RU2617003C1 - Light guide plate and backlight device containing it - Google Patents

Light guide plate and backlight device containing it Download PDF

Info

Publication number
RU2617003C1
RU2617003C1 RU2015147647A RU2015147647A RU2617003C1 RU 2617003 C1 RU2617003 C1 RU 2617003C1 RU 2015147647 A RU2015147647 A RU 2015147647A RU 2015147647 A RU2015147647 A RU 2015147647A RU 2617003 C1 RU2617003 C1 RU 2617003C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
substrate
light
guide plate
light guide
light beam
Prior art date
Application number
RU2015147647A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Викторович Морозов
Игорь Витальевич ЯНУСИК
ДжинХо ЛИ
ЮнСан ЧОЙ
Original Assignee
Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
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 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. filed Critical Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority to RU2015147647A priority Critical patent/RU2617003C1/en
Priority to KR1020160004137A priority patent/KR102476019B1/en
Priority to JP2016214921A priority patent/JP6803201B2/en
Priority to EP16197245.0A priority patent/EP3165948B1/en
Priority to CN201610977369.7A priority patent/CN106680927B/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2617003C1 publication Critical patent/RU2617003C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
    • 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
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/00362-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24FSMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F15/00Receptacles or boxes specially adapted for cigars, cigarettes, simulated smoking devices or cigarettes therefor
    • A24F15/12Receptacles or boxes specially adapted for cigars, cigarettes, simulated smoking devices or cigarettes therefor for pocket use
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24FSMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F15/00Receptacles or boxes specially adapted for cigars, cigarettes, simulated smoking devices or cigarettes therefor
    • A24F15/12Receptacles or boxes specially adapted for cigars, cigarettes, simulated smoking devices or cigarettes therefor for pocket use
    • A24F15/18Receptacles or boxes specially adapted for cigars, cigarettes, simulated smoking devices or cigarettes therefor for pocket use combined with other objects
    • 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
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20Image signal generators
    • H04N13/204Image signal generators using stereoscopic image cameras
    • H04N13/207Image signal generators using stereoscopic image cameras using a single 2D image sensor
    • H04N13/225Image signal generators using stereoscopic image cameras using a single 2D image sensor using parallax barriers
    • 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
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0051Diffusing 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
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0053Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
    • 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

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: backlight device is configured to switch between the 3D display and the 2D display mode, comprises a light guide plate. The light guide plate comprises a substrate configured to spread the first light beam and the second light beam inside it due to total internal reflection. The first beam is introduced from one of the front surface and the rear surface of the substrate, when the 3D display mode is used, and the second beam is introduced from, at least, one of the side surfaces of the substrate, when the 2D display mode is used, the first and the second light beams have different angular distributions. The substrate also comprises a prismatic structure on an upper substrate surface and consisting of a series of the spaced prisms. The bottom substrate surface has an array of the linear grooves or protrusions.
EFFECT: reducing the total backlight device thickness, providing a simple switch between the 3D and the 2D display modes, and eliminating the shadow effect in the 3D display mode.
40 cl, 11 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится в целом к технике освещения, в частности к световодной пластине и устройству задней подсветки, содержащему световодную пластину, которые могут быть использованы для получения 3D и 2D изображений без необходимости применения очков.The present invention relates generally to lighting techniques, in particular to a light guide plate and a backlight device comprising a light guide plate, which can be used to obtain 3D and 2D images without the need for glasses.

Уровень техникиState of the art

В настоящее время устройства 3D отображения применяются в различных сферах деятельности, таких как медицинская визуализация, игры, рекламные объявления, образование, военная сфера и т.д. Кроме того, было выполнено множество исследований по отображению 3D изображений с использованием голографических и стереоскопических методов.Currently, 3D display devices are used in various fields of activity, such as medical imaging, games, advertisements, education, the military sphere, etc. In addition, a lot of research has been done on the display of 3D images using holographic and stereoscopic methods.

Стереоскопические методы могут быть классифицированы на те, в которых требуется использовать очки (т.е. когда поляризованный свет и затвор используются для того, чтобы позволить двум глазам пользователя видеть отдельные изображения), и на те, в которых не требуется использовать очки (т.е. так называемое автостереоскопическое отображение, при котором устройство отображения непосредственно разделяет изображения для формирования полей обзора).Stereoscopic methods can be classified into those in which glasses are required to be used (i.e. when polarized light and a shutter are used to allow two eyes of the user to see separate images), and those in which glasses are not required (i.e. e. the so-called autostereoscopic display, in which the display device directly divides the image to form fields of view).

В последнее время в отношении автостереоскопических устройств отображения имеется тенденция к освоению паралаксного барьера, который используется для виртуального создания 3D изображений с помощью стереоизображений. Параллаксный барьер включает в себя вертикальные или горизонтальные щели, сформированные перед изображениями, соответствующими левому и правому глазам пользователя, и позволяет пользователю наблюдать 3D изображения по отдельности посредством этих щелей для достижения стереоскопического эффекта.Recently, with respect to autostereoscopic display devices, there has been a tendency to master the parallax barrier, which is used for the virtual creation of 3D images using stereo images. The parallax barrier includes vertical or horizontal slits formed in front of the images corresponding to the left and right eyes of the user, and allows the user to observe 3D images separately through these slots to achieve a stereoscopic effect.

В то же время многие конструируемые сейчас устройства отображения должны обеспечивать простое переключение между режимами 3D и 2D отображения без использования структуры на основе параллаксного барьера, чтобы удовлетворять всем потребностям пользователей.At the same time, many display devices currently under construction should provide easy switching between 3D and 2D display modes without using a parallax barrier structure to satisfy all user needs.

US 8820997 В2 раскрывает переключаемое устройство 1000 3D/2D отображения, использующее способ параллаксного барьера для обеспечения 3D отображения. Как показано на Фиг. 10А-В, известное устройство отображения содержит световод 1010, имеющий рассеивающую структуру 1011 на одной своей плоскости, которая используется для формирования 3D изображений. Световод 1010 выполнен из РММА, который является бесцветным и прозрачным. Другие плоскости световода 1010 подвержены машинной обработке для получения зеркальной гладкости и не имеют никаких элементов. Свет от источников 1013 света, предусмотренных на торцах световода 1010, распространяется между отражающими поверхностями внутри световода 1010, но при попадании на рассеивающую структуру 1011 он диффузно отражается и испускается в направлении LCD 1030. Таким образом, за счет использования рассеивающей структуры 1011, предусмотренной в местоположениях, соответствующих щелям параллаксного барьера, можно получить такое же состояние освещения, как при параллаксном барьере и структуре задней подсветки.US 8820997 B2 discloses a switchable 3D / 2D display device 1000 using a parallax barrier method to provide 3D display. As shown in FIG. 10A-B, a known display device comprises a light guide 1010 having a scattering structure 1011 on one plane thereof, which is used to form 3D images. The light guide 1010 is made of PMMA, which is colorless and transparent. Other planes of the optical fiber 1010 are machined to obtain mirror smoothness and have no elements. The light from the light sources 1013 provided at the ends of the light guide 1010 propagates between the reflective surfaces inside the light guide 1010, but when it hits the scattering structure 1011, it is diffusely reflected and emitted in the direction of the LCD 1030. Thus, by using the scattering structure 1011 provided at the locations corresponding to the slots of the parallax barrier, it is possible to obtain the same lighting state as with the parallax barrier and the backlight structure.

Неструктурированные участки 1012 световода 1010 являются плоскими, бесцветными и прозрачными. Следовательно, свет от источника 1020 света, используемый для 2D отображения, проходит сквозь неструктурированные участки 1012 световода 1010. Однако этот свет от источника 1020 света, используемый для 2D отображения, рассеивается на рассеивающей структуре 1011. Это рассеяние на структуре 1011 не проявляется в той или иной мере в распределении освещенности на LCD 1030.The unstructured portions 1012 of the light guide 1010 are flat, colorless, and transparent. Therefore, light from the light source 1020 used for 2D display passes through the unstructured portions 1012 of the light guide 1010. However, this light from the light source 1020 used for 2D display is scattered by the scattering structure 1011. This scattering by the structure 1011 does not appear in a different measure in the distribution of illumination on the LCD 1030.

Переключение между режимами 2D и 3D отображения достигается за счет переключения между источниками 1013 света и источниками 1020 света. Когда требуется отобразить 2D изображение, контроллер (не показан) активирует только источники 1020 света. Когда требуется отобразить 3D изображение, контроллер активирует только источники 1013 света.Switching between 2D and 3D display modes is achieved by switching between light sources 1013 and light sources 1020. When a 2D image is required to be displayed, a controller (not shown) only activates light sources 1020. When a 3D image is required to be displayed, the controller only activates light sources 1013.

Конструкция, показанная на Фиг. 10А-В, обеспечивает простой способ переключения между режимами 2D и 3D отображения без ухудшения разрешения, распределения освещенности и угла наблюдения в сравнении с традиционным 2D отображением. Тем не менее, рассеивающая структура 1011, используемая для режима 3D отображения, которая реализована в виде линий, может вызвать теневой эффект в режиме 2D отображения и значительно ухудшить качество изображения.The construction shown in FIG. 10A-B provides an easy way to switch between 2D and 3D display modes without compromising resolution, light distribution, and viewing angle compared to traditional 2D display. However, the scattering structure 1011 used for the 3D display mode, which is implemented in the form of lines, can cause a shadow effect in the 2D display mode and significantly degrade the image quality.

US 7626643 В2 раскрывает переключаемое устройство 1100 3D/2D отображения на основе параллаксного барьера. Как показано на Фиг. 11А-В, известное устройство отображения включает в себя панель 1130 отображения и систему задней подсветки, имеющей источник 1150 света и волновод 1110. Волновод 1110 включает в себя рассеивающие участки 1120 из рассеивающего материала. Свет распространяется через волновод 1110 за счет полного внутреннего отражения, но может рассеиваться на рассеивающих участках 1120. Рассеянный свет, выходящий из волновода 1110 через его выходную поверхность, создает линии света, соответствующие положениям рассеивающих участков 1110 и формирующие параллаксный барьер, используемый при освещении 3D автостереоскопического изображения, отображаемого панелью 1130 отображения. Промежуточные участки 1140 между рассеивающими участками 1120 сформированы из материала, который может переключаться между состоянием светопропускания и состоянием рассеивания. Оптические свойства промежуточных участков 1140 управляются с использованием электрических полей. Такое устройство отображения является переключаемым между режимом 2D отображения, при котором промежуточные участки 1140 являются рассеивающими, а волновод 1110 обеспечивает равномерное освещение, и режимом 3D отображения, при котором промежуточные участки 1140 являются светопропускающими, а волновод 1110 обеспечивает освещение в виде линий света.US 7,626,643 B2 discloses a switchable parallax barrier 3D / 2D display device 1100. As shown in FIG. 11A-B, a known display device includes a display panel 1130 and a backlight system having a light source 1150 and a waveguide 1110. The waveguide 1110 includes scattering portions 1120 of scattering material. The light propagates through the waveguide 1110 due to total internal reflection, but can be scattered on the scattering sections 1120. The scattered light emerging from the waveguide 1110 through its output surface creates lines of light corresponding to the positions of the scattering sections 1110 and forming a parallax barrier used when illuminating a 3D autostereoscopic an image displayed by the display panel 1130. The intermediate sections 1140 between the scattering sections 1120 are formed of a material that can switch between a light transmission state and a dispersion state. The optical properties of the intermediate sections 1140 are controlled using electric fields. Such a display device is switchable between a 2D display mode in which the intermediate sections 1140 are scattering and the waveguide 1110 provides uniform illumination, and a 3D display mode in which the intermediate sections 1140 are light transmitting and the waveguide 1110 provides lighting in the form of light lines.

Тип переключаемого устройства 3D/2D отображения, показанный на Фиг. 11А-В, позволяет реализовать требуемое переключение между режимами 3D и 2D отображения на одной световодной пластине 1110, тем самым обеспечивая уменьшение толщины, но в то же время требует дополнительных наборов столбцовых электродов. Используемые материалы для рассеивания и их структура обусловливают сложность производства и делают такое устройство отображения неэффективным, так как теряется значительная часть света, формируемого источником 1150 света. Также возникает ухудшение качества изображения вследствие появления усиленных перекрестных помех за счет неуправляемого направления рассеивания на рассеивающих участках 1120.The type of switchable 3D / 2D display device shown in FIG. 11A-B, allows you to implement the required switching between 3D and 2D display modes on the same light guide plate 1110, thereby providing a reduction in thickness, but at the same time requires additional sets of column electrodes. The scattering materials used and their structure make production difficult and render such a display device inefficient, since a significant part of the light generated by the light source 1150 is lost. There is also a deterioration in image quality due to the appearance of enhanced crosstalk due to the uncontrolled scattering direction in the scattering portions 1120.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Для устранения или смягчения одного или более из вышеупомянутых недостатков решений, известных из уровня техники, предложено настоящее изобретение, охарактеризованное в независимых пунктах приложенной формулы изобретения. Разные частные варианты осуществления настоящего изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах приложенной формулы изобретения.To eliminate or mitigate one or more of the aforementioned disadvantages of the solutions known from the prior art, the present invention is described in the independent claims. Various particular embodiments of the present invention are described in the dependent claims.

