轉(zhuǎn)向膜在許多顯示和照明應(yīng)用中用來改變光的角分布。轉(zhuǎn)向膜一般具有通過使光折射和/或反射來操作的特征。轉(zhuǎn)向膜可與光源結(jié)合使用，以提供所需的光輸出。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在一個方面，本公開涉及光學(xué)系統(tǒng)。該光學(xué)系統(tǒng)包括具有不同取向的光分布的第一光源和第二光源、包括第一主表面和第二主表面的非對稱轉(zhuǎn)向膜，其中第一主表面為基本上平滑的，并且第二主表面包括多個微觀結(jié)構(gòu)，多個微觀結(jié)構(gòu)各自包括具有第一形狀的第一面以及具有不同的第二形狀的第二面，其中來自第一光源的光優(yōu)選地被第一面反射但不被第二面反射，并且其中來自第二光源的光優(yōu)選地被第二面反射但不被第一面反射。在一些實施方案中，光學(xué)系統(tǒng)還包括光導(dǎo)，該光導(dǎo)被構(gòu)造成傳輸來自第一光源和第二光源中的至少一者的光。光學(xué)系統(tǒng)可包括第二轉(zhuǎn)向膜，該第二轉(zhuǎn)向膜設(shè)置在光導(dǎo)的與第一非對稱轉(zhuǎn)向膜相對的一側(cè)上。在一些實施方案中，第二轉(zhuǎn)向膜可為非對稱轉(zhuǎn)向膜。在一些實施方案中，非對稱轉(zhuǎn)向膜具有多個微觀結(jié)構(gòu)，多個微觀結(jié)構(gòu)各自包括具有第三形狀的第三面以及具有不同的第四形狀的第四面，其中來自第一光源的光優(yōu)選地被第三面反射但不被第四面反射，并且來自第二光源的光優(yōu)選地被第四面反射但不被第三面反射。

在一些實施方案中，光導(dǎo)為楔形的。在一些實施方案中，光學(xué)系統(tǒng)還包括第二光導(dǎo)，該第二光導(dǎo)被構(gòu)造成傳輸來自第一光源和第二光源中的至少一者的光。在一些實施方案中，光導(dǎo)和第二光導(dǎo)是堆疊的。在一些實施方案中，第一形狀為基本上平坦的，并且第二形狀為基本上彎曲的。在一些實施方案中，多個微觀結(jié)構(gòu)中的每個微觀結(jié)構(gòu)為相同的側(cè)向橫截面形狀。在一些實施方案中，第一形狀和第二形狀均為基本上平坦的。在一些實施方案中，第一形狀和第二形狀均為基本上彎曲的。

在一些實施方案中，光學(xué)系統(tǒng)的多個微觀結(jié)構(gòu)中的每個微觀結(jié)構(gòu)還包括具有第三形狀的第三面，其中來自第一光源的光優(yōu)選地被第一面和第三面反射但不被第二面反射，或者來自第二光源的光優(yōu)選地被第二面和第三面反射但不被第一面反射。在一些實施方案中，光學(xué)系統(tǒng)還包括第二多個微觀結(jié)構(gòu)，每個微觀結(jié)構(gòu)包括具有第三形狀的第三面以及具有不同的第四形狀的第四面，其中第三面優(yōu)選地反射來自第一光源的光但不反射來自第二光源的光，其中第四面優(yōu)選地反射來自第二光源的光但不反射來自第一光源的光，并且其中第一形狀、第二形狀、第三形狀和第四形狀中的至少兩者不同。在一些實施方案中，非對稱轉(zhuǎn)向膜的第二主表面包括抗反射涂層或抗反射結(jié)構(gòu)化表面中的至少一者。在一些實施方案中，第一面或第二面中的至少一者包括鋸齒形表面或正弦形表面。在一些實施方案中，多個微觀結(jié)構(gòu)包括線性微觀結(jié)構(gòu)。

在一些實施方案中，光學(xué)系統(tǒng)具有兩種顯示模式，其中在第一模式中，僅第一光源發(fā)射光，并且在第二模式中，僅第二光源發(fā)射光。在一些實施方案中，光學(xué)系統(tǒng)具有第三模式，其中在第三模式中，第一光源和第二光源均發(fā)射光。在一些實施方案中，第一光源和第二光源中的至少一者包括多個LED。在一些實施方案中，第一光源和第二光源中的至少一者發(fā)射基本上白色的光。在一些實施方案中，第一光源和第二光源中的至少一者發(fā)射非白色的光。

