СИСТЕМА ОКРУЖАЮЩЕГО ОСВЕЩЕНИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ОТОБРАЖЕНИЯ Российский патент 2014 года по МПК G02F1/13357 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к системе окружающего освещения для устройства отображения для испускания окружающего света на стену позади устройства отображения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В последние годы на рынке представлены телевизоры с так называемой функцией AmbiLight. Такие телевизоры содержат источники света, расположенные по периферии телевизоров, которые испускают окружающий свет на стену позади телевизоров так, что испускаемый свет совпадает с воспроизводимым видеоизображением. Эффектом является виртуальный экран большего размера и более глубокое впечатление от просмотра. В первом поколении телевизоров с функцией AmbiLight система AmbiLight должна была располагаться около края телевизора и смотреть в сторону стены за телевизором. Впоследствии ее расположение сохранили, но для снижения заметности бликов направили в сторону стены позади устройства и использовали отражатели, чтобы направить свет на стену за телевизором. Внутреннее расположение этих компонентов таково, что происходит испускание окружающего света на стену позади телевизора.

На фиг.1 a) и b) графически представлены две вариации телевизоров 104 с функцией AmbiLight согласно известному уровню техники, которые помещены на расстоянии d 18 от стены 107 и содержат утолщенную центральную часть 11 позади телевизора и окружающую часть 10. Как показано здесь, система 20 окружающего освещения содержит печатную монтажную плату (PCB) 13, светодиод(ы) (LED) 15 для испускания окружающего света 16 на стену 107, отражатель 14, выходное отверстие 12 и модуль 20 окружающего света на краю. Все эти компоненты встроены в край телевизора.

В WO2008/081387 A1 раскрыто устройство отображения с окружающим светом, где источники света и отражатель расположены на части края устройства отображения и вокруг экрана. Отражатель содержит часть с отверстием, которая позволяет делить надвое свет от источников света. Половина или больше половины света направляется на фон устройства отображения, а половина или меньше половины света направляется через диффузор лицевой панели на переднюю часть устройства отображения.

В WO2005/076602 A1 раскрыто устройство отображения с фоновой подсветкой, где на частях края устройства отображения предусмотрены источники света со световодами. Световоды содержат средства для вывода света. Отражающее тело можно инкапсулировать в экструдированный световод.

В настоящее время ультратонкие телевизоры приобретают все большую популярность. Этот современный подход, как изображено на фиг.1 a) и b), нельзя использовать в ультратонких телевизорах по нескольким причинам. Первая причина заключается в том, что расположение системы освещения на краю телевизора очевидно делает края телевизора толще, чем у телевизора, который не содержит такую систему AmbiLight. Кроме того, когда устройство располагают ближе к стене (что предпочтительно для более тонких устройств), световой путь до стены становится все короче и короче. Это противоречит требованиям к длине светового пути, когда нельзя увеличивать число источников света, например LED. В итоге перемещение телевизора ближе к стене уменьшает возможность добавить отражатель. В результате этого увеличивается заметность бликов.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы преодолеть указанные выше недостатки, обеспечив систему окружающего освещения, которая подходит для ультратонких устройств отображения.

Согласно одному из аспектов настоящее изобретение относится к устройству отображения, которое содержит систему окружающего освещения для испускания окружающего света на стену позади устройства отображения, которая содержит:

- по меньшей мере один источник света, расположенный на задней стороне устройства отображения, и

- по меньшей мере один отражатель, расположенный на задней стороне устройства отображения,

причем по меньшей мере один источник света расположен в области внутри центральной части задней стороны устройства отображения и по меньшей мере один отражатель расположен на периферии задней стороны устройства отображения таким образом, что когда устройство отображения располагают вблизи стены, то свет, испускаемый по меньшей мере одним источником света, по меньшей мере частично отражается отражателем по направлению к стене таким образом, что отраженный свет по меньшей мере частично по периферии окружает наблюдаемую область устройства отображения.

