式将聚光透镜固定到所述反射器上。
2.根据权利要求1的系统,其中该反射器沿垂直于所述纵轴的平面的截面近似为圆形、椭圆形或多边形。
3.根据权利要求1的系统,其中所述反射器的内表面具有不规则表面。
4.根据权利要求1的系统,其中所有LED都沿该纵轴以近似相等的间距布置。
5.根据权利要求1的系统,其中沿该纵轴的至少一组中的LED的间距不同于其余组中的LED的间距。
6.根据权利要求1的系统,其中第一组中的LED在该反射器的圆周方向上以第一距离与第二组中的LED分开;并且
第二组中的LED沿该圆周方向以第二距离与第三组中的LED分开,其中该第二距离等于该第一距离。
7.根据权利要求1的系统,其中第一组中的LED在该反射器的圆周方向上以第一距离与第二组中的LED分开;并且
第二组中的LED沿该圆周方向以第二距离与第三组中的LED分开,其中该第二距离不同于该第一距离。
8.根据权利要求1的系统,其中每组中的LED都设置在基板上;并且
将基板沿该反射器的圆周方向间隔地固定到该反射器的内表面上。
9.根据权利要求1的系统,还包括固定到该反射器上的子反射器,该子反射器沿该反射器的该纵轴延伸;并且
该子反射器以遮蔽由LED向该聚光透镜发射的光的方式定位。
10.根据权利要求9的系统,其中该子反射器沿垂直于该纵轴的平面具有近似平直、V形或弧形的截面。
11.根据权利要求9的系统,其中该子反射器具有不规则表面。
12.根据权利要求9的系统,其中该子反射器与该反射器的内表面分开。
13.根据权利要求1的系统,还包括固定到该反射器的用于各组LED的子反射器,该子反射器沿该反射器的该纵轴延伸;并且
每个子反射器以这种方式定位,所述方式是遮蔽由相应的其中一组中的LED向该聚光透镜发射的光。
14.根据权利要求13的系统,其中至少其中一个该子反射器沿垂直于该纵轴的平面具有近似平直、V形或弧形的截面。
15.根据权利要求13的系统,其中至少一个该子反射器具有不规则表面。
16.根据权利要求13的系统,其中所述各子反射器与该反射器的内表面分开。
17.根据权利要求1的系统,其中第一组中的LED发射红光,第二组中的LED发射绿光,第三组中的LED发射蓝光。
18.一种显示装置,包括:
根据权利要求1的照明系统;
光导板,其具有面对照明系统的聚光透镜设置的输入端;以及
面对光导板输出端设置的显示面板。
19.根据权利要求18的装置,其中包括LCD面板作为显示面板,且包括该照明系统作为用于LCD面板的背光单元。
CNB2006100717005A 2005-04-04 2006-04-03 照明系统和使用其的显示装置 Active CN100526953C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005107475 2005-04-04
JP2005107475A JP4404799B2 (ja) 2005-04-04 2005-04-04 照明装置及び該照明装置を備える液晶表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1847956A true CN1847956A (zh) 2006-10-18
CN100526953C CN100526953C (zh) 2009-08-12

Family

ID=37070161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006100717005A Active CN100526953C (zh) 2005-04-04 2006-04-03 照明系统和使用其的显示装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7350952B2 (zh)
JP (1) JP4404799B2 (zh)
KR (1) KR100807605B1 (zh)
CN (1) CN100526953C (zh)
TW (1) TWI339296B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101896764A (zh) * 2007-12-21 2010-11-24 澳汰尔工程公司 使用发光二极管组件的光分布
CN102182968A (zh) * 2011-05-16 2011-09-14 冠捷显示科技(厦门)有限公司 新型led背光源模组
CN101201147B (zh) * 2006-12-14 2012-10-10 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 均匀导光机构
CN104094206A (zh) * 2012-02-08 2014-10-08 微软公司 光学触摸导航