在另一個方面，本公開涉及具有顯示表面和兩種顯示模式的光學(xué)系統(tǒng)，其中在第一模式中，顯示表面發(fā)射具有第一組特征視角的光，并且其中在第二模式中，顯示表面發(fā)射具有第二組特征視角的光，其中第一組特征視角和第二組特征視角具有不同的寬度。

附圖說明

圖1為具有多個光源的非對稱轉(zhuǎn)向膜的示意性側(cè)正視圖。

圖2A、圖2B和圖2C為一系列剖視圖，示出了圖1的非對稱轉(zhuǎn)向膜的微觀結(jié)構(gòu)的示例性面類型。

圖3為示意性側(cè)正視圖，示出了圖1的非對稱轉(zhuǎn)向膜和多個光源的操作和一般光學(xué)原理。

圖4為示意性側(cè)正視圖，示出了第一組和第二組特征視角。

圖5為另一個示意性側(cè)正視圖，示出了第一組和第二組特征視角。

圖6為另一個示意性側(cè)正視圖，示出了第一組和第二組特征視角。

具體實施方式

非對稱轉(zhuǎn)向膜可與多個光源結(jié)合使用，以提供可用或所需的光輸出分布。例如，非對稱轉(zhuǎn)向膜可具有反射來自一個光源的光但不反射來自另一個光源的光的面。在一些實施方案中，非對稱轉(zhuǎn)向膜可具有多個微觀結(jié)構(gòu)或棱鏡，每個微觀結(jié)構(gòu)或棱鏡至少具有第一面和第二面。如果這些面相對于對應(yīng)光源(即，優(yōu)選地被面反射的光源)不同地成形或取向，則所得輸出分布可為不同的。在一些情況下，光源可被選擇性地驅(qū)動或照明，以產(chǎn)生可變或可切換的光分布。

圖1為具有多個光源的非對稱轉(zhuǎn)向膜的示意性側(cè)正視圖。光學(xué)系統(tǒng)100包括具有第一平滑主表面111和第二結(jié)構(gòu)化表面112的非對稱轉(zhuǎn)向膜110。第二結(jié)構(gòu)化表面112包括多個微觀結(jié)構(gòu)114，多個微觀結(jié)構(gòu)各自具有第一面116和第二面118。第一光源120和第二光源130被設(shè)置成使得其提供入射到非對稱轉(zhuǎn)向膜110上的光。

非對稱轉(zhuǎn)向膜110可為任何合適的厚度，并可由任何合適的材料制成。在一些實施方案中，非對稱轉(zhuǎn)向膜110將由聚合物材料形成，該聚合物材料諸如為聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)及其共聚物和共混物。在一些實施方案中，非對稱轉(zhuǎn)向膜110可為光學(xué)透明的，或具有低霧度和高透明度，以避免使入射光非期望地散射。在一些實施方案中，非對稱轉(zhuǎn)向膜可具有足夠高的折射率，諸如1.5或更大，以確保在足夠?qū)挿旱慕嵌确秶幇l(fā)生全內(nèi)反射。其他適當(dāng)?shù)牟牧习ū┧帷⒕郾揭蚁?、甲基苯乙烯、丙烯酸酯、聚丙烯、聚氯乙烯等等。在一些實施方案中，可選擇非對稱轉(zhuǎn)向膜110的材料、尺寸或兩者以產(chǎn)生柔性膜。

第一平滑表面111為基本上平滑的。然而，第一平滑表面111在所有實施方案中不必是完全平滑的，并且只要該表面不包含微觀結(jié)構(gòu)，就可符合作為基本上平滑的表面的要求。例如，防光耦合或防眩光的帶珠涂層可包括或結(jié)合到第一平滑表面111的表面上，并且出于本申請的目的，這種表面仍然可被視為基本上平滑的。換句話講，平滑不是在非粗糙的意義上使用的；相反，其是在非結(jié)構(gòu)化的意義上使用的。

