TW200409386A - Illuminating device for the background-illumination of an image-reproduction device - Google Patents

Description

200409386 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種包含光閥之影像再生裝置之背景照明用 之照明裝置。 【先前技術】 具有光閥（特別是液晶顯示器）之影像再生裝置需要一種 足夠亮之均勻之背景照明。這在較大之顯示器（例如，電腦 螢幕）中是以發光材料管來達成。然而，在需要很高之亮度 之應用中，習知之照明裝置是不夠的。因此，例如在機動 · 車中所謂頭頂式（Head-up)顯示器中需要一種很高之亮度， 此乃因該顯示器之鏡像在較大之環境亮度中仍然必須可看 見。 【發明內容】 本發明之目的是提供一種照明裝置，其在一種給定之面 上具有很局之売度。本發明中該目的以下述方式達成：在 導熱之載體上分別以網目之方式配置由至少一個發光二極 體所形成之發光點。較佳之設計方式是：各發光點之面積 · 分別小於由該網目所設定之面積。 本發明以有利之方式使多個小的發光二極體所發出之光 較一種較大之發光二極體所發出者還多，此乃因發光二極 體之全部之空的表面都會發出輻射。 本發明之照明裝置之一種有利之形式是：在該載體之未 由發光點所佔有之面積上在一絕緣載體上配置各供電至發 光二極體所用之導線。因此，一種在發光二極體和該載體 200409386 之間之有利之導熱性連接是可能的，這不會使所施加之已 絕緣之導線妨礙該導熱性。 上述之形式可有利地以下述方式達成：各導線導入至一 種可撓性之箔中，該箔在該載體之外部繼續成爲導電式平 面。因此，除了各導線與發光二極體之接觸以外，該照明 裝置之內部不需其它之接觸，這樣可達成操作上之安全性 和價廉之可製造性。 依據另一種形式，發光二極體和載體之間一種特別好之 導熱性連接是以”各發光點施加在各基片上，各基片導熱 性良好且導熱性良好地和該載體相連”來達成。較佳之設 計方式是：至少一發光二極體電性絕緣地配置在基片上及/ 或基片由矽構成。 爲了進一步改良該導熱性，則本發明之設計方式是：載 體由最純之鋁或銅所構成及/或載體是與一散熱體相連。例 如，一種較大之冷卻體適合用作散熱體，其經由一儘可能 大之表面而將熱發散至周圍之空氣中。此外，所謂熱管亦 適合用作散熱體。 又’本發明之照明裝置較佳之設計方式是：各發光點之 間之中間區中以塑料塡入。 爲了進一步提高所發出之光量，則一種有利之實施形式 之設計方式是：一發光點分別由多個發光二極體所形成。 爲了對一種單色之顯示器進行背景照明，則各發光二極體 可以是同一彩色者。爲了達成一種發光二極體所不能獲得 之彩色或爲了對一種彩色顯示器進行背景照明，則在另一 200409386 種形式中之設計方式是：一發光點之各別所屬之發光二極 體發出不同之彩色光。 使用多個發光二極體於一發光點中時所顯示之優點是： 其較單一之較大之發光二極體具有更高之光效益。當4個 發光二極體形成一個發光點時是有利的。但本發明中每一 發光點亦可設有其它數目之發光二極體。 另一有利之形式是：每一發光點設有二個發出綠光之發 光二極體，一個發出藍光之發光二極體和一個發出紅光之 發光二極體。所產生之光之綠色成份較其它彩色者還明 顯，這是必要的’以便獲得白色光，例如’其具有大約60% 之綠色，25 %之紅色和15%之藍色。 各發光點配置在基片上時所具有之優點是：各發光二極 體之側壁可完全藉由各發光點之間所導入之導線而升高， 因此由該處所發出之輻射可被利用。