TWI362470B - Surface emission apparatus, light guide, and method of manufacturing light guide - Google Patents

Surface emission apparatus, light guide, and method of manufacturing light guide Download PDF

Info

Publication number
TWI362470B
TWI362470B TW097144980A TW97144980A TWI362470B TW I362470 B TWI362470 B TW I362470B TW 097144980 A TW097144980 A TW 097144980A TW 97144980 A TW97144980 A TW 97144980A TW I362470 B TWI362470 B TW I362470B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
invisible
rays
visible
ray
Prior art date
Application number
TW097144980A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200930949A (en
Inventor
Ying Bao Yang
Masaru Higuchi
Tsutomu Tanaka
Kazunori Yamaguchi
Masumitsu Ino
Original Assignee
Sony Corp
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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of TW200930949A publication Critical patent/TW200930949A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI362470B publication Critical patent/TWI362470B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light 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
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means 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
    • G02B6/004—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles
    • G02B6/0043—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles provided on the surface of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light 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
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means 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
    • G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light 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
    • G02B6/0066—Light 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
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Description

1362470 在之位置。液晶器件本身或連接至液晶器件之一電子設備 基於已識別位置實行某一程序。 由光偵測器件所產生用於識別可偵測元件之位置的已偵 測光之負料由於環境光中所包括之可見光射線而可能包含 許多雜訊。若液晶面板顯示黑色影像，則安裝於TFT陣列 基板上之光偵測器件發現難以偵測自可偵測元件所發射之 可見光射線。在此一情況下，可能無法準確偵測可偵測元 件之位置。
為了消除以上缺點，已提出一種自一表面發射裝置發射 諸如紅外線輻射之不可見光射線而非可見光射線之技術 (參見（例如）日本專利特許公開第2005_275644號）(> 相對於可見光射線之光源及不可見光射線之光源，藉由 顯不面板之照度、功率消耗限制或光偵測器件之敏感度來 決定光之數目。一般而言，不可見光射線之光源之光之數 目係小於可見光射線之光源之光之數目。