Технические эффекты, обеспечиваемые настоящим изобретением, заключаются в: уменьшении общей толщины устройства задней подсветки за счет использования одной световодной пластины для режимов 3D и 2D отображения; обеспечении простого переключения между режимами 3D и 2D отображения за счет использования по меньшей мере одного источника света для каждого режима отображения; и улучшении качества изображения за счет устранения теневого эффекта в режиме 3D отображения с помощью призматической и линейной структур на противоположных сторонах световодной пластины.The technical effects provided by the present invention are: reducing the total thickness of the backlight device by using one light guide plate for 3D and 2D display modes; providing easy switching between 3D and 2D display modes by using at least one light source for each display mode; and improving image quality by eliminating the shadow effect in 3D display using prismatic and linear structures on opposite sides of the light guide plate.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложена световодная пластина. Световодная пластина содержит подложку, призматическую структуру и линейную структуру. Подложка выполнена с возможностью обеспечения распространения первого пучка света и второго пучка света внутри себя вследствие полного внутреннего отражения. Первый пучок света вводится с одной из передней поверхности и задней поверхности подложки, когда используется режим 3D отображения, в то время как второй пучок света вводится с по меньшей мере одной из боковых поверхностей подложки, когда используется режим 2D отображения. Первый и второй пучки света имеют разные угловые распределения. Призматическая структура обеспечена на верхней поверхности подложки и состоит из пространственно разнесенных рядов призм. Каждый ряд призм содержит множество одиночных призм, расположенных встык друг с другом. Линейная структура обеспечена на нижней поверхности подложки и состоит из массива линейных канавок или выступов. Призматическая структура выполнена с возможностью вывода первого пучка света из подложки, когда первый пучок света попадает на каждый ряд призм на верхней поверхности подложки. Линейная структура выполнена с возможностью вывода второго пучка света из подложки, когда второй пучок света попадает на каждую линейную канавку или выступ на нижней поверхности подложки.According to a first aspect of the present invention, there is provided a light guide plate. The light guide plate contains a substrate, a prismatic structure, and a linear structure. The substrate is configured to allow the propagation of the first light beam and the second light beam within itself due to total internal reflection. The first light beam is introduced from one of the front surface and the rear surface of the substrate when the 3D display mode is used, while the second light beam is introduced from at least one of the side surfaces of the substrate when the 2D display mode is used. The first and second light beams have different angular distributions. A prismatic structure is provided on the upper surface of the substrate and consists of spatially spaced rows of prisms. Each row of prisms contains a plurality of single prisms that are butt-mounted to each other. A linear structure is provided on the bottom surface of the substrate and consists of an array of linear grooves or protrusions. The prismatic structure is configured to output the first light beam from the substrate when the first light beam enters each row of prisms on the upper surface of the substrate. The linear structure is configured to output a second light beam from the substrate when the second light beam enters each linear groove or protrusion on the lower surface of the substrate.

В некоторых вариантах осуществления ряды призм призматической структуры периодически или непериодически пространственно разнесены на верхней поверхности подложки.In some embodiments, the rows of prisms of the prismatic structure are periodically or non-periodically spatially spaced on the upper surface of the substrate.

В некоторых вариантах осуществления канавки или выступы линейной структуры периодически или непериодически пространственно разнесены на нижней поверхности подложки.In some embodiments, the grooves or protrusions of the linear structure are periodically or non-periodically spatially spaced on the bottom surface of the substrate.

В некоторых вариантах осуществления ряды призм призматической структуры параллельны направлению распространения первого пучка света или расположены под произвольным углом относительно направления распространения первого пучка света.In some embodiments, the rows of prisms of the prismatic structure are parallel to the direction of propagation of the first light beam or are located at an arbitrary angle relative to the direction of propagation of the first light beam.

В некоторых вариантах осуществления канавки или выступы линейной структуры расположены перпендикулярно направлению распространения второго пучка света или расположены под произвольным углом относительно направления распространения второго пучка света.In some embodiments, the grooves or protrusions of the linear structure are perpendicular to the propagation direction of the second light beam or are located at an arbitrary angle relative to the propagation direction of the second light beam.

В одном варианте осуществления подложка, призматическая структура и линейная структура выполнены из РММА и/или другого оптически прозрачного материала, такого, например, как стекло. Подложка, призматическая структура и линейная структура могут быть выполнены как одно целое.In one embodiment, the substrate, prismatic structure, and linear structure are made of PMMA and / or other optically transparent material, such as, for example, glass. The substrate, prismatic structure and linear structure can be made as one unit.

В одном варианте осуществления призматическая структура обеспечена на верхней поверхности подложки посредством технологии травления, печати, склейки, формовки, резки или любого их сочетания.In one embodiment, a prismatic structure is provided on the upper surface of the substrate by etching, printing, gluing, molding, cutting, or any combination thereof.

В одном варианте осуществления линейная структура обеспечена на нижней поверхности подложки посредством технологии травления, печати или их сочетания.In one embodiment, a linear structure is provided on the bottom surface of the substrate by etching, printing, or a combination thereof.

В одном варианте осуществления ширина подложки является постоянной, или подложка имеет переменную ширину.In one embodiment, the width of the substrate is constant, or the substrate has a variable width.

В одном варианте осуществления призмы в каждом ряду призм призматической структуры расположены линейно встык друг с другом. В другом варианте осуществления призмы в каждом ряду призм призматической структуры расположены встык, но со смещением относительно друг друга, тем самым формируя линию зигзага.In one embodiment, the prisms in each row of prisms of the prismatic structure are linearly end-to-end with each other. In another embodiment, the prisms in each row of the prisms of the prismatic structure are end-to-end, but offset relative to each other, thereby forming a zigzag line.

В одном варианте осуществления период пространственного разнесения и ширина каждого ряда призм призматической структуры выбраны в соответствии с характеристиками источника света, освещающего подложку первым пучком света. Ширина каждого ряда призм может быть постоянной или переменной. Если ширина является переменной, ширина каждого ряда призм может увеличиваться с упомянутой одной из передней и задней поверхностей подложки, на которую падает первый пучок света, до другой из передней и задней поверхностей подложки. Ширина каждого ряда призм призматической структуры может также изменяться непрерывно или дискретно от призмы к призме.In one embodiment, the spatial diversity period and the width of each row of prisms of the prismatic structure are selected in accordance with the characteristics of the light source illuminating the substrate with the first light beam. The width of each row of prisms can be constant or variable. If the width is variable, the width of each row of prisms may increase from said one of the front and back surfaces of the substrate onto which the first light beam falls, to the other of the front and back surfaces of the substrate. The width of each row of prisms of the prismatic structure can also vary continuously or discretely from the prism to the prism.

В одном варианте осуществления основание каждой призмы в каждом ряду призм призматической структуры имеет постоянную или переменную ширину.In one embodiment, the base of each prism in each row of prisms of the prismatic structure has a constant or variable width.

В одном варианте осуществления ширина и глубина/высота каждой канавки или выступа в линейной структуре выбраны в соответствии с характеристиками источника света, освещающего подложку вторым пучком света. Ширина и/или глубина/высота каждой канавки или выступа в линейной структуре могут быть постоянными или разными. Ширина и/или глубина/высота каждой канавки или выступа в линейной структуре могут также изменяться вдоль длины канавки или выступа.In one embodiment, the width and depth / height of each groove or protrusion in the linear structure are selected in accordance with the characteristics of the light source illuminating the substrate with a second light beam. The width and / or depth / height of each groove or protrusion in the linear structure may be constant or different. The width and / or depth / height of each groove or protrusion in the linear structure may also vary along the length of the groove or protrusion.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложено устройство задней подсветки. Устройство задней подсветки выполнено с возможностью переключения между режимом 3D отображения и режимом 2D отображения. Устройство задней подсветки содержит световодную пластину согласно первому аспекту настоящего изобретения, по меньшей мере один первый осветительный модуль, по меньшей мере один второй осветительный модуль, по меньшей мере одну перенаправляющую пленку и по меньшей мере одну отражающую пленку. Упомянутый по меньшей мере один первый осветительный модуль выполнен с возможностью испускания первого пучка света в направлении одной из передней поверхности и задней поверхности подложки световодной пластины. Упомянутый по меньшей мере один второй осветительный модуль выполнен с возможностью испускания второго пучка света в направлении по меньшей мере одной из боковых поверхностей подложки световодной пластины. Первый и второй пучки света имеют разные угловые распределения. Упомянутая по меньшей мере одна перенаправляющая пленка обеспечена над верхней поверхностью подложки. Упомянутая по меньшей мере одна отражающая пленка обеспечена под нижней поверхностью подложки. Когда выбран режим 3D отображения, упомянутый по меньшей мере один первый осветительный модуль является включенным, упомянутый по меньшей мере один второй осветительный модуль является выключенным и упомянутая по меньшей мере одна перенаправляющая пленка выполнена с возможностью перенаправления первого пучка света, выведенного из подложки через призматическую структуру, в направлении глаз наблюдателя. Когда выбран режим 2D отображения, упомянутый по меньшей мере один первый осветительный модуль является выключенным, упомянутый по меньшей мере один второй осветительный модуль является включенным и упомянутая по меньшей мере одна отражающая пленка выполнена с возможностью отражения второго пучка света, выведенного из подложки через линейную структуру, и изменения углового распределения второго пучка света для обеспечения прохождения второго пучка света сквозь подложку и упомянутую по меньшей мере одну перенаправляющую пленку в направлении глаз наблюдателя.According to a second aspect of the present invention, there is provided a backlight device. The backlight device is configured to switch between the 3D display mode and the 2D display mode. The backlight device comprises a light guide plate according to a first aspect of the present invention, at least one first lighting module, at least one second lighting module, at least one redirection film and at least one reflective film. Said at least one first lighting module is configured to emit a first light beam in the direction of one of a front surface and a rear surface of the substrate of the light guide plate. Said at least one second lighting module is configured to emit a second light beam in the direction of at least one of the side surfaces of the substrate of the light guide plate. The first and second light beams have different angular distributions. Said at least one redirection film is provided above the upper surface of the substrate. Said at least one reflective film is provided below the bottom surface of the substrate. When the 3D display mode is selected, said at least one first lighting module is turned on, said at least one second lighting module is turned off, and said at least one redirection film is adapted to redirect a first light beam outputted from the substrate through the prismatic structure, in the direction of the eye of the observer. When the 2D display mode is selected, said at least one first lighting module is turned off, said at least one second lighting module is turned on, and said at least one reflective film is capable of reflecting a second beam of light output from the substrate through a linear structure, and changing the angular distribution of the second light beam to allow the second light beam to pass through the substrate and said at least one redirection film into the eye of the observer.

В одном варианте осуществления упомянутый по меньшей мере один первый осветительный модуль состоит из по меньшей мере одного первого источника света и по меньшей мере одного первого модуля преобразования света, а упомянутый по меньшей мере один второй осветительный модуль состоит из по меньшей мере одного второго источника света и по меньшей мере одного второго модуля преобразования света. Упомянутый по меньшей мере первый модуль преобразования света выполнен с возможностью обеспечения коллимации, гомогенизации и углового преобразования света, испущенного упомянутым по меньшей мере одним первым источником света, и ввода преобразованного света в качестве первого пучка света в подложку. Упомянутый по меньшей мере один второй модуль преобразования света выполнен с возможностью обеспечения коллимации, гомогенизации и углового преобразования света, испущенного упомянутым по меньшей мере одним вторым источником света, и ввода преобразованного света в качестве второго пучка света в подложку.In one embodiment, said at least one first lighting module consists of at least one first light source and at least one first light conversion module, and said at least one second lighting module consists of at least one second light source and at least one second light conversion module. Said at least first light conversion module is adapted to collimate, homogenize and angularly transform the light emitted by said at least one first light source, and to introduce the converted light as a first light beam into the substrate. Said at least one second light conversion module is adapted to collimate, homogenize and angularly convert the light emitted by said at least one second light source, and to introduce the converted light as a second light beam into the substrate.

В одном варианте осуществления каждый из упомянутого по меньшей мере одного первого источника света и упомянутого по меньшей мере одного второго источника света выполнен в виде одного или более LED, лазерных диодов, ламп или любого их сочетания.In one embodiment, each of said at least one first light source and said at least one second light source is made in the form of one or more LEDs, laser diodes, lamps, or any combination thereof.

