Dispositivo de fuente de luz para superficie y unidad de iluminación.

Un dispositivo de fuente de luz para superficie (2) adaptado para retro iluminación,

que comprende una pluralidadde fuentes de luz similares a punto (5) y un elemento de control de flujo de luz (4) que tiene una cara posterior (4a)en la que se proporciona una pluralidad de espacios (7) para recibir, refractar y transmitir luz desde otroscorrespondientes de dichas fuentes de luz similares a punto (5) que enfrentan otros respectivos de dichos espacios(7), el elemento de control de flujo de luz (4) comprende adicionalmente una cara de emisión (4b) de la cual se emitedicha luz;

en la que cada dicha hendidura (7) tiene una primera cara de entrada de luz (7a), y una segunda cara de entrada deluz (7b) de una porción periférica la cual se conecta suavemente a dicha cara posterior (4a), mientras que dichasprimeras y segundas caras de entrada de luz (7a, 7b) se interconectan en una ubicación de conexión paraproporcionar un punto de inflexión (P) y se configuran con el fin de satisfacer las siguientes Condiciones 1 y 2, por lomenos para la luz que se emite dentro de un rango angular dentro de un rango angular de intensidad media de dichafuente similar a punto:

Condición 1: la relación θ5/θ1>1 se satisface excepto para la luz emitida dentro de un rango angular deaproximadamente 5° alrededor de la dirección normal con respecto a dicha cara de emisión (4b);Condición 2: el valor de θ5/θ1 cae gradualmente de acuerdo con el valor aumentado de θ1, para θ1>0;en donde θ1 es el ángulo de emisión de luz, lejos del eje óptico, cuando emerge de dicha fuente de luz similar apunto (5), y θ5 es el ángulo de emisión de esta luz cuando emerge de dicha cara de emisión (4b).

Dispositivo de fuente de luz para superficie y unidad de iluminación Antecedentes

1. Campo de la Invención

La presente invención se relaciona con un dispositivo de fuente de luz para superficie, unidad de iluminación y elemento de control de flujo de luz, que se aplica, por ejemplo, a un dispositivo de fuente de luz para superficie para retro iluminar un panel de pantalla de cristal líquido, una unidad de iluminación que adopta el dispositivo de fuente de luz para superficie como un medio de iluminación, o un elemento de control de flujo de luz empleado en estos. Más específicamente, los dispositivos de fuente de luz de superficie, unidades de iluminación y elementos de control de flujo de luz de acuerdo con la presente invención son capaces de ser aplicados a disposiciones de retro iluminación para pantallas de monitor de computador personal o de TV.

2. Técnica Relacionada

Un dispositivo de fuente de luz para superficie que emplea una pluralidad de LED (diodos que emiten luz) como fuentes de luz similares a punto se ha conocido como un medio de iluminación para una pantalla de monitor LCD de un ordenador personal o conjunto de TV. Un elemento de control de flujo de luz similar a placa que tiene aproximadamente la misma forma como aquella de un panel LCD se emplea en el dispositivo de fuente de luz para superficie, que se proporciona con una pluralidad de LED dispuestos como una matriz en la parte posterior. Los LED emiten luz que es incidente a una cara posterior del elemento de control de flujo de luz y que viaja dentro del elemento de control de flujo de luz hasta una cara de emisión opuesta a la cara posterior, que se envía desde la cara de emisión hacia un panel LCD para que se retro ilumine. Las técnicas anteriores como ésta se han descrito en los siguientes documentos.

< Técnica Anterior 1 >

Esta se encuentra descrita en el documento Tokkai 2002- 49326 (JP- A) 2002- 49326) , de acuerdo con el cual el dispositivo de fuente de luz para superficie 10 se proporciona con matriz de microlentes 102. Los microlentes individuales se disponen en correspondencia uno a uno con una pluralidad de LED 101, como se muestra en la Figura 22. La luz desde los LED 101 se envía en una dirección perpendicular a un plano (hacia arriba) a través de una matriz de microlentes 102.

<Técnica Anterior 2>

Esta se encuentra descrita en el documento Tokkaisho 59-226381 (JP-A 1984-226381) , de acuerdo con el cual el dispositivo de pantalla de emisión 103 se proporciona con LED 104, lentes cóncavos 105 y lentes convexos 106, como se muestra en la Figura 23. La luz desde el LED 104 se condensa por los lentes convexos 106 después de ser desviada por los lentes cóncavos 105, se envía en una dirección aproximadamente paralela con un “eje óptico” de LED 104. Tenga en cuenta que el “eje óptico” se define como una dirección en que viaja la luz en un centro de flujo de luz tridimensional emitida desde una fuente de luz similar a punto (LED 104) .