【發明内容】 自一光源施加至一光導管之不可見光射線之數量係總體 上具有一所需位準。不過’由於不可見光射線之光源之光 之數目係相對較小，所以光導管之發光表面具有一其中已 發射不可見光射線之強度係較高之區域及一其中已發射不 可見光射線之強度係較低之區域，導致自光導管之發光表 面所發射之不可見光射線之強度不規則性。 需要提供一種能夠自一發光表面採用已增加強度一致性 發射不可見光射線之表面發射裝置、一種光導管和一種製 133770.doc 丄叫470 造一光導管方法。 依據本發明之一具體實施例，提供一種表面發射裝置， 其包括.-第-光源’其用於發射不可見光射線；一第二 光源，其用於發射可見光射線；及一光導管，其具有一用 於使自該第一光源所發射之該等不可見光射線及自該第二 光源所發射之該等可見光射線經此進人至該光導管中之光 進入表面，及一用於經此從該光導管争發射該等不可見光 射線及可見光射線之光離開表面。該表面發射裝置進 一步包括複數個光學器件，其佈置於該光導管之一面對該 光離開表面之表面上，用於散射比該等可見光射線更多的 該等不可見光射線。 在該表面發射裝置中，該等光學器件係佈置於適當位置 處以用於校正透過該光離開表面從該光導管中所發射之該 等不可見光射線之強度之變化。 依據本發明之另一具體實施例，亦提供一種光導管，其 i括.光進入表面，其用於使自個別光源所發射之不可 見光射線及可見光射線經此進人；__光離開表面，其用於 經此從該光導管中發射自該光進人表面進人之該等不可見 光射線及該等可見光射線；及複數個光學器件，其佈置於 面對該光離開表面之-表面i，用於散射比該等可見光射 線更多的該等不可見光射線。 在u光導笞中，用於散射比該等可見光射線更多的該等 =可見光射線之該等光學器件係佈置於適當位置處以用於 校正透過該光離開表面從肖力導管中所發射之該等不可見 133770.doc 光射線之強度之變化。 依據本發明之又一具體實施例，進一步提供一種製造一 光導管方法，該光導管具有一用於使自個別光源所發射之 不可見光射線及可見光射線經此進入之光進入表面及一 用於經此從該光導管中發射該等不可見光射線及該等可見 光射線之光離開表面m包括藉由射出成型在面對該 光離開表面之—表面中形成用於散射該等可見光射線之溝 槽及藉由印刷在面對該光離開表面之該表面上形成包含一 用於散射該等不可見光射線且吸收該等可見光射線之顏料 之圓點的步驟。 在以上方法中，藉由射出成型在面對該光離開表面之該 表面中形成用於散射該等可見光射線之該等溝槽，且藉由 印刷在面對該光離開表面之該表面上形成包含一用於散射 該等不可見光射線且吸收該等可見光射線之顏料之該等圓 點。 依據本具體實施例，該表面發射裝置、該光導管和該製 造一光導官方法能夠自一發光表面採用已增加強度一致性 發射不可見光射線。 從結合附圖進行的以下說明將明白本發明之以上及其他 特徵與優點，該等附圖藉由範例解說本發明之較佳具體實 施例。 【實施方式】 <第一具體實施例> 一表面發射裝置之結構 133770.doc 1362470 圖1係依據本發明之一第一具體實施例之一表面發射裝 置之仰視圖，且圖2係依據該第一具體實施例之該表面發 射裝置之側視立視圖。 如圖1所示，依據本發明之一第一具體實施例之一表面 發射裝置1G包括-光導f 2〇、複數個不可見光射線發射源 30及複數個可見光射線發射源31。光導管2〇具有複數個圓 點32及複數個溝槽33。 光導管20具有一用作光進入表面21之側表面，自發射源 30、31所發射之光射線透過光進入表面21進入光導管2〇。 不可見光射線發射源30與可見光射線發射源3丨係鄰接至光 進入表面21加以佈置。光導管2〇具有一用作光離開表面22 之主要表面，自光進入表面21進入之光射線自光離開表面 22從光導管20中離開。光導管2〇亦具有一光學器件承載表 面23 ’其平行於光離開表面22延伸且面對光離開表面22。 圓點32係佈置於光學器件承載表面23上以用於散射進入光 導管20之不可見光射線IL(參見圖5) β溝槽33係界定在光學 器件承載表面23中以用於散射進入光導管20之可見光射線 VL(參見圖5)。 下面將詳細說明表面發射裝置10之以上組件。 光導管20係由就其透明性、機械強度、價格及可成形性 而言係優良的透明塑膠材料（例如，舉例而言，丙烯酸樹 脂或聚碳酸酯樹脂）製成》 如圖2所示，光導管20具有用作主要表面之較寬平行面 對表面，其中一表面用作光進入表面21且另一表面用作光 133770.doc • 10- 離開表面22。光導管2G具有作為其側表面之光進入表面 21，不可見光射線IL與可見光射線¥1^透過光進入表面^進 入光導管20。 如圖2所示，光進入表面21係不可見光射線虬與可見光 射線VL透過其進入光導管20之一表面。例如如圖2所 示，光進入表面21係光導管20之左側表面。不過，光進入 表面21可以為光導管20之後表面（即，圖2所顯示之光導管 20之下部表面）或光導管2〇之前表面（即，圖2所顯示之光導 笞20之上部表面不可見光射線發射源3〇與可見光射線 發射源31係在一平行於光進入表面21之陣列中鄰接至光進 入表面2 1加以佈置。 光離開表面22係自光進入表面21進入之不可見光射線比 與可見光射線VL透過其從光導管20中出來之一表面。用 於散射光之圓點或溝槽可以係佈置於光離開表面22上。 為光導管20中用於散射不可見光射線IL及可見光射線 VL之光學器件之圓點32與溝槽33係佈置於光學器件承載 表面23上及界定在光學器件承載表面23中。明確言之，如 圖2所示’採用向外突出凸面體之形式之圓點32係佈置於 光學器件承載表面23上以便自光導管20向外突出。溝槽33 係界定在光學器件承載表面23中以便向内延伸至光導管20 中。 不可見光射線發射源30發射不可見光射線IL。如圖1所 示’鄰接至光進入表面21加以佈置之不可見光射線發射源 3 0將不可見光射線IL施加至光導管20之光進入表面21。不 133770.doc 1362470 可見光射線發射源30之每一者包括一用於發射紅外線輻射 之LED。或者，不可見光射線發射源3〇之每一者可以包括 用於發射紫外線輕射之一EL或一 LED。不可見光射線發射 源30之每一者可以與一位於其發射源表面上用於在一寬範 圍中發光之透鏡組合。基於自光離開表面22離開之可見光 射線之強度及光離開表面22之面積來計算不可見光射線發 射源30之數目。例如，若光離開表面22具有寬面積，則需 要許多不可見光射線發射源3〇。 若不可見光射線IL係紅外線輻射，則自光離開表面22離 開之紅外線輻射係用以偵測一可偵測元件（例如包括依據 本具體實施例之表面發射裝置1 〇之一液晶顯示裝置（下文 中稱為「LCD裝置」）上之使用者之手指或觸控筆）之位 置。例如，依據本具體實施例，用於發射一紅外線輻射以 用於偵測一可偵測元件之位置的兩個不可見光射線發射源 3 0係佈置於光導管20之光進入表面21上。 可見光射線發射源3 1發射可見光射線VL。如圖1所示， 鄰接至光進入表面21加以佈置之可見光射線發射源31將可 見光射線VL施加至光導管20之光進入表面21。可見光射 線發射源31之每一者包括一 LED。或者，可見光射線發射 源3 1之每一者可以包括一 EL或一 LED。可見光射線發射源 31之每一者可以與一位於其發射源表面上用於在一寬範圍 中發光之透鏡組合。基於自光離開表面22離開之可見光射 線之強度及光離開表面22之面積來計算可見光射線發射源 31之數目。例如’右光離開表面22具有寬面積，則需要呼 J33770.doc 12