В одном варианте осуществления упомянутый по меньшей мере один первый модуль преобразования света содержит по меньшей мере один коллимирующий массив, по меньшей мере одну гомогенизирующую пленку и по меньшей мере один перенаправляющий куб. Коллимирующий массив может быть выполнен в виде набора отдельных или объединенных коллиматоров. Гомогенизирующая пленка может быть выполнена в виде пленки с микросферическими или микроцилиндрическими линзами. Гомогенизирующая пленка может быть выполнена в виде рассеивателя для придания формы пучку света. Перенаправляющий куб может быть выполнен в виде куба, имеющего симметричную или несимметричную призматическую структуру.In one embodiment, said at least one first light conversion module comprises at least one collimating array, at least one homogenizing film, and at least one redirecting cube. The collimating array can be made in the form of a set of separate or combined collimators. The homogenizing film can be made in the form of a film with microspherical or microcylinder lenses. The homogenizing film may be in the form of a diffuser to shape the light beam. The redirecting cube can be made in the form of a cube having a symmetric or asymmetric prismatic structure.

В одном варианте осуществления упомянутый по меньшей мере один второй модуль преобразования света выполнен в виде коллимирующего куба с параллельными или непараллельными поверхностями.In one embodiment, said at least one second light conversion unit is configured as a collimating cube with parallel or non-parallel surfaces.

В одном варианте осуществления упомянутая по меньшей мере одна перенаправляющая пленка имеет массив симметричных или несимметричных микропризм.In one embodiment, said at least one redirection film has an array of symmetric or asymmetric microprisms.

В одном варианте осуществления устройство задней подсветки дополнительно содержит пленку с линзами Френеля, обеспеченную над упомянутой по меньшей мере одной перенаправляющей пленкой и выполненную с возможностью фокусировки первого и второго пучков света от упомянутой по меньшей мере одной перенаправляющей пленки в плоскости наблюдателя. Пленка с линзами Френеля может иметь радиальную или цилиндрическую структуру.In one embodiment, the backlight device further comprises a film with Fresnel lenses provided over said at least one redirecting film and configured to focus the first and second light beams from said at least one redirecting film in an observer plane. A film with Fresnel lenses may have a radial or cylindrical structure.

В одном варианте осуществления отражающая пленка выполнена в виде пленки с выпуклыми или вогнутыми микросферическими или микропирамидальными линзами. В другом варианте осуществления отражающая пленка выполнена в виде отражающего рассеивателя с ламбертовым угловым распределением.In one embodiment, the reflective film is made in the form of a film with convex or concave microspherical or micropyramidal lenses. In another embodiment, the reflective film is made in the form of a reflective diffuser with a Lambert angular distribution.

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны после прочтения следующего далее подробного описания и после просмотра сопроводительных чертежей.Other features and advantages of the present invention will be apparent after reading the following detailed description and after viewing the accompanying drawings.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Сущность настоящего изобретения поясняется ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:The essence of the present invention is explained below with reference to the accompanying drawings, in which:

Фиг. 1 представляет собой схему, иллюстрирующую вид в перспективе переключаемого устройства 3D/2D задней подсветки в соответствии с одним примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 1 is a diagram illustrating a perspective view of a switchable 3D / 2D backlight device in accordance with one exemplary embodiment of the present invention;

Фиг. 2А-В представляют собой схемы, иллюстрирующие виды сверху и снизу световодной пластины с призматической и линейной структурами для извлечения света;FIG. 2A-B are diagrams illustrating top and bottom views of a light guide plate with prismatic and linear structures for extracting light;

Фиг. 3A-D представляют собой схемы, иллюстрирующие общие виды верхней поверхности световодной пластины, содержащей по-разному расположенные призматические структуры;FIG. 3A-D are diagrams illustrating general views of the upper surface of a light guide plate containing differently located prismatic structures;

Фиг. 4А-В представляют собой схемы, иллюстрирующие общие виды одной призмы в призматической структуре, расположенной на верхней поверхности световодной пластины;FIG. 4A-B are diagrams illustrating general views of a single prism in a prismatic structure located on an upper surface of a light guide plate;

Фиг. 5 представляет собой схему, иллюстрирующую поперечный вид одной линейной канавки или выступа в линейной структуре, расположенной на нижней поверхности световодной пластины;FIG. 5 is a diagram illustrating a transverse view of one linear groove or protrusion in a linear structure located on a lower surface of a light guide plate;

Фиг. 6 представляет собой схему, иллюстрирующую поперечный вид устройства задней подсветки, основанного на одной световодной пластине, функционирующей в режиме 3D отображения;FIG. 6 is a diagram illustrating a transverse view of a backlight device based on a single light guide plate operating in a 3D display mode;

Фиг.7 представляет собой схему, иллюстрирующую один пример осветительного модуля, используемого для режима 3D отображения;7 is a diagram illustrating one example of a lighting module used for a 3D display mode;

Фиг. 8А-С представляют собой схемы, иллюстрирующие поперечные виды осветительного модуля, используемого для режима 3D отображения, и общий вид одного коллиматора в коллимирующем массиве, который является частью осветительного модуля;FIG. 8A-C are diagrams illustrating transverse views of a lighting module used for a 3D display mode, and a general view of one collimator in a collimating array that is part of a lighting module;

Фиг. 9 представляет собой схему, иллюстрирующую поперечный вид устройства задней подсветки, основанного на одной световодной пластине, функционирующей в режиме 2D отображения;FIG. 9 is a diagram illustrating a transverse view of a backlight device based on one light guide plate operating in a 2D display mode;

Фиг. 10А-В представляют собой схемы, иллюстрирующие поперечный вид одного типа переключаемого устройства 3D/2D отображения, известного из уровня техники;FIG. 10A-B are diagrams illustrating a transverse view of one type of switchable 3D / 2D display device of the prior art;

Фиг. 11А-В представляют собой схемы, иллюстрирующие поперечный вид другого типа переключаемого устройства 3D/2D отображения, известного из уровня техники.FIG. 11A-B are diagrams illustrating a transverse view of another type of switchable 3D / 2D display device of the prior art.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Различные варианты осуществления настоящего изобретения описаны далее подробнее со ссылкой на сопроводительные чертежи. Однако настоящее изобретение может быть реализовано во многих других формах и не должно пониматься как ограниченное какой-либо конкретной структурой или функцией, представленной в нижеследующем описании. В отличие от этого, эти варианты осуществления предоставлены для того, чтобы сделать описание настоящего изобретения подробным и полным. Исходя из настоящего описания, специалисту в данной области техники будет очевидно, что объем настоящего изобретения охватывает любой вариант осуществления настоящего изобретения, который раскрыт в данном документе, вне зависимости от того, реализован ли этот вариант осуществления независимо или совместно с любым другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Например, устройство, раскрытое в данном документе, может быть реализовано на практике посредством использования любого числа вариантов осуществления, обеспеченных в данном документе. Кроме того, должно быть понятно, что любой вариант осуществления настоящего изобретения может быть реализован с использованием одного или более элементов, представленных в приложенной формуле изобретения.Various embodiments of the present invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention can be implemented in many other forms and should not be construed as being limited by any particular structure or function as described in the following description. In contrast, these embodiments are provided in order to make the description of the present invention detailed and complete. Based on the present description, it will be obvious to a person skilled in the art that the scope of the present invention covers any embodiment of the present invention that is disclosed herein, regardless of whether this embodiment is implemented independently or in conjunction with any other embodiment of the present invention . For example, the device disclosed herein may be practiced by using any number of embodiments provided herein. In addition, it should be understood that any embodiment of the present invention can be implemented using one or more of the elements presented in the attached claims.

Слово «примерный» используется в данном документе в значении «используемый в качестве примера или иллюстрации». Любой вариант осуществления, описанный здесь как «примерный», необязательно должен восприниматься как предпочтительный или имеющий преимущество над другими вариантами осуществления.The word “exemplary” is used herein to mean “used as an example or illustration”. Any embodiment described herein as “exemplary” need not be construed as preferred or having an advantage over other embodiments.

Кроме того, терминология, связанная с направлением, такая как «передняя», «задняя», «верхняя», «нижняя», «боковая» и т.д., используется со ссылкой на ориентацию описываемых фигур. Поскольку компоненты вариантов осуществления настоящего изобретения могут быть расположены в разных ориентациях, терминология, связанная с направлением, используется в целях иллюстрации, а не ограничения. Должно быть понятно, что другие варианты осуществления могут быть использованы и структурные или логические замены могут быть выполнены без отступления от объема настоящего изобретения.In addition, terminology associated with the direction, such as “front”, “back”, “upper”, “lower”, “side”, etc., is used with reference to the orientation of the described figures. Since the components of the embodiments of the present invention can be arranged in different orientations, terminology associated with the direction is used for purposes of illustration and not limitation. It should be understood that other embodiments may be used and structural or logical substitutions may be made without departing from the scope of the present invention.

Фиг. 1 показывает вид в перспективе переключаемого устройства 100 3D/2D задней подсветки на основе параллаксного барьера в соответствии с одним примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Устройство 100 задней подсветки выполнено с возможностью переключения между режимом 3D отображения и режимом 2D отображения. Как показано, устройство 100 задней подсветки содержит световодную подложку 110, первый осветительный модуль 120, второй осветительный модуль 130, перенаправляющую пленку 140, отражающую пленку 150 и пленку 160 с линзами Френеля. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что настоящее изобретение не ограничено количеством конструктивных элементов, показанным на Фиг. 1, и, если потребуется, устройство 100 задней подсветки может дополнительно содержать два или более первых осветительных модулей 120, вторых осветительных модулей 130, перенаправляющих пленок 140 и/или отражающих пленок 150. Единственное ограничение состоит в том, что устройство 100 задней подсветки использует только одну световодную подложку 110, что является необходимым для обеспечения уменьшения его толщины. Количество других конструктивных элементов устройства 100 задней подсветки может изменяться в зависимости от конкретных применений.FIG. 1 shows a perspective view of a switchable parallax barrier 3D / 2D backlight device 100 in accordance with one exemplary embodiment of the present invention. The backlight device 100 is configured to switch between a 3D display mode and a 2D display mode. As shown, the backlight device 100 comprises a light guide substrate 110, a first lighting module 120, a second lighting module 130, a redirection film 140, a reflection film 150, and a film 160 with Fresnel lenses. Those skilled in the art will appreciate that the present invention is not limited by the number of components shown in FIG. 1, and, if required, the backlight device 100 may further comprise two or more first lighting modules 120, second lighting modules 130, redirection films 140 and / or reflection films 150. The only limitation is that the backlight device 100 only uses one light guide substrate 110, which is necessary to ensure a decrease in its thickness. The number of other structural elements of the backlight device 100 may vary depending on specific applications.

В варианте осуществления, показанном на Фиг. 1, первый осветительный модуль 120 используется для режима 3D отображения и состоит из по меньшей мере одного источника 121 света и по меньшей мере одного модуля 122 преобразования света. Второй осветительный модуль 130 используется для режима 2D отображения и состоит из по меньшей мере одного источника 131 света и по меньшей мере одного модуля 132 преобразования света. Первый осветительный модуль 120 выполнен с возможностью испускания первого пучка света в направлении одной из передней поверхности и задней поверхности световодной подложки 110, в то время как второй осветительный модуль 130 выполнен с возможностью испускания второго пучка света в направлении по меньшей мере одной из боковых поверхностей световодной подложки 110. Поскольку осветительные модули 120 и 130 используются для режимов 3D и 2D отображения соответственно, первый и второй пучки света, испущенные осветительными модулями 120 и 130, должны иметь разные угловые распределения. Как будет показано далее, световодная подложка 110 снабжена призматической структурой 111 на ее верхней поверхности для извлечения первого пучка света в режиме 3D отображения и линейной структурой 112 на ее нижней поверхности для извлечения второго пучка света в режиме 2D отображения. Следует отметить, что термин «световодная пластина», используемый в данном документе, означает комбинацию световодной подложки 110 вместе с призматической и линейной структурами 111, 112. Перенаправляющая пленка 140 обеспечена над световодной подложкой 110, а отражающая пленка 150 обеспечена под световодной подложкой 110. Пленка 160 с линзами Френеля является необязательным конструктивным элементов и обеспечена над перенаправляющей пленкой 140.In the embodiment shown in FIG. 1, the first lighting module 120 is used for the 3D display mode and consists of at least one light source 121 and at least one light conversion module 122. The second lighting module 130 is used for the 2D display mode and consists of at least one light source 131 and at least one light conversion module 132. The first lighting module 120 is configured to emit a first light beam in the direction of one of the front surface and the rear surface of the light guide substrate 110, while the second lighting module 130 is configured to emit a second light beam in the direction of at least one of the side surfaces of the light guide substrate 110. Since the lighting modules 120 and 130 are used for 3D and 2D display modes, respectively, the first and second light beams emitted by the lighting modules 120 and 130 must have different angular distributions. As will be shown below, the light guide substrate 110 is provided with a prismatic structure 111 on its upper surface for extracting the first light beam in 3D display mode and a linear structure 112 on its lower surface for extracting the second light beam in 2D display mode. It should be noted that the term “light guide plate” as used herein means a combination of the light guide substrate 110 together with the prismatic and linear structures 111, 112. A redirecting film 140 is provided above the light guide substrate 110, and a reflective film 150 is provided under the light guide substrate 110. The film 160 with Fresnel lenses is an optional structural element and is provided above the redirecting film 140.

