具有均匀的光分布和激光切割边缘的光导的制作方法
【专利摘要】本公开提供用于通过使用光导分布光来提供照明的系统、方法和装置。在一个方面，光导具有光注入到其中的光输入边缘以及与该光输入边缘横切的横向边缘。横向边缘是平滑的并且充当镜面反射器。光输入边缘是粗糙的并且提供漫射接口。发光器是毗邻的并且沿光输入边缘为中心，其中发光器的间距为约ΔL，其中ΔL等于横向边缘之间的距离除以发光器的数目。漫射的光输入边缘可使进入光导的光漫射并且横向边缘以较低水平的伪像反射光，这些反射还充当虚拟光源以促成光导内高度均匀的光分布。该光导可被提供有将光重新引导到该光导之外的光转向特性。在一些实现中，经重定向的光可被应用于照亮显示器。
【专利说明】具有均匀的光分布和激光切割边缘的光导
【技术领域】
[0001]本公开涉及照明设备，包括用于显示器的照明设备，尤其涉及具有光导的照明设备，并且涉及机电系统。
[0002]相关技术描述
[0003]机电系统包括具有电气及机械元件、致动器、换能器、传感器、光学组件(例如，镜子)以及电子器件的设备。机电系统可以在各种尺度上制造，包括但不限于微米尺度和纳米尺度。例如，微机电系统(MEMS)器件可包括具有范围从大约一微米到数百微米或以上的大小的结构。纳米机电系统(NEMS)器件可包括具有小于一微米的大小(包括，例如小于几百纳米的大小)的结构。机电元件可使用沉积、蚀刻、光刻和/或蚀刻掉基板和/或所沉积材料层的部分、或添加层以形成电气及机电器件的其它微机械加工工艺来制作。
[0004]一种类型的机电系统器件称为干涉测量(interferometric)调制器(IM0D)。如本文所使用的，术语干涉测量调制器或干涉测量光调制器是指使用光学干涉原理来选择性地吸收和/或反射光的器件。在一些实现中，干涉测量调制器可包括一对传导板，这对传导板中的一者或两者可以完全或部分地是透明的和/或反射式的，且能够在施加恰适电信号时进行相对运动。在一实现中，一块板可包括沉积在基板上的静止层，而另一块板可包括与该静止层相隔一气隙的金属膜。一块板相对于另一块板的位置可改变入射在该干涉测量调制器上的光的光学干涉。干涉测量调制器器件具有范围广泛的应用，且预期将用于改善现有产品以及创造新产品，尤其是具有显示能力的那些产品。
[0005]经反射的环境光被用于在一些显示设备中形成图像，诸如使用由干涉测量调制器形成的像素的那些显示设备。这些显示器的感知亮度取决于朝观察者反射的光的量。在低环境光状况下，来自人造光源的光被用于点亮反射式像素，这些像素随后朝观察者反射光以生成图像。为了满足市场需求和设计准则，新的照明设备正持续地被开发以满足对包括反射式和透射式显示器的显示设备 的需要。
[0006]概述
[0007]本公开的系统、方法和设备各自具有若干个创新性方面，其中并不由任何单个方面单独负责本文中所公开的期望属性。
[0008]本公开中所描述的主题内容的一个创新性方面可在一种照明系统中实现。该照明系统包括多个发光器以及光导。光导包括用于接收来自多个发光器的光的光输入边缘以及与光输入边缘横切的第一激光切割边缘。光输入边缘可被磨砂并且可具有约0.1-5 μ m的表面粗糙度Ra。该多个发光器可沿光输入边缘散布并且可具有约AL的间距，其中
[0009]
AL = Ljfel1
N发光器
[0010]其中AL是相邻发光器的等同点之间的距离；
[0011]L#是光导的横向边缘之间的距离；并且
[0012]是该多个发光器中的发光器的数目。[0013]在一些实现中，这些发光器沿光输入边缘为中心。
[0014]本公开中所描述的主题内容的另一个创新方面可在包括发光器、由玻璃形成的光导、和沿横向边缘的镜面反射器的另一照明系统中实现。光导包括用于接收来自发光器的光的光输入边缘以及与光输入边缘横切的横向边缘。在一些实现中，镜面反射器可以是横向边缘的表面。补充地或替换地，镜面反射器可附连至横向边缘。在一些实现中，镜面反射器可与横向边缘间隔开。
[0015]本公开中所描述的主题内容的又一个创新性方面可实现在一种显示系统中。该显示系统包括具有光输入边缘的光导、第一镜面反射表面、显示器、以及多个间隔开的发光器。光导的光输入边缘具有一长度；以及第一横向边缘，该第一横向边缘与光输入边缘横切。此第一镜面反射表面沿第一横向边缘。显示器具有活跃区域，在该活跃区域中，显示器的主表面面朝光导的主表面并且光输入边缘的长度大于与长度对齐的像素区域的相应尺寸。该相应尺寸可面朝光输入边缘的光。发光器之间的间隔为约AL，其中