丄J0Z4/U 多可見光射線發射源31。 可乂藉自控制器（未顯不）電獨立控制不可見光射線發 射源30與可見光射線發射源3卜例如，若欲減少施加至光 導管20之可見光射線VL之強度，則控制器可以僅控制可 見光射線發射源31以藉此減少欲發射之可見光射線¥匕之 強度。 自光離開表面22離開之可見光射線VL係用以照明包括 依據本具體實施例之表面發射裴置1〇2LCD裝置之顯示面 板。例如，用於照明顯示面板之七個可見光射線發射源3! 係佈置於光導管20之光進入表面21上》 圓點32表示依據本發明之該具體實施例之光學器件。圓 點32用以散射已到達圓點32之不可見光射線IL中比可見光 射線VL多的不可見光射線il。圓點32包含一用於反射不可 見光射線IL之顏料，且包括複數個凸形圓點。 圖3係顯示依據本具體實施例其中不可見光射線IL係紅 外線輻射之情況下包含於圓點32中之顏料之反射特性之圖 式。 依據本具體實施例，圓點32具有其散射不可見光射線IL 但其不實質上散射可見光射線VL之此類特性。例如，若 不可見光射線IL係紅外線輻射，則包含於圓點32中之顏料 應較佳為由Kawamura Chemical Co.，Ltd所製造之AB820 BLACK。AB820 BLACK針對紅外線輻射之波長（850 nm) 具有大約50%之反射比且針對可見光範圍之波長具有比紅 外線輻射低的大約5%或更小之反射比。因此’包含顏料 133770.doc •13- 1362470 AB820 BLACK之圓點32散射紅外線輻射且吸收可見光射 線VL。 如圖2所示’當在表面發射裝置之側視立視圖中觀看時 圓點32可以為只要其具有某一面積便可很容易製造的平面 形狀。圓點32可以具有等於或大於紅外線輻射之波長的高 度。8 μιη或更大之高度係適於散射紅外線輻射。 圓點32係佈置於光學器件承載表面23上以用於造成自光 進入表面21進入之不可見光射線IL自整個光離開表面22一 致離開。例如，基於自光離開表面22所發射之不可見光射 線IL之強度計算光學器件承載表面23上之圓點32之位置、 數目及密度。圓點32係佈置於適當位置處以用於校正自光 離開表面22所發射之不可見光射線il之強度之變化。 明確言之，依據本具體實施例，如圖1所示，用於發射 作為不可見光射線之紅外線輻射的兩個不可見光射線發射 源30係佈置於光導管20之光進入表面21上，且用於發射可 見光射線之七個可見光射線發射源3 1係佈置於光導管20之 光進入表面21上。在光學器件承載表面23之一離不可見光 射線發射源30較遠之區域中，使得圓點32之密度較高，因 為到達該區域之紅外線輻射之強度係較小且自光離開表面 22之一面向光學器件承載表面23之以上區域之區域所發射 之紅外線輻射之強度係較小。另一方面，在光學器件承載 表面23之一更接近可見光射線發射源31之前面之區域中， 使得圓點32之密度較低，因為到達該區域之紅外線輻射之 強度係較大且自光離開表面22之一面向光學器件承載表面 133770.doc 1362470 如圖4所示’將藉由加熱至一從大約280°C至300°C變動 之溫度而塑化的聚碳酸酷樹脂之光導管材料倒人至-模具 5〇中以用於透過模具5〇中所定義之澆口“形成光導管 模具50包括用於形成溝槽33在形狀上與溝槽”互補之脊狀 物。接著，將填充有光導管材料之模具5〇冷卻以使其中之 光導管材料凝固為光導管2〇。此時，可以對模具5〇中之光 導官材料加壓。 接著，自模具50移除已凝固光導管2〇。此時，在光導管 2〇中已形成溝槽33。 採用依據以上公式（1)之密度p將包含用於反射紅外線輻 射之顏料之墨水圓點施加至光學器件承載表面23，藉此於 其上印刷圓點32。以此方式，產生具有佈置於光學器件承 載表面23上之圓點32及界定在光學器件承載表面23中之溝 槽33的光導管20。 如上所述，藉由射出成型在光學器件承載表面23中形成 溝槽33之後，在光學器件承載表面23上印刷圓點32。 (操作） 下面將說明依據第一具體實施例之表面發射裝置1〇之操 作。圖5係解說在依據第一具體實施例之光導管2〇中導引 不可見光射線IL及可見光射線VL所採用之方式的側視立視 圖。在圖5中，藉由細線指示不可見光射線比且藉由粗線 指示可見光射線VL。 如圖5所不，不可見光射線IL係自不可見光射線發射源 30發射且自光導管20之光進入表面21進入光導管2〇。在光 133770.doc •16· 1362470 當可見光射線VL到達光學器件承载表面23上之圓點32 時，因為包含於圓點32中之顏料吸收可見光射線Vl，所 以圓點32幾乎完全吸收可見光射線VL。 依據本具體實施例’如上所述，圓點32係密集地佈置於 光學器件承載表面23之一區域申’其中自光離開表面22之 面向光學器件承載表面23之該以上區域之區域所發射之不 可見光射線IL之強度係較小，且稀疏地佈置於光學器件承 φ 載表面23之一區域中，其中自光離開表面22之面向光學器 件承載表面23之該以上區域之區域所發射之不可見光射線 IL之強度係較大。因此，圓點32在整個光學器件承載表面 23上方高度一致地散射不可見光射線比，允許自光離開表 面22全部採用一致高強度發射不可見光射線江。 