使用面发射（LED）光源进行均匀照明的背光源装置

摘要

一种适用于液晶显示(LCD)(22)的背光灯的直接观看的照明装置(24)，包括(按照此顺序)：面发光源阵列(LED)(14)，它具有一角度发光强度分布；光束扩展光学元件阵列(28)；菲涅耳透镜阵列(32)，用于减小光束发散；以及(任选的)漫射器(38)。光束扩展光学元件的折射特性(凸的和凹的)使得在照明平面处(LCD位于该处)发光通量基本上恒定。因此，光束扩展光学元件将更多的光折射到更高的光束角度中，从而补偿这些源的发光强度的相应下降。菲涅耳透镜的薄片减小光束的发散，并且将它们引导至漫射器。(较弱的)漫射器用于添加进一步的光束发散以适于各种应用，而不是自身产生亮度的均匀性。该装置允许更纤细的设计，从而不需要具有高雾度(＞90％)的强漫射器。

主权项

1.一种提供照明的照明装置，包括：a)面发射光源阵列，其中每个面发射光源以光束角θ将源照明光束引导到照明平面；b)与所述面发射光源阵列相对应的光束扩展光学元件阵列，其中，通过每个光束扩展光学元件的所述源照明光束的折射实质上满足一分布函数：dy/dθ＝f(θ)其中y是从所述光束扩展光学元件的光轴沿着所述照明平面的径向距离，dy是所述径向距离的任意小的增量，dθ是相应于dy的光束角的角度增量，和f(θ)是所述光源的角度分布的分布函数，这样，每一光束扩展光学元件调节来自相应面发射光源的源照明光束的发光强度，以提供射向照明平面的均匀照明光束；和，c)光束发散减小的透镜元件阵列，其中，每一个光束发散减小的透镜元件使相应的均匀照明光束的角度发散减小，从而提供具有改善的均匀性和减小的光束发散的照明。