СВЕТОИЗЛУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТРОЙСТВА ЗАДНЕЙ ПОДСВЕТКИ И СПОСОБ РАБОТЫ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2017 года по МПК G02F1/13357 

Уровень техники

Использование множественных светодиодов (СИД) приобретает все более широкое распространение для создания необходимого количества света для дисплеев, например, телевизоров и мониторов. СИД обычно образуют панель, именуемую устройством задней подсветки, которая предназначена для обеспечения однородного освещения задней поверхности дисплея. СИД разных цветов обычно размещаются в кластерах, благодаря чему, объединенный свет кластера отвечает конкретным требованиям, например, в результате чего, смешанный свет от СИД каждого кластера образует одну и ту же целевую точку белого. В порядке примера, можно использовать кластеры или ряды СИД системы цветов RGBG, где R обозначает СИД красного свечения, G обозначает СИД зеленого свечения и B обозначает СИД синего свечения.

Большинство устройств задней подсветки относятся к типу “краевого свечения” или “тылового свечения”, которые отличаются размещением СИД относительно дисплея. В задней подсветке краевого свечения, СИД располагаются вдоль границы задней подсветки, и световод используется для направления света от СИД для освещения дисплея, тогда как СИД задней подсветки тылового свечения (также именуемой задней подсветкой “прямого свечения”) располагаются непосредственно позади дисплея или области вывода. Растут требования к увеличению гаммы, или цветовой гаммы, дисплеев и, в то же время, к уменьшению рамки, которая представляет собой темный край вокруг активной области дисплея. Дополнительно, растет потребность в как можно более тонких дисплеях. Однако удовлетворение всех этих требований сталкивается с проблемами. Например, цвет отдельного СИД, ближайшего к краям дисплея, обычно является видимым при наблюдении дисплея вследствие недостаточного смешения цветов на краю. В системе RGBG это может приводить, например, к тому, что дисплей будет иметь слишком много красного на одном краю и слишком много зеленого на противоположном краю. В задней подсветке тылового свечения углы дисплея могут иметь цвета, которые еще больше отклоняются от выбранной точки белого вследствие недостаточного смешения цветов.

Решение этой проблемы предложено в US 7671832, где точка белого кластеров СИД на краях получает цветовой сдвиг на основании центров тяжести цветов кластеров, т.е. эффект минимизируется за счет сдвига цвета кластера на краю к противоположному цвету.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является обеспечение усовершенствования вышеописанных методов и уровня техники.

Упомянутая задача решается согласно первому аспекту изобретения посредством светоизлучающего устройства для освещения устройства задней подсветки. Светоизлучающее устройство содержит матрицу источников света, размещенных с перемежением первых и вторых источников света, причем первые источники света излучают свет первого цвета и вторые источники света излучают свет второго цвета. Устройство дополнительно содержит, по меньшей мере, один отражатель, размещенный вдоль края матрицы источников света. Объединенная интенсивность, по меньшей мере одного источника света, размещенного смежно с по меньшей мере одним отражателем, и его мнимого изображения в отражателе составляет около 80-120% средней интенсивности источников света того же цвета, которые не размещены смежно с по меньшей мере одним отражателем.

В настоящем раскрытии, источник света, “размещенный смежно с по меньшей мере одним отражателем”, также именуется “краевым источником света,” и источник света “ того же цвета, не смежный с по меньшей мере одним отражателем,” также именуется “центральным источником света”.

“Край матрицы” может, например, представлять собой краевой источник света или ряд источников света, если матрица является единичным рядом источников света, или может представлять собой наружный ряд или столбец двухмерной матрицы источников света.

Таким образом, по меньшей мере один источник света, размещенный смежно с отражателем, может представлять собой по меньшей мере один источник света, размещенный максимально близко к отражателю.

Матрица источников света “размещенных с перемежением первых и вторых источников света” означает матрицу источников света, в котором каждый другой источник света в ряду матрицы является источником света первого типа и каждый другой источник света в рядах является источником света второго типа. Таким образом, в ряду матрицы каждый источник света первого типа, за исключением краевых источников света, является смежным с двумя источниками света второго типа, и наоборот. Кроме того, если матрица является двухмерной матрицей, где источники света, размещены рядами и столбцами, матрица может располагаться с перемежением первых и вторых источников света вдоль рядов и столбцов, т.е. с образованием двухмерной картины перемежающихся первых и вторых источников света. Однако расстояние между источниками света в столбце может отличаться от расстояния между источниками света в ряду. Например, расстояние между источниками света в столбце может быть больше расстояния между источниками света в ряду.

Источники света по меньшей мере одного ряда матрицы могут располагаться в кластерах с первым и вторым источниками света в каждом кластере. Таким образом, ряд матрицы может содержать одинаковое количество первых и вторых источников света.

Источник света, излучающий свет первого или второго цвета, относится к источникам света, излучающим свет разных спектров, т.е. первый цвет отличается от второго цвета. Однако спектры излучаемого света от отдельных источников света того же цвета не обязаны быть идентичными, чтобы излучать свет того же цвета. Другими словами, два источника света, именуемых “пурпурными,” могут иметь немного разные спектры излучения. Кроме того, два разных спектра, обеспечивающих два разных цвета, могут иметь некоторое перекрытие.