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7585097B2 (en) * 2006-03-19 2009-09-08 Tyco Electronics Canada Ulc Light pipe providing wide illumination angle
US8748909B2 (en) * 2006-11-03 2014-06-10 Apple Inc. Display system
US7534010B2 (en) * 2006-12-28 2009-05-19 Chunghwa Picture Tubes, Ltd. Backlight module
US8169388B2 (en) * 2007-07-02 2012-05-01 Apple Inc. Color correction apparatus
KR100911463B1 (ko) * 2007-12-05 2009-08-11 최규만 면광원 장치
US8118447B2 (en) 2007-12-20 2012-02-21 Altair Engineering, Inc. LED lighting apparatus with swivel connection
US8360599B2 (en) 2008-05-23 2013-01-29 Ilumisys, Inc. Electric shock resistant L.E.D. based light
US7976196B2 (en) 2008-07-09 2011-07-12 Altair Engineering, Inc. Method of forming LED-based light and resulting LED-based light
US7946729B2 (en) 2008-07-31 2011-05-24 Altair Engineering, Inc. Fluorescent tube replacement having longitudinally oriented LEDs
US8674626B2 (en) 2008-09-02 2014-03-18 Ilumisys, Inc. LED lamp failure alerting system
US8256924B2 (en) 2008-09-15 2012-09-04 Ilumisys, Inc. LED-based light having rapidly oscillating LEDs
JP4528911B2 (ja) * 2008-10-07 2010-08-25 株式会社オプトデザイン 光源装置およびこの光源装置を用いた照明装置
US8653984B2 (en) 2008-10-24 2014-02-18 Ilumisys, Inc. Integration of LED lighting control with emergency notification systems
US8444292B2 (en) 2008-10-24 2013-05-21 Ilumisys, Inc. End cap substitute for LED-based tube replacement light
US8324817B2 (en) 2008-10-24 2012-12-04 Ilumisys, Inc. Light and light sensor
US7938562B2 (en) 2008-10-24 2011-05-10 Altair Engineering, Inc. Lighting including integral communication apparatus
US8901823B2 (en) 2008-10-24 2014-12-02 Ilumisys, Inc. Light and light sensor
US8214084B2 (en) 2008-10-24 2012-07-03 Ilumisys, Inc. Integration of LED lighting with building controls
WO2010049912A2 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 Udayan Kanade A light source with light recovery mechanism
US8556452B2 (en) 2009-01-15 2013-10-15 Ilumisys, Inc. LED lens
US8362710B2 (en) 2009-01-21 2013-01-29 Ilumisys, Inc. Direct AC-to-DC converter for passive component minimization and universal operation of LED arrays
US8664880B2 (en) 2009-01-21 2014-03-04 Ilumisys, Inc. Ballast/line detection circuit for fluorescent replacement lamps
US8330381B2 (en) 2009-05-14 2012-12-11 Ilumisys, Inc. Electronic circuit for DC conversion of fluorescent lighting ballast
US8299695B2 (en) 2009-06-02 2012-10-30 Ilumisys, Inc. Screw-in LED bulb comprising a base having outwardly projecting nodes
US8421366B2 (en) 2009-06-23 2013-04-16 Ilumisys, Inc. Illumination device including LEDs and a switching power control system
EP2553332B1 (en) 2010-03-26 2016-03-23 iLumisys, Inc. Inside-out led bulb
CA2794512A1 (en) 2010-03-26 2011-09-29 David L. Simon Led light tube with dual sided light distribution
WO2011119921A2 (en) 2010-03-26 2011-09-29 Altair Engineering, Inc. Led light with thermoelectric generator
US8454193B2 (en) 2010-07-08 2013-06-04 Ilumisys, Inc. Independent modules for LED fluorescent light tube replacement
US8596813B2 (en) 2010-07-12 2013-12-03 Ilumisys, Inc. Circuit board mount for LED light tube
EP2633227B1 (en) 2010-10-29 2018-08-29 iLumisys, Inc. Mechanisms for reducing risk of shock during installation of light tube
CN102466168B (zh) * 2010-10-29 2014-02-19 京东方科技集团股份有限公司 线光源及液晶显示装置
US8870415B2 (en) 2010-12-09 2014-10-28 Ilumisys, Inc. LED fluorescent tube replacement light with reduced shock hazard
JP2012164742A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Showa Denko Kk 照明装置および照明装置の製造方法
JP4979827B1 (ja) * 2011-05-23 2012-07-18 ポスコ エルイーディ カンパニー リミテッド 光半導体基盤管型照明装置
US9072171B2 (en) 2011-08-24 2015-06-30 Ilumisys, Inc. Circuit board mount for LED light
US9184518B2 (en) 2012-03-02 2015-11-10 Ilumisys, Inc. Electrical connector header for an LED-based light
WO2014008463A1 (en) 2012-07-06 2014-01-09 Ilumisys, Inc. Power supply assembly for led-based light tube
US9271367B2 (en) 2012-07-09 2016-02-23 Ilumisys, Inc. System and method for controlling operation of an LED-based light
US9285084B2 (en) 2013-03-14 2016-03-15 Ilumisys, Inc. Diffusers for LED-based lights
WO2015012135A1 (ja) * 2013-07-26 2015-01-29 堺ディスプレイプロダクト株式会社 照明装置及び液晶表示装置
US9267650B2 (en) 2013-10-09 2016-02-23 Ilumisys, Inc. Lens for an LED-based light
KR20160111975A (ko) 2014-01-22 2016-09-27 일루미시스, 인크. 어드레스된 led들을 갖는 led 기반 조명
US9510400B2 (en) 2014-05-13 2016-11-29 Ilumisys, Inc. User input systems for an LED-based light
US9784433B2 (en) * 2014-09-30 2017-10-10 The Boeing Company Optical devices for light mixing
CN104317103B (zh) * 2014-11-13 2017-07-28 合肥京东方光电科技有限公司 背光模组及显示装置
US10161568B2 (en) 2015-06-01 2018-12-25 Ilumisys, Inc. LED-based light with canted outer walls
US20160356434A1 (en) * 2015-06-02 2016-12-08 Isuzu Optics Corp. Light mixing structure