[0016]
【权利要求】
1.一种照明系统，包括: 多个发光器；以及 光导，包括: 用于接收来自所述多个发光器的光的光输入边缘；以及 与所述光输入边缘横切的第一激光切割边缘。
2.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述光导是由玻璃形成的。
3.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述光输入边缘是经磨砂的。
4.如权利要求3所述的照明系统，其特征在于，所述光输入边缘具有约0.1 -5μπι的表面粗糙度Ra。
5.如权利要求4所述的照明系统，其特征在于，所述发光器具有约AL的间距，其中
6.如权利要求5所述的照明系统，其特征在于，进一步包括具有比所述光导的区域小的活跃显示区域的显示器，其中所述光输入边缘的长度大于所述活跃显示区域面朝所述光输入边缘的相应尺寸。
7.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，进一步包括具有面朝所述光导的主表面的主表面的显示器，其中所述光导包括多个光转向特征，所述多个光转向特征被配置成使光从所述光导射出并且射向所述光导的所述主表面。
8.如权利要求17所述的照明系统，其特征在于，所述光导形成前光的一部分。
9.如权利要求17所述的照明系统，其特征在于，所述显示器是包括干涉测量调制器阵列的反射式显示器。
10.如权利要求17所述的照明系统，其特征在于，进一步包括: 配置成与所述显示器通信的处理器，所述处理器被配置成处理图像数据；以及 存储器设备，其配置成与所述处理器通信。
11.如权利要求10所述的照明系统，其特征在于，进一步包括: 驱动器电路，其配置成将至少一个信号发送给所述显示器。
12.如权利要求11所述的照明系统，其特征在于，进一步包括: 控制器，其被配置成向所述驱动器电路发送所述图像数据的至少一部分。
13.如权利要求10所述的照明系统，其特征在于，进一步包括: 图像源模块，配置成将所述图像数据发送给所述处理器。
14.如权利要求13所述的照明系统，其特征在于，所述图像源模块包括接收机、收发机和发射机中的至少一者。
15.如权利要求10所述的照明系统，其特征在于，进一步包括: 输入设备，其配置成接收输入数据并将所述输入数据传达给所述处理器。
16.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，进一步包括与所述第一激光切割边缘相对的且与所述光输入边缘横切的第二激光切割边缘。
17.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述光导是大致平坦的光学透射材料板。
18.—种照明系统,包括: 发光器; 由玻璃形成的光导，所述光导包括: 用于接收来自所述发光器的光的光输入边缘；以及 与所述光输入边缘横切的横向边缘，以及 沿所述横向边缘的镜面反射器。
19.如权利要求18所述的照明系统，其特征在于，所述光输入边缘是经磨砂的。
20.如权利要求18所述的照明系统，其特征在于，所述镜面反射器基本上在所述横向边缘的整个长度上延伸。
21.如权利要求18所述的照明系统，其特征在于，所述镜面反射器是所述横向边缘的表面。
22.如权利要求21所述的照 明系统，其特征在于，进一步包括毗邻所述横向边缘的辅助反射器，所述辅助反射器被配置成将离开所述横向边缘的光反射回所述光导中。
23.如权利要求22所述的照明系统，其特征在于，所述辅助反射器与所述横向边缘分隔开。
24.如权利要求18所述的照明系统，其特征在于，所述镜面反射器附连至所述光导。
25.如权利要求18所述的照明系统，其特征在于，进一步包括多个发光器，其中所述发光器均匀地分隔约AL的距离，其中
26.如权利要求18所述的照明系统，其特征在于，进一步包括具有面朝所述光导的主表面的主表面的显示器，其中所述光导包括多个光转向特征，所述多个光转向特征被配置成使光从所述光导射出并且射向所述光导的所述主表面。
27.如权利要求26所述的显示系统，其特征在于，进一步包括位于所述光导前面的超基片，所述超基片包括从由防眩层、防刮层、防指纹层、触摸面板、滤光层、光漫射层及其组合构成的组中选择的结构。