Предпочтительно, первый и второй источники света выбираются так, чтобы объединенный свет первого и второго источников света имел точку белого. В порядке примера, если источники света размещены в кластерах с первым и вторым источником света в каждом кластере, кластеры могут располагаться так, чтобы иметь общую целевую точку белого. Точку белого, или эталонный свет, можно идентифицировать по конкретной коррелированной цветовой температуре (CCT) в градусах Кельвина.

Отражатель может представлять собой, например, краевую или внутреннюю стенку системы задней подсветки, в которой краевая или внутренняя стенка имеет отражающие свойства и является смежной с источниками света.

Следует понимать, что в светоизлучающем устройстве настоящего изобретения, объединенная интенсивность по меньшей мере одного источника света, размещенного смежно с по меньшей мере одним отражателем, и его мнимого изображения в отражателе составляет около 80-120% средней интенсивности источников света того же цвета, которые не размещены смежно с по меньшей мере одним отражателем в ходе работы светоизлучающего устройства, т.е. когда источники света “включены”. Другими словами, источники света светоизлучающего устройства могут располагаться так, что в ходе работы светоизлучающего устройства объединенная интенсивность по меньшей мере одного источника света, размещенного смежно с по меньшей мере одним отражателем, и его мнимого изображения в отражателе составляет около 80-120% средней интенсивности источников света того же цвета, которые не размещены смежно с по меньшей мере одним отражателем.

В первом аспекте изобретения используется представление о том, что свет, отраженный на отражателе, например свет, отраженный на внутренней стенке, смежной с источниками света задней подсветки, можно использовать для повышения однородности света, излучаемого устройством. Выбор и возбуждение источников света на (или вблизи) плоскости отражателя или зеркала таким образом, что объединенная интенсивность источника света и его мнимое изображение составляет около 80-120% средней интенсивности источников света того же цвета, которые не находятся вблизи края, гарантирует формирование однородной повторяющейся картины. Если отражатель обладает хорошим отражением (отражательной способностью), интенсивность источника света на краю одномерной матрицы источников света составляет половину средней интенсивности центральных источников света. Другими словами, интенсивность по меньшей мере одного источника света, размещенного максимально близко к, по меньшей мере, одному отражателю, такова, что отражатель и матрица источников света создают бесконечную матрицу действительных плюс мнимых источников света, имеющих постоянную интенсивность вблизи края отражателя, например, блока задней подсветки, что приводит к улучшенной однородности вблизи края дисплея с задней подсветкой. Таким образом, светоизлучающее устройство согласно первому аспекту изобретения обеспечивает улучшенную однородность света на краях матрицы источников света, используемой для освещения дисплея с задней подсветкой, что, в свою очередь, дает более однородный цвет дисплея с задней подсветкой.

Автор изобретения дополнительно установил, что для создания таких бесконечных повторяющихся картин при включении света от отраженных источников света, матрица источников света должна состоять из источников света двух разных цветов. Таким образом, первый аспект изобретения также имеет преимущество в том, что требует только два типа источников света вместо, например, кластеров источников света системы RGBG. Это также снимает вторичные проблемы, связанные с использованием источников света системы RGBG. В порядке примера, если традиционная задняя подсветка содержит кластеры RGBG, система имеет улучшенный зеленый цвет на правом краю, поскольку источник света G и его мнимое изображение образуют два смежных источника зеленого света. Даже если регулировать интенсивности цветов источников света вблизи края, картина источников света и ее отражения не будут однородными, т.е. RGBG будет отражаться как GBGR, и однородная повторяющаяся картина не сможет сформироваться. Поэтому авторы изобретения предполагают, что использование двуцветной системы и регулировка интенсивности источников света на краю облегчает формирование почти совершенной повторяющейся последовательности источников света.

Кроме того, для получения краевого источника света, интенсивность которого отличается от интенсивности центрального источника света, отдельными источниками света можно управлять по отдельности, например, посредством блока управления. Таким образом, блок управления может быть выполнен с возможностью возбуждения краевых источников света другой мощностью по сравнению с центральными источниками света, например, путем регулировки тока, используемого для возбуждения источников света, так что ток через краевые источники света отличается от тока через центральные источники света.

В вариантах осуществления первого аспекта изобретения, объединенная интенсивность по меньшей мере одного источника света, размещенного смежно с по меньшей мере одним отражателем, и его мнимого изображения в отражателе может составлять примерно 90-110%, например 95-105%, например 99-101%, средней интенсивности источников света того же цвета, которые не являются смежными с по меньшей мере одним отражателем.

Предпочтительно, объединенная интенсивность по меньшей мере одного источника света, размещенного смежно с по меньшей мере одним отражателем, и его мнимого изображения в отражателе может равняться средней интенсивности источников света того же цвета, которые не являются смежными с по меньшей мере одним отражателем. Однако очевидно, что вследствие практических причин могут наблюдаться некоторые незначительное отклонения, без ущерба преимуществу настоящего изобретения, т.е. повышения однородности света, излучаемого из светоизлучающего устройства.

В вариантах осуществления первого аспекта изобретения по меньшей мере один отражатель может располагаться, по существу, перпендикулярно к матрице источников света. Если, например, матрица источников света является рядом источников света по меньшей мере один отражатель может располагаться, по существу, перпендикулярно к ряду источников света.

