ES2261000B1

ES2261000B1 - DEVICE FOR IMPROVEMENT OF CONTRAST IN LIGHT-emitting APPLIANCES.

Info

Publication number: ES2261000B1
Application number: ES200400788A
Authority: ES
Inventors: Gonzalo Fernandez Callejo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2007-11-16
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: ES2261000A1

Abstract

Dispositivo para mejora del contraste en aparatos emisores de luz que está constituido por un cuerpo esencialmente laminar transparente y refractor, con un índice de refracción superior, inmerso y en contacto por ambas caras con sendos medios, interno y externo, de menor índice de refracción. Por su cara interna el cuerpo refractor presenta un relieve con una cara que forman un ángulo con respecto a la luz entrante desde el medio exterior, siendo este ángulo superior al ángulo crítico definido por los índices de refracción del cuerpo refractor y del medio interno en orden a reflejar la luz procedente del medio externo. Adyacentemente, y en contacto directo con dichas caras se disponen unos alojamientos para sendos cuerpos absorbentes, en su totalidad o en parte, del espectro luminoso de la luz procedente del medio exterior y reflejada por las caras del relieve de la cara interna del cuerpo refractor. En el medio interno se dispone un elemento generador de señales o imágenes luminosas destinadas a ser visualizadas en el medio externo con un óptimo contraste y direccionadas.Device for contrast enhancement in light emitting devices that is constituted by an essentially transparent and refractor laminar body, with a higher refractive index, immersed and in contact on both sides with both internal and external means of lower refractive index. On its inner face, the refractor body has a relief with a face that forms an angle with respect to the incoming light from the outside environment, this angle being greater than the critical angle defined by the refractive indices of the refractor body and the internal medium in order to reflect the light coming from the external environment. Adjacently, and in direct contact with said faces, there are housings for individual absorbent bodies, in whole or in part, of the light spectrum of the light coming from the outside environment and reflected by the relief faces of the inner face of the refracting body. In the internal environment there is a signal generating element or luminous images intended to be displayed in the external environment with optimum contrast and addressed.

Description

Dispositivo para mejora del contraste en aparatos emisores de luz.Device for contrast enhancement in light emitting devices.

Object of the invention

La presente invención se refiere a un dispositivo para mejora del contraste en aparatos emisores de luz.The present invention relates to a device for contrast enhancement in emitting devices light.

Background of the invention

Hasta la fecha los fabricantes de aparatos emisores de imágenes o señales luminosas para exterior (semáforos, televisores, pantallas electrónicas, paneles electrónicos, etcétera) no han conseguido que tales dispositivos ofrezcan una buena visión en condiciones de fuerte iluminación exterior, como puede ser en condiciones de iluminación natural, y especialmente en la salida y puesta de sol.To date device manufacturers image emitters or outdoor light signals (traffic lights, televisions, electronic screens, electronic panels, and so on) have failed to get such devices to offer a good vision in conditions of strong exterior lighting, such as It can be in natural lighting conditions, and especially in The sunrise and sunset.

Bajo esas condiciones no se distinguen bien las imágenes o señales, por no presentar un elevado contraste, y esto supone un inconveniente, ya que, por ejemplo:Under these conditions, the images or signals, for not presenting a high contrast, and this It is inconvenient, since, for example:

1.- los semáforos, en la salida y puesta de sol, no se aprecia en qué fase están.1.- traffic lights, at sunrise and sunset, It is not appreciated at what stage they are.

2.- en las pantallas de los televisores no se aprecian bien sus imágenes bajo luz solar.2.- in the screens of the televisions it is not They appreciate your images well in sunlight.

3.- en las pantallas electrónicas no se aprecian bien los textos e imágenes que en ellas se muestran, pues aún estando apagadas, los leds interiores aparecen brillantes por reflejar éstos la luz del sol, originándose este fenómeno por tener los leds una parábola metálica muy reflexiva, donde no sólo se concentra la luz propia emitida, sino que también lo hace la luz solar exterior.3.- in electronic screens are not appreciated well the texts and images that are shown in them, because still being turned off, the interior LEDs appear bright by reflect these sunlight, originating this phenomenon by having the leds a very reflexive metal parable, where not only concentrates the emitted own light, but so does the light outdoor solar.

4.- en los paneles electrónicos de tráfico realizados con leds, que sufren un fenómeno similar, se obliga a los fabricantes a poner rejillas o viseras para que la luz del sol no incida sobre las parábolas de los diodos, rejillas o viseras que no tienen ningún efecto en la salida o puesta de sol, por la incidencia prácticamente frontal de la luz solar.4.- in electronic traffic panels made with LEDs, which suffer a similar phenomenon, is forced to Manufacturers put grilles or visors so that sunlight do not affect the parables of the diodes, grilles or visors that they have no effect on sunrise or sunset, because of the practically frontal incidence of sunlight.

