MXPA02006204A - Sistema de iluminacion y aparato de despliegue. - Google Patents
Sistema de iluminacion y aparato de despliegue.Info
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Abstract
Un sistema de luz trasera comprende un panel emisor de luz (1) teniendo una pared frontal (2) y, opuesta a este, una pared trasera (3), y opuesta a la primera y segunda superficies de borde transmisoras de luz (4; 5) asociadas con una pluralidad de primeras y segundas fuentes de luz (6; 7). La luz originada desde las fuentes de luz (6; 7) es difundida en el panel (1). Partes de las areas de la superficie (8; 9) de la pared trasera (3) son provistas con medios de extraccion (18, 18', ...19, 19' ...) para extraer luz del panel (1). Primeros medios de extraccion (18, 18', ... extrae luz de, preferencia, la primer fuente de luz (6), y viceversa. En operacion dichas partes de las areas de la superficie (8; 9) proyectan luz en un panel de un aparato de despliegue (LCD) (34)-con un filtro de color asociado (35). En la vecindad de la segunda area de borde (5), la concentracion de los primeros medios de extraccion (18, 18' ...) es mayor que los segundos medios de extraccion (19, 19', ...) y viceversa. De preferencia los medios de extraccion (18, 18', ...; 19, 19' ...) son en forma de cuna, un lado de la superficie de los primeros medios de extraccion (18, 18', ...) dirigidos hacia la segunda fuente de luz (7) extendiendose paralelamente a la segunda superficie de borde, y viceversa. De preferencia, las fuentes de luz (6; 7) comprende una pluralidad de LEDs azules, verdes, (ambar) y rojos, cada uno de preferencia teniendo un flujo luminoso de al menos 5 lumen.
Description
^ ^SISTEMA DE ILUMINACIÓN Y APARATO DE DESPLIEGUE
La invención se refiere a un sistema de iluminación para iluminar un aparato de despliegue, cuyo sistema de iluminación es provisto con un panel emisor de luz comprendiendo Una pared frontal y, opuesta a esta, una pared trasera asi como una primera y segunda superficie de borde transmisoras de luz que están situadas entre la pared frontal y la pared trasera, Al menos una primer fuente de luz siendo asociada con la segunda superficie de borde y al menos una segunda fuente de luz siendo asociada con una segunda superficie de borde, y En operación, la luz originada de la primera fuente de luz siendo incidental en la primera superficie de borde transmisora de luz, y la luz originada de la segunda fuente de luz siendo incidental en la segunda superficie de borde transmisora de luz, dicha luz esparciéndose en el panel emisor de luz.
La invención también se refiere a un aparato de despliegue provisto con dicho sistema de iluminación..
Dicho sistemas de iluminación son conocidos per sé y son también referidos como sistemas de iluminación de borde. Son aplicados, inter alia, como iluminación trasera de aparatos de
mil iimiHi mi . . rtn iumM?t*mt**m**1* **W**? ^*1*Wm
icados, inter alia, como iluminación trasera de aparatos de pliegue (de imagen), por ejemplo para receptores de televisión y monitores. Dichos sistemas de iluminación pueden particularmente ser utilizados adecuadamente como uz trasera pa: ra despliegues no emisores, tales como aparatos de despliegue
de cristal liquido, también referidos como paneles LCD, que son em leados en computadoras (portátiles) o teléfonos
( i alámbricos) .
Dichos aparatos de despliegue generalmente comprenden un su, trato provisto con un patrón regular de elementos de imagen
(Plxeles), que cada un es controlado por al menos un electrodo, En aparatos de despliegue (de imagen) , el aparato de despliegue emplea un control de circuito. En un aparato LCD, la luz or ginada de la luz trasera es modulada por medio de un in jerruptor o un modulador, con lo cual varios tipos de efectos de cristal liquido son empleados. Además, el despliegue puede ser basado en efectos electroforéticos o electriquimicos.
En el sistema de iluminación mencionado en el párrafo ini cial, una lámpara tubular de descarga de baja presión de vapor de mercurio, por ejemplo una o más lámparas f l orescentes compactas, son generalmente utilizadas como fue nte de luz, la luz emitida, en operación, por la fuente de lud siendo acoplada dentro del panel emisor de luz que sirve
iM,taÉ á*utm**?á ¿m?? tMMMi * *é* ** áUMí
Jfcmo una guia de onda óptica. Esta guia de onda óptica generalmente forma un panel comparativamente delgado y plano que está hecho de, por ejemplo, una resina sintética o vidrio, con luz siendo transportada a través de la guia de onda óptica
5 bajo la influencia de reflexión interna (total) .
Dicho sistema de iluminación también puede estar provisto con una fuente de luz alternativa en la forma de una
• pluralidad de elementos opto-electrónicos, también referidos
10 como elementos electro-ópticos, tales como elementos electroluminiscentes, en particular diodos emisores de luz
(LEDs) . Estas fuentes de luz son generalmente provistas para ser cercanas o empalmadas a la superficie de borde transmisora
• de luz del panel emisor de luz, de manera que, en operación, la
15 luz originada de la fuente de luz es incidental en la superficie de borde emisora de luz y se esparce dentro del panel .
En US-A 5 664 862, es dada una descripción del sistema 20 de iluminación para iluminar un panel LCD. Para el uso de la
• fuente de luz está hecho de lámparas incandescentes. Otras fuentes de luz, tales como lámparas fluorescentes y diodos emisores de luz son también mencionados. En operación, la fuente de luz acopla luz 'dentro del panel emisor de luz via una 25 primer superficie de borde transmisora de luz, dicho panel
$e iluminación, y de aquí que la uniformidad con la que el aparato de despliegue es iluminado, es mejorada.
De acuerdo con la invención, este objetivo es realizado en que, Una primera sub-superficie de la pared frontal o de la pared trasera del panel emisor de luz es provisto con los primeros miembros de acoplamiento afuera para acoplar luz afuera del panel, cuya luz predominantemente originada de la primera fuente de luz, En que una segunda sub-superficie de la pared frontal o de la pared trasera del panel emisor de luz es provista con los segundos miembros de acoplamiento afuera para acoplar luz afuera del panel, cuya luz predominantemente originada de la segunda fuente de luz, La concentración de los primeros miembros de acoplamiento afuera cercanos a la segunda superficie de borde siendo mayor que la concentración de los segundos miembros de acoplamiento afuera, y La concentración de los segundos miembros de acoplamiento afuera cercanos de la primer superficie de borde siendo mayor que la concentración de los primeros miembros de acoplamiento afuera.
Dividiendo los miembros de acoplamiento afuera dentro de
^^¡^^yj^^g
tos primeros miembros de acoplamiento afuera, que
4 predominantemente acoplan afuera la luz originada de la primera fuente de luz, y los segundos miembros de acoplamiento afuera, que predominantemente acoplan afuera luz originada de la
5 segunda fuente de luz, y agrupando estos miembros de acoplamiento afuera dentro de, respectivamente, una primer sub- superficie y una segunda sub-superficie, dichas sub-superficies siendo posicionadas a alguna distancia de la superficie de borde en donde la luz de las relevantes primera y segunda
10 fuentes de luz es acoplada dentro del panel emisor de luz, se vuelve posible el utilizar una parte del panel emisor de luz para mezclar luz originada desde las respectivas fuentes de luz antes de que la luz de estas fuentes de luz haga contacto con
• los miembros de acoplamiento afuera que acoplan luz afuera del
15 panel emisor de luz. Incrementando la concentración de los primeros miembros de acoplamiento afuera cercanos a la segunda superficie de borde, cuyos primeros miembros de acoplamiento afuera tienen preferencia para acoplar luz afuera originada (directamente) de la primer fuente de luz, esto se realiza ya
20 que la luz originada de la primera fuente de luz primero viaja
• a través del panel emisor de luz por un rato, como resultado del cual el riesgo de que la luz choque los miembros de acoplamiento afuera acoplando afuera dicha luz es comparativamente menor. En otras palabras, si la concentración
25 de los segundos miembros de acoplamiento afuera cercanos a la
HiéÉinÜiiprin i mu i i t, * *m mÉi * *átá** ám*******m** *á1¡i
primer superficie de borde es elegida para ser mayor que la concentración de los primeros miembros de acoplamiento afuera, una parte sustancial de la luz originada (directamente) desde la primera fuente de luz es acoplada afuera del panel emisor de 5 luz en ubicaciones que son situadas a una distancia comparativamente grande de la primera superficie de borde. Lo mismo es efectivo para la luz originada desde la segunda fuente de luz. Incrementando la concentración de los segundos miembros
• de acoplamiento afuera cercanos a la primera superficie de 10 borde, cuyos segundos miembros de acoplamiento afuera tienen preferencia para acoplamiento afuera de la luz originada (directamente) desde la segunda fuente de luz, esto es realizado en que la luz originada desde la segunda fuente de
# luz primero viaja a través del panel emisor de luz por un rato, 15 como resultado del cual el riesgo de que la luz choque los miembros de acoplamiento afuera acoplando afuera dicha luz es comparativamente menor.
Utilizando una parte del panel emisor de luz para 20 mejorar la mezcla de luz tiene la ventaja adicional de que una cámara mezcladora de luz en donde la luz originada desde la(s) fuente (s) de luz es mezclada antes siendo acoplada dentro del panel emisor de luz ya no es necesaria, que dirige a un considerable ahorro en espacio en el sistema de iluminación. 25 Como resultado de ia medida de acuerdo con la invención, una
"- •—-*-- —-» •"- "-'-*"»--'"- -* -*-«** -*->, || i, .i y (II B ÉfÉi ll ÉjiiÉiiM
arte del panel emisor de luz es utilizado, como si fuera, una cámara "interna" mezcladora de luz.
Mezclar luz en el panel emisor de luz es muy ventajoso
5 si la fuente de luz comprende una colección de diodos emisores de luz de diferentes colores. Dicha colección puede ser provista, en forma de conjunto, para así quedar recargado en la superficie de borde transmisora de luz del panel emisor de luz, y los colores, la longitud de onda y la intensidad mutua de
10 varias fuentes de luz de diferentes colores pueden ser seleccionados para que, después de una mezcla suficiente, luz blanca de un ciento color y temperatura (ajustable) es formada. Los efectos de color que ocurren en los bordes del panel emisor
• de luz y siendo visible en el aparato de despliegue como
15 resultado de una mezcla de luz insuficiente son indeseables.
En virtud de la medida de acuerdo con la invención, un tipo de división (óptica) es colocado entre los miembros de acoplamiento afuera de luz originada de la primera fuente de
20 luz, y los miembros de acoplamiento afuera que acoplan luz
• Aera o Aginada de la segunda fuente de luz.
En general, en el sistema de iluminación de acuerdo con a invención, las respectivas sub-superficies co-operan para
25 iluminar uniformemente ei aparato de despliegue. La elección de
,l.i..?&A tA&üfcBi;ga^^
?as sub-superficies y la distribución de los miembros de acoplamiento afuera sobre dichas sub-superficies es de manera que la luz originada, en operación, es emitida por cada una de las sub-superficies que uniformemente iluminan el aparato de despliegue.
En virtud de la medida de acuerdo con la invención, la uniformidad de la distribución de la luz emitida por el sistema de iluminación es mejorada. Como resultado, una iluminación más uniforme del aparato de despliegue (imagen) es obtenida.
En el sistema de iluminación conocido, los miembros de acoplamiento afuera son formados de manera que la entrada de luz del panel vía la superficie de borde transmisora de luz y chocando los miembros de acoplamiento afuera es reflejada sustancialmente en dirección longitudinal del panel, por ejemplo, en dirección de la superficie de borde opuesta. La luz originada de la superficie de borde transmisora de luz que, por la reflexión de esta superficie de borde opuesta, choca los miembros de acoplamiento afuera puede ser subsecuentemente acoplada afuera del panel en que la forma de los miembros de acoplamiento afuera es diferente por esta dirección de propagación. Si la luz no puede ser acoplada afuera hasta después de dicha reflexión de la superficie de borde opuesta a la superficie de borde transmisora de luz, entonces la
eficiencia del panel emisor de luz es afectada adversamente.