В вариантах осуществления первого аспекта изобретения, интенсивность источника света, смежного с отражателем, обозначенную I_edge, можно получить согласно

I_edge=I_center/(1+R),

где I_center - средняя интенсивность источников света того же цвета, которые не являются смежными с по меньшей мере одним отражателем, и R - отражательная способность отражателя. Таким образом, автор изобретения пришел к выводу о том, что интенсивность краевых источников света предпочтительно регулировать с учетом отражательной способности отражателя. Как рассмотрено выше, если отражатель является совершенным зеркалом, т.е. имеет 100%-ную отражательную способность, то I_edge=I_center/2. Очевидно, что отражатель может не иметь 100%-ной отражательной способности, и любое такое отклонение можно компенсировать.

В вариантах осуществления первого аспекта изобретения, матрица источников света является одномерным рядом источников света. Таким образом, источники света могут располагаться в ряду, т.е. представлять собой линейную матрицу. Таким образом, этот вариант осуществления может соответствовать задней подсветке краевого свечения, в которой по меньшей мер, один отражатель является внутренней стенкой задней подсветки, смежной с матрицей источников.

В вариантах осуществления первого аспекта изобретения, в которых матрица источников света образует одномерную матрицу, отражатель продолжается, по существу, перпендикулярно к ряду источников света из позиции на воображаемой оси, проведенной через ряд источников света, причем эта позиция является, по существу, той же позицией на оси, что и центр одного из источников света, размещенных на конце ряда. Кроме того, в этом варианте осуществления, интенсивность источника света, размещенного на конце ряда, обозначенную I_edge, можно получить согласно

I_edge=I_center

где I_center - средняя интенсивность источников света того же цвета, которые не размещены на конце ряда. Этот вариант осуществления, таким образом, соответствует примеру отражателя, расположенного в той же “горизонтальная позиция”, что и краевой источник света, если источники света размещены вдоль горизонтального ряда. В этом случае, половина света, излучаемого из краевого источника света, может не отражаться отражателем, т.е. только половина излучаемого света “видит” и отражается отражателем. Половина излучаемого света, таким образом, объединяется с мнимым светом в отражателе с единичным источником света такой же интенсивности, как центральный источник света, что таким образом облегчает формирование бесконечной матрицы мнимых и действительных источников света. Другими словами, благодаря тому, что зеркало может располагаться “над” краевым источником света, если матрица размещена как горизонтальный ряд, только половина света из света, излучаемого из краевого источника света, может отражаться внутрь системы, тогда как другая половина может утрачиваться, и это означает, что “эффективная” I_edge может все же составлять половину I_center.

Отражатель также может продолжаться, по существу, перпендикулярно к ряду источников света из позиции на воображаемой оси, проведенной через ряд источников света, где позиция находится между наружным краем краевого источника света и центром краевого источника света. В таких вариантах осуществления, примерно 50-100% света СИД может отражаться в отражателе и, следовательно, интенсивность краевого источника света такова, что объединенная интенсивность по меньшей мере одного источника света, размещенного смежно с по меньшей мере одним отражателем, и его мнимого изображения в отражателе составляет около 80-120% средней интенсивности центральных источников света того же цвета. Например, если свет объединяется в световоде или задней подсветке, количество света источника света, непосредственно направляемого в световод плюс количество света направляемого через отражатель, совместно обеспечивают интенсивность, по существу, равную средней интенсивности центральных источников света того же цвета.

В вариантах осуществления первого аспекта изобретения, расстояние между центром первого источника света и центром второго источника света, находящегося смежно с первым источником света, может быть равно p, и расстояние от по меньшей мере одного отражателя до края по меньшей мере одного источника света, размещенного смежно с отражателем, может быть равно d. Соотношение между d и p может представлять собой d<0,5p, и предпочтительно d<0,25p.

Кроме того, соотношение между d и p может представлять собой d<0,1p, например d<0,05p. Предпочтительное значение для p может составлять 10 мм, и ширина источника света может составлять примерно 1 мм. При d<0,1p, источник света может располагаться у зеркала или отражателя.

В порядке примера, d может представлять собой расстояние в направлении вдоль матрицы источников света. Таким образом, источники света могут располагаться с шагом p, т.е. могут быть разнесены друг от друга на расстояние p, и это может давать преимущество в размещении отражателя таким образом, чтобы расстояние от по меньшей мере одного отражателя до по меньшей мере одного источника света, размещенного смежно с отражателем в направлении вдоль матрицы источников света, подчинялось соотношению 0<d<0,5p, предпочтительно 0<d<0,25p, более предпочтительно 0<d<0,1p. Кроме того, если источники света размещены в кластерах, расстояние p' между двумя кластерами может составлять примерно 2p. Если p' равно или примерно равно 2p, то все источники света размещены в непрерывном ряду с, по существу, одинаковым расстоянием между всеми источниками света, что облегчает формирование повторяющейся картины источников света.

В вариантах осуществления первого аспекта изобретения, матрица источников света является двухмерной матрицей источников света. Таким образом, матрица может представлять собой источники света, размещенные рядами и столбцами. Таким образом, этот вариант осуществления может соответствовать задней подсветке тылового свечения (прямого свечения), в которой отражатель или отражатели может/могут представлять собой один или несколько краев задней подсветки, смежных с матрицей источников.