因此，當在採用依據本具體實施例之表面發射裝置1 〇之 LCD裝置之顯示面板中藉由不可見光射線乩偵測可偵測元 件之位置時，可以採用一致敏感度偵測可偵測元件。 • 此外，由於基於可見光射線VL之強度在光學器件承載 表面23中定義溝槽33，所以自光離開表面22全部採用一致 高強度發射可見光射線VL。因此，採用依據本具體實施 . 例之表面發射裝置之LCD裝置之顯示面板具有一致亮度 . 位準。 儿又 <第二具體實施例> (一表面發射裝置之結構） 圖6係依據本發明之一第二具體實施例之一表面發射裝 置之側視立視圖。 ~ 133770.doc 1362470 依據該第二具體實施例，如圖6所示，依據本發明之該 第二具體實施例之表面發射裝置10包括複數個繞射光栅 34(而非圓點32)及一反射板40。依據第二具體實施例之表 面發射裝置10之其他結構細節係與依據第一具體實施例之 表面發射裝置10之結構細節相同，且下面基本上不加以說 明〇 依據本具體實施例用作光學器件之繞射光柵34與依據第 一具體實施例之圓點32相同散射到達繞射光柵34之不可見 光射線IL»如同光導管20,繞射光柵34可以由透明塑膠材 料（例如，舉例而言，丙烯酸樹脂或聚碳酸酯樹脂）製成。 圖7係依據第二具體實施例之一繞射光柵34之透視圖。 若不可見光射線IL係紅外線輻射（具有85〇 nm之波長）， 則依據以下等式（2)決定用於從光導管20中發射紅外線韓射 之繞射光柵3 4之條件： 2dsinG=X …(2) 其中d:鄰接條帶間之間隔或各狹縫之寬度，θ:入射角， 及λ :波長。 例如，若光導管20係由聚碳酸酯樹脂製成，則用於全反 射紅外線輻射之入射角係45度，且當紅外線輻射之波長為 nm時依據等式⑺計算鄰接條帶間之距㈣為大約Μ ㈣。，如，繞射光拇34之各條帶具有〇4叩之寬度… K之度h且繞射光柵34具有1〇 μηι之長度若 光棚34所散射之光之波長不為一則繞射光拇34之條 件係不同於以上依據等式（2)之條件。 133770.doc 19 1362470 繞射光栅3 4係佈置於光學器件承載表面23上以用於自整 個光離開表面22—致發射自光進入表面21進入之不可見光 射線IL。繞射光柵34用以散射已到達繞射光柵34之不可見 光射線IL中比可見光射線VL多的不可見光射線比。例如， 基於自光離開表面22所發射之不可見光射線IL之強度計算 光學器件承載表面23上之繞射光柵34之位置、數目及密 度。繞射光柵34係佈置於適當位置處以用於校正自光離開 表面22所發射之不可見光射線比之強度之變化。繞射光柵 34具有其平行於光進入表面21延伸之縱軸。 圖8係依據第二具體實施例之表面發射裝置丨〇之仰視 圖。 明確言之，依據本具體實施例，如圖8所示，用於發射 作為不了見光射線之紅外線輪射的兩個不可見光射線發射 源30係佈置於光導管20之光進入表面21上，且用於發射可 見光射線之七個可見光射線發射源3丨係佈置於光導管2〇之 光進入表面21上。在光學器件承載表面23之一離不可見光 射線發射源30較遠之區域中，使得繞射光柵34之密度較 问，因為到達該區域之紅外線輻射之強度係較小且自光離 開表面22之一面向光學器件承載表面23之以上區域之區域 所發射之紅外線輻射之強度係較小。另一方面，在光學器 件承載表面23之一更接近不可見米射線發射源3〇之前面之 區域中，使得繞射光柵34之密度較低，因為到達該區域之 紅外線輻射之強度係較大且自光離開表面22之一面向光學 器件承载表面2 3之以上區域之區域所發射之紅外線輻射之 133770.doc -20· 1362470 模具50包括用於形成溝槽33在形狀上與溝槽33互補之脊狀 物以及用於形成繞射光柵34在形狀上與繞射光栅34互補之 溝槽。 接著，將填充有光導管材料之模具50冷卻以將其中之光 導管材料凝固為光導管20。此時，可以對模具50中之光導 官材料加壓。 接著，自模具50移除已凝固光導管20。以此方式，產生 具有界定在光學器件承載表面23中之溝槽33及佈置於光學 器件承載表面23上之繞射光柵34的光導管20。 如上所述’藉由射出成型可以同時在光學器件承載表面 23中形成溝槽33及在光學器件承載表面23上形成繞射光柵 34 〇 (操作） 下面將說明依據第二具體實施例之表面發射裝置丨〇之操 作。圖10係解說在依據第二具體實施例之光導管2〇中導引 不可見光射線IL及可見光射線VL所採用之方式的側視立視 圖。在圖10中’藉由細線指示不可見光射線IL且藉由粗線 指示可見光射線VL。 如圖10所示，不可見光射線IL係自不可見光射線發射源 3 0發射且自光導管20之光進入表面21進入光導管20。在光 導管20中，當朝光導管20之一與光進入表面21相反之側表 面行進時藉由光離開表面22及光學器件承載表面23重複全 反射不可見光射線IL。當不可見光射線IL到達光學器件承 載表面23上之繞射光柵34時，其係透過繞射光柵34而從光 133770.doc -22- 1362470 承載表面23上方尚度—致地散射不可見光射線化，允許自 光離開表面22全部採用一致高強度發射不可見光射線IL。 因此’當在採用依據本具體實施例之表面發射裝置1〇之 LCD裝置之顯示面板中藉由不可見光射線IL偵測可偵測元 件之位置時，可以採用一致敏感度偵測可偵測元件。 本發明不受限於以上具體實施例，而是可針對該等具體 實施例進行各種變更與修改。 在第二具體實施例中’繞射光柵34之條帶平行於光進入 表面21定位。不過’如下所述可以採用不同佈局來配置繞 射光柵。 圖11係一仰視圖，其顯示依據本發明之一第三具體實施 例之繞射光栅之佈局。 如圖11所示’繞射光柵34係佈置於光學器件承載表面23 上使得垂直於不可見光射線IL行經光導管20所採用之方向 定向繞射光栅34之條帶之縱轴。明確言之，繞射光柵34之 條帶之縱軸乎行於正切於同心圓之線延伸，自不可見光射 線發射源30所發射之不可見光射線IL橫跨該等同心圓徑向 向外擴展。由於垂直於不可見光射線IL行經光導管2〇所採 用之方向定向繞射光柵34之條帶之縱軸，所以從光導管2〇 中更有效地散射不可見光射線IL。 