La forma de los miembros de acoplamiento afuera influencian la manera en que la luz sale del panel emisor de luz. Una modalidad favorable del sistema de iluminación se caracteriza- de acuerdo con la invención en que en que los primeros y segundos miembros de acoplamiento de afuera en forma de cuña, Un lado de la cara de los primeros miembros de acoplamiento afuera de cara a la segunda fuente de luz extendiéndose al menos paralelamente a la segunda superficie de borde, y Un lado de la cara de los segundos miembros de acoplamiento afuera de cara a la primera fuente de luz extendiéndose al menos paralelamente a la primera superficie de borde.
Como el lado de la cara de los primeros miembros de acoplamiento afuera están de cara a la segunda fuente de luz se extiende transversalmente en la dirección (principal) en la cual la segunda fuente de luz emite luz, la luz no es acoplada afuera del panel emisor de luz cuando la luz emitida
(directamente) por la segunda fuente de luz choca los primeros miembros de acoplamiento afuera. Como el lado de la cara de los segundos miembros de acoplamiento afuera está de cara a la
primera * fuente de luz se extiende transversalmente en la dirección (principal) en la cual la primera fuente de luz emite luz, la luz no es acoplada afuera del panel emisor de luz cuando la luz emitida (directamente) por la primera fuente de luz choca los segundos miembros de acoplamiento afuera. La luz reflejada de esta manera se mueve sustancialmente paralela en dirección longitudinal del panel. La luz sólo puede ser acoplada afuera del panel emisor de luz si este choca un lado de la cara de los miembros de acoplamiento afuera que no se extiende transversalmente en la dirección (principal) de propagación de la luz. Reduciendo la posibilidad de que la luz originada directamente de una de las fuentes de luz próximas a la superficie de borde con la que la fuente de luz relevante es asociada es acoplada afuera, la mezcla de luz próxima a la fuente de luz relevante es mejorada.
La forma de las sub-superficies y su posición relativa de una con la otra, en conjunción con la manera en la que los miembros de acoplamiento afuera son distribuidos sobre las sub- superficies, influencian la manera en la que la luz es emitida desde el panel emisor de luz.
Una modalidad favorable del sistema de iluminación se caracteriza de acuerdo con la invención en que cada una de las sub-superficies comprende una sola superficie que cubre
aproximadamente la mitad de la pared frontal o la pared trasera del panel emisor de luz, Los miembros de acoplamiento afuera siendo provistos de manera que los grados a los que la luz es acoplada afuera por las sub-superficies son al menos sustancialmente constantes.
En esta modalidad preferida del sistema de iluminación, los primeros miembros de acoplamiento afuera son principalmente responsables de la iluminación de la mitad del aparato de despliegue, y los segundos miembros de acoplamiento afuera son principalmente responsables de la iluminación de la otra mitad del aparato de despliegue. De preferencia, las dos sub- superficies demuestran alguna sobrepuesta para mejorar la uniformidad de la iluminación del aparato de despliegue. La distribución de los miembros de acoplamiento afuera sobre dichas sub-superficies es tan uniforme que la luz emitida por las sub-superficies ilumina muy uniformemente la parte correspondiente del aparato de despliegue. Un aparato de despliegue uniformemente iluminado es obtenido proveyendo las sub-superficies, de preferencia, en una parte de la pared frontal o la pared trasera que está situada a una distancia (máxima) de la superficie de borde transmisora de luz de la fuente de luz.
Es particularmente favorable si la primera sub-
superficie del panel emisor de luz ilumina predominantemente una mitad del aparato de despliegue, por ejemplo la parte inferior, mientras que la segunda sub-superficie del panel emisor de luz ilumina predominantemente la otra mitad del aparato de despliegue, por ejemplo la parte superior. Esto tiene la ventaja de que los niveles de iluminación de las dos mitades del aparato de despliegue pueden ser diferentes. Esto tiene la ventaja posterior de que la pantalla de despliegue del aparato de despliegue es adecuada para la operación de secuencias espaciales. En una modalidad alternativa, una acanaladura es provista en una de las sub-superficies o en ambas sub-superficies, como resultado la mezcla de luz entre las dos mitades del aparato de despliegue es evitada efectivamente .
Aparte de la distribución uniforme de los miembros de acoplamiento afuera sobre las sub-superficies arriba descrita, puede ser ventajoso, de acuerdo con modalidades alternativas, el distribuir los miembros de acoplamiento afuera no uniformemente sobre las sub-superficies. Para este propósito, una modalidad adecuada del sistema de iluminación se caracteriza en que las sub-superficies están sobrepuestas unas en las otras en cierto modo.
También, una adecuada elección de la -distribución
ífomogéneá de los miembros de acoplamiento afuera permite que la luz emitida por varias de las sub-superficies ilumine el aparato de despliegue muy uniformemente. Para este propósito, una preferida, modalidad alternativa del sistema de iluminación 5 de acuerdo con la invención se caracteriza en que las sub- superficies se extienden sobre una parte sustancial de la pared frontal o de la pared trasera del panel emisor de luz, los miembros de acoplamiento afuera siendo provistos de manera que ^ la cantidad de luz acoplada afuera cambia como una función de 10 la distancia hacia la superficie de borde transmisora de luz.
De preferencia, los miembros de acoplamiento afuera son provistos a través de ña pared frontal o la pared trasera del
^ panel emisor de luz, la cantidad de la luz acoplada afuera
15 siendo comparativamente de una cercanía menor de las superficies de borde transmisoras de luz y comparativamente de una cercanía mayor a las superficies de borde opuestas.
De acuerdo con una distribución particularmente 20 ventajosa, los miembros de acoplamiento afuera son acomodados
• de tal manera que la cantidad de luz acoplada afuera cambia linealmente como una función de la distancia a la superficie de borde transmisora de luz. En una alternativa, modalidad favorable, los miembros de acoplamiento afuera son acomodados 25 de manera que el acoplamiento afuera de luz cambia como
cuadrado *de seno o coseno.
Los miembros de acoplamiento afuera son de preferencia acomodados en la pared trasera del panel emisor de luz. 5 Preferentemente, la fuente de luz comprende al menos un diodo emisor de luz (LED) teniendo un flujo luminoso de al menos 51m. LEDs teniendo tan alta salida son también referidos como paquetes de poder LED. El uso de esta alta eficiencia, la 10 alta salida de LEDs tiene la específica ventaja de que el número de LEDs necesaria para una deseada, comparativamente más luminosa salida puede ser relativamente menor. Esto tiene un efecto favorable en la densidad y la eficiencia del sistema de
• iluminación a ser manufacturado. Ventajas posteriores del uso 15 de LEDs son una comparativamente más larga vida de servicio, comparativamente bajos costos de energía y comparativamente bajos costos de mantenimiento de un sistema de iluminación con LEDs.
20 La aplicación de LEDs tiene la ventaja posterior de que
• las posibilidades de una iluminación dinámica sean obtenidas- Para este propósito, una modalidad del sistema de iluminación se caracteriza en que el panel emisor de luz es provisto con un sensor de medición de las propiedades ópticas de la luz que, en 25 operación, es emitida por la(s) fuente (s) de luz. Si diferentes
-"*"• ' -"** """ ' *—'•- -^ - ^^^^---'^'^^^^^^-^?^?^ ??^
tipos de" LEDs son combinados y/o LEDs de diferentes colores son ? empleados, los colores pueden ser mezclados adecuadamente, por ejemplo, para obtener luz blanca de la temperatura de colores deseada. Además, los cambios de color pueden ser obtenidos
5 independientemente del estado del aparato de despliegue. El sensor puede ser provisto, por ejemplo, en un borde del panel emisor de luz.
En una modalidad preferida, el sistema de iluminación 10 comprende controles electrónicos para cambiar el flujo de la iluminación de la fuente de luz. Los adecuados controles electrónicos permiten que sean alcanzados los efectos de iluminación deseados y la uniformidad de la luz acoplada afuera sea mejorada. Además, una combinación adecuada de LEDs permite 15 que la luz blanca sea obtenida, una temperatura de color deseada que puede ser ajustada por medio de los controles electrónicos .
En una modalidad preferida del sistema de iluminación, 20 la fuente de luz comprende al menos dos diodos emisores de luz teniendo diferente longitud de onda de emisión de luz. Dichos diodos emiten luz en un predeterminado rango de longitud de onda. Los LEDs comprenden, preferentemente, las combinaciones bien conocidas de LEDs azules, verdes, y rojos o combinaciones 25 de LEDs rojos, verdes, azules, y ámbar.
¡i A ?.ja±¡k „ áa-.. ,*», ^d til*t' ,k r, «i?A«-t>- «*»j.t<-tfa
-" Este y otros aspectos de la invención serán aparentes ? # con referencia a las modalidades descritas anteriormente.
En los dibujos: 5 La FIGURA 1A es una vista seccional cruzada de un aparato de despliegue comprendiendo una modalidad del sistema de iluminación de acuerdo con la invención; La FIGURA IB muestra una vista seccional cruzada de un detalle del sistema de iluminación de la FIGURA 1A; 10 La FIGURTA 2A es una vista seccional cruzada de un detalle de una modalidad alternativa del sistema de iluminación de acuerdo con la invención de acuerdo con la invención, y La FIGURA 2B es una vista seccional cruzada de un detalle de una posterior, modalidad alternativa del sistema de 15 iluminación de acuerdo con la invención.
Las FIGURAS son puramente diagramáticos y no están dibujados a escala. Particularmente para claridad, algunas dimensiones son fuertemente exageradas. En las FIGURAS, como
20 números de referencia referidos como partes en donde es posible.
La FIGURA 1A es vista seccional cruzada de una modalidad de un sistema de iluminación de acuerdo con la invención. El
25 sistema de iluminación comprende un panel emisor de luz 1 de un
aterial 'transmisor de luz. El panel 1 está hecho, por ejemplo,
» de una resina sintética, acrílico, policarbonato, PMMA tal como Perspex, o de vidrio. Bajo la influencia de una reflexión total interna, la luz es transportada en operación, a través del 5 panel 1. El panel 1 comprende una pared frontal 2 y, opuesta a esta, una pared trasera 3. Entre la pared frontal 2 y la pared trasera 3 hay superficies de borde 4; 5, las cuales son transmisoras de luz. En el ejemplo mostrado en la FIGURA 1A, al menos una fuente de luz 6 es asociada con la superficie de
10 borde con la referencia 4 y al menos una fuente de luz 7 es asociada con la superficie de borde con la referencia 5. En operación, la luz originada de las fuentes de luz 6; 7 es incidental en las superficies de borde transmisoras de luz 4 ; 5 y es esparcida en el panel 1. 15
De acuerdo con la invención, la pared frontal o la pared trasera del panel emisor de luz comprende al menos dos tipos de miembros de acoplamiento afuera que son distribuidos adecuadamente asimétricos sobre la pared frontal o la pared
20 trasera. En el ejemplo mostrado en la FIGURA 1A, una primer
8 de la pared trasera 3 del panel emisor de luz 1 es provisto con los primeros miembros de acoplamiento afuera 18,18',... para acoplar luz afuera del panel 1. La luz acoplada afuera por los primeros miembros de acoplamiento afuera
25 -o,18'... predominantemente originados de la primera fuente de
llílÍÍÍÍ¡ÍÉÍJ|ÍÍ-MlÍ j l l ? lii ll lf>A-fca"-aai?^..lMtfett'tf-J' -- .-.J.M— -.¿m--..-^.....*^». .- *.. -»».. -.•-. ....UZ~..*i- ?..-~? f~?.?¡U
2uz 6. La FIGURA 1A posteriormente muestra una sub-superficie 9 de la pared trasera 3 del panel emisor de luz 1. La luz acoplada afuera por los segundos miembros de acoplamiento afuera 19,19'... predominantemente originados de la segunda 5 fuente de luz 7. En la FIGURA 1A, las sub-superficies 8; 9 demuestran una pequeña sobrepuesta.
Los miembros de acoplamiento afuera 18,18',...; 19,19', comprenden (patrones de) deformidades, también referidas
10 como facetas, y, por ejemplo, puntos impresos en pantalla, cuñas y/o acanaladuras. Los miembros de acoplamiento afuera son formados en la pared trasera 3 del panel emisor de luz 1 por medio de, por ejemplo, grabado al agua fuerte, punteado o
• limpiadura por chorro de agua. En una modalidad alternativa,
15 los miembros de acoplamiento afuera son provistos en la pared frontal 2 del panel emisor de luz 1. En una posterior, modalidad alternativa, los miembros de acoplamiento afuera son incorporados para ser microestructuras para acoplamiento afuera de luz vía difracción. En general, los miembros de
20 acoplamiento afuera acoplan luz afuera del panel emisor de luz
• x ^r reflexión, dispersión, difracción y/o refracción.
En el ejemplo mostrado en la FIGURA 1A, cada una de las ub-s?;perficies 8; 9 cubre aproximadamente la mitad de la pared ".rasera 3 del panel emisor de luz i, los miembros de
acoplamiento 18, 18', ... 19, 19', ... siendo provistos de
* * manera que la cantidad de luz acoplada afuera por las sub- superficies 8; 9 es al meí?bs sustancialmente constante. En esta modalidad, un tipo de división (óptica) entre los miembros de
,5 acoplamiento afuera acoplando luz afuera originada de la primera fuente de luz y los miembros de acoplamiento afuera acoplando luz afuera originada de la segunda fuente de luz es sacada. Como resultado, la luz originada de las fuentes de luz 6; 7 viaja a cierta distancia en el panel emisor de luz 1 antes
10 de que la luz pueda ser acoplada afuera. Si la luz originada directamente de la primera fuente de luz 6 choca los segundos miembros de acoplamiento afuera 19, 19', ... en la segunda subsuperficie 9, la luz no es acoplada afuera. Sólo si la luz ^ originada de la primera fuente de luz 6 choca con los primeros
15 miembros de acoplamiento afuera 18, 18', ... en la primera subsuperficie 8, la luz puede ser acoplada afuera del panel emisor de luz 1. Una situación análoga ocurre para la luz originada en la segunda fuente de luz. Si la luz originada directamente de la segunda fuente de luz 7 choca los primeros miembros de ^^ 20 acoplamiento afuera 18, 18', ... en la primera sub-superficie
8, la lu? no es acoplada afuera. Sólo si la luz originada de la segunda fuente de luz 7 choca con los segundos miembros de acoplamiento afuera 19, 19' , ... en la primera sub-superficie
9, la luz puede ser acoplada afuera del panel emisor de luz 1. 25 Así, la luz originada de las respectivas fuentes de luz 6; 7
>rimero viaj a a cierta distancia en aproximadamente la mitad y __ del panel emisor de luz 1 antes de que la luz sea acoplada afuera del panel 1. Estas primeras partes del panel emisor de luz 1 son utilizados para mejorar la mezcla de la luz originada 5 de la fuente de luz 6; 7.
La FIGURA 1A también muestra muy diagramaticamente un difusor (polarizador) opcional 28 y un difusor reflector 29 que trae mezclas posteriores de luz originada desde el panel emisor
10 de luz 1 y provee la luz con la dirección de polarización deseada para el aparato de despliegue (LCD) (imagen) . Además, en la FIGURA 1A la referencia numérica 34 se refiere a un panel LCD con un filtro de color 35, los cuales son muy diagramaticamente mostrados. En la FIGURA 1A, elementos LC
15 34A, 34A' son conectados para transmitir luz. Elementos LC 34B, 34B' (indicados por medio de cruces) , de cualquier modo, no transmiten luz ( ver flechas horizontales en la FIGURA 1A) . En este ejemplo, el filtro de color 35 comprende tres colores básicos referenciados R(rojo), G (verde), y B(azul). Los
20 elementos del filtro R, G, B, en el filtro de color 35corresponden a elementos LC del panel LCD 34. Los elementos del filtro R, G, B solo transmiten luz que corresponda al color del elemento del filtro.
25 El ensamblaje de la luz del panel emisor de luz 1 y los
Miembros 'de acoplamiento afuera 18, 18', ...; 19, 19', ..., las fuentes de luz 6;7, los difusores 28,;29, el panel LCD 34 y el alojamiento 20 forman un aparato de despliegue para desplegar, por ejemplo, imágenes (de video).
El panel emisor de luz 1 es provisto de preferencia con un sensor (no mostrado en la FIGURA 1A) para medición de las propiedades ópticas de la luz que, en operación, es emitida por las fuentes de luz 6; 7. Este sensor es acoplado al control electrónico (no mostrado en la FIGURA 1A) para la adecuada adaptación del flujo luminoso de las fuentes de luz 6; 7. Por medio de dicho sensor y del control electrónico, un mecanismo de retroalimentación para influenciar la calidad y la cantidad de la luz acoplada afuera del panel 1.
La FIGURA IB diagramaticamente muestra, no a escala, un detalle del sistema de iluminación mostrado en la FIGURA 1A, por ejemplo, el panel emisor de luz provisto con las fuentes de luz 6; 7 los miembros de acoplamiento 18, 18', ...; 19, 19', ... divididos en las respectivas sub-superficies 8; 9. Esta FIGURA muy diagramaticamente muestra unos pocos rayos de luz originados de la primer fuente de luz 6 (líneas interrumpidas) y de la segunda fuente de luz 7 (líneas continuas) , la dirección de la luz siendo indicada por medio de flechas.
* t LoAs mi*embros de acoplamiento afuera 18, 18', ...; 19,
19' , ... provistos en la pared trasera 3 del panel emisor de luz 1 sirven como fuentes de luz secundarias. Un específico sistema óptico puede ser asociado con estas fuentes de luz secundarias, cuyo sistema óptico es provisto, por ejemplo, en la pared frontal 2 (no mostrada en las FIGURAS 1A, IB) . El sistema óptico puede ser utilizado, por ejemplo, para formar un extenso rayo de luz.
En las FIGURAS 1A y IB, los primeros y segundos miembros de acoplamiento 18, 18', ...; 19, 19', ... son en forma de cuña, un lado de la cara de los primeros miembros de acoplamiento afuera 18, 18', ... de cara a la segunda fuente de luz 7 siendo al menos sustancialmente paralelos a la segunda superficie de borde 5, y un lado de la cara de los segundos miembros de acoplamiento afuera 19, 19', ..., de cara a la primera fuente de luz 6, siendo al menos sustancialmente paralela a la primer superficie de borde 4. Dichos lados de las caras de los miembros de acoplamiento afuera 18, 18', ... ; 19, 19' , ... extendiéndose así sustancialmente transversales a la pared trasera 3. Como resultado de la provisión de los miembros de acoplamiento afuera 18, 18', ...; 19, 19', ..., el ángulo entre la pared trasera 3 y los miembros de acoplamiento afuera 18, 18', ...; 19, 19', ... puede desviarse ligeramente de 90 grados. Dicha desviación puede favorablemente evitarse si,
T ? Sobre la' reflexión a dicho lado de la cara, el rayo de luz reflejado no choca lee miembros de acoplamiento afuera adyacentes .
En este ejemplo, las fmentes de luz 6; 7 contienen una pluralidad de diodos emisores de luz (LEDs), pero pueden ser alternativamente otras fuentes de luz, por ejemplo una lámpara de descarga o, en general, una pluralidad de elementos opto electrónicos, también referidos como elementos electro ópticos, tales como elementos electroluminiscentes . La fuente luminosa de LEDs es muchas veces mayor que los tubos fluorescentes. Además, en comparación con los tubos fluorescentes, los LEDs permiten que la luz sea acoplada dentro del panel emisor de luz con alta eficiencia. El uso de LEDs como la fuente de luz tiene la ventaja de que los LEDs pueden estar en contacto con paneles hechos de resina sintética. Los LEDs difícilmente emiten calor en la dirección de las superficies de borde transmisoras de luz 4; 5 en el panel emisor de luz 1, tampoco emiten radiación (UV) nociva. El uso de LEDs tiene la ventaja adicional que los medios de acoplamiento de luz originada desde los LEDs dentro del panel pueden ser distribuidas. El uso de LEDs dirige a un sistema de iluminación más compacta.
De, preferencia, LEDs de tres diferentes colores son empleados, por ejemplo LEDs azul, verde y rojo. En una
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-Modalidad' alternativa , también LEDs ámbar son empleados teniendo una comparativamente alta salida de luz. Los LEDs utilizados cada uno de preferencia tiene un flujo luminoso de al menos 5 lm. LEDs teniendo tan alta salida son también referidos como paquetes de LEDs de poder. Ejemplos de LEDs de poder son los de tipo "barracuda" (Hewlett-Packard) . El flujo luminoso por LED es de 15 lm para LEDs rojos, 13 lm para LEDs verdes, 5 lm para LEDs azules y 20 lm para LEDs ámbar. En una modalidad alternativa, LEDs de poder de tipo "Prometheus" (Hewlett-Packard) son empleados teniendo un flujo luminoso por LED de 35 lm para LEDs rojos, 20 lm para LEDs verdes, 81 m para LEDs azules y 40 lm para LEDs ámbar.
De preferencia, los LEDs son montados en un tablero de circuitos impresos (centro metálico) . Si los LEDs de poder son provistos en dicho tablero de circuitos impresos (centro metálico) (PCB) por . medio de, por ejemplo, un adhesivo conductor de calor el calor generado por los LEDs puede ser fácilmente disipado por conducción termal vía el PCB. En otra interesante modalidad del sistema de iluminación, el tablero de circuitos impresos (centro metálico) está en contacto con el alojamiento del aparato de despliegue vía una adecuada conexión conductora de calor (por ejemplo un metal conductor de calor, como el aluminio) . En general, de acuerdo con la dimensión de la invención, la concentración de los primeros miembros de
acoplamiento afuera cerca de la segunda superficie de borde es mayor que la concentración de los segundos miembros de acoplamiento afuera, y la concentración de los segundos miembros de acoplamiento afuera cerca de la primera superficie de borde es mayor que la concentración de los primeros miembros de acoplamiento afuera.
En una modalidad alternativa del sistema de iluminación de acuerdo con la invención, las sub-superficies están en parte sobrepuestas una en la otra. De preferencia, las sub-superficies se • extienden sobre una parte sustancial de la pared frontal o la pared trasera del panel emisor de luz, los miembros de acoplamiento afuera siendo provistos de manera que la cantidad de luz acoplada afuera cambia gradualmente como una función de la distancia a la superficie de borde transmisora de luz .
La FIGURA 2A es una vista diagramatica seccional cruzada de un detalle de una modalidad alternativa del sistema de iluminación de acuerdo con la invención. Con respecto a las FIGURAS 1A y IB, las partes correspondientes en la FIGURA 2A son indicadas por medio de referencias numéricas que son mayores a 100. El sistema de iluminación comprende un panel emisor de luz 101 teniendo una pared frontal 102 y una pared trasera 103. Las superficies de borde son referenciadas 104; 105
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Son transmisoras de luz y asociadas con al menos una fuente de luz 106; 107
En la modalidad del sistema de iluminación de acuerdo con la invención mostrada en la FIGURA 2A, las sub-superficies
108; 109 son representadas como triángulos para indicar que los miembros de acoplamiento afuera (no mostrados en la FIGURA 2A) son provistos de manera que la cantidad de luz acoplada afuera cambia linealmente como una función de la distancia a las
10 superficies de borde transmisoras de luz 104; 105. En la vecindad de la primera fuente de luz 106, la cantidad de luz acoplada afuera es menor como resultado de los primeros miembros de acoplamiento afuera formando parte de la subsuperficie 108, y en la vecindad de la superficie de borde 105
15 opuesta a la superficie de borde transmisora de luz 104, la cantidad de luz acoplada afuera es máxima como resultado de los primeros miembros de acoplamiento afuera formando parte de la sub-superficie 108. Correspondientemente, en la vecindad de la segunda fuente de luz 107, la cantidad de luz acoplada afuera
20 es menor como resultado de los segundos miembros de acoplamiento afuera formando parte de la sub-superficie 109, y en la vecindad de la superficie de borde 104 opuesta a la superficie de borde transmisora de luz 105, la cantidad de luz acoplada afuera es máxima como resultado de los segundos
25 miembros de acoplamiento afuera formando parte de la sub-
duaa^aá** t***?.^??^á.lÍ,.i...i^Í?á ->.«.. »j«-, --HiÉi aift niirHWir» . >—-*'- >«—-•> -' *-jf^. «f
Superficie 109. De esta manera, una cantidad comparativamente menor de luz originada directamente desde la primera fuente de luz 106 es acoplada afuera en la vecindad de la primera fuente de luz 106 y, a la inversa, una cantidad comparativamente menor 5 de luz originada directamente desde la segunda fuente de luz 107 es acoplada afuera en la vecindad de la segunda fuente de luz 107.
^ La FIGURA 2B es una vista diagramatica, seccional
10 cruzada de un detalle de una modalidad alternativa del sistema de iluminación de acuerdo con la invención. Con respecto a la
FIGURA 2A, las partes correspondientes a la FIGURA 2A son indicadas por medio de referencias numéricas que son 100 veces
^ mayores. El sistema de iluminación comprende un panel emisor de
15 luz 201 teniendo una pared frontal 202 y una pared trasera 203.
Las superficies de borde referenciadas como 204; 205 son transmisoras de luz y asociadas con al menos una fuente de luz
206; 207.
20 En la modalidad del sistema de iluminación de acuerdo con la invención mostrada en la FIGURA 2B, las sub-superficies 208; 209 comprenden la pared trasera 203 entera del panel emisor de luz 201. Las sub-superficies 208; 209 son representadas como triedros curveados para indicar que los
25 miembros de acoplamiento afuera (no mostrados en la figura 2B)
, .«,-..*__;.&. tl<1w>r-.., -.-«,.. »-. 3¡aE*Ésa ¡a*.*..> *SJto&t*^i
*', , $on provistos de manera que la cantidad de luz acoplada afuera en la primera sub-superficie 208 cambia de acuerdo con el cuadro de un seno, mientras que la cantidad de luz acoplada afuera en la segunda sub-superficie 209 cambia de acuerdo con
5 el cuadrado de un coseno. Ya que la suma de los cuadrados del seno y del coseno es constante, una muy uniforme distribución de luz para el aparato de despliegue a ser iluminado (no mostrado en la FIGURA 3B) es obtenida por el sistema de iluminación. En una manera correspondiente a lo mostrado en la
10 FIGURA 2A, la cantidad de luz acoplada afuera en la vecindad de la primera fuente de luz es menor debido a los primeros miembros de acoplamiento afuera formando parte de la subsuperficie 208, mientras que en la vecindad de la superficie de borde 205 opuesta a la superficie de borde transmisora de luz
15 204, la cantidad de luz acoplada afuera es máxima como resultado de los primeros miembros de acoplamiento formando parte de la sub-superficie 208. Correspondientemente, en la vecindad de la segunda fuente de luz 207, la cantidad de luz acoplada afuera es menor como resultado de los segundos
20 miembros de acoplamiento afuera formando parte de 1 subsuperficie 209, mientras en la vecindad la superficie de borde 204 opuesta a la superficie de borde transmisora de luz 205, la cantidad de luz acoplada afuera es máxima como resultado de los segundos miembros de acoplamiento afuera formando parte de la
25 sub-superficie 209. De esta manera, una cantidad
.!Á??- <A?-, .LAt?..?,? ¿AWJ. . r-f8if^?"j'J&
Comparativamente pequeña de luz originada directamente desde la
¡r fuente de luz 206 es acoplado afuera en la vecindad de la primera fuente de luz 206, y a la inversa, una cantidad comparativamente menor de luz originada directamente de la segunda fuente 207 es acoplada afuera en la vecindad de la segunda fuente de luz 207.
Quedará claro que, dentro del alcance de la invención, muchas variaciones son posibles a aquellos experimentados en el 0 arte.
El alcance de protección de la invención no está limitado a los ejemplos descritos aquí arriba. Las referencias numéricas en las cláusulas no limitan el alcance de protección de esto. El verbo "comprender" y sus conjugaciones no excluyen la presencia de elementos diferentes a aquellos mencionados en las cláusulas. El uso del artículo "un" o "uno" enfrente de un elemento no excluye la presencia de una pluralidad de dichos elementos.
i lilll-J Élil il iiíí llttllMl I ' --«-"— y ~^ .*.^...- ^ «- -**-....>» *., * *** .**>»**
Claims (10)
1. Un sistema de iluminación para iluminar un aparato de despliegue, cuyo sistema de iluminación es provisto con un panel emisor de luz (1) comprendiendo una pared frontal (2) y, opuesta a esta, una pared trasera (3) así como una primera y segunda superficie de borde transmisora de luz (4, 5) que están situadas entre la pared frontal (2) y la pared trasera (3), al menos una primera fuente de luz (6) siendo asociada con la primer superficie de borde (4) y al menos una segunda fuente de luz (7) siendo asociada con la segunda superficie de borde (5) , y en operación, la luz originada desde la primera fuente de luz (6) siendo incidental en la primera superficie de borde transmisora de luz (4), y la luz originada de la segunda fuente de luz (7) siendo incidental en la segunda superficie de borde transmisora de luz (5) , dicha luz esparciéndose en el panel emisor de luz (1), caracterizado en que, una primer sub-superficie (8) de la pared frontal (2) o la pared trasera (3) del panel emisor de luz (1) es provista aon los primeros miembros de acoplamiento afuera (18, 18', ...) I para acoplar luz afuera del panel (1), cuya luz es predominantemente originada desde la primera fuente de luz (6), y 5 en que una segunda sub-superficie (9) de la pared frontal (2) o la pared trasera (3) del panel emisor de luz (1) es provista con los segundos miembros de acoplamiento afuera (19, 19', ...) para acoplar luz afuera del panel (1), cuya luz ^ es predominantemente originada desde la segunda fuente de luz 10 (7), la concentración de los primeros miembros de acoplamiento afuera (18, 18', ...) cerca de la segunda superficie de borde (5) siendo mayor que la concentración de los segundos miembros de acoplamiento afuera (19, 19', ...), y 15 la concentración de los segundos miembros de acoplamiento afuera (19, 19', ...) cerca de la primer superficie de borde (4) siendo mayor que la concentración de los primeros miembros de acoplamiento afuera (18, 18', ...). 20
2. Un sistema de iluminación como se menciona en la • cláusula 1, caracterizado en que los primeros y segundos miembros de acoplamiento afuera (18, 18', ...; 19, 19', ... ) son en forma de cuña, un lado de la cara de los primeros miembros de 25 acoplamiento afuera (18, 18', ...) de cara a la segunda fuente »Ai.Aa >. j-.-.^.jÉA.íj.i.. le luz (?) extendiéndose al menos sustancialmente paralelos a f _ la segunda superficie de borde (5) , y un lado de la cara de los segundos miembros de acoplamiento afuera (19, 19', ...) de cara a la primera fuente 5 de luz (6) extendiéndose al menos sustancialmente paralelos a la primera superficie de borde (4).
3. Un sistema de iluminación como se menciona en las cláusulas 1 o 2, caracterizado en que cada una de las sub- 10 superficies (8, 9) comprenden una sola superficie que cubre aproximadamente la mitad de la pared frontal (2) o la pared trasera (3) del panel emisor de luz (1), los miembros de acoplamiento afuera (18, 18', ...; 19, 19' , ... ) siendo provistos de manera al cual la luz es acoplada 15 afuera por las sub-superficies (8, 9) es al menos sustancialmente constante.
4. Un sistema de iluminación como se menciona en las cláusulas 1 o 2, caracterizado en que cada una de las sub- 20 superficies (108, 109; 208, 209) se sobreponen una en otra en parte.
5. Un sistema de iluminación como se menciona en la cláusula 4, caracterizado en que las sub-superficies (108, 109; 25 208, 209) se extienden sobre una parte sustancial de la pared . . . ?Uffrf 1 , ^jllfniH i - 1 A^^¿^,uSA..^»».^*..i.<-r»-^-^^«^».a^^ ;§rontal (*102; 202) o la pared trasera (103; 203) del panel f emisor de luz (101; 201) , los miembros de acoplamiento afuera (118, 119; 218, 219) siendo provistos de manera que la cantidad de luz acoplada •45 afuera cambia como una función de la distancia a la superficie "* de borde transmisora de luz (104, 105; 204, 205) .
6. Un sistema de iluminación como se menciona en la ^ cláusula 1 o 2, se caracteriza en que la primera y segunda 10 fuente de luz (6, 6', 6'',...; 7, 7', 7'', ...) comprende al menos un diodo emisor de luz teniendo un flujo luminoso de al menos 5 lm.
7. Un sistema de iluminación como se menciona en la 15 cláusula 6, caracterizada en que el diodo emisor de luz es montado en un tablero de circuitos impresos.
8. Un sistema de iluminación como se menciona en la cláusula 1 o 2, caracterizada en que la fuente de luz comprende 20 al menos dos diodos emisores de luz con diferente longitud de • onda de emisión de luz.
9. Un sistema de iluminación como es mencionado en la cláusula 1 o 2, caracterizado en que el sistema de 25 iluminación comprende un control electrónico para cambiar el •ftfÉifr miii— -**•-*— ---*• -* ^-»— '-"í nn nrtii ^-*^^-^ ^ -^*--^~^^ f ujo luminoso de la fuente de luz (6, 6', 6'', ...; 7, 7', ... ) .
10. Un aparato de despliegue comprendiendo un 5 sistema de iluminación como es mencionado en la cláusula 1 o 2. 10 • 15 20 • 25 Resum^i de la Invención Un sistema de luz trasera comprende un panel emisor de luz (1) teniendo una pared frontal (2) y, opuesta a este, una pared trasera (3), y opuesta a la primera y segunda superficies de borde transmisoras de luz (4; 5) asociadas con una pluralidad de primeras y segundas fuentes de luz (6; 7). La luz originada desde las fuentes de luz (6; 7) es difundida en el panel (1) . Partes de las áreas de la superficie (8; 9) de la pared trasera (3) son provistas con medios de extracción (18, 18', ...; 19, 19' ...) para extraer luz del panel (1). Primeros medios de extracción (18, 18', ...) extrae luz de, preferencia, la primer fuente de luz (6), y viceversa. En operación dichas partes de las áreas de la superficie (8; 9) proyectan luz en un panel de un aparato de despliegue (LCD) (34) con un filtro de color asociado (35) . En la vecindad de la segunda área de borde (5) , la concentración de los primeros medios de extracción (18, 18'...) es mayor que los segundos medios de extracción (19, 19', ...), y viceversa. De preferencia los medios de extracción (18, 18', ...; 19, 19' ...) son en forma de cuña, un lado de la superficie de los primeros medios de extracción (18, 18', ...) dirigidos hacia la segunda fuente de luz (7) extendiéndose paralelamente a la segunda superficie de borde , y viceversa. De preferencia, la o¿ / Gzo *j
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