< Técnica Anterior 3 >

Esta se encuentra descrita en el documento Tokkaisho 63-6702 (JP-A 1988-6702) , proporciona una unidad de iluminación 107 que tiene LED (s) 108, como se muestra en la Figura 24. La luz desde el LED 108 se condensa mediante lentes condensadores 110 y se dirige hacia afuera, luego que se desvía por los lentes divergentes 111.

<Técnica Anterior 4>

Otra técnica anterior proporciona una unidad de iluminación 1 como se muestra en la Figura 17b.

La unidad de iluminación 1 se proporciona con elemento de control de flujo de luz 4 y LED 5 que se dispone en el lado de cara posterior 4a del elemento de control de flujo de luz 4. La cara posterior 4a tiene una hendidura semiesférica 60 que enfrenta al LED 5 de tal manera que la luz desde el LED 5 ingresa en el elemento de control de flujo de luz 4 a través de la hendidura 60. La luz se envía desde la cara de emisión 4b.

Sin embargo, las técnicas anteriores descritas anteriormente implican los problemas como sigue.

(1) Técnica Anterior 1;

Dispositivo de fuente de luz para superficie 100 tiene una porción en la que la configuración de matriz de microlentes 102 varía de forma discontinua. La porción se ubica entre LED 101 adyacentes entre sí. La intensidad de emisión cambia bruscamente en esta porción de discontinuidad, con el resultado que aparece un desnivel notable en el brillo en torno a las regiones limítrofes entre microlentes individuales de matriz de microlentes 102.

(2) Técnica Anterior 2;

Es difícil decir que los lentes cóncavos 105 en la pantalla de emisión 103 se acoplan entre sí de forma continua para formar un plano. Adicionalmente a esto, los lentes convexos 106 apenas se acoplan entre sí de forma continua para formar un plano. Por lo tanto, un elemento de un área grande que se va iluminar, tal como un panel de pantalla de cristal líquido de pantalla grande, escasamente se suministra con luz para iluminación uniforme.

(3) Técnica Anterior 3;

Con la unidad de iluminación 107, la luz desde el LED 108 se diverge por lentes divergentes 111 después que se condensan por lentes condensadores 110. Esto reducirá el desnivel en el brillo cuando se compara con la técnica anterior 1. Sin embargo, se espera una mezcla suficiente de flujos de luz desde los LED 108 adyacentes entre sí, con el resultado que el desnivel en color de emisión entre LED individuales 108 tiende a ser notable.

(4) Técnica Anterior 4;

Con la unidad de iluminación 1, el ángulo de emisión 8 1 en la emisión desde el LED 5 y el ángulo de emisión 8 5 en la emisión desde elemento de control de flujo de luz 4 satisface una relación 8 5/8 1 > 1 para la luz desde el LED 5 diferente de la luz dentro de una vecindad angular de una dirección normal como se ilustra en las Figuras 17b y 4. Tenga en cuenta que “dirección normal” se define como una dirección que concuerde con el eje óptico L en la Figura 17b y una perpendicular normal a la cara de emisión 4b del elemento de control de flujo de luz 4. En otras palabras, el ángulo de emisión 8 1 en la emisión desde el LED 2 es mayor que el ángulo de emisión 8 5 en la emisión desde el elemento de control de flujo de luz 4. Estos permiten que los flujos de emisión desde el LED 5 se conviertan en los flujos de emisión expandidos.

Sin embargo, una incidencia hacia un borde de extremo de una hendidura 60 lleva luz que se intercepta con luz atraída por la incidencia hacia una vecindad del borde extremo porque el borde de extremo de la hendidura 60 (que conecta la porción entre la hendidura similar a semi-esfera 60 y la cara posterior generalmente plana 4a) proporciona un borde afilado. Esta intersección de luz plantea un problema de emisión similar a anillo. Como resultado, la unidad de iluminación 1 falla en expandir la luz desde el LED 5 suavemente y efectivamente a un rango deseable.

Objeto y resumen de la invención El documento JP 06-349305 A muestra un dispositivo de fuente de luz para superficie del tipo bajo consideración. El documento DE 19621148 A1 muestra adicionalmente una matriz de LED dispuesta en concavidades de una hoja de lentes, pero no se proporcionan los detalles de sus propiedades ópticas.