28.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述光导布置在所述超基片与所述显示器之间，并且所述显示系统进一步包括布置在所述光导与所述超基片和所述显示器中的一者或两者之间的光学覆层。
29.如权利要求18所述的照明系统，其特征在于，所述第一镜面反射表面在所述第一横向边缘的连续长度上提供镜面反射，所述长度为约5_或更多。
30.一种显不系统,包括: 光导，包括:用于接收光的光输入边缘，所述光输入边缘具有一长度；以及 第一横向边缘，所述第一横向边缘与所述光输入边缘横切； 沿所述第一横向边缘的第一镜面反射表面； 具有活跃区域的显示器，其中所述显示器的主表面面朝所述光导的主表面并且所述光输入边缘的长度大于面朝所述长度的像素区域的相应尺寸；以及 多个分隔开的发光器，所述多个发光器被配置成将光注入到所述光输入边缘中， 其中所述发光器之间的间隔为约AL，其中
31.如权利要求30所述的显示系统，其特征在于，所述发光器中的每个发光器具有发光面，所述发光面的高度基本上在与所述光输入边缘的宽度相同的轴线上延伸，其中所述发光面的高度大于或等于所述光输入边缘的宽度。
32.如权利要求30所述的显示系统，其特征在于，所述第一镜面反射表面是所述第一横向边缘的表面。
33.如权利要求30所述的显示系统，其特征在于，进一步包括: 沿第二横向边缘的第二镜面反射表面，所述第二横向边缘与所述光输入边缘横切并且与所述第一横向边缘相对； 所述光导的与所述光输入边缘相对的一侧上的另一光输入边缘；以及 另外的多个发光器，所述另外的多个发光器被配置成将光注入到所述另一光输入边缘中， 其中所述发光器之间的间隔为约AL’，其中
34.如权利要求30所述的显示系统，其特征在于，所述多个发光器沿所述光输入边缘为中心。
35.如权利要求30所述的显示系统，其特征在于，所述光导在所述显示器的前面并且是前光的一部分，其中所述显示器是反射式显示器。
36.一种照明系统,包括: 光源； 光导，所述光导具有被配置成接收来自发光器的光的光输入边缘和与所述光输入边缘横切的相对的横向边缘；以及 用于沿所述横向边缘中的至少一个横向边缘反射光的装置。
37.如权利要求36所述的照明系统，其特征在于，所述光源包括被配置成将光注入到所述光引导装置中的多个发光器。
38.如权利要求37所述的照明系统，其特征在于，所述光导是由玻璃形成的。
39.如权利要求37所述的照明系统，其特征在于，所述用于反射光的装置是所述横向边缘中的至少一个横向边缘的表面。
40.如权利要求39所述的照明系统，其特征在于，所述表面在沿所述横向边缘中的所述至少一个横向边缘的至少约5mm的连续距离上提供镜面反射。
41.如权利要求37所述的照明系统，其特征在于，所述用于反射光的装置包括与所述横向边缘分隔开的镜面反射器。
42.如权利要求37所述的照明系统，其特征在于，所述光输入边缘包括经磨砂表面。
43.一种用于制造照明系统的方法，包括: 提供具有作为镜面反射器的光学边缘的光导，所述镜面反射器在第一横向边缘的连续长度上提供镜面反射，所述长度为约5_或更多；以及 在所述光导的光输入边缘处提供发光器， 其中所述光学边缘与所述光输入边缘横切。
44.如权利要求43所述的方法，其特征在于，提供所述光导包括激光切割光学透射材料以在所述光导的所述边缘处形成所述镜面反射器。
45.如权利要求44所述的方法，其特征在于，所述光学透射材料是玻璃。
46.如权利要求43所述的方法，其特征在于，提供所述光导包括研磨和抛光所述光学边缘。
47.如权利要求43所述的方法，其特征在于，提供所述光导包括将所述镜面反射器附连至毗邻所述光导的与所述光输入边缘横切的边缘。
48.如权利要求47所述的方法，其特征在于，附连所述镜面反射器使所述镜面反射器与所述光导的横切于所述光输入边缘的所述边缘分隔开。
49.如权利要求43所述的方法，其特征在于，提供所述发光器包括提供沿所述光输入边缘为中心的多个发光器，其中所述发光器的间距为约AL，其中
50.如权利要求43所述的方法，其特征在于，提供所述光导包括粗糙化所述光输入边缘以在所述光输入边缘上形成光学漫射表面。
【文档编号】G02B6/00GK103430061SQ201180068998
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2011年12月21日 优先权日:2011年1月5日
【发明者】I·比塔, L·王, K·李, D·C·伯斯特德, Y-F·苏 申请人:高通Mems科技公司