在第二具體實施例中’不可見光射線發射源30與可見光 射線發射源3 1係鄰接至光導管20之一用作光進入表面21之 侧表面加以佈置。不過，不可見光射線發射源3〇與可見光 射線發射源3 1可以佈置於其他位置處。例如，其可以鄰接 133770.doc .24- 1362470 至光導管20之一後表面或光導管2〇之一前表面加以佈置。 依據以上具體實施例之不可見光射線發射源3 〇對應於第 一光源。 依據以上具體實施例之可見光射線發射源3丨對應於第二 光源。 圓點3 2與繞射光栅3 4對應於光學器件。 併入依據本發明之具體實施例之表面發射裝置與光導管 的顯示裝置係可應用於各種電子裝置（例如數位相機、筆 記型個人電腦、可攜式終端機（例如蜂巢式電話）、攝錄影 機等）’該等電子裝置能夠基於供應至電子裝置或在電子 裝置中所產生之視訊信號顯示影像。 從結合附圖進行的以上說明將明白纟發明之以上及其他 特徵與優點，該等附圖藉由範例解說本發明之較佳具體實 施例。 【圖式簡單說明】
圖1係依據本發明之一 仰視圖； 具體實施例之一表面發射裝置之 面發射裝置之侧視立 圖2係依據該第一具體實施例之表 視圖； 不可見光射線IL 顏料之反射特性 圖3係顯示依據該第一具體實施例其中 係紅外線輻射之情況下包含於圓點中之一 之圖式， 圖4係解說依據該第一 序之斷面圖； 具體實施例 之一製造一光導管程 133770.doc -25* 1362470 圖5係解說在依據第一具體實施例之光導管中導引不可 見光射線及可見光射線所採用之方式的側視立視圖； 圖6係依據本發明之一第二具體實施例之—表面發射裝 置之側視立視圖； 圖7係依據該第二具體實施例之一繞射光柵之透視圖； 圖8係依據該第二具體實施例之表面發射裝置之仰視 圖9係解說依據該第二具體實施例之一製造一光導管程 序之斷面圖； 圖10係解說在依據第二具體實施例之光導管中導引不可 見光射線及可見光射線所採用之方式的側視立視圖；及 圖11係一仰視圖，其顯示依據本發明之一第三具體實施 例之繞射光柵之佈局。 【主要元件符號說明】 10 表面發射裝置 20 光導管 21 光進入表面 22 光離開表面 23 光學器件承載表面 30 不可見光射線發射源 31 可見光射線發射源 32 圓點 33 溝槽 34 繞射光柵
133770.doc -26· 1362470 40 反射板 50 模 具 51 洗 σ IL 不 可見光射線 VL 可 見光射線 133770.doc -27-

Claims (1)

1362470 第097144980號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(1〇〇年1〇月） 十、申請專利範圍： 卜曰 一種表面發射裝置，其包含： 一第一光源’其主要或唯一地用於發射不可見光射 線； 一第二光源’其主要地用於發射可見光射線； 一光導管’其具有一用於使自該第一光源所發射之該 等不可見光射線及自該第二光源所發射之該等可見光射 線經此進入至該光導管中之光進入表面，及一用於經此 從該光導管中發射該等不可見光射線及該等可見光射線 之光離開表面；及 複數個光學器件，其佈置於在該光離開表面對面之該 光導管之一表面上，該等光學器件之每一者具有反射及/ 或散射實質上比在其上入射之可見光射線更多的在其上 入射之不可見光射線的特徵。 2. 如請求項1之表面發射裝置，其十該等光學器件包含一 用於反射及/或散射該等不可見光射線且吸收該等可見光 射線之材料。 3. 如請求項1之表面發射裝置，其中該等光學器件之位置 與數目係基於透過該光離開表面從該光導管中所發射之 該等不可見光射線之強度而決定。 4. 如請求項！之表面發射裝置，其中該等光學器件係取決 於該第二光源之佈局而佈置於適當位置處以用於校正透 過該光離開表面從該光導管中所發射之該等不可見光射 線之該強度之變化。 133770-1001012.doc 1362470 月"日修0¾正替換頁 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 如請求項3之表面發射裝置，其中該第二光源發射一紅 外線輻射作為該等不可見光射線。 如請求項5之表面發射裝置，其中該等光學器件包含含 用於散射該等不可見光射線且吸收該等可見光射線之 顏料的圓點。 如請求項6之表面發射裝置，其中該等光學器件包括繞 射光柵’該表面發射裝置進一步包含： 一反射板，其平行於該光導管之其上佈置該等光學器 件之該表面延伸，且遠離該光離開表面與其上佈置該等 光學器件之該表面成面對關係加以佈置。 如請求項7之表面發射裝置’其中該等繞射光栅包括條 帶，該等條帶具有垂直於該等不可見光射線在該光導管 中行進所採用之方向延伸的個別縱軸。 如明求項7之表面發射裝置，其中其上佈置該等光學器 件之該表面具有界定於其中用以散射該等可見光射線之 複數個溝槽。 如請求項9之表面發射裝置，其中該第一光源與該第二 光源係鄰接至該光導管之-側表面加以佈置，該側表面 用作甩於使該等不可見光射線及可見光射線經此進入之 該光進入表面。 置’其中該第一光源與該第二 如請求項10之表面發射裝 光源係可獨立電控制。 一種光導管，其包含： 光進入表面’其用於使自個別光源所發射之不可見 133770-1001012.doc • 2 · 1362470 “年/。月/1曰正替換 光射線及可見光射線經此進入，該等光源包含複數個主 要或唯一地用於發射不可見光射線之第一光源及複數 個主要地用於發射可見光射線之第二光源； 一光離開表面，其用於經此從該光導管中發射自該光 進入表面進入之該等不可見光射線及該等可見光射線；及 複數個光學器件，其佈置於在該光離開表面對面之一 表面上，用於散射比該等可見光射線更多的該等不可見 光射線，該等光學器件之每一者具有反射及/或散射實質 上比在其上入射之可見光射線更多的在其上入射之不可 見光射線的特徵。 13. 14. 15. 16. 17. 如請求項12之光導管，其中該等光學器件之該位置與數 目係基於透過該光離開表面從該光導管中所發射之該等 不可見光射線之該強度而決定。 