Таким образом, тот факт, что источники света, которые в одном из вариантов осуществления содержат светодиоды (LED), и отражатель встроены не в переднюю часть, а в заднюю часть, позволяет реализовать систему окружающего освещения в ультратонких устройствах отображения. Также внутреннее расположение между по меньшей мере одним источником света и отражателем можно выбрать так, что световой путь между отражателем и стеной будет достаточно длинным, несмотря на то, что устройство отображения расположено очень близко к стене, т.е. эта система освещения предоставляет значительно большую свободу проектирования. Это значит, что все нежелательные световые эффекты, например блики от LED, станут незаметны, и что будет выполнено требование к длине светового пути, чтобы минимизировать число источников света. Также при удалении источников света от края устройства отображения и, например, по направлению к области внутри центральной части задней стороны устройства отображения источники окружающего света будут скрыты от прямого наблюдения.

В одном из вариантов осуществления система окружающего освещения дополнительно содержит по меньшей мере один оптический элемент, расположенный между по меньшей мере одним источником света и по меньшей мере одним отражателем так, что испускаемый свет проходит через оптический элемент.

Такой оптический элемент можно использовать для переноса, отклонения, собирания или расширения пучка лучей испускаемого света. Расположив по меньшей мере один источник света около центральной задней части и отражатель на периферии задней стороны, объемные части системы AmbiLight (PCB, LED), которые, как правило, использовали в системах окружающего освещения из уровня техники, смещаются от края к центральной задней части телевизора, которая уже тоньше, при этом оставляя отражатель меньшего размера на краю. Как указано выше, важным условием является то, что теперь свет переносится через более длинное расстояние между источником и отражателем, не достигая стены позади телевизора. Следовательно, введение такого оптического элемента является особым преимуществом.

В одном из вариантов осуществления по меньшей мере один оптический элемент представляет собой световод. В другом варианте осуществления по меньшей мере один оптический элемент представляет собой коллиматор. Также световод и коллиматор можно использовать в сочетании.

В одном из вариантов осуществления оптический элемент выбран из:

- клина или

- диффузора или

- концентратора или

- рассеивателя или

- плоского зеркала или

- произвольно изогнутого зеркала или

- их сочетания.

Один или несколько из этих элементов также можно комбинировать с указанным световодом и/или коллиматором.

В одном из вариантов осуществления сам отражатель является задней частью устройства отображения. Таким образом, отражатель и задняя часть устройства отображения выступают в качестве общего элемента, что ведет к уменьшению сложности и толщины конструкции.

В одном из вариантов осуществления конец отражателя на периферии задней стороны устройства отображения имеет изогнутую форму, которая обращена в сторону от стены позади устройства отображения. Таким образом, можно избежать неожиданного блеска на стене и, следовательно, улучшить впечатление от просмотра.

В одном из вариантов осуществления отражатель имеет по меньшей мере частично изогнутую форму, причем форма приспособлена к внутреннему расположению по меньшей мере одного источника света с тем, чтобы распространять свет, испускаемый по меньшей мере одним источником света, в определенные области на стене. Таким образом, можно реализовать оптимальное распределение света.

В одном из вариантов осуществления отражатель содержит одно или более из следующего:

- текстуры, выполненные с возможностью воспроизведения узоров на стене,

- диффузный компонент.

Таким образом, использование текстур позволяет создавать некоторые конкретные узоры, которые даже можно адаптировать для различных пользователей. Можно использовать диффузную финишную обработку, чтобы сделать отраженный свет более «мягким», и, таким образом, можно избежать нежелательных световых узоров, обусловленных тенями или неровностями зеркала.