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4991070A (en) * 1989-07-12 1991-02-05 Herman Miller, Inc. Sleeve for a light element
US5255171A (en) * 1991-11-27 1993-10-19 Clark L Douglas Colored light source providing intensification of initial source illumination
US5613751A (en) * 1995-06-27 1997-03-25 Lumitex, Inc. Light emitting panel assemblies
US5688042A (en) * 1995-11-17 1997-11-18 Lumacell, Inc. LED lamp
US6186649B1 (en) * 1998-04-16 2001-02-13 Honeywell International Inc. Linear illumination sources and systems
JP2000036209A (ja) 1998-07-17 2000-02-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 線状光源およびそれを用いた液晶表示装置
JP4411675B2 (ja) 1998-12-24 2010-02-10 パナソニック株式会社 信号表示灯
JP2002177218A (ja) 2000-12-18 2002-06-25 Asahi Optical Co Ltd 電子内視鏡用光源ユニット
US6547416B2 (en) * 2000-12-21 2003-04-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Faceted multi-chip package to provide a beam of uniform white light from multiple monochrome LEDs
US6874924B1 (en) * 2002-03-14 2005-04-05 Ilight Technologies, Inc. Illumination device for simulation of neon lighting
US20050030729A1 (en) 2003-08-07 2005-02-10 Tia-Cheng Yu Surface emitting device
GB2408846A (en) * 2003-12-02 2005-06-08 Sung Tao Ho LED lamp tube
JP2007081234A (ja) * 2005-09-15 2007-03-29 Toyoda Gosei Co Ltd 照明装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101201147B (zh) * 2006-12-14 2012-10-10 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 均匀导光机构
CN101896764A (zh) * 2007-12-21 2010-11-24 澳汰尔工程公司 使用发光二极管组件的光分布
CN101896764B (zh) * 2007-12-21 2013-07-10 伊卢米斯公司 使用发光二极管组件的光分布
CN102182968A (zh) * 2011-05-16 2011-09-14 冠捷显示科技(厦门)有限公司 新型led背光源模组
CN104094206A (zh) * 2012-02-08 2014-10-08 微软公司 光学触摸导航

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006286512A (ja) 2006-10-19
KR100807605B1 (ko) 2008-02-28
CN100526953C (zh) 2009-08-12
US20060221619A1 (en) 2006-10-05
TW200639526A (en) 2006-11-16
KR20060106898A (ko) 2006-10-12
TWI339296B (en) 2011-03-21
US7350952B2 (en) 2008-04-01
JP4404799B2 (ja) 2010-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1847956A (zh) 照明系统和使用其的显示装置
CN1276298C (zh) 小型照明系统及显示装置
CN1268972C (zh) 照明装置和显示设备
US7597467B2 (en) Lighting unit and liquid crystal display device using the lighting unit
CN1199077C (zh) 照明系统、光混合腔及显示装置
CN100351685C (zh) 面照明装置及具有该面照明装置的液晶显示装置
CN1873504A (zh) 背光系统及使用其的液晶显示器
CN1885128A (zh) 包含发光二极管的背光组件以及包含它的显示装置
CN1702507A (zh) Led封装和用于包括该led封装的lcd的背光组件
CN1702523A (zh) 显示装置和背光源装置
CN1740864A (zh) 液晶显示器的棱镜片及使用其的背光单元
CN1782814A (zh) 背光单元及使用该背光单元的液晶显示设备
CN1839340A (zh) 背光装置和液晶显示装置
CN1694273A (zh) 发光装置
CN1584708A (zh) 面状光源装置和备有该装置的显示装置
CN1558284A (zh) 背光组件
CN1831614A (zh) 背光装置和液晶显示设备
CN101075001A (zh) 制造照明装置的方法以及该照明装置
CN101046578A (zh) 发光二极管背光单元以及具有该背光单元的液晶显示器件
CN101057175A (zh) 背后照明装置
CN1991237A (zh) 面状光源装置及使用了该装置的显示装置
CN1847951A (zh) 发光板
CN1866109A (zh) 背光和液晶显示设备
CN1847954A (zh) 发光簇和直接发光型背光单元以及液晶显示装置
CN1700067A (zh) 背光装置和液晶显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: NIPPON ELECTRIC CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: NEC LCD TECHNOLOGY CO.,LTD

Effective date: 20100611

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: KANAGAWA-KEN, JAPAN TO: TOKYO, JAPAN

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20100611

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: NEC Corp.

Address before: Kanagawa, Japan

Patentee before: NEC LCD Technologies, Ltd.

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: JINZHEN CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: NEC CORP.

Effective date: 20130408

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20130408

Address after: Samoa Apia hiSoft Center No. 217 mailbox

Patentee after: Jinzhen Co.,Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: NEC Corp.

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230518

Address after: Floor 4, No. 15, Lane 168, Xingshan Road, Neihu District, Taipei City, Taiwan, China, 114762, China

Patentee after: HANNSTAR DISPLAY Corp.

Address before: Apia, hiSoft center, No. 217 mailbox

Patentee before: Jinzhen Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right