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

Un dispositivo (2) de fuente de luz de superficie, que comprende una pluralidad de fuentes de luz (5) puntuales y un miembro (4) para control de flujo de luz que tiene una cara posterior (4a) en la cual se provee una pluralidad de cavidades (7) para recibir,

refractar y transmitir luz desde las correspondientes de dichas fuentes (5) de luz puntual que enfrentan las respectivas de dichas cavidades (7), comprendiendo adicionalmente el miembro (4) para control de flujo de luz una cara (4b) de emisión desde la cual se emite dicha luz;

en el cual dicha cara posterior (4a) tiene un área plana dispuesta para recibir la luz de una o más fuentes de luz (5), y cada dicha cavidad (7) tiene una primera cara (7a) de entrada de luz, y una segunda cara (7b) de entrada de luz, una porción periférica de las cuales está conectada suavemente a dicha área plana de dicha cara posterior (4a), mientras que dichas primera y segunda caras (7a, 7b) de entrada de las que están interconectadas en una localización de conexión para proveer un punto de inflexión (P) y están configuradas de tal manera que satisfaga las siguientes Condiciones 1 y 2, al menos para la luz que es emitida dentro de un rango angular dentro de un rango angular de intensidad media desde dicha fuente puntual:

Condición 1: la relación θ5/θ1>1 es satisfecha, 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 θ5/θ1 cae gradualmente con el incremento de θ1, para θ1>0;

donde θ1 es el ángulo de emisión de luz, lejos del eje óptico, a medida que emerge de dicha fuente (5) de luz puntual, y θ5 es el ángulo de emisión de esa luz a medida que emerge de dicha cara de emisión (4b).

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

1. Campo de la invención

La presente invención se relaciona con un dispositivo de fuente de luz de superficie, una unidad de iluminación y un miembro de control de flujo de luz, aplicados, por ejemplo, a un dispositivo de fuente de luz de superficie para retroiluminar un panel de pantalla de cristal líquido, una unidad de Iluminación que adapta el dispositivo de fuente de luz de superficie como medio de iluminación, o un miembro de control de flujo de luz empleado en los mismos. Más específicamente, los dispositivos de fuente de luz de superficie, las unidades de iluminación y los miembros de control de flujo de luz de acuerdo con la presente Invención son capaces de ser aplicados a disposiciones de retroiluminación para pantallas de televisión o monitores de ordenadores personales.

2. Técnica relacionada

Un dispositivo de fuente de luz de superficie que emplea una pluralidad de LEDs (diodos de emisión de luz) como fuentes de luz similares a puntos ha sido conocido como un medio de iluminación para una pantalla de un monitor LCD de un ordenador personal o de un aparato de televisión. Un miembro de control de flujo de luz similar a una placa que tiene apenas la misma forma que la de un panel de LCD se emplea en el dispositivo de fuente de luz de superficie, provisto con una pluralidad de LEDs dispuestos como una matriz en el lado posterior. Los LEDs emiten luz la cual es incidente sobre una cara posterior del miembro de control de flujo de luz y viaja a través del miembro de control de flujo de luz a una cara de emisión opuesta a la cara posterior, saliendo desde la cara de emisión hacia un panel de LCD que va a ser retroiluminado. Las técnicas anteriores como estas han sido divulgadas en los siguientes documentos.

< Técnica anterior 1>

Esto se encuentra divulgado en Tokkal 2002-49326 (JP-A) 2002-49326), de acuerdo con la cual un dispositivo de fuente de luz de superficie 10 está provisto con un dispositivo de microlentes 102. Los microlentes individuales están dispuestos en una correspondencia uno a uno a una pluralidad de LEDs 101, como se muestra en la figura 22. La luz de los LEDs 101 se orienta en una dirección perpendicular a un plano (hacia arriba) a través del dispositivo de microlentes 102.

<Técn¡ca anterior 2>

Esta se encuentra divulgada en Tokkalsho59-226381 (JP-A1984-226381), de acuerdo con la cual el dispositivo depantalla de emisión 103 está provisto con LED 104, lente cóncavo 105 y lente convexo 106, como se muestra en la figura 23. La luz del LED 104es condensada mediante el lente convexo 106 después de ser sometida a divergencia por el lente cóncavo 105, siendo orientado en una dirección apenas paralela con un "eje óptico" del LED 104. Tómese nota por favor de que el "eje óptico" se define como una luz que viaja en dirección a un centro del flujo del luz tridimensional emitido desde una fuente de luz similar a un punto (LED 104).