Estos inconvenientes se subsanan con la utilización del dispositivo de la invención.These inconveniences are corrected with the use of the device of the invention.

Description of the invention

El dispositivo de la invención tiene una constitución óptima para mejorar el contraste en aparatos emisores de imágenes o señales luminosas y evitar o paliar los inconvenientes descritos.The device of the invention has a optimal constitution to improve contrast in emitting devices of images or light signals and avoid or mitigate the inconveniences described.

El dispositivo de la invención se puede incorporar a cualquier aparato emisor de imágenes o señales luminosas con la finalidad de aumentar el contraste, hacer más visibles sus emisiones luminosas y, por ejemplo, en aplicaciones relacionadas con señales de tráfico o advertencia, mejorar la seguridad global, al ser más visibles.The device of the invention can be incorporate any image or signal emitting device bright in order to increase the contrast, do more visible its light emissions and, for example, in applications related to traffic signs or warning, improve the global security, being more visible.

El incremento del contraste se basa en las propiedades ópticas de la luz cuando se refracta a través de la interfase de varios medios transparentes y de diferentes índices de refracción.The increase in contrast is based on the optical properties of light when refracted through the interface of several transparent media and different indices of refraction.

Según la Ley de Refracción de la Luz, cuando ésta pasa de un medio de menor índice de refracción a otro de mayor índice de refracción, siempre sufre un cambio de velocidad que se traduce en un cambio de trayectoria, formando respecto a la normal de la interfase que separa ambos medios un ángulo menor que el de la trayectoria de incidencia sobre la misma.According to the Law of Light Refraction, when it passes from a medium with a lower refractive index to another higher refractive index, always undergoes a speed change which translates into a change of trajectory, forming with respect to the normal interface that separates both means an angle less than that of the trajectory of incidence on it.

Todo lo contrario ocurre cuando el rayo luminoso pasa del medio de mayor al de menor índice de refracción. En este caso el cambio de trayectoria es en el sentido de que su ángulo con respecto a la normal de la interfase se abra, de modo que a partir de un determinado ángulo de incidencia, denominado "ángulo crítico", la refracción se transforma en reflexión pura, y el rayo no atraviesa la interfase, sino que se refleja en su totalidad por el interior del medio de mayor índice de refracción.The opposite occurs when the light beam it goes from the medium with the highest to the lowest refractive index. In this case the change of trajectory is in the sense that its angle with with respect to the normal interface open, so that from of a certain angle of incidence, called "angle critical ", refraction is transformed into pure reflection, and the lightning does not pass through the interface, but is reflected in its entirety through the middle of the highest refractive index.

La invención propone configurar los medios que atraviesa una emisión luminosa interna para conseguir el reflejo y absorción total o selectivo de la luz exterior o ambiente, y dejar franco el paso de la luz procedente de la emisión interna, que será apreciada desde el exterior con el mejor contraste posible, y con un pequeño ángulo de desviación que puede ser aprovechado para direccionarla hacia la zona donde se prevé su visualización.The invention proposes to configure the means that crosses an internal light emission to get the reflection and total or selective absorption of exterior or ambient light, and leave Frank the passage of light from internal emission, which will be appreciated from the outside with the best possible contrast, and with a small angle of deviation that can be used to direct it towards the area where its visualization is expected.

De acuerdo con la invención, el dispositivo comprende la disposición de un cuerpo refractor transparente de mayor índice de refracción, esencialmente un cuerpo laminar, esto es, con un espesor reducido en comparación con sus otras dos dimensiones, y en contacto por ambas caras con sendos medios, interior y exterior, de menor índice de refracción.According to the invention, the device it comprises the arrangement of a transparent refractor body of higher refractive index, essentially a laminar body, this it is, with a reduced thickness compared to its other two dimensions, and in contact on both sides with two means, interior and exterior, with a lower refractive index.

Este cuerpo refractor tiene una cara interna en contacto con el medio interior de menor índice de refracción, en el que va inmerso un elemento generador de imágenes o señales luminosas destinadas a ser visualizadas con óptimo contraste en el medio exterior, y otra cara externa en contacto con dicho medio exterior, normalmente constituido por el aire atmosférico, y donde se presume que va a existir una iluminación ambiente o natural elevada que puede perjudicar al contraste de las imágenes o señales luminosas emitidas.This refractor body has an internal face in contact with the inner environment with the lowest refractive index, in the that an image or signal generating element is immersed lights intended to be displayed with optimal contrast in the external medium, and another external face in contact with said medium outside, normally constituted by atmospheric air, and where it is presumed that there will be an ambient or natural lighting high that may impair the contrast of images or signals light emitted.