Источник 121 света может быть реализован в виде одного или более светоизлучающих диодов (LED), лазерных диодов, лам или любого их сочетания. В предпочтительных вариантах осуществления источник 121 света реализован в виде одного или более LED для испускания неколлимированного неполяризованного света или одного или более лазерных диодов для испускания поляризованного высококоллимированного света. В тех же предпочтительных вариантах осуществления модуль 122 преобразования света выполнен с возможностью обеспечения коллимации, гомогенизации и углового преобразования света, испущенного источником 121 света, и ввода преобразованного света в качестве первого пучка света в световодную подложку 110.Light source 121 may be implemented as one or more light emitting diodes (LEDs), laser diodes, llamas, or any combination thereof. In preferred embodiments, the light source 121 is implemented as one or more LEDs for emitting uncollimated unpolarized light or one or more laser diodes for emitting polarized highly collimated light. In the same preferred embodiments, the light conversion module 122 is configured to collimate, homogenize, and angularly transform the light emitted by the light source 121, and to introduce the converted light as the first light beam into the light guide substrate 110.

Источник 131 света может быть также реализован в виде одного или более LED или лам для испускания неколлимированного неполяризованного света или одного или более лазерных диодов для испускания поляризованного высококоллимированного света. Предпочтительно, чтобы модуль 132 преобразования света был выполнен с возможностью обеспечения коллимации, гомогенизации и углового преобразования света, испущенного источником 131 света, и ввода преобразованного света в качестве второго пучка света в световодную подложку 110.The light source 131 may also be implemented as one or more LEDs or llamas for emitting uncollimated unpolarized light or one or more laser diodes for emitting polarized highly collimated light. Preferably, the light conversion unit 132 is configured to collimate, homogenize, and angularly transform the light emitted by the light source 131 and to introduce the converted light as a second light beam into the light guide substrate 110.

Перенаправляющая пленка 140 выполнена с возможностью перенаправления первого пучка света, испущенного первым осветительным модулем 120 и выведенного из световодной подложки 110 посредством призматической структуры 111, по нормали к верхней поверхности пленки 160 с линзами Френеля, если она используется, или непосредственно в направлении глаз наблюдателя. Пленка 160 с линзами Френеля используется для фокусировки первого пучка света (а также второго пучка света в случае режима 2D отображения) от перенаправляющей пленки 140 в плоскости наблюдателя.The transfer film 140 is configured to redirect the first beam of light emitted by the first lighting module 120 and removed from the light guide substrate 110 by the prismatic structure 111, normal to the upper surface of the Fresnel lens film 160, if used, or directly in the direction of the observer's eyes. A film 160 with Fresnel lenses is used to focus the first light beam (as well as the second light beam in the case of the 2D display mode) from the redirecting film 140 in the plane of the observer.

Отражающая пленка 150 выполнена с возможностью отражения второго пучка света, выведенного из подложки 110 через линейную структуру 112, и изменения углового распределения второго пучка света для обеспечения прохождения второго пучка света сквозь подложку 110 и перенаправляющую пленку 140 (и пленку 160 с линзами Френеля, если она применяется) в направлении глаз наблюдателя.The reflective film 150 is configured to reflect a second light beam outputted from the substrate 110 through the linear structure 112, and change the angular distribution of the second light beam to allow the second light beam to pass through the substrate 110 and the redirection film 140 (and the film 160 with Fresnel lenses, if it applied) in the direction of the observer's eyes.

Переключение между режимами 3D и 2D отображения реализуется посредством переключения между первым осветительным модулем 120 и вторым осветительным модулем 130. В режиме 3D отображения источник 121 света первого осветительного модуля 120 является включенным, в то время источник 131 света второго осветительного модуля 130 является выключенным. В режиме 2D отображения наблюдается обратная ситуация.Switching between 3D and 2D display modes is realized by switching between the first lighting module 120 and the second lighting module 130. In the 3D display mode, the light source 121 of the first lighting module 120 is turned on, while the light source 131 of the second lighting module 130 is turned off. In the 2D display mode, the opposite situation is observed.

Световодная подложка 110 устройства 100 задней подсветки выполнена с возможностью обеспечения распространения первого и второго пучков света внутри себя вследствие эффекта полного внутреннего отражения. Конструкция световодной пластины будет далее описана подробнее со ссылкой на Фиг. 2А-В. Как отмечено выше, световодная пластина включает в себя световодную подложку 110 (далее упоминаемую как «подложка» для простоты), призматическую структуру 111, обеспеченную на верхней поверхности подложки 110, и линейную структуру 112, обеспеченную на нижней поверхности подложки 110. Подложка 110, призматическая структура 111 и линейная структура 112 могут быть выполнены из РММА и/или стекла, и/или другого оптически прозрачного материала. Кроме того, подложка 110, призматическая структура 111 и линейная структура 112 могут быть выполнены как одно целое.The light guide substrate 110 of the backlight device 100 is configured to propagate the first and second light beams within themselves due to the effect of total internal reflection. The design of the light guide plate will now be described in more detail with reference to FIG. 2A-B. As noted above, the light guide plate includes a light guide substrate 110 (hereinafter referred to as “the substrate” for simplicity), a prismatic structure 111 provided on the upper surface of the substrate 110, and a linear structure 112 provided on the lower surface of the substrate 110. Substrate 110, prismatic structure 111 and linear structure 112 may be made of PMMA and / or glass, and / or other optically transparent material. In addition, the substrate 110, the prismatic structure 111, and the linear structure 112 may be integrally formed.

Фиг. 2А иллюстрирует призматическую структуру 111, выполненную с возможностью частично выводить первый пучок света, распространяющийся внутри подложки 110 (в случае режима 3D отображения), из подложки 110 в направлении перенаправляющей пленки 140, когда первый пучок света падает на призматическую структуру 111. Призматическая структура 111 состоит из пространственно разнесенных рядов 210 призм. Каждый ряд 210 призм содержит множество отдельных призм 211, расположенных встык друг с другом. Первый пучок света от первого осветительного модуля 120 (т.е. от источника 121 света) вводится через переднюю поверхность подложки 110. Верхняя поверхность и нижняя поверхность подложки 110 являются оптически полированными. Ряды 210 призм отделены друг от друга на верхней поверхности подложки 110 неструктурированными зонами 212. Если первый пучок света, вводимый от первого осветительного модуля 120 в подложку 110, попадает на неструктурированные зоны 212, он не нарушает эффекта полного внутреннего отражения и распространяется внутри подложки 110 без изменений. В то же время, если первый пучок света, вводимый от осветительного модуля 120 в подложку 110, попадает на ряд 210 призм, он частично выводится из подложки 110 вследствие нарушения эффекта полного внутреннего отражения. В этом случае ряды 210 призм представляют собой линейные щели для режима отображения на основе параллаксного барьера, и первый пучок света, выводимый из подложки 110 через ряды 210 призм, формирует освещение с автостереоскопическим эффектом отображения. В то же время неструктурированные зоны 212 формируют барьеры для режима отображения на основе параллаксного барьера (поскольку второй пучок света, попадающий на зоны 212, остается внутри подложки 110 за счет поддержания эффекта полного внутреннего отражения). Призматическая структура 111 может быть обеспечена на верхней поверхности подложки 110 посредством технологии травления, печати, склейки, формовки, резки или любого их сочетания.FIG. 2A illustrates a prismatic structure 111 configured to partially output a first light beam propagating within the substrate 110 (in the case of a 3D display mode) from the substrate 110 in the direction of the redirection film 140 when the first light beam falls on the prismatic structure 111. The prismatic structure 111 consists from spatially spaced rows of 210 prisms. Each row 210 of prisms contains a plurality of individual prisms 211 located end-to-end with each other. A first light beam from the first illumination module 120 (i.e., from the light source 121) is introduced through the front surface of the substrate 110. The upper surface and lower surface of the substrate 110 are optically polished. The rows of prisms 210 are separated from each other on the upper surface of the substrate 110 by unstructured zones 212. If the first light beam introduced from the first lighting module 120 into the substrate 110 enters the unstructured zones 212, it does not violate the effect of total internal reflection and propagates inside the substrate 110 without changes. At the same time, if the first light beam introduced from the lighting module 120 into the substrate 110 falls on a row of prisms 210, it is partially removed from the substrate 110 due to the violation of the effect of total internal reflection. In this case, the prism rows 210 are linear slits for the display mode based on the parallax barrier, and the first light beam output from the substrate 110 through the prism rows 210 forms illumination with an autostereoscopic display effect. At the same time, the unstructured zones 212 form barriers for the display mode based on the parallax barrier (since the second light beam entering the zones 212 remains inside the substrate 110 by maintaining the effect of total internal reflection). The prismatic structure 111 can be provided on the upper surface of the substrate 110 by means of etching, printing, gluing, molding, cutting, or any combination thereof.

Фиг. 3A-D показывают разные примерные варианты осуществления призматической структуры 111.FIG. 3A-D show various exemplary embodiments of a prismatic structure 111.

Ряды 210 призм в призматической структуре 111 могут быть расположены параллельно направлению распространения первого пучка света, как показано на Фиг. 3А, или могут быть повернуты на некий угол относительно направления распространения первого пучка света, как показано на Фиг. 3B-D. Каждая призма 211 в ряду 210 призм призматической структуры 111 может быть ориентирована в направлении распространения первого пучка света, как показано на Фиг. 3А и 3С, или может быть повернута на некий угол в соответствии с общим направлением ряда в призматической структуре 111, как показано на Фиг. 3В и 3D. Призмы 211 в рядах 210 призм призматической структуры 111 могут расположены линейно встык друг с другом, как показано на Фиг. 3А, 3В и 3D, или с любым смещением для формирования линий зигзага, как показано на Фиг. 3С. Призматическая структура 111 характеризуется основными параметрами, такими как период 310 между рядами 210 призм и ширина 320 для каждого ряда 210 призм. Период 310 выбирается так, чтобы обеспечить возможность применения дальнейшего алгоритма составления изображения и достижения автостереоскопического изображения в процессе освещения и составления изображения. В общем, период 310 является постоянным, но может быть переменным согласно требованиям алгоритма. Ширина 320 выбирается в соответствии с шириной линейных источников света, освещающих составное изображение на панели, определяемой алгоритмом составления изображения. В общем, ширина 320 является постоянной, но может быть переменной согласно требованиям алгоритма или необходимости улучшения эффективности и равномерности извлечения света из подложки 110. Если ширина 320 изменяется, то ширина 320 в основном увеличивается от передней поверхности до задней поверхности подложки 110 (в соответствии с ориентацией, показанной на Фиг. 3A-D).The prism rows 210 in the prismatic structure 111 may be parallel to the propagation direction of the first light beam, as shown in FIG. 3A, or can be rotated by a certain angle relative to the direction of propagation of the first light beam, as shown in FIG. 3B-D. Each prism 211 in the row 210 of prisms of the prismatic structure 111 can be oriented in the direction of propagation of the first light beam, as shown in FIG. 3A and 3C, or may be rotated through a certain angle in accordance with the general direction of the row in the prismatic structure 111, as shown in FIG. 3B and 3D. The prisms 211 in the rows 210 of the prisms of the prismatic structure 111 can be linearly end-to-end with each other, as shown in FIG. 3A, 3B and 3D, or with any offset to form zigzag lines, as shown in FIG. 3C. The prismatic structure 111 is characterized by basic parameters such as a period 310 between rows of 210 prisms and a width of 320 for each row 210 of prisms. The period 310 is selected so as to provide the possibility of applying a further algorithm for compiling an image and achieving an autostereoscopic image in the process of lighting and image compilation. In general, period 310 is constant, but may be variable according to the requirements of the algorithm. The width 320 is selected in accordance with the width of the linear light sources illuminating the composite image on the panel determined by the image compilation algorithm. In general, the width 320 is constant, but may be variable according to the requirements of the algorithm or the need to improve the efficiency and uniformity of light extraction from the substrate 110. If the width 320 is changed, the width 320 generally increases from the front surface to the rear surface of the substrate 110 (in accordance with orientation shown in Fig. 3A-D).

