Unidad de retroiluminación y unidad de visualización de cristal líquido que utiliza la unidad de retroiluminación.

Una unidad (10) de retroiluminación para iluminar un panel (51) de cristal líquido,

que comprende una serie de fuentes de luz y medios de control configurados para controlar la luminancia de radiación de la serie de fuentes de luz caracterizada porque la serie de fuentes de luz comprende LEDs (56) y los LEDs están configurados para ser controlables en una serie de zonas formadas concéntricamente sobre el sustrato de la unidad (10) de retroiluminación, para formar un gradiente de luminancia en las direcciones horizontal y vertical incidentes sobre un plano en el que ha de disponerse el panel (51) de cristal líquido, inmediatamente por detrás de la serie de fuentes de luz, en la que la luminancia se reduce desde una zona central de la unidad (10) de retroiluminación hacia las zonas formadas concéntricamente a su alrededor.

Unidad de retroiluminación y unidad de visualización de cristal líquido que utiliza la unidad de retroiluminación CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a una unidad de retroiluminación para iluminar un objeto desde el lado posterior, y a un dispositivo de visualización de cristal líquido que utiliza la unidad de retroiluminación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Para un dispositivo de visualización representado por un equipo de televisión y un dispositivo proyector, se han demandado capacidades elevadas de representación de imágenes. Especialmente, se ha estudiado el diseño optimizado de un dispositivo de visualización, para implementar medios tecnológicos que proporcionen a un espectador las sensaciones de presencia e inmersión. Para implementar estas sensaciones de presencia e inmersión, las estandarizaciones han progresado mediante la optimización de la relación entre las características del ángulo de visión de una persona y los tamaños de la pantalla de visualización. Es decir, se han realizado intentos para mejorar estas capacidades de representación de imágenes, representando imágenes con un tamaño de pantalla que sea adecuado para las características angulares de la visión humana.

Generalmente, el campo visual de una persona se clasifica en ciertas clases, por nivel de visibilidad. A continuación se enumeran las clases, ordenadas por ángulo de visión creciente.

(1) Campo visual diferenciable: rango de percepción de información de alta precisión, tal como caracteres de lectura (dentro de aproximadamente 5 grados en las direcciones vertical y horizontal) .

(2) Campo visual funcional: el rango en el que se puede buscar información mediante solamente movimientos oculares (dentro de aproximadamente 10 grados en la dirección vertical, y de aproximadamente 15 grados en la dirección horizontal) .

(3) Campo visual inducible: el rango en el que apenas puede conocerse la existencia de información, y la información contenida en el mismo influye solamente en el sentido de orientación del observador (dentro de aproximadamente 40 grados en la dirección vertical, y de aproximadamente 50 grados en la dirección horizontal) .

El sentido de la percepción de imágenes de una persona cambiará cuando una imagen sea representada en cada uno de los rangos del campo visual. Es decir, cuanto más se extiende el rango de representación de imágenes desde el campo visual funcional, mayor es la sensación de presencia que se obtiene. Además, si el rango de representación de imágenes se extiende más allá del campo visual inducible, puede obtenerse la sensación de inmersión. Por lo tanto, cuanto mayor se hace el área que ocupa una imagen percibida, dentro del campo visual de una persona, mas se incrementará gradualmente la sensación (virtual) de realidad producida por la imagen.

Debido a estas razones, las tecnologías de implementación en grandes pantallas son útiles para inducir las características de la visión de una persona. Por otra parte, para representar imágenes de manera más realista, sigue en pie la cuestión de cómo proporcionar una sensación estereoscópica con las imágenes representadas en una pantalla plana. Por ejemplo, con un dispositivo de visualización del tipo denominado visualización uniforme, que está representado por un visualizador de cristal líquido que proporciona a un panel de cristal líquido luz con brillo uniforme sobre una pantalla, la capacidad de representación de imágenes tridimensionales no es suficiente. Esto se debe a que, por ejemplo, cuando dos objetos han de ser visualizados sobre una pantalla, son representados con el mismo brillo, independientemente de su percepción de profundidad o distancia.

Por ejemplo, en la representación de la imagen de una bola blanca, el efecto estereoscópico de la bola difiere significativamente cuando el área de imagen de la bola es representada con la misma blancura y el mismo brillo, y cuando el área de la imagen de la bola es representada con un gradiente aplicado uniformemente desde un cierto punto en el interior del área. Es decir, para producir una imagen con perspectiva y efecto estereoscópico, puede ser una solución un método que proporcione una distribución adecuada del brillo del objeto, si bien la complejidad del procesamiento de la señal de imagen ha impedido avances en la tecnología.