«Técnica anterior 3>

Esta se encuentra divulgada en Tokkaisho 63-6702 (JP-A 1988-6702), proveyendo una unidad de iluminación 107 que tiene LED(s) 108, como se muestra en la figura 24. La luz del LED 108 es condensada mediante el lente condensador 110 y dirigida hada adelante, y luego sometida a divergencia mediante los lentes divergentes 111.

«Técnica anterior 4>

Otra técnica anterior provee la unidad de iluminación 1 como se muestra en la figura 17b.

La unidad de iluminación 1 está provista con un miembro 4 de control de flujo de luz y es un LED 5 el cual está dispuesto en el lado de la cara posterior 4a del miembro 4 de control de flujo de luz. La cara posterior 4a tiene una concavidad semiesférica 60 de frente al LED 5 de tal forma que la luz que viene del LED 5 entra en el miembro 4 del control de flujo de luz a través de la cavidad 60. La luz es orientada desde la cara de emisión 4b.

Sin embargo, las técnicas anteriores involucran problemas como sigue.

(1) Técnica anterior 1;

El dispositivo 100 de fuente de luz de superficie tiene una porción en la cual la configuración de la disposición de microlentes 102 varía de manera discontinua. La porción está localizada entre los LEDs 101 adyacentes uno a otro.

La intensidad de la emisión cambia agudamente en esta porción discontinua, con el resultado de que aparece una disparidad conspicua en brillo alrededor de las regiones frontera entre microlentes individuales del dispositivo de microlentes 102.

(2) Técnica anterior 2;

Es difícil decir que los lentes cóncavos 105 en la pantalla de emisión 103 están acoplados uno con otro de manera continua para formar un plano. Adicionalmente a esto, los lentes convexos 106 están acoplados escasamente uno con otro de manera continua para formar un plano. Por lo tanto, un número de un área grande que va a ser iluminada, tal como un panel de pantalla de cristal líquido de despliegue grande, es suministrado difícilmente con luz de iluminación uniforme.

(3) Técnica anterior 3;

Con la unidad de iluminación 107, la luz del LED 108 es sometida a divergencia por los lentes divergentes 111 después de ser condensada por los lentes condensadores 110. Esto reducirá la disparidad en brillo en comparación con la técnica anterior 1. Sin embargo, una mezcla suficiente de flujos de luz de los LEDs 108 adyacentes uno a otro se espera difícilmente, con el resultado de que la disparidad en el color de emisión entre el LEDs 108 Individuales tiende a ser conspicua.

(4) Técnica anterior 4;

Con la unidad de iluminación 1, un ángulo de emisión 9 1 del LED 5 y el ángulo de emisión 0 5 en emisión desde el miembro 4 de control de flujo de luz satisfacen una relación 0 5/61 >1 para la luz de los LED 5 diferente a la luz dentro de una vecindad angular de una dirección normal como se ¡lustra en las figuras 17b y 4. Nótese que la "dirección normal" se define como una dirección la cual concuerda con el eje óptico L en la figura 17b y una normal perpendicular a la cara de emisión 4b del miembro 4 de flujo de luz. En otras palabras, el ángulo de emisión 0 1 en emisión del LED 2 mayor que el ángulo de emisión 0 5 en emisión del miembro 4 de control de flujo de luz. Esto permite que los flujos de emisión del LED 5 sean convertidos en flujos de emisión expandidos.

Sin embargo, una incidencia sobre un borde extremo de una cavidad 60 trae la luz que intersecta con la luz traída por la incidencia a una vecindad del borde extremo porque el borde extremo de la cavidad 60 (que conecta la porción entre la cavidad 60 en forma de semiesfera y la cara posterior 4a generalmente planajda un borde agudo. Esta intersección de luz genera un problema de emisión similar a un anillo. Como resultado, la unidad de Iluminación falla en la expansión de la luz desde el LED 5 suave y efectivamente hasta un rango deseable.