爲了利用此輻射來對 顯示器進行背景照明，則在本發明之另一實施形式中之設 計方式是：各發光點分別由一種反射器所圍繞。因此，較 佳之設計方式是：一由反射器所形成之含有該發光點之凹 口中以一種透明之塑料塡入。 本發明之光源具有一種高的效率’高的壽命，大的反射 安全性，明確之發射性以及（在使用不同之發光二極體時） 在不同之彩色中具有狹頻帶之發射性。因此，可使光源之 光譜發射和液晶顯示器之濾色器之光譜傳輸相一致且使經 由該濾色器之光損耗保持很小。由於發光二極體之高的效 率，則可在熱產生量較小時達成較大之強度。 200409386 在與一適當之集束裝置相結合時，彩色點均勻地分佈在 整個可見面上時可有效地使亮度進一步提高。因此，發光 點均勻地分佈在整個可見面上時可使亮度均勻地分佈，其 可藉由該集束裝置進一步提高。各發光二極體分別在一發 光點中所形成之緊密配置可造成一種良好之彩色混合作 用。藉由白色之反射面和反射器形式，則在較不利之角度 所發出之光現在可被使用。使用很小之發光二極體時可造 成一種緊密之配置，其厚度是數公分，例如2 mm。 各發光二極體需要一種很小之操作電壓，因此適當之方 · 式是多個發光二極體相串聯。在各發光二極體之一故障 時，則電流即不能供應至其它之發光二極體而使這些二極 體同樣失效。爲了減小-或情況需要時排除此種效應之可見 度，則本發明之照明裝置之其它形式之設計方式是：各發 光二極體以組之方式分別串聯至一種電路。 在一發光二極體故障時爲了防止特殊之干擾條或區段之 形成，則須形成另一種形式，使各發光點（其發光二極體分 別屬於一組）能與其它組之發光點重疊地配置著。藉由此種 φ 重疊，則以適當之光學上之光分配媒體可使一組之故障幾 乎不能被看見。 上述形式之其它有利之構成是：每一發光點存在著多個 同彩色之發光二極體時，則這些同彩色之發光二極體時連 接至不同之電路。因此，不需其它之措施即可使亮度-和彩 色改變，這對許多應用而言是可容許的。 但彩色改變之一種補償是以下述方式達成：對傳送至各 200409386 別電路之電流分別設有一控制裝置，其就由於與中斷有關 之彩色偏移之補償而言在同一彩色之發光二極體用之各電 路之一被中斷時可控制相同發光點之相同彩色之發光二極 體-和不同彩色之發光二極體用之至少另一電路中之電流。 只要相關之發光二極體可允許功率損耗，則可設計如 下：使相同彩色之發光二極體用之至少另一電路中之電流 上升。利用此種方式可使亮度和彩色回到原來狀態。 若仍保留之相同彩色之發光二極體之功率提高是不可能 的或不適當的，則不同彩色之發光二極體用之電路中之電 流應下降。亮度因此會減小，但彩色仍可保持著。 上述形式之其它有利之構成是：在4 X 8個發光點（其分 別具有二個發出綠光-和二個發出紅光之發光二極體）所形 成之網目中就發出紅光之發光二極體而言設有4個電路， 其中二個電路配屬於相同發光點（其在網目上以棋盤形分佈 著）之發光二極體。因此，較佳之設計方式是：發出綠光之 發光二極體連接至8個電路，其中該8個發光二極體之一 個發出綠光之發光二極體連接至一個電路且相同發光點之 另一個發出綠光之發光二極體連接至另一個電路。 在上述之形式中須考慮：由於發出紅光之發光二極體和 發出綠光之發光二極體所需之電壓不同且由於適當之操作 電壓之大小大約是40 V，則須串聯1 6個發出紅光之發光 二極體，但只需串聯8個發出綠光之發光二極體。 【實施方式】 本發明允許多種實施形式，其中一種顯示在多個圖式中 200409386 且將描述於下。 第1圖所示之配置具有一個光源1和一個顯示器3 ’其 中在光源1和顯示器3之間設有一光學裝置使光源1所發 出之光集成束狀而均勻地分佈在顯示器3之面上。