如請求項12之光導管，其中該等光學器件係佈置於適當 位置處以用於校正透過該光離開表面從該光導管中所發 射之該等不可見光射線之該強度之變化。 如請求項13之光導管，其中該等光學器件包含含一用於 散射該等不可見光射線且吸收該等可見光射線之顏料的 圓點。 如請求項15之光導管，其中該等光學器件包含繞射光 拇0 如請求項16之光導管’其中該等繞射光柵包括條帶，該 等條帶具有垂直於該等不可見光射線在該光導管中行進 所採用之方向延伸的個別縱軸。 13377〇.l〇〇i〇i2.d〇c 1362470 /。啤/。月卜日修使)正替換頁 18. 如請求項17之光導管，其中其上佈置該等光學器件之該 表面具有界定於其中用以散射該等可見光射線之複數個 溝槽。 19. 一種製造一光導管方法’該光導管具有一用於使自個別 光源所發射之不可見光射線及可見光射線經此進入之光 進入表面，及一用於經此從該光導管中發射該等不可見 光射線及該等可見光射線之光離開表面，該方法包含以 下步驟： 於在該光離開表面對面之一表面4»形成用於散射該等 可見光射線之溝槽；及 藉由印刷在面對該光離開表面之該表面上形成包含一 用於散射該等不可見光射線且吸收該等可見光射線之顏 料之圓點，該等圓點之每一者具有反射及/或散射實質上 比在其上入射之可見光射線更多的在其上入射之不可見 光射線的特徵。 20. —種製造一光導管方法，該光導管具有一用於使自個別 光源所發射之不可見光射線及可見光射線經此進入之光 進入表面，及一用於經此從該光導管中發射該等不可見 光射線及該等可見光射線之光離開表面，該方法包含： 於在該光離開表面對面之一表面中形成用於散射該等 可見光射線之溝槽，及用於散射比在其上入射之該等可 見光射線更多的該等不可見光射線之繞射光柵。 133770-1001012.doc
TW097144980A 2007-12-06 2008-11-20 Surface emission apparatus, light guide, and method of manufacturing light guide TWI362470B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007316112 2007-12-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200930949A TW200930949A (en) 2009-07-16
TWI362470B true TWI362470B (en) 2012-04-21

Family

ID=40721361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW097144980A TWI362470B (en) 2007-12-06 2008-11-20 Surface emission apparatus, light guide, and method of manufacturing light guide

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8152353B2 (zh)
JP (1) JP5191358B2 (zh)
KR (1) KR20090060158A (zh)
CN (1) CN101451684B (zh)
TW (1) TWI362470B (zh)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11726332B2 (en) 2009-04-27 2023-08-15 Digilens Inc. Diffractive projection apparatus
CN102834749B (zh) * 2010-03-30 2015-02-04 日本电气株式会社 光学元件、光源装置和投影显示装置
WO2012023333A1 (ja) * 2010-08-20 2012-02-23 シャープ株式会社 照明装置、表示装置、テレビ受信機
JP5821361B2 (ja) * 2011-07-25 2015-11-24 セイコーエプソン株式会社 照明装置、液晶表示装置および電子機器
WO2016020630A2 (en) 2014-08-08 2016-02-11 Milan Momcilo Popovich Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler
WO2013042602A1 (ja) * 2011-09-20 2013-03-28 シャープ株式会社 照明装置およびそれを備えた表示装置
WO2014013712A1 (ja) * 2012-07-19 2014-01-23 日本電気株式会社 光学装置およびそれを用いた表示装置
US9933684B2 (en) * 2012-11-16 2018-04-03 Rockwell Collins, Inc. Transparent waveguide display providing upper and lower fields of view having a specific light output aperture configuration
JP5767419B1 (ja) * 2014-02-19 2015-08-19 恵和株式会社 導光シート、バックライトユニット及び携帯型端末
JP5767418B1 (ja) * 2014-02-19 2015-08-19 恵和株式会社 導光シート、バックライトユニット及び携帯型端末
US9778407B2 (en) * 2014-04-16 2017-10-03 3M Innovative Properties Company Light guide