Tal como se ha descrito anteriormente, la representación de un efecto estereoscópico y la sensación de presencia no son suficientes con un dispositivo de visualización del tipo visualización uniforme convencional, en comparación con un dispositivo de visualización que utiliza un tubo de rayos catódicos, puesto que la distribución de brillo es uniforme sobre toda la pantalla. El rango de la imagen que observa una persona está dentro del campo visual funcional mencionado anteriormente, en el mejor de los casos donde la percepción de información es habilitada mediante movimientos de los ojos, por lo tanto en la parte central de la pantalla y en su entorno inmediato. Si el brillo de la parte periférica de la pantalla, que excluye el punto de mira, es igual o mayor que el brillo de la parte central, que es el punto de mira, una persona se ve incomodada por una sensación visual molesta, y se cansa fácilmente. Es decir, tal como en un dispositivo de visualización que utiliza un tubo de rayos catódicos, la representación de la imagen que no provoque una sensación incómoda ni canse a una persona, se implementará incrementando relativamente el brillo en la parte central y en la proximidad de la misma, en comparación con el brillo en la parte periférica de una pantalla.

La figura 27 muestra un ejemplo de las características de la distribución del brillo relativo en la dirección horizontal de una pantalla, en un dispositivo de visualización que tiene un tubo de rayos catódicos. La longitud de la dirección horizontal está dividida en tramos iguales de 20, y la distribución del brillo relativo en la dirección horizontal se muestra con el brillo escalado a 100 en el centro (la posición con el valor 11 en la figura) . Generalmente, el brillo proporcionado por un tubo de rayos catódicos en ambos lados está en un rango de 65 (característica 101 de la distribución del brillo relativo en la figura) a 85 (característica 102 de la distribución del brillo relativo en la figura) , que es relativamente bajo en comparación con el brillo de 100 en el centro. Esto se debe a que el centro de desviación de un haz de electrones a través de un circuito de desviación horizontal y vertical de un tubo de rayos catódicos, está situado antes del centro de curvatura de una pantalla, y la distancia desde el centro de desviación al tubo de rayos catódicos es mayor en la parte periférica de la pantalla. Sin embargo, de acuerdo con las características de distribución del brillo de un dispositivo de visualización que utilice este tubo de rayos catódicos, el brillo en la parte central de la pantalla y en la proximidad de la misma es relativamente mayor que el brillo en la parte periférica de la pantalla, lo que permite representar imágenes dentro del campo visual funcional, que no son incómodas para una persona y no hacen que ésta se canse fácilmente.

En el dispositivo de visualización de cristal líquido de tipo visualización uniforme descrito anteriormente, se utiliza una unidad de retroiluminación como la unidad para iluminar un objeto, tal como un panel de visualización de cristal líquido. En un dispositivo de visualización de cristal líquido han sido adaptados dos tipos de estructuras: unidades de retroiluminación de tipo directo y de tipo luz del borde (de tipo placa de guía de luz) .

La unidad de retroiluminación de tipo directo es un sistema que dispone tubos fluorescentes y/o LEDs (Light Emitting Diodes, diodos emisores de luz) , que son las fuentes de luz, directamente por debajo del panel de cristal líquido, que es un objeto, y puede obtenerse el brillo suficiente incrementando el número de fuentes de luz en función del tamaño de la pantalla del dispositivo de visualización. Sin embargo, es fácil que se provoque un brillo desigual entre las partes en las que están dispuestas las fuentes de luz y las otras partes en las que no están dispuestas las fuentes de luz. Con una unidad de retroiluminación de tipo directo, es necesario conseguir la intensidad de la unidad de retroiluminación. De este modo, por ejemplo, ha sido utilizada una estructura con un recinto de la unidad de retroiluminación formado por una placa metálica, una lámina reflectante aplicada sobre la superficie interior de la retroiluminación, y una serie... [Seguir leyendo]

1. Una unidad (10) de retroiluminación para iluminar un panel (51) de cristal líquido, que comprende una serie de fuentes de luz y medios de control configurados para controlar la luminancia de radiación de la serie de fuentes de luz caracterizada porque la serie de fuentes de luz comprende LEDs (56) y los LEDs están configurados para ser controlables en una serie de zonas formadas concéntricamente sobre el sustrato de la unidad (10) de retroiluminación, para formar un gradiente de luminancia en las direcciones horizontal y vertical incidentes sobre un plano en el que ha de disponerse el panel (51) de cristal líquido, inmediatamente por detrás de la serie de fuentes de luz, en la que la luminancia se reduce desde una zona central de la unidad (10) de retroiluminación hacia las zonas formadas concéntricamente a su alrededor.

2. Un dispositivo (50) de visualización de cristal líquido, que comprende la unidad de retroiluminación de la reivindicación 1 y un panel (51) de cristal líquido a iluminar mediante la unidad (10) de retroiluminación.