第二結(jié)構(gòu)化表面112包括微觀結(jié)構(gòu)114。每個微觀結(jié)構(gòu)114可為線性微觀結(jié)構(gòu)；即，微觀結(jié)構(gòu)114可沿方向以基本上相同或完全相同的橫截面形狀延伸(在圖1的示例性構(gòu)型中，沿進/出頁面的軸線延伸)。微觀結(jié)構(gòu)114(并且更一般地，非對稱轉(zhuǎn)向膜110的第二結(jié)構(gòu)化表面112)可通過任何合適的工藝形成，諸如微復(fù)制工藝。例如，第二結(jié)構(gòu)化表面112可通過如下方式形成：切削(飛刀切削、螺紋切削、金剛石車削等等)具有所需結(jié)構(gòu)的負(fù)像的合適工具，并且將柔順但可固化或可硬化的材料抵靠工具表面壓制。隨后可使材料硬化或固化(例如，通過暴露于光，諸如紫外光)，從而使第二結(jié)構(gòu)化表面112具有所需特征。其他工藝也是可行的，包括用電鍍、激光切割或蝕刻工具的澆鑄和固化，光刻法(諸如工具的雙光子制版)與澆鑄和固化工藝結(jié)合使用，或甚至直接加工或增加三維打印工藝。

微觀結(jié)構(gòu)114可全部相同或它們可不同。微觀結(jié)構(gòu)114的圖案和布置方式在本申請的其他地方更詳細(xì)地討論，特別是結(jié)合圖2和圖3討論。每個微觀結(jié)構(gòu)114具有第一面116和第二面118。第一面116和第二面118在光學(xué)上對應(yīng)于第一光源120和第二光源130。從這個意義上說，并結(jié)合圖3更詳細(xì)地討論，第一面116優(yōu)選地反射來自第一光源120的光但不反射來自第二光源130的光，并且第二面118優(yōu)選地反射來自第二光源130的光。第二結(jié)構(gòu)化表面112上的微觀結(jié)構(gòu)的總體布置方式可具有任何合適的節(jié)距，并且在微觀結(jié)構(gòu)114之間可具有或可不具有棱面(平坦區(qū)域)。微觀結(jié)構(gòu)114可為任何適當(dāng)?shù)某叽?，并且在許多情況下可為毫米或微米級，在一些情況下在10和100微米之間，或在10和300微米之間。對于所有或部分第二結(jié)構(gòu)化表面112而言，微觀特征114的節(jié)距或尺寸可增加、減小、增加和減小、，或保持恒定。

第一光源120和第二光源130可為任何合適的光源或光源的組合。在許多情況下，用于第一光源120和第二光源130的光源為發(fā)光二極管(LED)。第一光源120和第二光源130以單數(shù)形式提及，但每一者可表示一排或一系列光源。例如，第一光源120可為沿進/出頁面的軸線延伸的一系列LED。在一些實施方案中，光源發(fā)射基本上白色的光。在一些實施方案中，第一光源120和第二光源130的某些部件發(fā)射不同波長的光，這些光可一起形成白光?！鞍住惫饪芍缚杀挥^看者感知為白光的任何合適的所需色點，并且可根據(jù)應(yīng)用來調(diào)節(jié)或校準(zhǔn)。在一些實施方案中，第一光源120和/或第二光源120可發(fā)射電磁波譜的紫外范圍、可見范圍或近紅外范圍中的一個或多個范圍中的光。第一光源120和第二光源130還可為冷陰極熒光燈(CCFL)或甚至在一些實施方案中為白熾光源?？蛇x擇光源和任何對應(yīng)的注入光學(xué)器件、準(zhǔn)直光學(xué)器件或其他光學(xué)器件，以提供任何合適的波長或者波長、偏振、點擴展分布和準(zhǔn)直度的組合。

由于第一面116反射優(yōu)選地來自第一光源120的光但不反射來自第二光源130的光，并且第二面118反射優(yōu)選地來自第二光源130的光但不反射來自第一光源120的光，因此非對稱轉(zhuǎn)向膜110在第一光源120被照明時基本充當(dāng)具有第一面的第一膜，同樣在第二光源130被照明時充當(dāng)具有第二面的第二膜，或甚至在第一光源和第二光源均被照明時充當(dāng)?shù)谝荒ず偷诙烧摺?/p>