Фиг. 4А-В показывают общие схемы каждой призмы 211 в призматической структуре 111. Как показано на этих фигурах, ширина 320 каждого ряда 210 призм может изменяться непрерывно или дискретно от призмы к призме в зависимости от применяемых требований алгоритма, распределения рядов призм и технологии производства. Ширина 320 определяется шириной 410 каждой призмы 211, расположенной в расчетной точке ряда призм в призматической структуре 111. Основные параметры каждого ряда 211 в призматической структуре 111 определяются таким образом, чтобы первый пучок света выводился из подложки 110 с высокой эффективностью и равномерным образом, но с небольшим ухудшением присущих ему параметров света, таких как угловое распределение. Ширина 410 может быть постоянной для одной заданной призмы 211, как показано на Фиг. 4А, или переменной с начальным значением 4101 и конечным значением 4102, как показано на Фиг. 4В, в соответствии с применяемыми условиями. Ширина 410 определяет часть первого пучка света, проходящую сквозь нижнюю поверхность 411 каждой призмы и, соответственно, выходящую из подложки 110 вследствие нарушения эффекта полного внутреннего отражения на поверхности 412 призмы. Для нарушения эффекта полного внутреннего отражения поверхность 412 ориентирована под неким углом, превышающим угол полного внутреннего отражения между первым пучком света, распространяющимся внутри подложки 110, и поверхностью 412. Угловое положение поверхности 412 определяется первым углом 413 при основании, который выбирается в зависимости от параметров первого осветительного модуля 120, и, таким образом, параметрами распространения первого пучка света внутри подложки 110. В общем, первый угол 413 при основании также задается в соответствии с угловой структурой призматической поверхности перенаправляющей пленки 140 (которая будет обсуждаться ниже) для обеспечения точного перенаправления первого пучка света, выводимого из подложки 110, по нормально к плоскости наблюдателя.FIG. 4A-B show the general diagrams of each prism 211 in the prismatic structure 111. As shown in these figures, the width 320 of each row 210 of the prisms can vary continuously or discretely from the prism to the prism depending on the applicable algorithm requirements, the distribution of the series of prisms and production technology. The width 320 is determined by the width 410 of each prism 211 located at the design point of the row of prisms in the prismatic structure 111. The main parameters of each row 211 in the prismatic structure 111 are determined so that the first light beam is removed from the substrate 110 with high efficiency and uniformly, but with slight deterioration of its inherent light parameters, such as angular distribution. Width 410 may be constant for one given prism 211, as shown in FIG. 4A, or a variable with an initial value of 4101 and an end value of 4102, as shown in FIG. 4B, in accordance with the applicable conditions. The width 410 defines a portion of the first light beam passing through the lower surface 411 of each prism and, accordingly, emerging from the substrate 110 due to the violation of the effect of total internal reflection on the surface 412 of the prism. To disrupt the effect of total internal reflection, the surface 412 is oriented at a certain angle exceeding the angle of total internal reflection between the first light beam propagating inside the substrate 110 and the surface 412. The angular position of the surface 412 is determined by the first angle 413 at the base, which is selected depending on the parameters of the first the lighting module 120, and thus the propagation parameters of the first light beam inside the substrate 110. In general, the first corner 413 at the base is also set in accordance with Glov prismatic surface structure redirects the film 140 (which will be discussed below) to ensure accurate redirects the first light beam output from the substrate 110, on plane normal to the observer.

Второй угол 414 при основании задается таким образом, чтобы получить равномерное вертикальное угловое распределение выводимого первого пучка света после прохождения через поверхность 412. Длина 415 призмы выбирается так, чтобы обеспечить высококачественные равномерные линии выводимого первого пучка света, и может дополнительно определяться структурой перенаправляющей пленки 140, конструкцией панели отображения и требованиями алгоритма, в особенности в случае зигзагообразных рядов призм в призматической структуре 111.The second corner 414 at the base is set so as to obtain a uniform vertical angular distribution of the output first light beam after passing through the surface 412. The length of the prism 415 is selected so as to provide high-quality uniform lines of the output first light beam, and can be further determined by the structure of the redirection film 140, the design of the display panel and the requirements of the algorithm, especially in the case of zigzag rows of prisms in the prismatic structure 111.

Для случаев вариантов осуществления, описанных выше со ссылкой на Фиг. 3В и 3D, призма 211 может быть реализована в виде необычной призмы, имеющей измененную форму, в которой стороны вдоль направления распространения не перпендикулярны боковым сторонам призмы и повернуты на угол 416 для компенсации возможных отклонений света. Другие отмеченные параметры, такие как верхний угол 417 и высота 418 призмы, представляют собой размеры, задаваемые в соответствии с углами 413, 414 и длиной 415.For the cases of the embodiments described above with reference to FIG. 3B and 3D, prism 211 may be implemented in the form of an unusual prism having a modified shape in which the sides along the propagation direction are not perpendicular to the sides of the prism and rotated through an angle 416 to compensate for possible light deviations. Other marked parameters, such as the upper angle 417 and the height 418 of the prism, are dimensions defined in accordance with angles 413, 414 and a length of 415.

Таким образом, параметры призмы 311 связаны с характеристиками первого пучка света (от источника 121 света), распространяющегося внутри подложки 110.Thus, the parameters of the prism 311 are related to the characteristics of the first light beam (from the light source 121) propagating within the substrate 110.

Возвращаясь к Фиг. 2В, линейная структура 112 показана как обеспеченная на нижней поверхности подложки 110 и состоящая из массива линейных канавок или выступов 220. Линейная структура 112 может быть обеспечена на нижней поверхности подложки 110 посредством технологии травления, печати или их сочетания. Второй пучок света вводится вторым осветительным модулем 130 (т.е. вторым источником 131 света) в подложку 110 с по меньшей мере одной из боковых поверхностей подложки 110. Линейная структура 112 выполнена с возможностью частично выводить второй пучок света (в случае режима 2D отображения) из подложки 110, когда второй пучок света попадает на каждую канавку или выступ на нижней поверхности подложки 110. Второй пучок света, частично выводимый из подложки 110 через линейную структуру 112, направляется к перенаправляющей пленке 150. Аналогично первому пучку света, используемому в режиме 3D отображения, когда второй пучок света попадает на неструктурированные зоны 221 между канавками или выступами 220, он не нарушает эффекта полного внутреннего отражения и распространяется дальше внутри подложки 110.Returning to FIG. 2B, a linear structure 112 is shown as being provided on the lower surface of the substrate 110 and consisting of an array of linear grooves or protrusions 220. The linear structure 112 can be provided on the lower surface of the substrate 110 by etching, printing, or a combination thereof. The second light beam is introduced by the second lighting module 130 (ie, the second light source 131) into the substrate 110 with at least one of the side surfaces of the substrate 110. The linear structure 112 is configured to partially output the second light beam (in the case of the 2D display mode) from the substrate 110, when a second light beam enters each groove or protrusion on the lower surface of the substrate 110. A second light beam partially removed from the substrate 110 through the linear structure 112 is directed to the redirecting film 150. Similar to the first beam with The 3D image used when the second light beam enters the unstructured zones 221 between the grooves or protrusions 220, it does not violate the effect of total internal reflection and propagates further inside the substrate 110.

Фиг. 5 представляет собой поперечный вид одной линейной канавки или выступа 220. Линейная структура 112 характеризуется следующими параметрами: периодом между линейными канавками или выступами, шириной 510, высотой 520 и длиной 530 каждой канавки или выступа. Период между линейными канавками или выступами может быть постоянным или переменным. Период выбирается таким образом, чтобы обеспечить равномерность освещения. Ширина 510 и высота 520 каждой канавки или выступа 220 в линейной структуре 112 могут также быть постоянными или переменными. Если ширина 510 и высота 520 являются переменными, эти параметры могут изменяться вдоль длины 530 для обеспечения равномерности извлечения второго пучка света вдоль всех направлений подложки 110. Следует отметить, что период, ширина 510 и высота 520 могут изменяться линейно, хаотично или любым другим подходящим образом. Кроме того, каждая из канавок или каждый из выступов линейной структуры может быть расположен перпендикулярно направлению распространения второго пучка света или может быть расположен под произвольным углом относительно направления распространения второго пучка света.FIG. 5 is a transverse view of one linear groove or protrusion 220. The linear structure 112 is characterized by the following parameters: the period between the linear grooves or protrusions, a width of 510, a height of 520, and a length of 530 of each groove or protrusion. The period between the linear grooves or protrusions may be constant or variable. The period is chosen in such a way as to ensure uniform lighting. The width 510 and height 520 of each groove or protrusion 220 in the linear structure 112 may also be constant or variable. If the width 510 and the height 520 are variable, these parameters can be varied along the length 530 to ensure uniform extraction of the second light beam along all directions of the substrate 110. It should be noted that the period, width 510, and height 520 can vary linearly, randomly, or in any other suitable way . In addition, each of the grooves or each of the protrusions of the linear structure may be perpendicular to the direction of propagation of the second light beam or may be located at an arbitrary angle relative to the direction of propagation of the second light beam.

Функциональная схема освещения в режиме 3D отображения проиллюстрирована на Фиг. 6. Первый осветительный модуль 120 расположен близко к поверхности подложки 110 для ввода первого пучка света от источника 121 света (после прохождения модуля 122 преобразования света) в подложку 110. Если источник 121 света реализован в виде одного или более LED, модуль 122 преобразования света реализован в виде комбинации коллимирующего массива 123, обеспечивающего коллимацию света от LED за счет использования эффекта полного внутреннего отражения, гомогенизирующей пленки 124, обеспечивающей гомогенизацию коллимированного света от коллимирующего массива 123, перенаправляющего куба 125, обеспечивающего дополнительное смешивание света как зонный компонент лицевой панели и перенаправление света, чтобы увеличить эффективность и равномерность дальнейшего извлечения света из подложки 110. Разные виды такого типа модуля 122 преобразования света проиллюстрированы на Фиг. 7 и 8А-С. Снова следует отметить, что свет из первого осветительного модуля 120 вводится в подложку 110 в качестве первого пучка света.A functional illumination diagram in 3D display mode is illustrated in FIG. 6. The first lighting module 120 is located close to the surface of the substrate 110 for introducing the first light beam from the light source 121 (after passing the light conversion module 122) into the substrate 110. If the light source 121 is implemented as one or more LEDs, the light conversion module 122 is implemented in the form of a combination of a collimating array 123, ensuring the collimation of light from the LED due to the use of the effect of total internal reflection, a homogenizing film 124, ensuring the homogenization of collimated light from the collimating mass siva 123, a redirection cube 125, which provides additional mixing of light as a zone component of the front panel and redirects the light to increase the efficiency and uniformity of further extraction of light from the substrate 110. Different types of this type of light conversion module 122 are illustrated in FIG. 7 and 8A-C. Again, it should be noted that light from the first lighting module 120 is introduced into the substrate 110 as a first light beam.

Коллимирующий массив 123 может быть реализован в виде ряда объединенных или отдельных коллиматоров для каждого источника света в массиве источников 121 света или в качестве любого другого модуля с отличающейся структурой, но с теми же функциональными возможностями преобразования точечно-распределяемого неколлимированного света в равномерное пространственное распределение коллимированного света на выходе.The collimating array 123 can be implemented as a series of combined or separate collimators for each light source in the array of light sources 121 or as any other module with a different structure, but with the same functionality, converting point-distributed non-collimated light into a uniform spatial distribution of collimated light at the exit.

Гомогенизирующая пленка 124 выполнена с возможностью преобразования углового распределения входного света в требуемое угловое распределение для дальнейшего ввода в подложку 110 и освещения. Гомогенизирующая пленка 124 может быть реализована в виде линзово-растравой пленки с микроцилиндрической структурой, пленки с микросферической структурой с выпуклыми и вогнутыми массивами линз, рассеивателя для придания формы пучку света, способного обеспечивать рассеивание света только для одного из двух или обоих вертикальной и горизонтальной осей, или может быть реализована в виде любой другой пленки с отличающейся структурой, но с теми же функциональными возможностями манипулирования светом за счет изменения направления его энергии.The homogenizing film 124 is configured to convert the angular distribution of the input light into the desired angular distribution for further input to the substrate 110 and lighting. The homogenizing film 124 can be implemented as a lens-raster film with a micro-cylindrical structure, a film with a microspherical structure with convex and concave lens arrays, a diffuser to shape the light beam, capable of scattering light for only one of two or both of the vertical and horizontal axes, or can be implemented in the form of any other film with a different structure, but with the same functionality of manipulating light by changing the direction of its energy ui.

Перенаправляющий куб 125 выполнен с возможностью расщепления входного света на несколько взаимозависимых направлений для увеличения равномерности и эффективности дальнейшего извлечения света из подложки 110. Перенаправляющий куб 125 может быть реализован в виде куба, имеющего симметричную или несимметричную призматическую структуру, или в виде любого другого куба, имеющего отличающуюся структуру, но те же функциональные возможности манипулирования светом за счет расщепления света на несколько взаимозависимых направления. Перенаправляющий куб 125 может быть реализован с увеличенной длиной вдоль направления распространения света, чтобы функционировать аналогично зонному компоненту лицевой панели.The redirecting cube 125 is configured to split the input light into several interdependent directions to increase the uniformity and efficiency of further extraction of light from the substrate 110. The redirecting cube 125 can be implemented as a cube having a symmetric or asymmetric prismatic structure, or in the form of any other cube having different structure, but the same functionality of manipulating light by splitting the light into several interdependent directions. The redirection cube 125 may be implemented with an increased length along the direction of light propagation in order to function similarly to the zonal component of the front panel.