光源1 和顯示器3之間之間之距離是數公分。光源1之背面上存 在著一個冷卻體4以排除熱量。 第2圖是具有白色塑料框之光源之俯視圖，其在本實施 例中含有8x4個孔，其中存在著發光點6。塑料框5之大 小等於該顯示器之可看見之面積。塑料框5和發光點6位 於鋁板7上，其用來固定該排熱件。各導線以面帶式電纜 8之形式由側面伸出使發光二極體可與電流源相連接。 第3圖是一發光點6之放大圖，其由該塑料框5中之孔 所形成。4個發光二極體9在該孔之中央高處配置在一基 片1 9上（第4圖）。各發光二極體經由連結線1 1而與導線1 4 相連。導線1 4只藉由其所佔有之面積之陰影來表示。在 較佳之實施形式中，發光二極體之一是發出紅光者，二個 發出綠光且第4個發出藍光。在此種配置中，光混合成白 色。基片10和框架5之間之空間中以白色之澆注物質1 2 塡入，其表面1 5作爲各發光二極體9之側面所發出之光 之反射器。透明之澆注物質1 3用於該光源之平滑之表面 上且可保護各連結線和發光二極體。 第5圖是一實施例之發光二極體之終端，其在電路上具 有3 2個發光點。由於許多連接點只能未充份地且不淸楚 地顯示在圖中，則各發生光二極體（其電流供應將各別描述 200409386 或顯示）須以不同之符號對應於其各別電路之屬性來顯示。 圖中詳細顯示各發出紅光之發光二極體（以下稱爲紅色之發 光二極體）用之二個電路。網目之行以1至8來編號，而各 列以字母A至D來表示。爲了區別其它之參考符號，第5 圖中之行編號以斜體字來表示。 各發光點Al，A3，A5，A7，B2，B4至D8之紅色發光二極 體R之一分別連接至電路2 1，其另含有一可控制之電路22 和一測量電阻23。相同之各發光點（即，Al，A3至D8)之其 它紅色之發光二極體以相同之方式連接至另一電路24，其 具有可控制之電流源25和電流測量電阻26。同理，各發 光點Al，A3, B2，B4，Cl, C3, D2和D4之綠色發光二極體 連接至另二個未顯示之電路。該二個未顯示之電路用於A5, A7，B6，B8，C5，C7，D6 和 D8。各發光點 A2，A4, A6，A8 至 D7之電流供應以相同方式來進行。 在正常操作狀態時，全部之發光二極體都以預定之電流 來供應，使所形成之光具有所期望之彩色。現在若連接至 電路2 1之紅色發光二極體之一失效，則其可藉助於電流 測量電阻23上未出現之電壓降來確定且該電流源25受到 控制而使電路24中之電流提高。若這由於相關發光二極 體之可負載性或各別發光點之熱平衡而成爲不可能，則如 第5圖所示可使綠色之發光二極體之電流下降。 藉由各發光點之重疊配置，則連接至相同之電路之各發 光點之彩色及/或亮度改變時所形成之結構較不易被看見且 可藉由光學裝置而較以列-或行形式之各發光點所形成之配 -11 - 200409386 置更良好地劃分成各別之電路。 【圖式簡單說明】 第1圖 利用本發明之照明裝置來作背景照明之顯示器之 圖解。 第2圖一實施例之俯視圖。 第3圖一種發光點之放大圖。 第4圖一種發光點之切面圖和本實施例之圍繞該發光點 之各部分。 第5圖 各發光二極體之電流供應之圖解。

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Claims (1)