Согласно другому аспекту настоящее изобретение относится к системе монтажа на стене, содержащей систему окружающего освещения для испускания окружающего света на стену позади устройства отображения, к которому крепят систему монтажа на стене, причем упомянутая система монтажа на стене содержит:

- по меньшей мере один источник света, и

- по меньшей мере один отражатель,

причем по меньшей мере один источник света расположен в области внутри центральной части задней стороны устройства отображения и по меньшей мере один отражатель расположен на периферии задней стороны устройства отображения, когда систему монтажа на стене крепят к устройству отображения таким образом, что когда устройство отображения с системой монтажа на стене помещают вблизи стены, свет, испускаемый по меньшей мере одним источником света, по меньшей мере частично отражается отражателем по направлению к стене таким образом, что отраженный свет по меньшей мере частично окружает по периферии наблюдаемую область устройства отображения.

В одном из вариантов осуществления устройство отображения выбрано из:

- ЖК-устройства,

- плазменного устройства,

- устройства на основе органического светодиода (OLED),

- проекционного экрана.

Каждый аспект по настоящему изобретению можно комбинировать с любыми другими аспектами. Эти и другие аспекты изобретения очевидно следуют из вариантов осуществления, описанных в настоящем документе далее, и объяснены по отношению к ним.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Только в качестве примера варианты осуществления изобретения описаны на основании чертежей, на которых

на фиг.1 a) и b) графически представлены два варианта телевизоров с функцией AmbiLight из уровня техники,

на фиг.2 показана система окружающего освещения для устройства отображения по настоящему изобретению,

на фиг.3 показан один из вариантов осуществления системы окружающего освещения в ультратонком устройстве отображения, и

на фиг.4-6 показан другой вариант осуществления системы окружающего освещения в ультратонком устройстве отображения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.2 показана система 100 окружающего освещения для устройства 104 отображения по настоящему изобретению, причем система 100 окружающего освещения выполнена с возможностью испускания окружающего света, обозначенного стрелками 106, на стену 107 позади устройства 104 отображения. Устройство отображения можно выбрать из: ЖК-устройства, плазменного устройства, устройства на основе органического светодиода (OLED), проекционного экрана, монитора компьютера и т.п. Под термином «стена» понимают любой тип поверхности, которая отражает свет по направлению к зрителю 105, расположенному перед устройством 104 отображения. Система 100 окружающего освещения содержит по меньшей мере один источник 101 света (И_С) и отражатель 102 (О), которые расположены на задней стороне устройства 104 отображения. В одном из вариантов осуществления система 100 окружающего освещения дополнительно содержит по меньшей мере один оптический элемент 103 (О_Э), расположенный между по меньшей мере одним источником 101 света (И_С) и отражателем 102 (О) таким образом, что свет из пучка лучей света входит в оптический элемент. На фиг.3 и 4 более подробно показано, что внутреннее расположение по меньшей мере одного источника 101 света (И_С) и отражателя 102 (О) таково, что когда устройство 104 отображения помещают вблизи от стены 107, свет 106, испускаемый по меньшей мере одним источником 101 света (И_С), отражается отражателем 102 (О) по направлению к стене 107 так, что отраженный свет 106 по меньшей мере частично окружает по периферии наблюдаемую область устройства 104 отображения, например, с левой и правой стороны, или с левой и правой стороны и с верхней и нижней стороны так, что он окружает наблюдаемую область.