Objetivo y resumen de la invención

La JP 06-349305-A divulga un dispositivo de fuente de luz de superficie del tipo con el cual se relaciona la Invención. La DE 19621148 (Magna Reflex Holding) muestra una guía de luz flexible con cavidades y que descansa sobre un tablero de circuito, utilizada para una luz de automóvil.

Un objeto de la presente invención es proveer un dispositivo de fuente de luz de superficie que emplea una pluralidad de fuentes de luz similares a un punto tal como LEDs, y una unidad de Iluminación que utiliza el dispositivo de fuente de luz de superficie, en la cual no hay disparidad conspicua del color de emisión o de brillos Irregulares.

Las realizaciones de la presente invención deberían permitir tal dispositivo de fuente de luz de superficie que emplea fuentes de luz similares a puntos tales como LEDs, y una unidad de Iluminación que Incluya el dispositivo de fuente de luz de superficie, para expandir la luz desde las fuentes de luz similares a puntos suave y efectivamente hasta un rango deseable.

De acuerdo con la presente invención, se provee un dispositivo de fuente de luz de superficie como se define en la reivindicación!

Puede proveerse una unidad de iluminación que emplea el dispositivo de fuente de luz de superficie y un miembro de difusión de luz.

De acuerdo con la presente invención, los flujos de luz desde una fuente de luz similar a un punto se expanden suave y efectivamente hasta un rango amplio mediante la cavidad correspondiente a los LEDs. Como resultado, la luz de Iluminación emitida desde una cara de emisión del miembro de control de flujo de luz tiene un brillo uniforme en un amplio rango.

Puesto que se emplea una pluralidad de fuentes de luz similares a puntos, los flujos de luz desde ellas tienden a mezclarse bien. Por lo tanto,... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo (2) de fuente de luz de superficie, que comprende una pluralidad de fuentes de luz (5) puntuales y un miembro (4) para control de flujo de luz que tiene una cara posterior (4a) en la cual se provee una pluralidad de cavidades (7) para recibir, refractar y transmitir luz desde las correspondientes de dichas fuentes (5) de luz puntual que enfrentan las respectivas de dichas cavidades (7), comprendiendo adlclonalmente el miembro (4) para control de flujo de luz una cara (4b) de emisión desde la cual se emite dicha luz;

en el cual dicha cara posterior (4a) tiene un área plana dispuesta para recibir la luz de una o más fuentes de luz (5), y cada dicha cavidad (7) tiene una primera cara (7a) de entrada de luz, y una segunda cara (7b) de entrada de luz, una porción periférica de las cuales está conectada suavemente a dicha área plana de dicha cara posterior (4a), mientras que dichas primera y segunda caras (7a, 7b) de entrada de las que están interconectadas en una localización de conexión para proveer un punto de inflexión (P) y están configuradas de tal manera que satisfaga las siguientes Condiciones 1 y 2, al menos para la luz que es emitida dentro de un rango angular dentro de un rango angular de intensidad media desde dicha fuente puntual:

Condición 1: la relación 05/01 >1 es satisfecha, excepto para la luz emitida dentro de un rango angular de aproximadamente 5o alrededor de la dirección normal con respecto a dicha cara de emisión (4b);

Condición 2: el valor de 05/01 cae gradualmente con el incremento de 01, para 01 >0;

donde 01 es el ángulo de emisión de luz, lejos del eje óptico, a medida que emerge de dicha fuente (5) de luz puntual, y 05 es el ángulo de emisión de esa luz a medida que emerge de dicha cara de emisión (4b).

2. Un dispositivo (2) de fuente de luz de superficie de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el ángulo (03) de la cara (7) de entrada de luz en el punto de inflexión es igual al ángulo de incidencia (01) en ese punto.

3. Una unidad de iluminación (1) que comprende un dispositivo (2) de fuente de luz de superficie, un miembro (6) para difusión de luz y un miembro iluminado (3) provista con luz desde dicho dispositivo (2) de fuente de luz de superficie a través de dicho miembro (6) de difusión, en donde dicho dispositivo (2) de fuente de luz de superficie está de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, y el miembro de difusión de luz está dispuesto a lo largo de la cara de emisión (4b).