В порядке примера, устройство может содержать, по меньшей мере, отражатель первого типа с отражательной способностью R1, продолжающийся вдоль, по меньшей мере, первого наружного ряда матрицы источников света, и, по меньшей мере, отражатель второго типа с отражательной способностью R2, продолжающийся вдоль, по меньшей мере, второго наружного ряда матрицы источников света, причем второй наружный ряд источников света продолжается в другом направлении по сравнению с первым рядом источников света. Кроме того, в настоящем примере, интенсивность источника света в ряду, смежном с отражателем первого типа, обозначенную I_edge1, можно получить согласно

I_edge1=I_center/(1+R1).

Кроме того, в настоящем примере, интенсивность источника света в ряду, смежном с отражателем второго типа, обозначенную I_edge2, можно получить согласно

I_edge2=I_center/(1+R2).

Кроме того, в настоящем примере, интенсивность углового источника света, который является смежным с отражателями первого типа и второго типа, обозначенную I_corner, можно получить согласно

I_corner=I_center/(1+R1+R2+R1*R2).

В настоящем примере, I_center - средняя интенсивность источника света того же цвета, которые не находятся в ряду, смежном с каким-либо отражателем. R1 и R2 это отражательные способности двух плоскостей зеркала, образованных первым и вторым отражателями соответственно. Автор изобретения установил, что в двухмерной матрице интенсивность источников света в углах матрицы можно предпочтительно компенсировать отражательными способностями обоих, первого и второго отражателей.

Первый ряд источников света может быть, по существу, перпендикулярен второму ряду источников света, и это означает, что отражателя первого типа может располагаться, по существу, перпендикулярно отражателю второго типа. В порядке примера, устройство может содержать два отражателя первого типа и два отражателя второго типа. Однако все края матрицы также могут быть смежными с отражателями разных типов.

Кроме того, отражатели могут формировать замкнутую область, и матрица может располагаться в замкнутой области. Таким образом, отражатели могут “окружать” двухмерную матрицу источников света, что имеет место для большинства дисплеев с задней подсветкой тылового свечения. Замкнутая область может, например, представлять собой прямоугольную или квадратную область.

В вариантах осуществления первого аспекта изобретения, источниками света являются светоизлучающие диоды (СИД).

СИД имеют несколько предпочтительных свойств. Например, СИД можно выбирать так, чтобы они имели необходимый световой поток, или могли возбуждаться электрически при более низкой мощности для достижения необходимого светового потока, или можно сочетать эти два способа.

В вариантах осуществления первого аспекта, первый и второй цвета могут быть пурпурным (P) и зеленым (G, соответственно. Если используются СИД, СИД пурпурного свечения можно получить, например, с использованием комбинации кристалла синего свечения с красным люминофором или комбинации кристалла красного и синего свечения в едином корпусе.

В порядке дополнительного примера, первый и второй цвета могут быть красным (R) и голубым соответственно.

В порядке дополнительного примера, первый и второй цвета могут быть синим (B) и желтым соответственно.

В вариантах осуществления первого аспекта изобретения, устройство дополнительно содержит по меньшей мере один датчик для измерения цвета и/или интенсивности по меньшей мере одного источника света, размещенного смежно с по меньшей мере одним отражателем.

Настоящий вариант осуществления имеет преимущество в том, что обеспечивает регулировку, например, интенсивности источников света, например, путем регулировки тока через СИД, если СИД является источником света. Следовательно, в устройство можно добавить датчики для измерения цвета на краях и, например, также в центре дисплея, и соответственно можно регулировать интенсивность источников света, например, путем регулировки тока через СИД. Настоящий вариант осуществления имеет преимущество в том, что повышает стабильность светоизлучающего устройства, в частности, для получения стабильной цветовой точки на протяжении всего срока службы системы.

Согласно варианту осуществления, предусмотрено устройство задней подсветки краевого свечения или прямого свечения, содержащее светоизлучающее устройство согласно любому из предыдущих вариантов осуществления, в котором по меньшей мере один отражатель является по меньшей мере одной внутренней стенкой устройства задней подсветки, размещенной смежно с матрицей источников света. Таким образом, согласно настоящему варианту осуществления, одна или несколько внутренних стенок, окружающих матрицу источников света или окружающих световод, используемый для объединения света от источников света, может действовать как зеркало, отражающее свет от, по меньшей мере, источника света, смежного с внутренней стенкой. Настоящий вариант осуществления имеет преимущество в том, что обеспечивает дисплеи с задней подсветкой, имеющий повышенную однородность в отношении, например, цвета и яркости.

Устройство задней подсветки краевого свечения или прямого свечения может, например, представлять собой ЖК мониторы или телевизоры краевого свечения или ЖК мониторы или телевизоры с подсветкой тылового свечения (прямого свечения).

Согласно второму аспекту изобретения, предусмотрен способ работы светоизлучающего устройства для освещения устройства задней подсветки. Светоизлучающее устройство содержит матрицу источников света и по меньшей мере один отражатель, размещенный вдоль края матрицы источников света. Матрица источников света размещена с перемежением первых и вторых источников света, причем первые источники света излучают свет первого цвета и вторые источники света излучают свет второго цвета. Способ содержит регулировку интенсивности по меньшей мере одного источника света, размещенного смежно с по меньшей мере одним отражателем, таким образом, что объединенная интенсивность по меньшей мере одного источника света, размещенного смежно с по меньшей мере одним отражателем, и его мнимого изображения в отражателе составляет около 80-120% средней интенсивности источников света того же цвета, которые не размещены смежно с по меньшей мере одним отражателем.