Как показано на Фиг. 8А-В, которые представляют собой вид сверху и вид сбоку модуля 122 преобразования света соответственно, неколлимированный свет от периодически пространственно разнесенных источников 121 света отражается на передней поверхности каждого коллиматора в коллимирующем массиве 123 и вводится в него. Внутри свет коллимируется вследствие эффекта полного внутреннего отражения на боковых поверхностях 1231 для горизонтальной коллимации и верхней и нижней поверхностях 1232 для вертикальной коллимации. Цилиндрическая поверхность 1233 обеспечивает дополнительную требуемую коллимацию в горизонтальном направлении, компенсирующую длину коллимирующего массива 123.As shown in FIG. 8A-B, which are a top view and a side view of the light conversion unit 122, respectively, uncollimated light from periodically spatially separated light sources 121 is reflected on and introduced into the front surface of each collimator in the collimating array 123. Inside, the light is collimated due to the effect of total internal reflection on the side surfaces 1231 for horizontal collimation and the upper and lower surfaces 1232 for vertical collimation. The cylindrical surface 1233 provides additional required collimation in the horizontal direction, compensating for the length of the collimating array 123.

Коллимированный свет от коллимирующего массива 123 проходит сквозь гомогенизирующую пленку 124, реализованную в виде линзово-растравой пленки с вертикально ориентированными микроцилиндрическими поверхностями 1241. Параметры гомогенизирующей пленки 124 выбираются на основании ключевых угловых характеристик входного и требуемого выходного света.The collimated light from the collimating array 123 passes through the homogenizing film 124, implemented as a lens-raster film with vertically oriented micro-cylindrical surfaces 1241. The parameters of the homogenizing film 124 are selected based on the key angular characteristics of the input and desired output light.

Затем свет от гомогенизирующей пленки 124 расщепляется в двух направлениях на перенаправляющем кубе 125, имеющем симметричную микропризматическую поверхность 1251, содержащую продолговатые микропризмы, расположенные с вертикальным периодом. Свет отражается на призматической поверхности 1251 с дополнительным угловым смещением и проходит сквозь куб 125, будучи перенаправленным в двух симметричных направлениях. Вертикальные и горизонтальные размеры всех компонентов модуля 122 преобразования света задаются дополнительно на основании размеров источника 121 света и передней поверхности подложки 110 (которая освещается источником 121 света). Все компоненты в модуле 122 преобразования света расположены встык друг с другом без воздушных зазоров или с малым воздушным зазором для уменьшения общей толщины первого осветительного модуля 120.Then, the light from the homogenizing film 124 is split in two directions on a redirecting cube 125 having a symmetrical microprismatic surface 1251 containing elongated microprisms located with a vertical period. Light is reflected on the prismatic surface 1251 with an additional angular displacement and passes through the cube 125, being redirected in two symmetrical directions. The vertical and horizontal dimensions of all the components of the light conversion module 122 are additionally set based on the dimensions of the light source 121 and the front surface of the substrate 110 (which is illuminated by the light source 121). All components in the light conversion module 122 are end-to-end with each other without air gaps or with a small air gap to reduce the total thickness of the first lighting module 120.

Общий вид одного коллиматора в коллимирующем массиве 123 показан на Фиг. 8С. Горизонтальная ширина 1234 выбирается на основании горизонтального размера одной области освещения источника 121 света в соответствии с принципом, описанным выше, и вертикальная высота 1235 выбирается аналогичным образом. Горизонтальная ширина 1236 задается на основании заранее вычисленного количества источников света в массиве источников 121 света и его соответствующего периода, который также вычисляется в соответствии с размером передней поверхности подложки 110 (которая освещается источником 121 света). Длина 1237 задается так, чтобы обеспечить достаточную коллимацию неколлимированного света с широким угловым распределением от источников 121 света; в общем, она вычисляется из условия обеспечения равномерного пространственного и углового распределения коллимированного света. Длина 1238 задается в соответствии с возможностями производства и общими требованиями к длине коллиматора. Радиус 1239 для цилиндрической поверхности 1233 вычисляется так, чтобы получить компонент с фокальной длиной, достаточной для дополнительной коллимации. Все параметры для одного коллиматора в коллимирующем массиве 123 являются переменными, и конструкция, показанная на Фиг. 8А-С, представляет собой только пример и может быть изменена для достижения таких же выходных характеристик света.A general view of one collimator in collimating array 123 is shown in FIG. 8C. The horizontal width 1234 is selected based on the horizontal size of one lighting area of the light source 121 in accordance with the principle described above, and the vertical height 1235 is selected in a similar manner. The horizontal width 1236 is set based on a pre-calculated number of light sources in the array of light sources 121 and its corresponding period, which is also calculated in accordance with the size of the front surface of the substrate 110 (which is illuminated by the light source 121). The length 1237 is set so as to provide sufficient collimation of uncollimated light with a wide angular distribution from light sources 121; in general, it is calculated from the condition of ensuring uniform spatial and angular distribution of collimated light. The length of 1238 is set in accordance with the production capabilities and general requirements for the length of the collimator. The radius 1239 for the cylindrical surface 1233 is calculated so as to obtain a component with a focal length sufficient for additional collimation. All parameters for a single collimator in collimating array 123 are variable, and the design shown in FIG. 8A-C is an example only and may be modified to achieve the same light output characteristics.

Надлежащая реализация модуля 122 преобразования света позволяет обеспечить требуемое угловое и пространственное распределение света для дальнейшего ввода в подложку 110 и эффективного и равномерного извлечения света для высококачественного освещения в режиме 3D отображения.The proper implementation of the light conversion module 122 allows the desired angular and spatial distribution of light to be provided for further input into the substrate 110 and efficient and uniform light extraction for high-quality 3D display lighting.

Возвращаясь к Фиг. 6, первый пучок света, выведенный из подложки 110 через призматическую структуру 111, достигает перенаправляющей пленки 140, расположенной над подложкой 110. Перенаправляющая пленка 140 выполнена с возможностью перенаправления первого пучка света сквозь себя таким образом, что первый пучок света падает по нормали к верхней поверхности перенаправляющей пленки 140.Returning to FIG. 6, the first light beam removed from the substrate 110 through the prismatic structure 111 reaches the redirection film 140 located above the substrate 110. The redirection film 140 is configured to redirect the first light beam through itself so that the first light beam falls normal to the upper surface redirection film 140.

Перенаправляющая пленка 140 может быть реализована в виде пленки с призматической структурой 141 на своей нижней поверхности. В этом случае призматическая структура 141 выполнена с возможностью перенаправления первого пучка света вследствие эффекта полного внутреннего отражения. Первый пучок света, выведенный из подложки 110 через призматическую структуру 111, достигает одной из двух сторон каждой призмы в призматической структуре 141. После преломления на упомянутой одной из двух сторон каждой призмы в призматической структуре 141 первый пучок света попадает на противоположную сторону, где он отражается вследствие эффекта полного внутреннего отражения и проходит сквозь оставшуюся часть перенаправляющей пленки 140 по нормали к ее верхней поверхности. Перенаправляющая пленка 140 может быть также реализована в виде оптической пленки с отличающейся структурой, но с теми же функциональными возможностями.The transfer film 140 may be implemented as a film with a prismatic structure 141 on its lower surface. In this case, the prismatic structure 141 is configured to redirect the first light beam due to the effect of total internal reflection. The first light beam extracted from the substrate 110 through the prismatic structure 111 reaches one of the two sides of each prism in the prismatic structure 141. After refraction on the aforementioned one of the two sides of each prism in the prismatic structure 141, the first light beam hits the opposite side, where it is reflected due to the effect of total internal reflection, it passes through the rest of the redirecting film 140 along the normal to its upper surface. The transfer film 140 may also be implemented as an optical film with a different structure, but with the same functionality.

После прохождения сквозь перенаправляющую пленку 140 первый пучок света распространяется к структуре 161 с линзами Френеля, обеспеченной на нижней поверхности пленки 160 с линзами Френеля. Пленка 160 с линзами Френеля используется для фокусировки падающего первого пучка света (а также падающего второго пучка света в случае режима 2D отображения) от перенаправляющей пленки 140 в плоскости наблюдателя. Параметры каждой линзы Френеля, такие как радиус или кривизна, выбираются так, чтобы фокусировать пучок света в плоскости наблюдателя на требуемом расстоянии до дисплея.After passing through the redirection film 140, a first light beam propagates to the Fresnel lens structure 161 provided on the lower surface of the Fresnel lens film 160. A film 160 with Fresnel lenses is used to focus the incident first light beam (as well as the incident second light beam in the case of 2D display mode) from the redirecting film 140 in the observer plane. The parameters of each Fresnel lens, such as radius or curvature, are selected so as to focus the light beam in the plane of the observer at the required distance from the display.

Таким образом, основная зона наблюдения параллаксного барьера формируется в плоскости наблюдателя. Эффект параллаксного барьера достигается главным образом за счет освещения пиксельной панели линейной картиной света от подложки 110. Упомянутая линейная картина света получается вследствие того, что призматическая структура 111 расположена периодически или непериодически, формируя линии света.Thus, the main observation area of the parallax barrier is formed in the plane of the observer. The parallax barrier effect is achieved mainly by illuminating the pixel panel with a linear light pattern from the substrate 110. The linear light pattern is obtained because the prismatic structure 111 is located periodically or non-periodically, forming lines of light.

Функциональная схема освещения в режиме 2D отображения проиллюстрирована на Фиг. 9. Как показано, два вторых осветительных модуля 130 расположены на боковых поверхностях подложки 110 (и вдоль длины подложки 110) для обеспечения возможности ввода света от источников 131 света в подложку 110. Вместо двух осветительных модулей 130 может использоваться только один или более двух осветительных модулей в зависимости от конкретных применений.A functional lighting diagram in 2D display mode is illustrated in FIG. 9. As shown, two second lighting modules 130 are located on the side surfaces of the substrate 110 (and along the length of the substrate 110) to allow light from light sources 131 to enter the substrate 110. Instead of two lighting modules 130, only one or more two lighting modules can be used depending on specific applications.

Как отмечено выше, осветительный модуль 130 состоит из источника 131 света и модуля 132 преобразования света. Модуль 132 преобразования света может быть реализован с увеличенной длиной вдоль направления распространения света для функционирования в качестве зонного компонента лицевой панели. Свет, испущенный источником 131 света, проходит через модуль 132 преобразования света и, будучи подверженным угловому преобразованию, вводится через боковые поверхности в подложку 110 в качестве второго пучка света. Второй пучок света распространяется внутри подложки 110 как в волноводе.As noted above, the lighting module 130 consists of a light source 131 and a light conversion module 132. The light conversion module 132 may be implemented with an increased length along the light propagation direction to function as a zone component of the front panel. The light emitted by the light source 131 passes through the light conversion unit 132 and, being subjected to angular conversion, is introduced through the side surfaces into the substrate 110 as a second light beam. A second light beam propagates within the substrate 110 as in a waveguide.

Второй пучок света, выведенный из подложки 110 через линейную структуру 112, ориентирован не по нормали, а с заранее вычисленным угловым расхождением, и падает на отражающую пленку 150. Отражающая пленка 150 выполнена с возможностью отражения и изменения углового распределения второго пучка света таким образом, чтобы второй пучок света проходил сквозь перенаправляющую пленку 140 по нормали к верхней поверхности пленки 160 с линзами Френеля. Отражающая пленка 150 может быть реализована в виде отражающей структурированной пленки с микросферическими выпуклыми или вогнутыми линзами, отражающего рассеивателя, отражающей пленки с отличающейся структурой, но с теми же функциональными возможностями, или даже в виде компоновки выбранных пленок с одними и теми же комплексными функциональными возможностями. Второй пучок света, падающий на поверхность 151, отражается вверх с измененным угловым распределением света для прохождения сквозь перенаправляющую пленку 140.The second light beam extracted from the substrate 110 through the linear structure 112 is oriented not normal, but with a pre-calculated angular divergence, and falls on the reflective film 150. The reflective film 150 is configured to reflect and change the angular distribution of the second light beam so that a second beam of light passed through the redirecting film 140 normal to the upper surface of the Fresnel lens film 160. Reflective film 150 can be implemented as a reflective structured film with microspherical convex or concave lenses, a reflective diffuser, reflective films with different structures, but with the same functionality, or even in the form of an arrangement of selected films with the same complex functionalities. A second light beam incident on the surface 151 is reflected upward with a changed angular distribution of light to pass through the redirection film 140.