1. 200409386 拾、申請專利範圍： 1. 一種含有光閥之影像再生裝置之背景照明用之照明裝 置，其特徵爲：在導熱之載體（7)上分別以網目之形式配 置由至少一發光二極體（9)所形成之發光點（6)。 2. 如申請專利範圍第丨項之照明裝置，其中各發光點（6)之 面小於由網目所設定之面。 3. 如申請專利範圍第2項之照明裝置，其中在該載體（7)之 未由發光點（6)所佔用之面上在一絕緣載體上配置各導線 (14)以對各發光二極體（9)供應電流。 4. 如申請專利範圍第3項之照明裝置，其中各導線（14)延 伸至一可撓性之箔中，該箔在載體外部繼續延伸成面狀 導線（8)。 5. 如申請專利範圍第2至4項中任一項之照明裝置，其中 各發光點（6)施加在基片（10)上，各基片具有良好之導熱 性且導熱良好地與載體（7)相連。 6. 如申請專利範圍第5項之照明裝置，其中至少一發光二 極體（9)電性絕緣地配置在基片（10)上。 7. 如申請專利範圍第5或6項之照明裝置，其中該基片（丨〇) 由矽構成。 8 ·如申請專利範圍第5至7項中任一項之照明裝置，其中 該載體（7)由最純之鋁所構成。 9.如申請專利範圍第5至7項中任一項之照明裝置’其中 該載體（7)由銅所構成。 1 〇 ·如申請專利範圍第5至9項中任一項之照明裝置，其中 -13- 200409386 該載體（7)是與一散熱體相連。 1 1.如申請專利範圍第2至1 0項中任一項之照明裝置，其 中在各發光點（6)之間之中間區中以塑料（5，12)塡入。 12.如申請專利範圍第1至11項中任一項之照明裝置，其 中各發光點（6)分別由多個發光二極體（9)所形成。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項之照明裝置，其中各發光點（6) 之發光二極體（9)發出不同彩色之光。 14.如申請專利範圍第1 2或1 3項之照明裝置，其中4個發 光二極體（9)形成一個發光點（6)。 · 1 5 .如申請專利範圍第1 4項之照明裝置，其中每一發光點（6) 設有二個綠色之發光二極體，一個藍色之發光二極體和 一個紅色之發光二極體。 16.如申請專利範圍第1至15項中任一項之照明裝置，其 中各發光點（6)分別由一個反射器（15)所圍繞。 17·如申請專利範圍第16項之照明裝置，其中一由反射器（15) 所形成之含有發光點之凹口中以透明之塑料（13)塡入。 1 8 ·如申請專利範圍第1至1 7項中任一項之照明裝置，其 φ 中各發光二極體以成組之方式分別串聯至一種電路。 19.如申請專利範圍第18項之照明裝置，其中各發光點（其 發光二極體分別屬於一組）是與其它組之發光點重疊。 20·如申請專利範圍第18或19項之照明裝置，其中每一發 光點存在多個相同彩色之發光二極體時，相同彩色之各 發光二極體連接至不同之電路。 2 1 ·如申請專利範圍第20項之照明裝置，其中設有傳送至 -14- 200409386 各別電路之電流所用之控制裝置，其在相同彩色之發光 二極體用之電路之一斷開時可控制相同發光點之相同彩 色之發光二極體-和不同彩色之發光二極體用之至少另一 電路中之電流’以補償該和上述斷開有關之彩色偏移。 2 2 .如申請專利範圍第2 1項之照明裝置，其中該電流在相 同彩色之發光二極體用之至少另一電路中上升。 2 3 ·如申請專利範圍第2 1或2 2項之照明裝置，其中該電流 在不同彩色之發光二極體用之電路中下降。 2 4 ·如申請專利範圍第1 8至2 3項中任一項之照明裝置，其 中在4 X 8個發光點所形成之網目中分別具有二個綠色之 發光二極體和二個紅色之發光二極體，該網目中設有4 個電路’其中二個電路配屬於相同發光點之發光二極 體，其以重疊之方式分佈在該網目上。 25.如申請專利範圍第24項之照明裝置，其中各綠色發光 二極體連接至8個電路，一由8個發光點所形成之綠色 發光二極體連接至其中一個電路且由相同發光點所形成 之另一綠色發光二極體連接至連接至另一電路。 -15-