Термины и определения, используемые во втором аспекте изобретения, идентичны рассмотренным в связи с другими, вышеизложенными аспектами изобретения. По аналогии с вышеизложенным первым аспектом изобретения, способ согласно второму аспекту обеспечивает более однородный цвет дисплея с задней подсветкой.

Очевидно, что признаки вариантов осуществления, описанных согласно первому аспекту изобретения, также можно комбинировать со способом, заданным в соответствии со вторым аспектом изобретения.

Кроме того, признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидны из нижеследующей формулы изобретения и нижеследующего описания. Специалистам в данной области техники очевидно, что разные признаки настоящего изобретения можно комбинировать для создания вариантов осуществления, отличных от тех, которые в явном виде описаны далее.

Краткое описание чертежей

Эти и другие аспекты настоящего изобретения будут описаны ниже более подробно, со ссылкой на прилагаемые чертежи, демонстрирующие предпочтительные в настоящее время варианты осуществления изобретения.

Фиг. 1a демонстрирует светоизлучающее устройство, содержащее одномерную матрицу источников света.

Фиг. 1b демонстрирует светоизлучающее устройство, в котором отражатель размещен, по существу, в той же позиции в направлении вдоль матрицы источников света, что и центр источника света, максимально близкого к отражателю.

Фиг. 2 демонстрирует светоизлучающее устройство, содержащее двухмерную матрицу источников света.

Подробное описание вариантов осуществления

Фиг. 1a демонстрирует вариант осуществления светоизлучающего устройства 1, которое, например, можно использовать для освещения дисплея с задней подсветкой краевого свечения. Устройство 1 содержит матрицу СИД 2, в этом случае одномерную матрицу перемежающихся СИД зеленого (G) и пурпурного (P) свечения. В этом примере, СИД размещены в кластерах, и это означает, что один СИД зеленого свечения и один СИД пурпурного свечения образуют кластер, например, СИД 4a зеленого свечения и СИД 5b пурпурного свечения образуют единичный кластер. СИД разнесены с расстоянием, или шагом, p, в кластере, и кластеры разнесены с расстоянием p'. Поскольку в этом случае все СИД разнесены одинаково, расстояние p'=2p. СИД зеленого (G) и пурпурного (P) свечения выбираются так, чтобы объединенный свет кластеров формировал общую точку белого. Светоизлучающее устройство дополнительно содержит первый отражатель 3a с отражательной способностью Ra, в этом случае первую внутреннюю стенку, размещенную вдоль левого конца или края матрицы СИД 2, и второй отражатель 3b с отражательной способностью Rb, в этом случае вторую внутреннюю стенку, размещенную вдоль правого конца или края матрицы СИД 2.

Для систем краевого свечения пластмассовая прозрачная пластина, играющая роль световода, может располагаться вдоль матрицы СИД в позиции “над” матрицей СИД, т.е. таким образом, что пластина будет покрывать или экранировать матрицу СИД 2 при наблюдении сверху, например, на фиг. 1a. Затем свет СИД можно направлять на край пластины, обращенный к матрице СИД.

Отражатель 3a располагается на расстоянии d от краевого СИД матрицы, т.е. СИД, расположенного максимально близко к отражателю 3a. Предпочтительно, d<0,5p, и более предпочтительно d<0,25p, и еще более предпочтительно d<0,1p.

Матрица СИД содержит краевой СИД 4a, имеющий зеленое свечение, и располагается вплотную или смежно с первым отражателем 3a, и краевой СИД 4b, имеющий пурпурное свечение и смежный со вторым отражателем 4b. Остальные СИД матрицы, которые не являются смежными ни с одним отражателем, рассматриваются как “центральные СИД”, представленные, например, центральным СИД 5b пурпурного свечения и центральным СИД 5a зеленого свечения. Соответствующие интенсивности краевых СИД 4a и 4b регулируются таким образом, что объединенная интенсивность краевого СИД и его мнимого изображения в отражателе составляла 80-120% средней интенсивности центральных СИД того же цвета. Интенсивность краевых СИД 4a и 4b можно, например, регулировать, регулируя ток, используемый для возбуждения краевых СИД 4a и 4b так, чтобы ток через краевые СИД 4a и 4b отличался от тока через центральные СИД 5a и 5b. Этого можно, например, добиться посредством блока управления (не показан).

Это означает, что, если средняя интенсивность центральных СИД зеленого свечения равна I_G,5a, и интенсивность краевого СИД 4a зеленого свечения равна I_G,4a, то предпочтительно I_G,4a=I_G,5a/(1+R_a). Если, например, отражатель 3a имеет 100%-ную отражательную способность, т.е. если Ra=1, то I_G,4a=I_G5a/2.

По аналогии, если средняя интенсивность центральных СИД пурпурного свечения равна I_P,5b и интенсивность краевого СИД 4b пурпурного свечения равна I_P,4b, то I_P,4b=I_P,5b/(1+R_b). Если, например, отражатель 3b имеет 100%-ную отражательную способность, т.е. если Rb=1, то I_P,4b=I_P,5b/2.