Таким образом, вышеописанный способ позволяет обеспечить равномерное пространственное и достаточное угловое распределение света для дальнейшего освещения LCD с широким полем зрения в случае режима 2D отображения. Упомянутые характеристики в значительной степени достигаются за счет структуры и расположения линейной структуры 112 на нижней поверхности подложки 110.Thus, the above method allows for uniform spatial and sufficient angular distribution of light for further illumination of the LCD with a wide field of view in the case of the 2D display mode. The mentioned characteristics are largely achieved due to the structure and location of the linear structure 112 on the lower surface of the substrate 110.

В общих словах, настоящее изобретение предлагает устройство 100 задней подсветки, выполненное с возможностью переключения между режимом 3D отображения и режимом 2D отображения. Когда выбран режим 3D отображения, первый осветительный модуль 120 является включенным, второй осветительный модуль 130 является выключенным и перенаправляющая пленка 140 выполнена с возможностью перенаправления первого пучка света, выводимого из подложки 110 через призматическую структуру 111, в направлении глаз наблюдателя. Когда выбран режим 2D отображения, первый осветительный модуль 120 является выключенным, второй осветительный модуль 130 является включенным и отражающая пленка 150 выполнена с возможностью отражения второго пучка света, выводимого из подложки 110 через линейную структуру 112, и изменения углового распределения второго пучка света для обеспечения прохождения второго пучка света сквозь подложку 110 и перенаправляющую пленку 140 в направлении глаз наблюдателя.In general terms, the present invention provides a backlight device 100 configured to switch between a 3D display mode and a 2D display mode. When the 3D display mode is selected, the first lighting module 120 is turned on, the second lighting module 130 is turned off, and the transfer film 140 is configured to redirect the first beam of light output from the substrate 110 through the prismatic structure 111 towards the observer's eyes. When the 2D display mode is selected, the first lighting module 120 is turned off, the second lighting module 130 is turned on, and the reflection film 150 is configured to reflect a second beam of light outputted from the substrate 110 through the linear structure 112, and change the angular distribution of the second light beam to allow passage a second beam of light through the substrate 110 and the redirecting film 140 in the direction of the eye of the observer.

Хотя в данном документе были раскрыты примерные варианты осуществления настоящего изобретения, следует отметить, что в этих вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть выполнены любые различные изменения и модификации без отступления от объема правовой охраны, который определяется приложенной формулой изобретения. В приложенной формуле изобретения упоминание элементов в единственном числе не исключает наличия множества таких элементов, если в явном виде не указано иное.Although exemplary embodiments of the present invention have been disclosed herein, it should be noted that in these embodiments of the present invention, any various changes and modifications may be made without departing from the scope of legal protection that is determined by the appended claims. In the appended claims, reference to the singular does not exclude the presence of a plurality of such elements unless explicitly stated otherwise.

Claims (57)

1. Световодная пластина, содержащая:1. The light guide plate containing: подложку, выполненную с возможностью обеспечения распространения первого пучка света и второго пучка света внутри себя вследствие полного внутреннего отражения, причем первый пучок света вводится с одной из передней поверхности и задней поверхности подложки, когда используется режим 3D отображения, а второй пучок света вводится с по меньшей мере одной из боковых поверхностей подложки, когда используется режим 2D отображения, при этом первый и второй пучки света имеют разные угловые распределения;a substrate configured to permit the propagation of the first light beam and the second light beam within itself due to total internal reflection, wherein the first light beam is introduced from one of the front surface and the rear surface of the substrate when the 3D display mode is used, and the second light beam is introduced from at least at least one of the side surfaces of the substrate when the 2D display mode is used, wherein the first and second light beams have different angular distributions; призматическую структуру, обеспеченную на верхней поверхности подложки и состоящую из пространственно разнесенных рядов призм, причем каждый ряд призм содержит множество одиночных призм, расположенных встык друг с другом; иa prismatic structure provided on the upper surface of the substrate and consisting of spatially spaced rows of prisms, wherein each row of prisms contains a plurality of single prisms that are end-to-end to each other; and линейную структуру, обеспеченную на нижней поверхности подложки и состоящую из массива линейных канавок или выступов;a linear structure provided on the bottom surface of the substrate and consisting of an array of linear grooves or protrusions; при этом призматическая структура выполнена с возможностью вывода первого пучка света из подложки, когда первый пучок света попадает на каждый ряд призм на верхней поверхности подложки; иwherein the prismatic structure is configured to output the first light beam from the substrate when the first light beam enters each row of prisms on the upper surface of the substrate; and линейная структура выполнена с возможностью вывода второго пучка света из подложки, когда второй пучок света попадает на каждую линейную канавку или выступ на нижней поверхности подложки.the linear structure is configured to output a second light beam from the substrate when the second light beam enters each linear groove or protrusion on the lower surface of the substrate. 2. Световодная пластина по п. 1, в которой ряды призм призматической структуры периодически пространственно разнесены на верхней поверхности подложки.2. The light guide plate according to claim 1, in which the rows of prisms of the prismatic structure are periodically spatially spaced on the upper surface of the substrate. 3. Световодная пластина по п. 1, в которой ряды призм призматической структуры непериодически пространственно разнесены на верхней поверхности подложки.3. The light guide plate according to claim 1, wherein the rows of prisms of the prismatic structure are non-periodically spatially spaced on the upper surface of the substrate. 4. Световодная пластина по п. 1, в которой канавки или выступы линейной структуры периодически пространственно разнесены на нижней поверхности подложки.4. The light guide plate according to claim 1, wherein the grooves or protrusions of the linear structure are periodically spatially spaced on the lower surface of the substrate. 5. Световодная пластина по п. 1, в которой канавки или выступы линейной структуры непериодически пространственно разнесены на нижней поверхности подложки.5. The light guide plate according to claim 1, wherein the grooves or protrusions of the linear structure are spatially spaced non-periodically on the lower surface of the substrate. 6. Световодная пластина по п. 1, в которой ряды призм призматической структуры параллельны направлению распространения первого пучка света или расположены под произвольным углом относительно направления распространения первого пучка света.6. The light guide plate according to claim 1, in which the rows of prisms of the prismatic structure are parallel to the direction of propagation of the first light beam or are located at an arbitrary angle relative to the direction of propagation of the first light beam. 7. Световодная пластина по п. 1, в которой канавки или выступы линейной структуры расположены перпендикулярно направлению распространения второго пучка света или расположены под произвольным углом относительно направления распространения второго пучка света.7. The light guide plate according to claim 1, wherein the grooves or protrusions of the linear structure are perpendicular to the direction of propagation of the second light beam or are located at an arbitrary angle relative to the direction of propagation of the second light beam. 8. Световодная пластина по п. 1, в которой подложка, призматическая структура и линейная структура выполнены из РММА и/или другого оптически прозрачного материала.8. The light guide plate according to claim 1, wherein the substrate, prismatic structure, and linear structure are made of PMMA and / or other optically transparent material. 9. Световодная пластина по п. 1, в которой подложка, призматическая структура и линейная структура выполнены как одно целое.9. The light guide plate according to claim 1, wherein the substrate, the prismatic structure, and the linear structure are integrally formed. 10. Световодная пластина по п. 1, в которой призматическая структура обеспечена на верхней поверхности подложки посредством технологии травления, печати, склейки, формовки, резки или любого их сочетания.10. The light guide plate according to claim 1, wherein the prismatic structure is provided on the upper surface of the substrate by means of etching, printing, gluing, molding, cutting, or any combination thereof. 11. Световодная пластина по п. 1, в которой линейная структура обеспечена на нижней поверхности подложки посредством технологии травления, печати или их сочетания.11. The light guide plate according to claim 1, wherein the linear structure is provided on the lower surface of the substrate by means of etching, printing, or a combination thereof. 12. Световодная пластина по п. 1, в которой ширина подложки является постоянной.12. The light guide plate according to claim 1, in which the width of the substrate is constant. 13. Световодная пластина по п. 1, в которой подложка имеет переменную ширину.13. The light guide plate according to claim 1, in which the substrate has a variable width. 14. Световодная пластина по п. 1, в которой призмы в каждом ряду призм призматической структуры расположены линейно встык друг с другом.14. The light guide plate according to claim 1, wherein the prisms in each row of the prisms of the prismatic structure are linearly end-to-end to each other. 15. Световодная пластина по п. 1, в которой призмы в каждом ряду призм призматической структуры расположены встык, но со смещением относительно друг друга, тем самым формируя линию зигзага.15. The light guide plate according to claim 1, in which the prisms in each row of the prisms of the prismatic structure are end-to-end, but offset from each other, thereby forming a zigzag line. 16. Световодная пластина по п. 1, в которой период пространственного разнесения и ширина каждого ряда призм призматической структуры выбраны в соответствии с характеристиками источника света, освещающего подложку первым пучком света.16. The light guide plate according to claim 1, in which the period of spatial diversity and the width of each row of prisms of the prismatic structure are selected in accordance with the characteristics of the light source illuminating the substrate with the first light beam. 17. Световодная пластина по п. 16, в которой ширина каждого ряда призм является постоянной.17. The light guide plate according to claim 16, wherein the width of each row of prisms is constant. 18. Световодная пластина по п. 16, в которой ширина каждого ряда призм является переменной.18. The light guide plate according to claim 16, wherein the width of each row of prisms is variable. 19. Световодная пластина по п. 18, в которой ширина каждого ряда призм увеличивается с упомянутой одной из передней и задней поверхностей подложки, на которую падает первый пучок света, до другой из передней и задней поверхностей подложки.19. The light guide plate according to claim 18, wherein the width of each row of prisms increases from said one of the front and rear surfaces of the substrate, on which the first light beam incident, to the other of the front and rear surfaces of the substrate. 20. Световодная пластина по п. 16, в которой ширина каждого ряда призм призматической структуры изменяется непрерывно или дискретно от призмы к призме.20. The light guide plate according to claim 16, in which the width of each row of prisms of the prismatic structure varies continuously or discretely from the prism to the prism. 21. Световодная пластина по п. 1, в которой основание каждой призмы в каждом ряду призм призматической структуры имеет постоянную ширину.21. The light guide plate according to claim 1, wherein the base of each prism in each row of prisms of the prismatic structure has a constant width. 22. Световодная пластина по п. 1, в которой основание каждой призмы в каждом ряду призм призматической структуры имеет переменную ширину.22. The light guide plate according to claim 1, wherein the base of each prism in each row of prisms of the prismatic structure has a variable width. 23. Световодная пластина по п. 1, в которой ширина и глубина/высота каждой канавки или выступа в линейной структуре выбраны в соответствии с характеристиками источника света, освещающего подложку вторым пучком света.23. The light guide plate according to claim 1, wherein the width and depth / height of each groove or protrusion in the linear structure are selected in accordance with the characteristics of the light source illuminating the substrate with a second light beam. 24. Световодная пластина по п. 1, в которой ширина и/или глубина/высота каждой канавки или выступа в линейной структуре являются постоянными.24. The light guide plate according to claim 1, wherein the width and / or depth / height of each groove or protrusion in the linear structure is constant. 25. Световодная пластина по п. 1, в которой ширина и/или глубина/высота каждой канавки или выступа в линейной структуре являются разными.25. The light guide plate according to claim 1, in which the width and / or depth / height of each groove or protrusion in the linear structure are different. 26. Световодная пластина по п. 25, в которой ширина и/или глубина/высота каждой канавки или выступа в линейной структуре изменяются вдоль длины канавки или выступа.26. The light guide plate of claim 25, wherein the width and / or depth / height of each groove or protrusion in the linear structure varies along the length of the groove or protrusion. 27. Устройство задней подсветки, выполненное с возможностью переключения между режимом 3D отображения и режимом 2D отображения, причем устройство содержит:27. A backlight device configured to switch between a 3D display mode and a 2D display mode, the device comprising: световодную пластину по одному из пп. 1-26;light guide plate according to one of paragraphs. 1-26; по меньшей мере один первый осветительный модуль, выполненный с возможностью испускания первого пучка света в направлении одной из передней поверхности и задней поверхности подложки световодной пластины;at least one first lighting module, configured to emit a first light beam in the direction of one of the front surface and the rear surface of the substrate of the light guide plate; по меньшей мере один второй осветительный модуль, выполненный с возможностью испускания второго пучка света в направлении по меньшей мере одной из боковых поверхностей подложки световодной пластины, причем первый и второй пучки света имеют разные угловые распределения;at least one second lighting module configured to emit a second light beam in the direction of at least one of the side surfaces of the substrate of the light guide plate, the first and second light beams having different angular distributions; по меньшей мере одну перенаправляющую пленку, обеспеченную над верхней поверхностью подложки; иat least one redirection film provided above the upper surface of the substrate; and по меньшей мере одну отражающую пленку, обеспеченную под нижней поверхностью подложки;at least one reflective film provided below the bottom surface of the substrate; при этомwherein когда выбран режим 3D отображения, упомянутый по меньшей мере один первый осветительный модуль является включенным, упомянутый по меньшей мере один второй осветительный модуль является выключенным и упомянутая по меньшей мере одна перенаправляющая пленка выполнена с возможностью перенаправления первого пучка света, выведенного из подложки через призматическую структуру, в направлении глаз наблюдателя;when the 3D display mode is selected, said at least one first lighting module is turned on, said at least one second lighting module is turned off, and said at least one redirection film is configured to redirect a first light beam outputted from the substrate through the prismatic structure, in the direction of the observer's eyes; когда выбран режим 2D отображения, упомянутый по меньшей мере один первый осветительный модуль является выключенным, упомянутый по меньшей мере один второй осветительный модуль является включенным и упомянутая по меньшей мере одна отражающая пленка выполнена с возможностью отражения второго пучка света, выведенного из подложки через линейную структуру, и изменения углового распределения второго пучка света для обеспечения прохождения второго пучка света сквозь подложку и упомянутую по меньшей мере одну перенаправляющую пленку в направлении глаз наблюдателя.when the 2D display mode is selected, said at least one first lighting module is turned off, said at least one second lighting module is turned on, and said at least one reflective film is configured to reflect a second beam of light output from the substrate through a linear structure, and changing the angular distribution of the second light beam to allow the second light beam to pass through the substrate and said at least one redirection film into the eye of the observer. 28. Устройство задней подсветки по п. 27, в котором:28. The backlight device according to p. 27, in which: упомянутый по меньшей мере один первый осветительный модуль состоит из по меньшей мере одного первого источника света и по меньшей мере одного первого модуля преобразования света;said at least one first lighting module consists of at least one first light source and at least one first light conversion module; упомянутый по меньшей мере один второй осветительный модуль состоит из по меньшей мере одного второго источника света и по меньшей мере одного второго модуля преобразования света;said at least one second lighting module consists of at least one second light source and at least one second light conversion module; при этом упомянутый по меньшей мере первый модуль преобразования света выполнен с возможностью обеспечения коллимации, гомогенизации и углового преобразования света, испущенного упомянутым по меньшей мере одним первым, источником света, и ввода преобразованного света в качестве первого пучка света в подложку; иwherein said at least first light conversion module is configured to collimate, homogenize, and angularly transform the light emitted by said at least one first light source, and to introduce the converted light as a first light beam into the substrate; and упомянутый по меньшей мере один второй модуль преобразования света выполнен с возможностью обеспечения коллимации, гомогенизации и углового преобразования света, испущенного упомянутым по меньшей мере одним вторым источником света, и ввода преобразованного света в качестве второго пучка света в подложку.said at least one second light conversion module is configured to collimate, homogenize, and angularly transform the light emitted by said at least one second light source, and to introduce the converted light as a second light beam into the substrate. 29. Устройство задней подсветки по п. 28, в котором каждый из упомянутого по меньшей мере одного первого источника света и упомянутого, по меньшей мере одного второго источника света выполнен в виде одного или более LED, лазерных диодов, ламп или любого их сочетания.29. The backlight device according to p. 28, in which each of said at least one first light source and said at least one second light source is made in the form of one or more LEDs, laser diodes, lamps, or any combination thereof. 30. Устройство задней подсветки по п. 28, в котором упомянутый по меньшей мере один первый модуль преобразования света содержит по меньшей мере один коллимирующий массив, по меньшей мере одну гомогенизирующую пленку и по меньшей мере один перенаправляющий куб.30. The backlight device according to claim 28, wherein said at least one first light conversion module comprises at least one collimating array, at least one homogenizing film, and at least one redirection cube. 31. Устройство задней подсветки по п. 30, в котором коллимирующий массив выполнен в виде набора отдельных или объединенных коллиматоров.31. The backlight device according to p. 30, in which the collimating array is made in the form of a set of separate or combined collimators. 32. Устройство задней подсветки по п. 30, в котором гомогенизирующая пленка выполнена в виде пленки с микросферическими или микроцилиндрическими линзами.32. The backlight device according to claim 30, wherein the homogenizing film is made in the form of a film with microspherical or microcylinder lenses. 33. Устройство задней подсветки по п. 30, в котором гомогенизирующая пленка выполнена в виде рассеивателя для придания формы пучку света.33. The backlight device according to claim 30, wherein the homogenizing film is made in the form of a diffuser to shape the light beam. 34. Устройство, задней подсветки по п. 30, в котором перенаправляющий куб выполнен в виде куба, имеющего симметричную или несимметричную призматическую структуру.34. The backlight device according to claim 30, wherein the redirection cube is made in the form of a cube having a symmetric or asymmetric prismatic structure. 35. Устройство задней подсветки по п. 28, в котором упомянутый по меньшей мере один второй модуль преобразования света выполнен в виде коллимирующего куба с параллельными или непараллельными поверхностями.35. The backlight device according to claim 28, wherein said at least one second light conversion module is made in the form of a collimating cube with parallel or non-parallel surfaces. 36. Устройство задней подсветки по п. 27, в котором упомянутая по меньшей мере одна перенаправляющая пленка имеет массив симметричных или несимметричных микропризм.36. The backlight device according to claim 27, wherein said at least one redirection film has an array of symmetric or asymmetric microprisms. 37. Устройство задней подсветки по п. 27, дополнительно содержащее пленку с линзами Френеля, обеспеченную над упомянутой по меньшей мере одной перенаправляющей пленкой и выполненную с возможностью фокусировки первого и второго пучков света от упомянутой по меньшей мере одной перенаправляющей пленки в плоскости наблюдателя.37. The backlight device according to claim 27, further comprising a film with Fresnel lenses provided above said at least one redirecting film and configured to focus the first and second light beams from said at least one redirecting film in an observer plane. 38. Устройство задней подсветки по п. 37, в котором пленка с линзами Френеля имеет радиальную или цилиндрическую структуру.38. The backlight device according to claim 37, wherein the film with Fresnel lenses has a radial or cylindrical structure. 39. Устройство задней подсветки по п. 27, в котором отражающая пленка выполнена в виде пленки с выпуклыми или вогнутыми микросферическими или микропирамидальными линзами.39. The backlight device according to p. 27, in which the reflective film is made in the form of a film with convex or concave microspherical or micropyramidal lenses. 40. Устройство задней подсветки по п. 27, в котором отражающая пленка выполнена в виде отражающего рассеивателя с ламбертовым угловым распределением.40. The backlight device according to p. 27, in which the reflective film is made in the form of a reflective diffuser with a Lambert angular distribution.
RU2015147647A 2015-11-05 2015-11-05 Light guide plate and backlight device containing it RU2617003C1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015147647A RU2617003C1 (en) 2015-11-05 2015-11-05 Light guide plate and backlight device containing it
KR1020160004137A KR102476019B1 (en) 2015-11-05 2016-01-13 Light guide plate and backlighting device having the same
JP2016214921A JP6803201B2 (en) 2015-11-05 2016-11-02 Light guide plate and backlight device including it
EP16197245.0A EP3165948B1 (en) 2015-11-05 2016-11-04 Backlighting device
CN201610977369.7A CN106680927B (en) 2015-11-05 2016-11-07 Light guide plate and backlight device including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015147647A RU2617003C1 (en) 2015-11-05 2015-11-05 Light guide plate and backlight device containing it