圖2A、圖2B和圖2C為圖1的非對稱轉(zhuǎn)向膜的一系列示例性微觀結(jié)構(gòu)類型。第一微觀結(jié)構(gòu)200A基本上如圖1所示。第一面210A為基本上線性的(或更具體地為平面的，因為微觀結(jié)構(gòu)沿進/出頁面的軸線延伸)。第二面220A為與基本上拋物線形的截面相符的曲面。第一微觀結(jié)構(gòu)200A中的虛線從微觀結(jié)構(gòu)的基部的中點(基本上平行于非對稱轉(zhuǎn)向膜的棱面的平面或不包括微觀結(jié)構(gòu)的膜的最近平面部分)延伸到其頂點，并且可稱為微觀結(jié)構(gòu)軸線。微觀結(jié)構(gòu)軸線及其與非對稱轉(zhuǎn)向膜的微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系可為有用的描述性度量，包括微觀結(jié)構(gòu)軸線與微觀結(jié)構(gòu)的基部以及微觀結(jié)構(gòu)軸線與微觀結(jié)構(gòu)的面之間的角度。在本申請的實施方案中，微觀結(jié)構(gòu)軸線不是對稱軸線。

第二微觀結(jié)構(gòu)200B示出了可能隨非對稱轉(zhuǎn)向膜的微觀結(jié)構(gòu)而出現(xiàn)的某種設(shè)計變化。在第二微觀結(jié)構(gòu)200B中，第一面210B仍然是基本上線性的或平面的，但第一面210B與微觀結(jié)構(gòu)軸線形成更寬的頂角。第二面220B也是比其在第一微觀結(jié)構(gòu)200A中的對應(yīng)面更緩和的曲面。當(dāng)然，對于第一面或第二面而言，任何曲率都是可能的，包括拋物線形、雙曲線形、橢圓形或圓形截面、復(fù)合曲率、或若干相鄰的彎曲截面或由平坦截面分隔開的彎曲截面。

第三微觀結(jié)構(gòu)200C示出了非對稱轉(zhuǎn)向膜微觀結(jié)構(gòu)的另一種示例性設(shè)計，包括多面向的第二面。在該實施方案中，從左到右入射的光(從圖2C的角度來看)可被第二面220C反射或被第三面230C反射。至少取決于光源的入射方向和準(zhǔn)直度，被微觀結(jié)構(gòu)200C反射的從左到右入射的光可具有大部分通過從第二面220C反射離開而控制、大部分通過從第三面230C反射離開而控制的輸出分布，或從第二面和第三面兩者反射離開所得的分布。在一些實施方案中，第二面和第三面均可被描述為第二面220C，或被描述為復(fù)合或多面向的第二面。該多面向的面可在一些實施方案中提供分裂輸出分布。微觀結(jié)構(gòu)的任何組合可用于非對稱轉(zhuǎn)向膜上，以實現(xiàn)所需的最終光輸出。例如，第三微觀結(jié)構(gòu)200C可被替代為交替的(或以其他方式散布的)第一微觀結(jié)構(gòu)和第二微觀結(jié)構(gòu)，各自具有分別帶有第二面220C的特征和第三面230C的特征的第二面。從觀察者的角度來看，交替的微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計可提供等同的光輸出外觀。

在微觀結(jié)構(gòu)的任一面上可能有工程化表面。例如，鋸齒形、交替的拋物線形、正弦形或微特征化的(包括例如微透鏡)面幾何結(jié)構(gòu)是可能的，并且是使被該面反射的光的輸出分布更有效地擴展或成形所需的。尤其是高度準(zhǔn)直的光源的情況下，一些應(yīng)用可受益于從非對稱轉(zhuǎn)向膜的微觀結(jié)構(gòu)的一個或多個面反射離開的更寬譜帶的光。

圖3為示意性側(cè)正視圖，示出了圖1的非對稱轉(zhuǎn)向膜和多個光源的操作和一般光學(xué)原理。光學(xué)系統(tǒng)300包括具有帶有第一面316和第二面318的微觀結(jié)構(gòu)314的非對稱轉(zhuǎn)向膜310、具有第一光分布錐322和第一示例性光線324的第一光源320、具有第二光分布錐332和第二示例性光線334的第二光源330、與第一光源320和第一面316相關(guān)聯(lián)的第一輸出分布326、以及與第二光源330和第二面318相關(guān)聯(lián)的第二輸出分布336。