Таким образом, матрица СИД светоизлучающего устройства 1, с учетом света, отраженного на отражателях и исходя из того, что оба отражателя имеют 100%-ную отражательную способность, формирует следующую повторяющуюся цветовую картину:

G*, P*, (½G* + ½G), P, G, P, ...., G, P, G, (½P+½P*), G*, P*,

где G представляет зеленый свет с интенсивностью G, P представляет пурпурный свет с интенсивностью P, G* представляет отраженный зеленый свет интенсивности G, и P* представляет отраженный пурпурный свет с интенсивностью P. Таким образом, краевой СИД зеленого свечения (½G), имеющий вдвое меньшую интенсивность, чем центральный СИД зеленого свечения, будет, совместно со своим отраженным светом (½G*), выглядеть как СИД зеленого свечения интенсивности G, т.е. (½G*+½G) в вышеупомянутой картине. По аналогии, краевой СИД пурпурного свечения (½P), имеющий вдвое меньшую интенсивность, чем центральный СИД зеленого свечения, будет, совместно со своим отраженным светом (½P*), выглядеть как СИД пурпурного свечения интенсивности P, т.е. (½P+½P*) в вышеупомянутой картине.

Фиг. 1b демонстрирует пример светоизлучающего устройства 1, аналогичного устройству, показанному на фиг. 1a, но в этом устройстве показаны только первый отражатель 3a и матрица 2. В этом варианте осуществления, отражатель 3a располагается, по существу, в той же позиции, что и центральный СИД 4a, смежный с отражателем 3a на воображаемой оси, проведенной через матрицу 2 СИД. Другими словами, если ряд СИД 2 выглядит как горизонтальный ряд, отражатель 3a располагается в той же горизонтальной позиции, что и центр краевого СИД 4a, но со сдвигом в вертикальном направлении по сравнению с краевым СИД 4a. Таким образом, в этом варианте осуществления, только половина краевого СИД 4a, в этом случае, СИД зеленого (G) свечения, “видит” отражатель, т.е. только примерно 50% излучаемого света от СИД 4a отражается отражателем 3a. Это означает, что если интенсивность краевого СИД 4a зеленого свечения, максимально близкого к отражателю, равна I_G,4a, и средняя интенсивность центральных СИД зеленого свечения равна I_G,5a, то I_G,4a=I_G,5a, чтобы матрица СИД образовывала бесконечную матрицу действительных плюс мнимых источников света, имеющих постоянную интенсивность вблизи края отражателя. Пример центрального зеленого СИД обозначается 5a.

Фиг. 2 демонстрирует вариант осуществления светоизлучающего устройства 1, в котором матрица источников света 2, в этом случае СИД, размещена как двухмерная матрица. Устройство, изображенное на фиг. 2, может, например, использоваться для освещения дисплея с задней подсветкой тылового свечения. Двухмерная матрица 2 содержит матрицу перемежающихся СИД зеленого (G) и пурпурного (P) свечения, что, по аналогии с устройствами, представленными на фиг. 1a и 1b, означает, что один СИД зеленого свечения и один смежный СИД пурпурного свечения в ряду образует кластер. СИД зеленого (G) и пурпурного (P) свечения выбираются так, чтобы объединенный свет кластеров в ряду формировал общую точку белого, когда все СИД включены. Кроме того, матрица размещена так, что горизонтальные и вертикальные ряды имеют перемежающиеся СИД зеленого и пурпурного свечения, т.е. вертикальный ряд матрицы 2 имеет перемежающиеся СИД зеленого и пурпурного свечения, и горизонтальный ряд матрицы 2 имеет перемежающиеся СИД зеленого и пурпурного свечения. Расстояние между СИД в горизонтальном ряду матрицы 2 может быть таким же, как расстояние между СИД вертикального ряда (столбца) матрицы 2, или расстояние между СИД в горизонтальном ряду матрицы 2 может отличаться от расстояния между СИД вертикального ряда (столбца) матрицы 2.

Согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 2, СИД размещены с одинаковым количеством СИД зеленого и пурпурного свечения в каждом ряду, т.е. СИД в ряду размещены в кластерах с двумя СИД в каждом кластере, но матрица имеет неравное количество СИД зеленого и пурпурного свечения в столбцах. Таким образом, СИД в столбце не обязательно должны размещаться в кластерах, хотя СИД в ряду размещены в кластерах. Однако следует понимать, что каждый столбец также может иметь одинаковое количество СИД зеленого и пурпурного свечения, так что кластеры с двумя СИД в каждом кластере могут формироваться как в рядах, так и в столбцах матрицы 2.

Светоизлучающее устройство дополнительно содержит два отражателя 3a с отражательными способностями Ra и два отражателя 3b с отражательной способностью Rb. Однако следует понимать, что левый отражатель 3a также может иметь другую отражательную способность, чем правый отражатель 3a, и верхний отражатель 3b также может иметь другую отражательную способность, чем нижний отражатель 3b. Другими словами, противоположные отражатели могут иметь разные отражательные способности.

Отражатели размещены так, что они окружают матрицу СИД, и отражатели 3a, по существу, параллельны вертикальным рядам СИД матрицы 2, и отражатели 3b, по существу, параллельны горизонтальным рядам СИД матрицы. Это означает, что отражатели 3a и 3b образуют прямоугольную или квадратную область, в которой располагается матрица 2 СИД. Отражатели 3a и 3b, в этом случае, являются внутренними стенками устройства, которые располагаются смежно с краями матрицы СИД.