На фиг.3 показан один из вариантов осуществления системы 100 окружающего освещения, показанной на фиг.2, в ультратонком устройстве 104 отображения, например в телевизоре, который расположен на расстоянии d 18 от стены 107. Несмотря на то что это не показано на чертеже, передняя часть 10 на фиг.3 значительно тоньше, чем передняя часть 10 типичного телевизора с функцией AmbiLight из уровня техники, где система окружающего освещения интегрирована в переднюю часть. Также на фиг.3 расстояние d 18, как правило, короче, чем показано на фиг.1, поскольку достигается достаточно большой световой путь в системе 100 окружающего освещения (чего не было в системе из уровня техники, показанной на фиг.1). Настоящее изобретение основано на использовании пространства 302, показанного штриховыми линиями, которое создано позади устройства 104 отображения благодаря более тонкой центральной задней части 11 для того, чтобы вмещать систему 100 окружающего освещения, вместо встраивания системы 100 окружающего освещения в переднюю часть 10 устройства 104 отображения, как показано на фиг.1. В варианте осуществления печатная монтажная плата (PCB) 13 и источник света (И_С) 101 расположены на стороне задней части 11. На периферии задней части 11 тонкий отражатель 14 (О) расположен путем монтажа на задней части устройства 104 отображения. Этот отражатель 14 может простираться вокруг периферии устройства 104 отображения. Между источником 101 света (И_С) и отражателем 14 (О) размещен оптический элемент 103 (О_Э), который в этом варианте осуществления является световодом 201, функция которого состоит в том, чтобы проводить свет от источника 101 света (И_С) по направлению к отражателю 14 (О) и предотвращать попадание света на стену 107 позади устройства 104 отображения. При условии, что источники света представляют собой LED, за счет его длины достигается хорошее смешивание между LED и хорошая однородность, даже если выход световода расположен близко к стене.

На фиг.4 графически представлен один из вариантов осуществления системы 100 окружающего освещения по настоящему изобретению, где сам отражатель 102 (О) является задней частью устройства 104 отображения. Таким образом, для задней части устройства отображения выбирают соответствующие элементы, или заднюю часть можно покрыть соответствующим элементом, чтобы добиться необходимых отражательных свойств. Как показано на этом чертеже, можно направить один или несколько источников 101 света (И_С), например источники света, такие как LED.

Отражатель 102 (О) можно выполнить из вещества, пригодного для отражения света соответствующим образом, например, отражатель может представлять собой диффузор для рассеивания и/или расширения испускаемого света 106 по направлению к стене 107 и, таким образом, может давать мягкий свет. Такой диффузор можно выбрать из группы стеклянных диффузоров, тефлоновых диффузоров, голографических диффузоров, диффузоров из опалового стекла, серых стеклянных диффузоров и т. п.

В одном из вариантов осуществления отражатель 102 (О) имеет конец изогнутой формы, простирающийся вверх и по направлению к стене, чтобы избежать внезапных переходов яркости на стене, и/или имеет такую форму, чтобы концентрировать свет в определенной области на стене и для создания оптимального распределения света, и/или содержит (макро) текстуры для создания узоров на стене. Помимо зеркала также можно использовать отражатели 102 (О) с диффузным компонентом для создания более «мягкого» света и во избежание нежелательных световых узоров, обусловленных неплоскими зеркалами изогнутой формы по сторонам от отражателя, направленными к стене позади устройства 104 отображения. Также можно осуществить другие варианты отражателей 102 (О), например частично фигурные отражатели, где форма приспособлена к внутреннему расположению по меньшей мере одного источника света с тем, чтобы концентрировать свет 106, испускаемый по меньшей мере одним источником света, в определенных областях на стене.

На фиг.5 изображен вариант осуществления с фиг.4, где показано расположение дополнительного оптического элемента 201 (О_Э) на световом пути пучков света между по меньшей мере одним источником 101 света и отражателем 102 (О) (также см. фиг.2). Вместо использования световода в качестве оптического элемента, как изображено на фиг.3, оптический элемент может представлять собой, например, коллиматор. Коллиматор, в частности, выполнен с возможностью коллимировать ламбертовский свет по меньшей мере от одного источника 101 света, например от LED. Полученные лучи направлены на отражатель 102, который, как отмечалось ранее, может представлять собой заднюю часть устройства 104 отображения. Затем отражатель направляет свет 106 обратно в направлении стены 107. Этот двухэтапный подход обеспечивает длинный световой путь. В то же время он позволяет свету достигать стены под большим углом, чем когда направляют испускаемый свет 106 или пучок света от коллиматора непосредственно в направлении стены 107. Это ведет к улучшенной видимости структуры стены.

