MÓDULO DE ILUMINACIÓN.

Módulo (1) de iluminación que comprende una pluralidad de fuentes (2;

R, G, B) de luz distribuidas sobre la superficie posterior de una placa (3) de guía de luz que alberga dichas fuentes de luz y que puede guiar la luz de dichas fuentes de luz a través de al menos una parte de dicha placa, comprendiendo dicha placa de guía de luz una pluralidad de estructuras (6) de acoplamiento de entrada y estructuras (4) de acoplamiento de salida continuas, acoplando cada estructura de acoplamiento de entrada la luz de una fuente de luz en dicha placa de guía de luz y estando cada fuente (2; R, B, G) de luz rodeada por al menos una de dichas estructuras (4) de acoplamiento de salida continuas de manera que al menos una parte de la luz emitida por una primera fuente (2A) de luz y al menos una parte de la luz emitida por una segunda fuente (2B) de luz adyacente se mezclan dentro de dicha placa de guía de luz antes de salir de dicho módulo de iluminación en la parte delantera de la placa de guía de luz a través de una de dichas estructuras de acoplamiento de salida como un único haz de luz mixto sustancialmente colimado (L) caracterizado porque las estructuras de acoplamiento de entrada y de acoplamiento de salida están previstas en el lado de salida de luz.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2006/052808.

Solicitante: KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N.V..

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: GROENEWOUDSEWEG 1 5621 BA EINDHOVEN PAISES BAJOS.

Inventor/es: KRIJN,MARCELLINUS,P.,C,M, VISSENBERG,Michel,C.,J.,M, IJZERMAN,Willem,L, CORNELISSEN,Hugo,J, GORKOM,Ramon,P.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 15 de Agosto de 2006.

Clasificación PCT:

  • G02B6/00 FISICA.G02 OPTICA.G02B ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene prioridad; elementos ópticos especialmente adaptados para ser utilizados en los dispositivos o sistemas de iluminación F21V 1/00 - F21V 13/00; instrumentos de medida, ver la subclase correspondiente de G01, p. ej. telémetros ópticos G01C; ensayos de los elementos, sistemas o aparatos ópticos G01M 11/00; gafas G02C; aparatos o disposiciones para tomar fotografías, para proyectarlas o para verlas G03B; lentes acústicas G10K 11/30; "óptica" electrónica e iónica H01J; "óptica" de rayos X H01J, H05G 1/00; elementos ópticos combinados estructuralmente con tubos de descarga eléctrica H01J 5/16, H01J 29/89, H01J 37/22; "óptica" de microondas H01Q; combinación de elementos ópticos con receptores de televisión H04N 5/72; sistemas o disposiciones ópticas en los sistemas de televisión en colores H04N 9/00; disposiciones para la calefacción especialmente adaptadas a superficies transparentes o reflectoras H05B 3/84). › Guías de luz; Detalles de estructura de las disposiciones que comprenden guías de luz y otros elementos ópticos, p. ej. medios de acoplamiento.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia.

PDF original: ES-2367044_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

La invención se refiere a un módulo de iluminación y a una lámpara o aparato de visualización que comprende un módulo de iluminación de este tipo.

En los últimos años, se ha realizado un avance espectacular en cuanto al brillo, la eficacia luminosa y la asequibilidad de las fuentes de luz en estado sólido, tales como los diodos emisores de luz (LED). Este avance ha hecho posible nuevas aplicaciones de iluminación que ya no están restringidas a mercados específicos. Una aplicación que entra dentro del alcance es la iluminación de matriz de superficies. En la iluminación de matriz, se aplica un módulo de iluminación sustancialmente plano que comprende varias fuentes de luz que emiten luz colimada de manera que las fuentes de luz todavía pueden reconocerse en el campo lejano. Un ejemplo es la iluminación de una mesa con un módulo de iluminación plano y delgado suspendido a cierta distancia de la mesa. Puede usarse un módulo de este tipo para transmitir un estado de ánimo o para visualizar información no alfanumérica sobre una superficie. La iluminación de matriz también puede usarse para mejorar la experiencia de visualización cuando se mira la televisión usándola como iluminación ambiente que extiende la imagen fuera de los límites de la pantalla de televisión.

Los módulos de iluminación conocidos hasta la fecha se basan en retroiluminaciones tal como se usa en las pantallas de cristal líquido (LCD) o se basan en un conjunto de LED colocados uno junto a otro o distribuidos sobre alguna superficie. Sin embargo, las retroiluminaciones en las LCD constituyen sólo un único píxel y proporcionan luz que es esencialmente no direccional (es decir, colimada de manera insuficiente para usarse para la iluminación de matriz). Un conjunto de LED discretos, cuando están equipados con colimadores, puede proporcionar luz colimada aunque no da la apariencia de una superficie que emite de manera uniforme.