Двухмерная матрица 2 СИД содержит четыре “угловых” СИД, два из которых являются зеленого свечения 4d и два из которых являются пурпурного свечения 4c. Каждый угловой СИД 4c и 4d является смежным с отражателем 3a и отражателем 3b. Остальные зеленые СИД 4a в горизонтальном или вертикальном краевом ряду являются смежными с одним из отражателей 3a, 3b, и остальные СИД 4b пурпурного свечения в горизонтальном или вертикальном краевом ряду являются смежными с одним из отражателей 3a, 3b. Остальные СИД матрицы, которые не являются смежными ни с одним отражателем, рассматриваются как “центральные СИД”, представленные, например, центральным СИД 5b пурпурного свечения и центральным СИД 5a зеленого свечения.

Интенсивность угловых СИД 4c и 4d и краевых СИД 4a и 4b регулируется таким образом, что объединенная интенсивность углового СИД и его мнимого изображения в отражателе более или менее совпадает со средней интенсивностью центральных СИД того же цвета, и объединенная интенсивность краевого СИД и его мнимого изображения в отражателе более или менее совпадает со средней интенсивностью центральных СИД того же цвета.

Интенсивность угловых СИД 4c и 4d, а также интенсивность краевых СИД 4a и 4b можно, например, регулировать, регулируя ток, используемый для возбуждения угловых СИД 4c и 4d, и ток, используемый для возбуждения краевых СИД 4a и 4b. Таким образом, ток через угловые СИД 4c и 4d может отличаться от тока через центральные СИД 5a и 5b, и ток через краевые СИД 4a и 4b может отличаться от тока через центральные СИД 5a и 5b и дополнительно может отличаться от тока через угловые СИД 4c и 4d. Регулировка токов через СИД может, например, достигаться посредством блока управления (не показан).

Это означает, что, если средняя интенсивность центральных СИД зеленого свечения равна I_G,5a, и интенсивность углового СИД 4d зеленого свечения равна I_G,4d, то I_G,4d=I_G,5a/(1+R_a+R_b+R_a*R_b). По аналогии, если средняя интенсивность центральных СИД пурпурного свечения равна I_P,5b, и интенсивность углового СИД 4c пурпурного свечения равна I_P,4c, то I_P,4c=I_P,5b/(1+R_a+R_b+R_a*R_b).

Таким образом, для угловых СИД 4c, 4d двухмерной матрицы 2, интенсивность регулируется с учетом отражений на обоих отражателях.

В других вариантах осуществления, левый отражатель 3a имеет отражательную способность Ra, которая отличается от отражательной способности Ra’ правого отражателя 3a, и верхний отражатель 3b имеет отражательную способность Rb, которая отличается от отражательной способности Rb’ нижнего отражателя 3b. В таком случае интенсивности угловых СИД можно регулировать так, чтобы интенсивность углового СИД 4d зеленого свечения в верхнем правом углу составляла I_{G,4d, top right}, и I_{G,4d, top right}=I_G,5a/(1+R_a’+R_b+R_a’*R_b), и интенсивность углового СИД 4d зеленого свечения в нижнем правом углу составляла I_{G,4d, bottom right}, и I_{G,4d, bottom right}=I_G,5a/(1+R_a’+R_b’+R_a’*R_b’). Кроме того, интенсивности можно регулировать так, чтобы интенсивность углового СИД 4c пурпурного свечения в верхнем левом углу составляла I_{P,4c, top left}, и I_{P,4c, top left}=I_P,5b/(1+R_a+R_b+R_a*R_b), и интенсивность углового СИД 4c пурпурного свечения в нижнем левом углу составляла I_{P,4c, bottom left}, и I_{P,4c, bottom left}=I_P,5b/(1+R_a+R_b’+R_a*R_b’).

Кроме того, если средняя интенсивность центральных СИД зеленого свечения равна I_G,5a и интенсивность краевого СИД 4a зеленого свечения равна I_G,4a, то I_G,4a=I_G,5a/(1+R), где R равно R_a, если краевой СИД 4a зеленого свечения является смежным с отражателем 3a, и R равно R_b, если краевой СИД 4a зеленого свечения является смежным с отражателем 3b. По аналогии, если средняя интенсивность центральных СИД пурпурного свечения равна I_P,5b, и интенсивность краевого СИД 4b пурпурного свечения равна I_P,4b, то I_P,4b=I_P,5b/(1+R), где R равно R_a, если краевой СИД 4b пурпурного свечения является смежным с отражателем 3a, и R равно R_b, если краевой СИД 4b зеленого свечения является смежным с отражателем 3b.

Следовательно, двухмерная матрица, показанная на фиг. 2, обеспечивает более однородный цвет на краях, например, в случае реализации в дисплее с задней подсветкой.

Хотя изобретение описано со ссылкой на конкретные примерные варианты его осуществления, специалисты в данной области техники могут предложить много разных изменений, модификаций и пр. Поэтому описанные варианты осуществления не призваны ограничивать объем изобретения, который задается нижеследующей формулой изобретения.

Изобретение относится к светоизлучающим устройствам для освещения устройства задней подсветки. Устройство содержит матрицу источников света и по меньшей мере один отражатель, размещенный вдоль края матрицы источников света. Матрица размещена с перемежением первых и вторых источников света, где первые источники света излучают свет первого цвета, а вторые источники света - свет второго цвета. Объединенная интенсивность по меньшей мере одного источника света, размещенного смежно с по меньшей мере одним отражателем, и его мнимого изображения в отражателе составляет около 80-120% средней интенсивности источников света того же цвета, которые не размещены смежно с по меньшей мере одним отражателем. Технический результат – повышение равномерности смешения цветов. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Светоизлучающее устройство, содержащее

- матрицу источников света, размещенных с перемежением первых и вторых источников света, причем первые источники света излучают свет первого цвета и вторые источники света излучают свет второго цвета;

- по меньшей мере один отражатель, размещенный вдоль края упомянутой матрицы источников света,

причем объединенная интенсивность по меньшей мере одного источника света, размещенного смежно с упомянутым по меньшей мере одним отражателем, и его мнимого изображения в отражателе составляет около 80-120% средней интенсивности источников света того же цвета, которые не размещены смежно с упомянутым по меньшей мере одним отражателем.