Un objeto de la presente invención es proporcionar dicho un dispositivo de fuente de luz para superficie que se puede utilizar como un dispositivo de fuente de luz para superficie que emplea una pluralidad de fuentes de luz similares a punto tal como LEDs, y en una unidad de iluminación que utiliza el dispositivo de fuente de luz para superficie, en el cual no hay irregularidad visible del color de emisión o brillo irregular.

Un desarrollo de la presente invención permite dicho un dispositivo de fuente de luz para superficie que emplea fuentes de luz similares a punto tal como LEDs, y una unidad de iluminación que incluye el dispositivo de fuente de luz para superficie, para expandir luz desde fuentes de luz similares a punto sin problema y efectivamente a un rango deseable.

La presente invención se define en la reivindicación 1, a la cual ahora se puede hacer referencia.

Se observa que el “ángulo de emisión” se expresa por el ángulo de dirección de emisión con respecto a la dirección normal de una cara de emisión de un elemento de control de flujo de luz.

La presente invención proporciona el elemento de control de flujo de luz anterior, que proporciona adicionalmente un dispositivo de fuente de luz para superficie que emplea el elemento de control de flujo de luz y las fuentes de luz similares a punto en combinación. Una unidad de iluminación se puede proporcionar que emplea el dispositivo de fuente... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo de fuente de luz para superficie (2) adaptado para retro iluminación, que comprende una pluralidad de fuentes de luz similares a punto (5) y un elemento de control de flujo de luz (4) que tiene una cara posterior (4a) en la que se proporciona una pluralidad de espacios (7) para recibir, refractar y transmitir luz desde otros correspondientes de dichas fuentes de luz similares a punto (5) que enfrentan otros respectivos de dichos espacios (7) , el elemento de control de flujo de luz (4) comprende adicionalmente una cara de emisión (4b) de la cual se emite dicha luz;

en la que cada dicha hendidura (7) tiene una primera cara de entrada de luz (7a) , y una segunda cara de entrada de luz (7b) de una porción periférica la cual se conecta suavemente a dicha cara posterior (4a) , mientras que dichas primeras y segundas caras de entrada de luz (7a, 7b) se interconectan en una ubicación de conexión para proporcionar un punto de inflexión (P) y se configuran con el fin de satisfacer las siguientes Condiciones 1 y 2, por lo menos para la luz que se emite dentro de un rango angular dentro de un rango angular de intensidad media de dicha fuente similar a punto:

Condición 1: la relación 85/81>1 se satisface excepto para la luz emitida dentro de un rango angular de aproximadamente 5° alrededor de la dirección normal con respecto a dicha cara de emisión (4b) ;

Condición 2: el valor de 85/81 cae gradualmente de acuerdo con el valor aumentado de 81, para 81>0;

en donde 81 es el ángulo de emisión de luz, lejos del eje óptico, cuando emerge de dicha fuente de luz similar a punto (5) , y 85 es el ángulo de emisión de esta luz cuando emerge de dicha cara de emisión (4b) .

2. Un dispositivo de fuente de luz para superficie (2) de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el ángulo (83) de la cara de entrada de luz (7) en el punto de inflexión es igual al ángulo de incidencia (81) en este punto.

3. Una unidad de iluminación (1) que comprende un dispositivo de fuente de luz para superficie (2) , un elemento de difusión de luz (6) y un elemento iluminado (3) suministrado con luz de dicho dispositivo de fuente de luz para la superficie (2) a través de dicho elemento de difusión (6) , en donde dicho dispositivo de fuente de luz para superficie (2) está de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, y la elemento de difusión de luz se dispone a lo largo de la cara de emisión (4b) .

ÍNDICE DE REFRACCIÓN

DIRECCIÓN DE ALTURA

SIN (PLURALIDAD DE

PRESENTE (PLURALIDAD DEHENDIDURA FUENTES DE LUZ)

INVENCIÓNFUENTES DE LUZ) Técnica (PLURALIDAD DEAnterior FUENTES DE LUZ) (FUENTE LUZ

PRESENTE INVENCIÓN INDIVIDUAL ) SIN (FUENTE LUZ

(FUENTE LUZHENDIDURA

INDIVIDUAL)

Técnica Anterior INDIVIDUAL ) DISTANCIA LONGITUDINAL A LO LARGO DELELEMENTO DE CONTROL DE FLUJO DE LUZ

NÓI SI ME ED DADI SNETNI

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