El documento JP 10-082915 da a conocer un dispositivo de fuente de luz de superficie, en el que la superficie trasera de una placa de guía de luz está dotada de una cavidad para la inserción de una fuente de luz. La fuente de luz, tal como un LED, se ajusta a presión y se fija en la cavidad. La cavidad para la inserción de la fuente de luz está formada de modo que es más estrecha en anchura en el lado más profundo al menos en el extremo frontal de la cavidad. Como resultado, la luz emitida hacia adelante desde la fuente de luz es incidente en el interior de la placa de guía de luz mientras que la luz se refracta lateralmente por los flancos de la cavidad para la inserción de la fuente de luz. Por consiguiente, puede disminuirse la cantidad de la luz que incide en el interior de la placa de guía de luz hacia adelante de la fuente de luz.

El documento US 2004/0080938 da a conocer una serie de fuentes de luz LED. Se proporcionan películas prismáticas sobre la serie de fuentes de luz con el fin de aumentar la uniformidad óptica de la luz emitida por las fuentes de luz.

El documento W02004/027467 da a conocer un dispositivo de generación de luz que comprende una guía de luz de placa con dos lados sustancialmente paralelos. Al menos en un lado se dispone al menos una disposición de entrada de luz que comprende medios de acoplamiento de entrada de luz. En el otro lado se dispone al menos una unidad de salida de luz que comprende medios de acoplamiento de salida de luz.

Un problema asociado con el módulo de iluminación de la técnica anterior es que este módulo no puede emitir luz colimada de manera que las fuentes de luz del módulo de iluminación todavía pueden reconocerse en el campo lejano mientras se obtiene una distribución de luz uniforme sobre una superficie en el campo lejano. En otras palabras, el módulo de iluminación de la técnica anterior no es adecuado para su uso como un módulo de iluminación de matriz.

Un objeto de la invención es proporcionar un módulo de iluminación según la reivindicación 1, adecuado para su uso como un módulo de iluminación de matriz.

Para ello, se proporciona un módulo de iluminación que comprende una pluralidad de fuentes de luz distribuidas sobre la parte posterior de una placa de guía de luz que alberga dichas fuentes de luz y que puede guiar la luz de dichas fuentes de luz a través de al menos una parte de dicha placa, comprendiendo dicha placa de guía de luz una pluralidad de estructuras de acoplamiento de entrada y estructuras de acoplamiento de salida continuas, acoplando cada estructura de acoplamiento de entrada la luz de una fuente de luz en dicha placa de guía de luz y estando cada fuente (2; R, B, G) de luz rodeada por al menos una de dichas estructuras de acoplamiento de salida continuas de modo que al menos una parte de la luz emitida por una primera fuente de luz y al menos una parte de la luz emitida por una segunda fuente de luz adyacente se mezclan dentro de dicha placa de guía de luz antes de salir de dicho módulo de iluminación en la parte delantera de la placa de guía de luz a través de una de dichas estructuras de acoplamiento de salida como un único haz de luz mixto sustancialmente colimado y para el que el módulo de iluminación se caracteriza porque las estructuras de acoplamiento de entrada y de acoplamiento de salida están previstas en el lado de salida de luz. Un módulo de iluminación de este tipo tiene la ventaja de su sencilla fabricación.

El módulo de iluminación adecuado para la iluminación de matriz se obtiene colocando las estructuras de acoplamiento de salida de modo que se cumple la condición mediante la cual se permite que la luz se mezcle dentro de la placa de guía de luz, mientras que la luz emitida desde el módulo de iluminación está sustancialmente colimada. La

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estructura de acoplamiento de salida es preferiblemente una parte integrada de la placa de guía de luz. La mezcla de luz se permite mediante la disposición de las estructuras de acoplamiento de salida de modo que dos o más fuentes de luz usan o comparten una estructura de acoplamiento de salida para obtener luz colimada del módulo de iluminación. Aparte de la iluminación de matriz, el módulo de iluminación según la invención también puede usarse para otros fines, incluyendo una retroiluminación de resalte para las pantallas de cristal líquido.

En una realización preferida de la invención, cada fuente de luz está prevista sustancialmente en el centro de al menos una estructura de acoplamiento de salida concéntrica. La posición central de la fuente de luz con respecto a la estructura de acoplamiento de salida permite la mezcla de los haces de luz de fuentes de luz adyacentes y la colimación posterior del haz de luz mixto resultante. Por consiguiente, se obtiene un módulo de iluminación que puede proporcionar una distribución de luz uniforme de haces de luz colimados sobre una superficie mientras que todavía pueden reconocerse los haces de luz colimados individuales. Los haces de luz colimados comprenden luz de al menos la primera fuente de luz y la segunda fuente de luz.

La realización de la invención tal como se define en la reivindicación 3, proporciona la ventaja de que puede fabricarse una estructura de acoplamiento de salida eficaz en o sobre la placa de guía de luz de una manera relativamente sencilla. El acoplamiento de salida puede mejorarse o controlarse añadiendo medios ópticos adicionales, tales como una lente lenticular dentro de la ranura.