2. Светоизлучающее устройство по п. 1, в котором по меньшей мере один отражатель размещен, по существу, перпендикулярно к упомянутой матрице источников света.

3. Светоизлучающее устройство по п. 1 или 2, в котором интенсивность источника света, смежного с упомянутым отражателем, обозначенная I_edge, получается согласно

I_edge=I_center/(1+R),

где I_center - средняя интенсивность упомянутых источников света того же цвета, которые не являются смежными с упомянутым по меньшей мере одним отражателем, и R - отражательная способность отражателя.

4. Светоизлучающее устройство по п. 1 или 2, в котором

матрица источников света является одномерным рядом источников света.

5. Светоизлучающее устройство по п. 4, в котором отражатель продолжается, по существу, перпендикулярно к упомянутому ряду источников света из позиции на воображаемой оси, проведенной через упомянутый ряд источников света, причем эта позиция является, по существу, той же позицией на упомянутой оси, что и центр одного из источников света, размещенных на конце упомянутого ряда, причем

- интенсивность упомянутого источника света, размещенного на конце упомянутого ряда, обозначенная I_edge, получается согласно

I_edge=I_center

где I_center - средняя интенсивность упомянутых источников света того же цвета, которые не размещены на конце упомянутого ряда.

6. Светоизлучающее устройство по п. 1 или 2, в котором расстояние от по меньшей мере одного отражателя до края упомянутого по меньшей мере одного источника света, размещенного смежно с упомянутым отражателем, обозначенное d, составляет

d<0,5p, например d<0,25p, например d<0,1p,

где p - расстояние между центром первого источника света и центром второго источника света, смежного с упомянутым первым источником света.

7. Светоизлучающее устройство по п. 1 или 2, в котором матрица источников света является двухмерной матрицей источников света.

8. Светоизлучающее устройство по п. 7, содержащее

- по меньшей мере, отражатель первого типа с отражательной способностью R1, продолжающийся вдоль по меньшей мере первого наружного ряда упомянутой матрицы источников света и

- по меньшей мере, отражатель второго типа с отражательной способностью R2, продолжающийся вдоль по меньшей мере второго наружного ряда упомянутой матрицы источников света, причем упомянутый второй наружный ряд источников света продолжается в другом направлении по сравнению с упомянутым первым рядом источников света, причем

- интенсивность источника света в ряду, смежном с отражателем первого типа, обозначенная I_edge1, получается согласно

I_edge1=I_center/(1+R1);

- интенсивность источника света в ряду, смежном с отражателем второго типа, обозначенная I_edge2, получается согласно

I_edge2=I_center/(1+R2) и

- интенсивность углового источника света, который является смежным с отражателями как первого типа, так и второго типа, обозначенная I_corner, получается согласно

I_corner=I_center/(1+R1+R2+R1*R2),

где I_center - средняя интенсивность источника света того же цвета, которые не находятся в ряду, смежном с каким-либо отражателем.

9. Светоизлучающее устройство по п. 8, содержащее два отражателя первого типа и два отражателя второго типа, причем

упомянутые отражатели образуют замкнутую область, и упомянутая матрица размещена в упомянутой замкнутой области.

10. Светоизлучающее устройство по п. 1 или 2, в котором источниками света являются светоизлучающие диоды (СИД).

11. Светоизлучающее устройство по п. 1 или 2, в котором первый и второй цвета являются пурпурным (P) и зеленым (G) соответственно.

12. Светоизлучающее устройство по п. 1 или 2, дополнительно содержащее по меньшей мере один датчик для измерения цвета и/или интенсивности по меньшей мере одного источника света, размещенного смежно с по меньшей мере одним отражателем.

13. Устройство задней подсветки краевого свечения или прямого свечения, содержащее светоизлучающее устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором, по меньшей мере, один отражатель является, по меньшей мере, одной внутренней стенкой упомянутого устройства задней подсветки, размещенной вдоль края упомянутой матрицы источников света.

14. Способ работы светоизлучающего устройства для освещения устройства задней подсветки, причем упомянутое светоизлучающее устройство содержит

- матрицу источников света, размещенных с перемежением первых и вторых источников света, причем первые источники света излучают свет первого цвета и вторые источники света излучают свет второго цвета;

- по меньшей мере один отражатель, размещенный вдоль края упомянутой матрицы источников света,

- причем способ содержит регулировку интенсивности по

меньшей мере одного источника света, размещенного смежно с упомянутым по меньшей мере одним отражателем, так что объединенная интенсивность упомянутого по меньшей мере одного источника света, размещенного смежно с упомянутым по меньшей мере одним отражателем, и его мнимое изображение в отражателе составляет около 80-120% средней интенсивности источников света того же цвета, которые не размещены смежно с упомянутым по меньшей мере одним отражателем.