Как показано на чертеже, система 100 окружающего освещения расположена в той же области вокруг центральной задней части 11, где расположены другие электронные компоненты. В настоящее время эта область еще нужна для превращения сигналов, которые приходят в дисплей от внешнего устройства, в правильные сигналы. Даже когда эта область станет не нужна, размещение системы 100 окружающего освещения в этом местоположении не будет влиять на аспекты проектирования тонких устройств.

Ламбертовский свет коллимирован с использованием оптического элемента 201 (О_Э), т.е. в данном случае с использованием коллиматора. Полученные параллельные лучи направлены в сторону задней части устройства 104 отображения посредством добавления угла к точке выхода света из оптического элемента 103 (О_Э), например из коллиматора. На задней части устройство 104 отображения снова отражается в направлении стены 107 для формирования области окружающего освещения (AmbiLight), которая в значительной степени или полностью окружает устройство 104 отображения, если смотреть с точки наблюдения зрителя 105.

Свойства оптического элемента 201 (О_Э) можно адаптировать к различным вариантам выполнения. В качестве примера в том случае, когда оптический элемент представляет собой коллиматор, коллиматор можно выбрать так, чтобы можно было менять испускаемый свет и в результате получить или сфокусированный пучок света на задней части устройства, или слегка расходящийся пучок света (с тем, чтобы впоследствии продолжался эффект расхождения).

Кроме того, отражатель 102 (О) может быть предназначен для полного применения, где отражатель может представлять собой зеркало, которое может представлять собой элемент конструкции на задней части устройства 104 отображения в качестве отражающего кольца, которое проходит по всему устройству. Также отражатель 102 (О) может являться частью свойств самой задней крышки, как отмечалось ранее. Это будет в том случае, когда часть центральной задней части 11 или целая центральная задняя часть 11 устройства 104 отображения является глянцевой белой.

В одном из вариантов осуществления отражатель 102 (О) является не полностью отражающим, а обладает некоторыми диффузными свойствами, чтобы скрыть дефекты оптической системы и смягчить (сгладить) окружающий свет (его край) на стене 107. Для различных применений можно адаптировать оптимальное соотношение отражающих и диффузных свойств отражателя 102 (О) (задней крышки устройства 104 отображения).

Другие типы оптического элемента 103 (О_Э), в дополнение к световоду и коллиматору, включают в себя клин, диффузор, концентратор, рассеиватель, плоское зеркало, произвольно изогнутое зеркало или их сочетание.

В одном из вариантов осуществления систему окружающего освещения 100 (LED, коллиматор, корпус и отражающая область) также можно встроить в систему 601a-c монтажа на стене (например, в систему VESA), как показано на фиг.6.

Определенные конкретные детали раскрытого варианта осуществления приведены в целях объяснения, но не ограничения, с тем, чтобы обеспечить ясное и полное понимание настоящего изобретения. Однако специалисту в данной области следует понимать, что на практике без значительного отклонения от сущности и объема данного изобретения настоящее изобретение можно осуществить и в других вариантах осуществления, которые не в точности соответствуют деталям, приведенным в настоящем документе. Кроме того, в данном контексте и в целях краткости и ясности подробные описания хорошо известных устройств, цепей и способов опущены с тем, чтобы избежать излишних деталей и возможной путаницы.

В формуле изобретения указаны номера ссылочных позиций, однако номера ссылочных позиций указаны только из соображений ясности и не должны рассматриваться в качестве ограничения объема формулы изобретения.