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2617003C1 true RU2617003C1 (en) 2017-04-19

Family

ID=58642698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015147647A RU2617003C1 (en) 2015-11-05 2015-11-05 Light guide plate and backlight device containing it

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6803201B2 (en)
KR (1) KR102476019B1 (en)
CN (1) CN106680927B (en)
RU (1) RU2617003C1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108534717A (en) * 2018-04-10 2018-09-14 安徽利珀科技有限公司 A kind of light guide plate positive and negative detection device and system
CN109218479A (en) * 2018-10-30 2019-01-15 维沃移动通信有限公司 A kind of electronic equipment
CN109407402A (en) * 2018-12-17 2019-03-01 苏州龙桥光电有限公司 A kind of slimming Novel back optical mode group and its display device
CN110208983B (en) * 2019-05-08 2022-02-18 马鞍山晶智科技有限公司 Side-in type backlight module

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040114347A1 (en) * 2002-12-06 2004-06-17 Charles Leu Light guide plate with diffusing protrusions and method for fabricating the same
US20070008619A1 (en) * 2005-07-07 2007-01-11 Samsung Electronics Co., Ltd. 2D/3D switchable stereoscopic display providing image with complete parallax
US8035762B2 (en) * 2003-12-03 2011-10-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. 2D/3D image display
US8368993B2 (en) * 2010-10-01 2013-02-05 J Touch Corporation 2D/3D image switching display device

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008507833A (en) * 2004-07-26 2008-03-13 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Multiple radiation mode backlight
US7905650B2 (en) * 2006-08-25 2011-03-15 3M Innovative Properties Company Backlight suitable for display devices
JP5024992B2 (en) * 2007-02-02 2012-09-12 株式会社ジャパンディスプレイセントラル Display device
JP4395802B2 (en) * 2007-11-29 2010-01-13 ソニー株式会社 Image display device
KR101747297B1 (en) 2010-08-04 2017-06-27 삼성전자주식회사 Backlight unit and 2D and 3D image display system
WO2013042796A1 (en) * 2011-09-20 2013-03-28 3M Innovative Properties Company Backlight device
JP2013104917A (en) * 2011-11-10 2013-05-30 Sony Corp Light source device, display device, and electronic apparatus
JP5917180B2 (en) * 2012-02-09 2016-05-11 ミネベア株式会社 Surface lighting device
JP5954097B2 (en) * 2012-10-11 2016-07-20 ソニー株式会社 Display device
US9927571B2 (en) 2012-10-24 2018-03-27 Seereal Technologies S.A. Illumination device
US20160054508A1 (en) * 2013-03-29 2016-02-25 Sharp Kabushiki Kaisha Lighting device and display device
CN103292219A (en) * 2013-06-04 2013-09-11 北京京东方光电科技有限公司 Backlight module and display device
CN104238185B (en) * 2013-06-19 2017-04-12 扬升照明股份有限公司 Light source module, display device and light source module drive method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040114347A1 (en) * 2002-12-06 2004-06-17 Charles Leu Light guide plate with diffusing protrusions and method for fabricating the same
US8035762B2 (en) * 2003-12-03 2011-10-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. 2D/3D image display
US20070008619A1 (en) * 2005-07-07 2007-01-11 Samsung Electronics Co., Ltd. 2D/3D switchable stereoscopic display providing image with complete parallax
US8368993B2 (en) * 2010-10-01 2013-02-05 J Touch Corporation 2D/3D image switching display device

Also Published As

Publication number Publication date
CN106680927A (en) 2017-05-17
KR20170053095A (en) 2017-05-15
JP6803201B2 (en) 2020-12-23
CN106680927B (en) 2021-01-05
JP2017092029A (en) 2017-05-25
KR102476019B1 (en) 2022-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10156778B2 (en) Display device for projecting image in midair using light guide plate
US10345505B2 (en) Multibeam diffraction grating-based color backlighting
US10809444B2 (en) Planar display with actively-controllable viewing directions
KR102239155B1 (en) Polarization-mixing light guide and multipbeam grating-based backlighting using same
EP3175267B1 (en) Multibeam diffraction grating-based color backlighting
RU165605U1 (en) FLAT DIRECTIONS OF DIRECTED ACTION
KR102117220B1 (en) Directional backlight
CA2996992C (en) Time-multiplexed backlight and multiview display using same
US7859731B2 (en) Illumination apparatus for display device using hologram-based light guide plate (LGP)
JP6714514B2 (en) Autostereoscopic 3D display device using holographic optical element
KR20200081510A (en) Mode-switchable backlight, display and method
RU2617003C1 (en) Light guide plate and backlight device containing it
WO2014100753A1 (en) Superlens component for directional display
EA031850B1 (en) Directional backlight
JP2019500634A (en) Multi-beam diffraction grating based near-eye display
KR102632185B1 (en) Time-multiplexed backlight, multi-view display and method
RU2011123396A (en) THIN LIGHTING SYSTEM AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY
KR20160138984A (en) Asymmetric turning film with multiple light sources
JP7047132B2 (en) Polarized Recycled Backlights with Sub-Wavelength Grids, Methods, and Multi-View Display
RU2592147C2 (en) Backlight device and versions thereof
US20170131456A1 (en) Light guide plate and backlighting device including the same
CN208833940U (en) Backlight, peep-proof display device and the device shown for realizing naked eye three-dimensional image
EP3165948B1 (en) Backlighting device
RU2572286C1 (en) Rear illumination device and hologram writing circuit
TWI597532B (en) Backlight module and stereo display device using the same