WO2016042283A1 (en) 2014-09-19 2016-03-24 Milan Momcilo Popovich Method and apparatus for generating input images for holographic waveguide displays
US10437064B2 (en) 2015-01-12 2019-10-08 Digilens Inc. Environmentally isolated waveguide display
JP6199915B2 (ja) * 2015-02-05 2017-09-20 ミネベアミツミ株式会社 面状照明装置
US9632226B2 (en) 2015-02-12 2017-04-25 Digilens Inc. Waveguide grating device
FR3033199B1 (fr) * 2015-02-26 2018-02-02 Valeo Iluminacion Dispositif lumineux de vehicule automobile
CN113759555A (zh) 2015-10-05 2021-12-07 迪吉伦斯公司 波导显示器
CN105446088A (zh) * 2015-12-21 2016-03-30 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 具有微结构和光谱纯化层的光源收集镜
TWI612251B (zh) * 2017-01-03 2018-01-21 聯嘉光電股份有限公司 發光裝置
WO2018129398A1 (en) 2017-01-05 2018-07-12 Digilens, Inc. Wearable heads up displays
US10591660B2 (en) 2017-09-09 2020-03-17 Svv Technology Innovations, Inc. Wide-area solid-state illumination devices and systems
US11204458B2 (en) 2018-11-12 2021-12-21 S.V.V. Technology Innovations, Inc. Wide-area solid-state illumination devices and systems employing sheet-form light guides and method of making the same
CN111520680B (zh) * 2019-02-01 2023-07-21 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 一种发光装置
US20200264378A1 (en) 2019-02-15 2020-08-20 Digilens Inc. Methods and Apparatuses for Providing a Holographic Waveguide Display Using Integrated Gratings
US10962701B2 (en) 2019-04-04 2021-03-30 S.V.V. Technology Innovations, Inc. Wide-area solid-state illumination devices and systems
WO2020247930A1 (en) 2019-06-07 2020-12-10 Digilens Inc. Waveguides incorporating transmissive and reflective gratings and related methods of manufacturing
KR20220054386A (ko) 2019-08-29 2022-05-02 디지렌즈 인코포레이티드. 진공 브래그 격자 및 이의 제조 방법

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6419372B1 (en) * 2000-09-08 2002-07-16 Rockwell Collins, Inc. Compact optical wave-guide system for LED backlighting liquid crystal displays
CN2496052Y (zh) * 2001-04-13 2002-06-19 宋义 改进的均匀高效率侧发光背光源
US6536933B1 (en) * 2001-08-27 2003-03-25 Palm, Inc. Vapor deposition of reflective and/or phosphorescent material in a lighting system
EP1335577A3 (en) * 2002-02-08 2006-04-05 Canon Kabushiki Kaisha Illumination Apparatus and Image Reading Apparatus
US7036946B1 (en) * 2002-09-13 2006-05-02 Rockwell Collins, Inc. LCD backlight with UV light-emitting diodes and planar reactive element
TWI282446B (en) * 2003-12-05 2007-06-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Light guide plate and backlight device using the same
JP2005275644A (ja) 2004-03-24 2005-10-06 Sharp Corp 液晶表示装置