En su cara interna el elemento refractor va provisto de un relieve consistente en porciones emergentes, cada una de las cuales tiene una cara extrema formando un ángulo con respecto a la luz procedente del exterior y que atraviesa aquel. Este ángulo formado entre la cara extrema de cada una de las porciones emergentes y la luz procedente del exterior, tiene que ser superior al ángulo crítico propio que definen los índices de refracción respectivos del cuerpo refractor y del medio que se sitúa adyacentemente a la cara interna de éste.In its inner face the refractor element goes provided with a relief consisting of emerging portions, each one of which has an extreme face forming an angle with regarding the light coming from outside and that goes through it. This angle formed between the extreme face of each of the emerging portions and light coming from outside, has to be greater than the own critical angle defined by the indices of respective refraction of the refractor body and the medium to be located adjacent to the inner face of it.

Con esta premisa, la luz incidente desde el exterior atraviesa en primer lugar la interfase que define la superficie externa del cuerpo refractor, sufriendo una leve desviación, hasta que llega a la interfase que definen cada una de las caras inclinadas de cada una de las porciones emergentes de la cara interna del cuerpo refractor, donde es reflejada al ser su ángulo de incidencia superior al ángulo crítico, por lo que no atraviesa la interfase y por tanto no accede al medio adyacente a la cara interna del cuerpo refractor.With this premise, the incident light from the outside it crosses first the interface that defines the external surface of the refracting body, suffering a slight deviation, until it reaches the interface defined by each of the slanted faces of each of the emerging portions of the internal face of the refracting body, where it is reflected as its angle of incidence greater than the critical angle, so no it crosses the interface and therefore does not access the medium adjacent to the inner face of the refracting body.

Adyacentemente y en contacto con cada una de estas porciones emergentes constitutivas del relieve de la superficie interna del elemento refractor, se dispone un cuerpo absorbente del espectro luminoso, con el fin de absorber esta luz reflejada. Este cuerpo absorbente puede realizar una absorción selectiva o total del espectro de la misma, lo que quiere decir que si el cuerpo absorbente es un cuerpo negro absorberá todo el espectro de la luz reflejada, que quedará totalmente eliminada aportando el contraste máximo, y si por el contrario se dispone un cuerpo absorbente selectivamente de parte del espectro, por ejemplo de todo el espectro excepto el color azul, el contraste se verá afec-
tado únicamente por el color azul, a modo de filtro.Adjacently and in contact with each of these emergent portions constituting the relief of the internal surface of the refracting element, an absorbing body of the light spectrum is arranged, in order to absorb this reflected light. This absorbent body can perform a selective or total absorption of the spectrum thereof, which means that if the absorbent body is a black body it will absorb the entire spectrum of the reflected light, which will be completely eliminated providing maximum contrast, and if on the contrary, a selectively absorbent body of part of the spectrum is arranged, for example of the whole spectrum except the blue color, the contrast will be affected
Tado only by the color blue, as a filter.

Como se dispone un cuerpo absorbente adyacentemente a cada una de las porciones emergentes constitutivas del relieve de la cara interna del cuerpo refractor, se pueden integrar preferentemente todos estos cuerpos absorbentes en un único cuerpo, troquelado complementariamente al relieve del cuerpo refractor, para insertarse en el relieve de éste y quedar ambos óptima y monolíticamente fijados entre sí. De este modo también se puede utilizar el cuerpo absorbente para unir varios cuerpos refractores, conformando otro de grandes dimensiones.How an absorbent body is arranged adjacent to each of the constitutive emerging portions of the relief of the inner face of the refractor body, you can preferably integrate all these absorbent bodies in a single body, die cut complementary to body relief refractor, to be inserted in the relief of this one and to remain both optimally and monolithically fixed together. In this way also you can use the absorbent body to join several bodies refractors, forming another large one.

Precisamente, el comportamiento de las señales o imágenes luminosas generadas en el interior será bien distinto, ya que en primer lugar pasará del medio interno de menor índice de refracción al elemento refractor a través de la interfase constituida por todas las caras inclinadas de las porciones emergentes de la cara interna de éste, sufriendo una pequeña desviación. Posteriormente atravesará el cuerpo refractor hasta llegar a la segunda interfase constituida por la cara externa de éste, incidiendo sobre ésta con un ángulo inferior al crítico correspondiente, y saldrá al medio exterior donde será perfectamente visible, y con un óptimo contraste total, o afectado por los colores no absorbidos por los cuerpos absorbentes selectivos en caso de utilizarse.Precisely, the behavior of the signals or luminous images generated inside will be quite different, since which will first pass from the internal medium with the lowest index of refraction to the refractor element through the interface constituted by all the inclined faces of the portions emerging from the inner side of it, suffering a small deviation. Later it will cross the refractor body until reach the second interface constituted by the external face of this one, affecting this one with a lower angle than the critical corresponding, and will go outside where it will be perfectly visible, and with optimal total contrast, or affected for colors not absorbed by absorbent bodies selective if used.

Las imágenes o señales luminosas salientes se ven afectadas por un cierto cambio de dirección, susceptible de ser aprovechado para direccionar la imagen hacia el punto previsto de visualización.Images or outgoing light signals are are affected by a certain change of direction, susceptible to be used to direct the image to the intended point display.

Brief description of the drawings

La figura 1 muestra una vista de un despiece del dispositivo de la invención.Figure 1 shows an exploded view of the device of the invention.

La figura 2 muestra una sección transversal del dispositivo de la invención.Figure 2 shows a cross section of the device of the invention.

La figura 3 muestra un detalle ampliado de la figura 2 donde aparecen desacoplados ambos cuerpos, refractor y absorbente, constitutivos del dispositivo de la invención.Figure 3 shows an enlarged detail of the Figure 2 where both bodies appear uncoupled, refractor and absorbent, constitutive of the device of the invention.

La figura 4 muestra una vista de la figura 3 con ambos cuerpos acoplados entre sí, donde se esquematiza la trayectoria de sendos rayos luminosos procedentes respectivamente del medio exterior e inte-
rior.Figure 4 shows a view of Figure 3 with both bodies coupled to each other, where the path of two light rays coming respectively from the external and internal environment is schematized.
rior.

Description of an embodiment of the invention

El dispositivo 1 está constituido por un cuerpo 2 refractor laminar de plástico transparente, dotado de una cara externa 3 esencialmente lisa y que incorpora un tratamiento antirreflexivo 4.The device 1 is constituted by a body 2 transparent plastic sheet refractor, equipped with one side external 3 essentially smooth and incorporating a treatment anti-reflective 4.

Su cara interior presenta un relieve 5 consistente en porciones 6 emergentes en forma de cilindro, cuyas bases 6a extremas constituyen la interfase entre el cuerpo 2 y el medio adyacente, y están biseladas para que su normal 7 conforme con respecto a los rayos 8 de luz procedentes del exterior un ángulo 9 superior al crítico, con el objeto de que estos rayos sean reflejados y no atraviesen la interfase. En este ejemplo no limitativo de la invención, el cuerpo 2 está constituido en plástico con índice de refracción aproximado de 1,5, y el medio en contacto con este cuerpo por ambas caras que es el mismo, el aire, que tiene un índice de refracción aproximado de 1, de modo que el ángulo 9 tiene que ser superior al ángulo crítico de 41,81° según las ecuaciones de aplicación correspondientes, e idealmente de 45° para que la reflexión se produzca en un ángulo 10 igual de 45° con respecto a la normal 7 y los rayos se reflejen perpendicularmente.Its inner face has a relief 5 consisting of 6 emerging portions in the form of a cylinder, whose 6a extreme bases constitute the interface between body 2 and the adjacent half, and are beveled so that its normal 7 conforming with respect to light rays 8 coming from outside a angle 9 higher than the critic, in order that these rays are reflected and do not cross the interface. In this example no limiting the invention, the body 2 is constituted in plastic with refractive index of approximately 1.5, and the medium in contact with this body on both sides that is the same, the air, which has an approximate refractive index of 1, so that the Angle 9 must be greater than the critical angle of 41.81 ° according to the corresponding application equations, and ideally 45 ° so that the reflection occurs at an angle 10 equal to 45 ° with compared to normal 7 and the rays are reflected perpendicularly.

En el relieve 5 también se incorporan unos espacios 11 adyacentes a los cilindros 6 donde encaja un segundo cuerpo 12 absorbente selectivamente de determinados colores del espectro, que opcionalmente puede estar constituido por un cuerpo negro absorbente del espectro completo de la luz. De este modo se consigue una absorción total o selectiva de los colores de la luz exterior reflejada en la interfase constituida por las bases 6a.In relief 5 some are also incorporated spaces 11 adjacent to cylinders 6 where a second fits body 12 selectively absorbent of certain colors of the spectrum, which may optionally consist of a body Black absorber of the full spectrum of light. In this way get a total or selective absorption of the colors of light exterior reflected in the interface constituted by the bases 6a.

Por su parte, los rayos 13 constitutivos de una señal o imagen emitida por una fuente interna, no representada, consistente por ejemplo en una matriz de diodos luminosos, en la emisión de un tubo de rayos catódicos, etcétera, inciden en las bases 6a y se refractan al interior del cuerpo 2, ya que el índice de refracción del aire es inferior al del cuerpo 2, siendo afectados por una cierta desviación, y formando la trayectoria desviada un ángulo 14 con la normal a las bases 6a de 28° en este ejemplo de realización. Estos rayos luminosos atraviesan el cuerpo 2 y llegan a la interfase constituida por la cara externa del cuerpo 2 accediendo al aire exterior. En este ejemplo de realización los rayos inciden por el interior del cuerpo a esta interfase con un ángulo 15 de aproximadamente 17°, inferior al ángulo crítico de 41,81°, y sufrirán una nueva refracción con respecto a la normal de la interfase saliendo con un ángulo 16 de 26° respecto de ésta.For its part, the rays 13 constituting a signal or image emitted by an internal source, not represented, consisting for example in a matrix of light emitting diodes, in the emission of a cathode ray tube, etc., affect the bases 6a and are refracted inside the body 2, since the index air refraction is lower than that of body 2, being affected by a certain deviation, and forming the trajectory deflected an angle 14 with the normal to the 6th bases of 28 ° in this embodiment example. These light rays pass through the body 2 and arrive at the interface constituted by the external face of the body 2 accessing the outside air. In this example of realization the rays strike inside the body to this interface with an angle 15 of approximately 17 °, less than critical angle of 41.81 °, and will suffer a new refraction with with respect to the normal interface coming out at an angle 16 of 26 ° regarding this.

Por tanto, la luz exterior será bloqueada en su totalidad o en una parte seleccionada de su espectro, mejorando el contraste al ser absorbida por el cuerpo 12, y los rayos luminosos salientes lo harán con un determinado ángulo (en este caso 26° con respecto a la normal de la superficie externa del cuerpo 2) por lo que se aprovechará esta característica para una mejor visualización desde el punto de vista adecuado.Therefore, the exterior light will be blocked in its all or in a selected part of its spectrum, improving the contrast when absorbed by body 12, and light rays projections will do so with a certain angle (in this case 26 ° with with respect to the normal of the external surface of the body 2) so that this feature will be used for better visualization from the appropriate point of view.

Claims

1. Device for contrast enhancement in light emitting apparatus; characterized in that it is constituted by an essentially transparent and refractor laminar body, with a higher refractive index, immersed and in contact on both sides with both internal and external means of lower refractive index; on its inner face the refractor body has a relief based on emerging portions, each of which has an extreme face that forms an angle with respect to the incoming light from the outside environment, this angle being greater than the critical angle defined by the refractive indices of the refractor body and the internal environment in order to reflect the light coming from the external environment; adjacently, and in direct contact with each of the emerging constituent portions of the relief of the internal face of the refracting body, housings are arranged for individual absorbing bodies, in whole or in part, of the light spectrum of light from the outside environment and reflected on the extreme faces of the emerging portions of the inner face of the refractor body; In the internal environment there is a signal generating element or luminous images intended to be displayed in the external environment with optimum contrast and addressed.

2. Device according to claim 1 characterized in that the laminar body is constituted of plastic, and the means in contact therewith on both sides 1 consist of atmospheric air.

3. Device according to claim 2 characterized in that the plastic body preferably has an approximate refractive coefficient of 1.5.

Device according to claim 1 characterized in that the emergent portions constituting the internal relief of the refracting body are constituted by cylinders and / or prisms whose face or extreme base is inclined with respect to the direction of the light coming from the external means.

5. Device according to claim 1 characterized in that the absorbent bodies are constituted by black bodies in order to block the entire spectrum of incoming exterior light rays.

6. Device according to claim 1 characterized in that the absorbent bodies are constituted by selectively absorbent bodies of certain colors of the spectrum in order to achieve a color of the refracting body in certain colors of the spectrum.

7. Device according to claims 1, 5 and 6 characterized in that the absorbent bodies are integrated in a single die-cut body complementary to the relief of the refracting body for mutual insertion.

8. Device according to claim 7 characterized in that the single body that integrates the absorbent bodies serves as a union between several refracting bodies to compose another large refracting body.

9. Device according to claim 1 characterized in that the refractive body incorporates an antireflective treatment externally.