Устройство отображения содержит систему (100) окружающего освещения для испускания окружающего света (106) на стену (107) позади устройства (104) отображения. Система окружающего освещения включает по меньшей мере один источник (101) света, расположенный в области внутри центральной части задней стороны устройства (104) отображения, и по меньшей мере один отражатель (102), расположенный на задней стороне устройства (104) отображения. По меньшей мере один отражатель (102) расположен на периферии задней стороны устройства (104) отображения таким образом, что когда устройство (104) отображения помещают вблизи стены (107), свет, испускаемый по меньшей мере одним источником света, отражается отражателем (102) по направлению к стене (107) так, что отраженный свет (106) по меньшей мере частично окружает по периферии наблюдаемую область устройства (104) отображения. 2 н.з. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство отображения, которое содержит систему (100) окружающего освещения для испускания окружающего света (106) на стену (107) позади устройства (104) отображения, причем упомянутая система окружающего освещения содержит:
- по меньшей мере один источник (101) света, расположенный на задней стороне устройства отображения, и
- по меньшей мере один отражатель (102), расположенный на задней стороне устройства (104) отображения,
причем по меньшей мере один источник (101) света расположен в области внутри центральной части задней стороны устройства (104) отображения и по меньшей мере один отражатель (102) расположен на периферии задней стороны устройства (104) отображения таким образом, что когда устройство (104) отображения помещают вблизи стены (107), свет, испускаемый по меньшей мере одним источником света, по меньшей мере частично отражается отражателем (102) по направлению к стене (107) таким образом, что отраженный свет (106) по меньшей мере частично окружает по периферии наблюдаемую область устройства (104) отображения.

2. Устройство отображения по п.1, в котором система окружающего освещения дополнительно содержит по меньшей мере один оптический элемент (103), расположенный между по меньшей мере одним источником (101) света и по меньшей мере одним отражателем (102) таким образом, что испускаемый свет проходит через оптический элемент (103).

3. Устройство отображения по п.2, в котором по меньшей мере один оптический элемент (103) представляет собой световод.

4. Устройство отображения по п.2, в котором по меньшей мере один оптический элемент (103) представляет собой коллиматор.

5. Устройство отображения по п.2, где оптический элемент (103) выбран из:
- клина или
- диффузора или
- концентратора или
- рассеивателя или
- плоского зеркала или
- произвольно изогнутого зеркала или
- их сочетания.

6. Устройство отображения по п.1, в котором по меньшей мере один источник (101) света представляет собой светодиод (СИД).

7. Устройство отображения по п.1, в котором сам отражатель (102) является задней частью устройства (104) отображения.

8. Устройство отображения по пп.1 или 7, в котором концевая часть отражателя (102) на периферии задней стороны устройства отображения имеет изогнутую форму и направлена в сторону от стены позади устройства (104) отображения.

9. Устройство отображения по п.1, в котором отражатель (102) имеет по меньшей мере частично изогнутую форму.

10. Устройство отображения по п.8, в котором отражатель (102) имеет по меньшей мере частично изогнутую форму.

11. Устройство отображения по п.1, в котором отражатель (102) содержит одно или более из следующего:
- текстуры, выполненные с возможностью создания узоров на стене,
- диффузный компонент.

12. Устройство отображения по п.1, в котором устройство отображения выбрано из:
- ЖК-устройства,
- плазменного устройства,
- устройства на основе органического светодиода (OLED),
- проекционного экрана.

13. Система монтажа на стене, содержащая систему (100) окружающего освещения для испускания окружающего света (106) на стену (107) позади устройства (104) отображения, к которому крепят систему (601 а-с) монтажа на стене, причем упомянутая система монтажа на стене содержит:
- по меньшей мере один источник (101) света, и
- по меньшей мере один отражатель (102),
- причем по меньшей мере один источник (101) света расположен в области внутри центральной части задней стороны устройства (104) отображения и по меньшей мере один отражатель (102) расположен на периферии задней стороны устройства (104) отображения, когда систему (601 а-с) монтажа на стене крепят к устройству (104) отображения таким образом, что, когда устройство (104) отображения с системой (601 а-с) монтажа на стене помещают вблизи от стены (107), свет, испускаемый по меньшей мере одним источником света, по меньшей мере частично отражается отражателем (102) в направлении стены (107) таким образом, что отраженный свет (106) по меньшей мере частично окружает по периферии наблюдаемую область устройства (104) отображения.