非對稱轉(zhuǎn)向膜310如結(jié)合圖1所述，其具有如圖1和圖2A至圖2C所述的微觀結(jié)構(gòu)314。為便于說明，微觀結(jié)構(gòu)314在圖3中被示出為基本上相同的，但微觀結(jié)構(gòu)可沿非對稱轉(zhuǎn)向膜310的一個或多個部分改變形狀、尺寸、旋度或節(jié)距。在一些實施方案中，微觀結(jié)構(gòu)314在空間上是變化的，并且在一些實施方案中，微觀結(jié)構(gòu)314的分立部分可具有相似特征，但具有與非對稱轉(zhuǎn)向膜310的相鄰部分不同的特征。

來自第一光源320的光在第一光分布錐322內(nèi)發(fā)射。準(zhǔn)直度可取決于光源320和任何附帶的準(zhǔn)直光學(xué)器件或注入光學(xué)器件(例如，光導(dǎo))。在一些實施方案中，特別是在第一光源320包括一排平行光源時，光分布錐有效地合并以形成擴展楔形(例如，如同第一光分布錐的橫截面投影到頁面內(nèi)或外)。在光源為線性光源諸如CCFL管的實施方案中，光分布錐也可為擴展楔形。在任何情況下，出于解釋目的，來自第一光源320的光由入射到非對稱轉(zhuǎn)向膜310上的第一示例性光線324表示。由于非對稱轉(zhuǎn)向膜110將具有高于空氣的折射率，因此從空氣傳播到轉(zhuǎn)向膜中的光(如圖3中所示)將被第二面318折射，而基本上不被反射，但界面處的菲涅耳反射除外。可通過在非對稱轉(zhuǎn)向膜的表面上提供抗反射涂層或處理來減少這些菲涅耳反射。在一些實施方案中，可通過抗反射結(jié)構(gòu)化表面(諸如蛾眼結(jié)構(gòu)等等)提供抗反射。于是示例性光線324基本上被第一面316反射，前提條件是對于轉(zhuǎn)向膜/空氣界面而言入射角處于全內(nèi)反射的亞臨界點。從第一光源320發(fā)射且入射到非對稱轉(zhuǎn)向膜310上的所有光從第一面316反射離開，這產(chǎn)生具有第一組特征視角的第一輸出分布326。觀看光學(xué)系統(tǒng)300的觀察者將僅在特征視角處感知到光(至少對于與第一光源320對應(yīng)的光而言)。

相似地，對于來自第二光源330的光而言，光落入第二光分布錐332內(nèi)，并且由第二示例性光線334表示。第一光源和第二光源具有不同取向的光分布。示例性光線334在穿過第一面316時會被折射，但基本上不會被反射(菲涅耳反射除外)。第二示例性光線334在由第二面318形成的界面處被反射，其中從第二光源320發(fā)射且入射到非對稱轉(zhuǎn)向膜310上的所有光的總和產(chǎn)生具有第二組特征視角的第二輸出分布336。第二組特征視角可與第一組特征視角不同，如圖3所示。這可歸因于微觀結(jié)構(gòu)的面幾何結(jié)構(gòu)、尺寸和總體布置方式及其相對于光源的放置、或光源的光學(xué)特征，包括波長、準(zhǔn)直和發(fā)射分布(即，朗伯分布)。為了最大程度減少散射，可將抗反射涂層置于微觀結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)向膜的背面上或甚至未圖示的總體系統(tǒng)的其他部件(包括偏振器等等)上。

在一些實施方案中，光學(xué)系統(tǒng)300包括一個或多個光導(dǎo)。光導(dǎo)一般為實心透明光學(xué)部件，其通過全內(nèi)反射傳輸光，并且具有仔細(xì)設(shè)計和布置的特征或具體幾何結(jié)構(gòu)，以對沿其長度和/或?qū)挾鹊墓馓崛√峁┛刂?。在這些情況下，可能有用的是將光導(dǎo)的發(fā)射表面(在圖3的參考坐標(biāo)系中，可能為頂部)上的每個點考慮為光分布錐的虛擬源，諸如與光源相關(guān)聯(lián)的那些。光導(dǎo)(諸如，楔形光導(dǎo))的設(shè)計和幾何結(jié)構(gòu)以及提取器的形狀和分布可改變此類光分布錐的形狀或?qū)挾?。某些提取器設(shè)計可用于以所需角度發(fā)射高度準(zhǔn)直的光。在一些實施方案中，光學(xué)系統(tǒng)300可包括僅一個光導(dǎo)，其中每個光源被構(gòu)造成將光注入光導(dǎo)的側(cè)面中。在一些實施方案中，第一光源和第二光源中的一者將光注入光導(dǎo)中，而第一光源和第二光源中的另一者則不會。在一些實施方案中，存在兩個光導(dǎo)，它們可堆疊或以其他方式豎直地設(shè)置，并且第一光源和第二光源耦合以將光分別注入第一光導(dǎo)和第二光導(dǎo)中。光學(xué)系統(tǒng)300還可包括鏡面或半鏡面反射器，其設(shè)置在與轉(zhuǎn)向膜相對的一個或多個光導(dǎo)的側(cè)面上。

在一些實施方案中，光學(xué)系統(tǒng)300可包括中空光導(dǎo)。在一些實施方案中，此類中空光導(dǎo)可由相隔一定距離的一對高反射鏡面膜、半鏡面膜或漫反射膜制成，諸如多層反射器如增強鏡面反射器(ESR)和增強漫反射器(EDR)(可得自明尼蘇達州圣保羅的3M公司(3M Company,St.Paul,Minn.))。光可沿膜之間的中空光導(dǎo)反射并在空氣中傳輸。在一些實施方案中，光導(dǎo)的一個或多個所需輸出表面可具有穿孔或反射率減小(即，透射率增加)的區(qū)域，以選擇性地透射光。這些穿孔或透射區(qū)域可以任何可用的圖案(包括梯度、偽隨機或均勻布置方式)布置。在一些情況下，透反射器可作為中空光導(dǎo)中的一個或兩個膜提供。透反射器可為部分反射器、反射偏振器或甚至增亮膜。透反射器的部分反射有助于光沿著中空光導(dǎo)傳播，而透反射器的部分透射允許光朝向光學(xué)系統(tǒng)300的其余部分離開光導(dǎo)。

在一些情況下，一個或多個光導(dǎo)(實心或中空)可從頂表面和底表面提取或發(fā)射光。相應(yīng)地，光學(xué)系統(tǒng)300可包括第二轉(zhuǎn)向膜，其被取向成使光從底表面或一個或多個光導(dǎo)重新導(dǎo)向。在一些實施方案中，該第二轉(zhuǎn)向膜可為非對稱轉(zhuǎn)向膜，并且在一些情況下，其可共用結(jié)合圖1和圖3所示和所述的非對稱轉(zhuǎn)向膜110和310的一些或所有特征。該設(shè)計變更對于某些雙面顯示器和照明設(shè)備可為所需的。

圖4為示意性側(cè)正視圖，示出了第一組和第二組特征視角。非對稱轉(zhuǎn)向膜410被簡化，并且旨在表示顯示器或照明設(shè)備內(nèi)的所有光學(xué)部件。例如，雖然未示出，但至少兩個光源和一系列微觀結(jié)構(gòu)被認(rèn)為包括在內(nèi)，以及一個或多個光導(dǎo)也包括在內(nèi)，這例如取決于總體設(shè)計和構(gòu)型。在圖4的背景下(并且對于圖5和圖6而言)，非對稱轉(zhuǎn)向膜410的頂表面可被視為顯示表面。圖4示出了兩組特征視角。這些特征角(其也可為錐形或楔形，具體取決于光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)型)表示觀察者可感知到圖像數(shù)據(jù)(就顯示器而言)或光(就照明設(shè)備或燈而言)的視角。第一組特征角440和第二組特征角450可根據(jù)所需應(yīng)用而廣泛地變化。在該圖示中，第一組特征角440與來自第一光源、與非對稱轉(zhuǎn)向膜的微觀結(jié)構(gòu)的第一面交互的光對應(yīng)。同樣，第二組特征角450與來自第二光源、與非對稱轉(zhuǎn)向膜微觀結(jié)構(gòu)的第二面交互的光對應(yīng)。這些組特征角的定義也可根據(jù)應(yīng)用而變化。例如，一組特征角的邊緣可被定義為光強降至半高寬(FWHM)的點，或可為其跨過可感知性、可讀性的閾值或甚至光強的不同任意值之處。在一些實施方案中，第一組特征角440和第二組特征角450重疊。第一組特征角440具有與第二組特征角450共用的中線442。取決于光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計，中線可垂直于光學(xué)系統(tǒng)的發(fā)射表面或顯示表面，或其可處于一定角度(即，特征角組可不軸向地居中)。在一些實施方案中，第一組和第二組特征角中的每一組可具有不同中線。圖4中所示的分布可適用于照明設(shè)備和顯示器。例如，第一組特征角440可適用于燈或照明設(shè)備的窄帶工作光模式，或私密模式，顯示器(包括該光學(xué)系統(tǒng))的高亮度、低功率或日光可讀性模式。第二組特征角可用于照明設(shè)備的寬位環(huán)境或區(qū)域照明，或可用于顯示器的共用模式。這兩組特征角可一起(如果需要的話)提供混合功能性?？墒褂萌魏魏线m的角度范圍。

圖5為另一個示意性側(cè)正視圖，示出了第一組和第二組特征視角。在該情況下，第一組特征角540和第二組特征角550具有相似角寬，但具有不同中線。第一中線552和第二中線542均以與非對稱膜510(如在圖4中所示，其表示整個光學(xué)系統(tǒng))的發(fā)射表面的法線成一定角度而設(shè)置。像這樣的分布構(gòu)型可適用于定向照明，或出于興趣或美學(xué)效應(yīng)而提供兩種不同顏色。

圖6為另一個示意性側(cè)正視圖，示出了第一組和第二組特征視角。此處，具有中線642的第一組特征角640為基本上居中的寬帶，其與分裂第二組特征角650部分地重疊，該第二組特征角與第一組具有共同中線。如圖4和圖5中所示，非對稱轉(zhuǎn)向膜610表示光學(xué)系統(tǒng)的其余部分。圖6中所示分布(如果同時照明的話)的應(yīng)用包括導(dǎo)航和對準(zhǔn)。例如，綠光可由第一光源提供并且可在第一組特征角內(nèi)觀看到，而第二光源可提供第二組特征角內(nèi)的紅光。觀看者繼而將獲得關(guān)于如下的視覺線索：例如，他本人或他正控制的運載工具諸如汽車、輪船或飛機是與目標(biāo)軸線(中線642)基本上對準(zhǔn)(將呈現(xiàn)為綠色)、略微離軸(將呈現(xiàn)為黃色，或同時呈現(xiàn)為綠色和紅色)，或者基本上離軸(將呈現(xiàn)為紅色)。所示分布的其他應(yīng)用和組合及修改形式可為所需的，并且圖4、圖5和圖6中提供的示例和圖示僅僅旨在提供可用種類的樣品。

包括本文所述光學(xué)系統(tǒng)的顯示器可包含附加的常規(guī)顯示部件，諸如偏振器(吸收和反射式)、液晶(LC)面板，該面板包括像素，并且具有可對應(yīng)于不同顏色諸如紅色、綠色和藍(lán)色的亞像素。例如，非對稱轉(zhuǎn)向膜可層合至偏振器之一，或靠近偏振器之一設(shè)置。包括顯示器的照明設(shè)備和燈還可包括任何合適的光學(xué)部件或膜，包括附加的轉(zhuǎn)向膜(非對稱或?qū)ΨQ)、增亮膜、漫射器、濾色器、反射器、偏振器等等。從根本上說，本文所述的光學(xué)系統(tǒng)在這些應(yīng)用之間仍然相似。

示例性實施方案包括如下：

項目1.一種光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)包括：

具有不同取向的光分布的第一光源和第二光源；和

包括第一主表面和第二主表面的非對稱轉(zhuǎn)向膜，其中第一主表面

為基本上平滑的，并且第二主表面包括多個微觀結(jié)構(gòu)，多個微觀結(jié)構(gòu)

各自包括具有第一形狀的第一面以及具有不同的第二形狀的第二面；

其中來自第一光源的光優(yōu)選地被第一面反射但不被第二面反射；

其中來自第二光源的光優(yōu)選地被第二面反射但不被第一面反射。

項目2.項目1所述的光學(xué)系統(tǒng)，還包括光導(dǎo)，該光導(dǎo)被構(gòu)造成傳輸來自第一光源和第二光源中的至少一者的光。

項目3.項目2所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中光導(dǎo)為楔形的。

項目4.項目2所述的光學(xué)系統(tǒng)，還包括第二光導(dǎo)，該第二光導(dǎo)被構(gòu)造成傳輸來自第一光源和第二光源中的至少一者的光。

項目5.項目4所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中光導(dǎo)和第二光導(dǎo)為堆疊的。

項目6.項目1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中第一形狀為基本上平坦的，并且第二形狀為基本上彎曲的。

項目7.項目1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中多個微觀結(jié)構(gòu)中的每個微觀結(jié)構(gòu)為相同的側(cè)向橫截面形狀。

項目8.項目1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中第一形狀和第二形狀均為基本上平坦的。

項目9.項目1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中第一形狀和第二形狀均為基本上彎曲的。

項目10.項目1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述多個微觀結(jié)構(gòu)中的每個微觀結(jié)構(gòu)還包括具有第三形狀的第三面，其中來自第一光源的光優(yōu)選地被第一面和第三面反射但不被第二面反射，或來自第二光源的光優(yōu)選地被第二面和第三面反射但不被第一面反射。

項目11.項目1所述的光學(xué)系統(tǒng)，還包括第二多個微觀結(jié)構(gòu)，每個微觀結(jié)構(gòu)包括具有第三形狀的第三面以及具有不同的第四形狀的第四面，其中第三面優(yōu)選地反射來自第一光源的光但不反射來自第二光源的光，其中第四面優(yōu)選地反射來自第二光源的光但不反射來自第一光源的光，并且其中第一形狀、第二形狀、第三形狀和第四形狀中的至少兩者不同。

項目12.項目1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中非對稱轉(zhuǎn)向膜的第二主表面包括抗反射涂層或抗反射結(jié)構(gòu)化表面中的至少一者。

項目13.項目1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中非對稱轉(zhuǎn)向膜的第一主表面包括抗反射涂層或抗反射結(jié)構(gòu)化表面中的至少一者。

項目14.項目1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中第一面或第二面中的至少一者包括鋸齒形表面或正弦形表面。

項目15.項目1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述多個微觀結(jié)構(gòu)包括線性微觀結(jié)構(gòu)。

項目16.項目1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中光學(xué)系統(tǒng)具有兩種顯示模式，其中在第一模式中，僅第一光源發(fā)射光，并且在第二模式中，僅第二光源發(fā)射光。

項目17.項目16所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中光學(xué)系統(tǒng)具有第三模式，其中在第三模式中，第一光源和第二光源均發(fā)射光。

項目18.項目1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中第一光源和第二光源中的至少一者包括多個LED。

項目19.項目1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中第一光源和第二光源中的至少一者發(fā)射基本上白色的光。

項目20.項目1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中第一光源和第二光源中的至少一者發(fā)射非白色的光。

項目21.項目2所述的光學(xué)系統(tǒng)，還包括第二轉(zhuǎn)向膜，該第二轉(zhuǎn)向膜設(shè)置在光導(dǎo)的與第一非對稱轉(zhuǎn)向膜相對的一側(cè)上。

項目22.項目21所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中第二轉(zhuǎn)向膜為非對稱轉(zhuǎn)向膜。

項目23.項目22所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中第二非對稱轉(zhuǎn)向膜包括多個微觀結(jié)構(gòu)，多個微觀結(jié)構(gòu)各自包括具有第三形狀的第三面以及具有不同的第四形狀的第四面，其中來自第一光源的光優(yōu)選地被第三面反射但不被第四面反射，并且來自第二光源的光優(yōu)選地被第四面反射但不被第三面反射。

項目24.一種具有顯示表面和兩種顯示模式的光學(xué)系統(tǒng)，其中在第一模式中，顯示表面發(fā)射具有第一組特征視角的光，并且其中在第二模式中，顯示表面發(fā)射具有第二組特征視角的光，其中第一組特征視角和第二組特征視角具有不同的寬度。

項目25.一種照明設(shè)備，該照明設(shè)備包括項目1所述的光學(xué)系統(tǒng)。

項目26.一種顯示器，該顯示器包括項目1所述的光學(xué)系統(tǒng)。

除非另外指明，否則圖中元件的描述應(yīng)被理解為同樣適用于其他圖中的對應(yīng)元件。不應(yīng)當(dāng)將本發(fā)明視為限于上述的特定實施例和實施方案，因為詳細(xì)描述此類實施方案是為了有助于說明本發(fā)明的各個方面。相反，本發(fā)明應(yīng)被理解為涵蓋本發(fā)明的所有方面，包括落在所附權(quán)利要求書及其等同物所定義的本發(fā)明的范圍內(nèi)的各種修改、等同工藝和替代裝置。