La realización de la invención tal como se define en la reivindicación 4, proporciona la ventaja de un módulo de iluminación que emite luz de sólo un estado de polarización particular, mientras que no se emite la luz con el estado de polarización ortogonal desde el módulo. De esta manera, se obtiene una retroiluminación que emite luz polarizada y colimada que puede usarse por ejemplo en un monitor de pantalla de cristal líquido.

La realización de la invención tal como se define en la reivindicación 5, tiene la ventaja de que los diodos emisores de luz (LED) tienen un factor de forma pequeño, haciendo posible un módulo de iluminación plano delgado. Adicionalmente, los LED tienen una vida útil de servicio larga, voltajes de funcionamiento bajos, colores espectrales casi puros, modulación rápida de la salida luminosa y rápida conmutación entre un estado de encendido y apagado.

La realización de la invención tal como se define en la reivindicación 6, tiene la ventaja de obtener una distribución de luz uniforme para cada color sobre la superficie en el campo lejano.

La realización... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Módulo (1) de iluminación que comprende una pluralidad de fuentes (2; R, G, B) de luz distribuidas sobre la superficie posterior de una placa (3) de guía de luz que alberga dichas fuentes de luz y que puede guiar la luz de dichas fuentes de luz a través de al menos una parte de dicha placa, comprendiendo dicha placa de guía de luz una pluralidad de estructuras (6) de acoplamiento de entrada y estructuras (4) de acoplamiento de salida continuas, acoplando cada estructura de acoplamiento de entrada la luz de una fuente de luz en dicha placa de guía de luz y estando cada fuente (2; R, B, G) de luz rodeada por al menos una de dichas estructuras (4) de acoplamiento de salida continuas de manera que al menos una parte de la luz emitida por una primera fuente (2A) de luz y al menos una parte de la luz emitida por una segunda fuente (2B) de luz adyacente se mezclan dentro de dicha placa de guía de luz antes de salir de dicho módulo de iluminación en la parte delantera de la placa de guía de luz a través de una de dichas estructuras de acoplamiento de salida como un único haz de luz mixto sustancialmente colimado (L) caracterizado porque las estructuras de acoplamiento de entrada y de acoplamiento de salida están previstas en el lado de salida de luz.

2. Módulo (1) de iluminación según la reivindicación 1, en el que cada fuente (2; R, G, B) de luz está prevista sustancialmente dentro de un centro de al menos una estructura (4) de acoplamiento de salida concéntrica.

3. Módulo (1) de iluminación según la reivindicación 1, en el que dicha estructura (4) de acoplamiento de salida comprende una o más ranuras previstas en dicha placa (3) de guía de luz, albergando dichas ranuras de manera opcional medios (9) ópticos adicionales.

4. Módulo de iluminación según la reivindicación 1, en el que dicho módulo de iluminación incluye una capa selectiva de polarización, preferiblemente una capa birrefringente.

5. Módulo (1) de iluminación según la reivindicación 1, en el que dichas fuentes de luz comprenden uno o más diodos (2; R, G, B) emisores de luz.

6. Módulo (1) de iluminación según la reivindicación 1, en el que dichas fuentes de luz (R, G, B) comprenden diodos emisores de luz de al menos dos colores diferentes o multipletes de diodos emisores de luz de colores diferentes.

7. Módulo (1) de iluminación según la reivindicación 1, en el que el espesor (T) de dicha placa de guía de luz varía en la dirección entre dichas fuentes de luz (T).

8. Módulo (1) de iluminación según la reivindicación 1, en el que dicho módulo se dispone para dirigir de manera individual dichas fuentes (2; R, G, B) de luz.

9. Lámpara (10) que puede iluminar una superficie (11; 20) que comprende un módulo (1) de iluminación según la reivindicación 1, en el que se disponen dichas fuentes (2) de luz en una matriz y se disponen dichas estructuras (4) de acoplamiento de salida para tener haces de luz mixtos colimados únicos solapantes sobre dicha superficie.

10. Aparato de visualización que comprende un panel (20) de pantalla de cristal líquido que puede visualizar imágenes recibiendo una señal de vídeo (V) y una retroiluminación que comprende un módulo (1) de iluminación según la reivindicación 1 con fuentes (2; R, G, B) de luz que pueden dirigirse individualmente, en el que dicha retroiluminación puede resaltar regiones (R) de dicho panel de pantalla de cristal líquido controlando dichas fuentes de luz que pueden dirigirse individualmente según dicha señal de vídeo.

11. Aparato (30) de visualización que puede visualizar imágenes sobre un panel (31) de visualización recibiendo una señal de vídeo (V), comprendiendo dicho aparato de visualización un módulo (1) de iluminación según la reivindicación 1 con fuentes (2 ;R, G, B) de luz que pueden dirigirse individualmente, en el que dicho módulo de iluminación se dispone para sugerir una extensión de dicha imagen fuera de dicho panel de visualización controlando dichas fuentes de luz que pueden dirigirse individualmente según dicha señal de vídeo.

 

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