TWI289217B (en) * 2004-07-16 2007-11-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Light guide plate
US7481562B2 (en) * 2004-11-18 2009-01-27 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Device and method for providing illuminating light using quantum dots
JP4612853B2 (ja) * 2005-03-29 2011-01-12 キヤノン株式会社 指示位置認識装置及びそれを有する情報入力装置
JP4645822B2 (ja) * 2005-04-19 2011-03-09 ソニー株式会社 画像表示装置および物体の検出方法
JP4708307B2 (ja) * 2005-11-04 2011-06-22 昭和電工株式会社 導光部材およびこの導光部材を用いた面光源装置、ならびに表示装置
CN2921582Y (zh) * 2006-06-15 2007-07-11 威海华菱光电有限公司 图像读取装置用棒状光源
CN101542192A (zh) * 2006-11-22 2009-09-23 皇家飞利浦电子股份有限公司 照明系统和显示设备
US20090034230A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Luminus Devices, Inc. Illumination assembly including wavelength converting material having spatially varying density

Also Published As

Publication number Publication date
US20090147353A1 (en) 2009-06-11
TW200930949A (en) 2009-07-16
CN101451684B (zh) 2012-06-20
US8152353B2 (en) 2012-04-10
KR20090060158A (ko) 2009-06-11
CN101451684A (zh) 2009-06-10
JP2009158479A (ja) 2009-07-16
JP5191358B2 (ja) 2013-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI362470B (en) Surface emission apparatus, light guide, and method of manufacturing light guide
TW550398B (en) Front light, reflective liquid crystal display device, and personal digital assistant
KR101362729B1 (ko) 광학 시트, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시 장치
US9638956B2 (en) Backlight unit and display apparatus thereof
JP2004528689A (ja) フロントライト型ディスプレイ
WO2011065052A1 (ja) 面状照明装置およびそれを備えた表示装置
JP2012504253A (ja) 導光装置
WO2005061957A1 (ja) バックライト装置及び液晶表示装置
CN111222497A (zh) 具有屏下式红外线生物感测器的电子设备
EP2523024A1 (en) Backlight unit and liquid crystal module
US20050248695A1 (en) Backlight system
JP5098575B2 (ja) 光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置
KR20100039930A (ko) 디스플레이 장치 및 그 전면커버
US9010980B2 (en) Light guide plate and backlight module containing same
KR100941280B1 (ko) 표시장치
KR102141559B1 (ko) 광학시트 및 이를 포함하는 액정표시장치
US20190204496A1 (en) Backlight unit and display device including the same
KR101522242B1 (ko) 광학시트 및 이를 포함하는 액정표시장치
US11373434B2 (en) Display device with fingerprint identification function under screen
JP4606135B2 (ja) 液晶表示装置
JP4304041B2 (ja) 照明用導光板及びこれを使用した照明装置
JP2007305543A (ja) 照明装置、電気光学装置、電子機器及び光学シート
KR100721037B1 (ko) 프리즘 시트, 이를 구비한 백라이트 유닛 및 액정표시장치
KR101916736B1 (ko) 광학부재 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
JP2008103272A (ja) 面状の側面光源を用いた高効率面状光源素子

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees