CZ2020393A3 - Světelný modul, zejména pro osvětlovací zařízení vozidla, a osvětlovací zařízení vozidla - Google Patents

Světelný modul, zejména pro osvětlovací zařízení vozidla, a osvětlovací zařízení vozidla Download PDF

Info

Publication number
CZ2020393A3
CZ2020393A3 CZ2020393A CZ2020393A CZ2020393A3 CZ 2020393 A3 CZ2020393 A3 CZ 2020393A3 CZ 2020393 A CZ2020393 A CZ 2020393A CZ 2020393 A CZ2020393 A CZ 2020393A CZ 2020393 A3 CZ2020393 A3 CZ 2020393A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
light module
light
housing
led
optical filter
Prior art date
Application number
CZ2020393A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomáš Gloss
Tomáš Ing. Gloss
Michal Borek
Michal Ing. Borek
Michal Juhaňák
Michal Ing. Juhaňák
Original Assignee
Varroc Lighting Systems, s.r.o.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Varroc Lighting Systems, s.r.o. filed Critical Varroc Lighting Systems, s.r.o.
Priority to CZ2020393A priority Critical patent/CZ2020393A3/cs
Priority to DE102021116840.6A priority patent/DE102021116840A1/de
Priority to US17/364,973 priority patent/US11754242B2/en
Publication of CZ2020393A3 publication Critical patent/CZ2020393A3/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/10—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
    • F21S43/13—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S43/15—Strips of light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/285—Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S41/24 - F21S41/2805
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/10—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
    • F21S43/13—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S43/14—Light emitting diodes [LED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/255—Filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/26—Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S43/235 - F21S43/255
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/2605—Refractors
    • F21S43/2621—Refractors characterised by the properties of the light beam shaping surface
    • F21S43/26211—Refractors characterised by the properties of the light beam shaping surface redirecting, i.e. substantially only changing light propagation direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/27—Attachment thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V11/00—Screens not covered by groups F21V1/00, F21V3/00, F21V7/00 or F21V9/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/003—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array
    • F21V23/004—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array arranged on a substrate, e.g. a printed circuit board
    • F21V23/005—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array arranged on a substrate, e.g. a printed circuit board the substrate is supporting also the light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/02—Refractors for light sources of prismatic shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2101/00—Point-like light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0091—Scattering means in or on the semiconductor body or semiconductor body package

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

Řešení se týká světelného modulu (1), zejména pro osvětlovací zařízení vozidla, obsahujícího pouzdro (10) s dutinou (11), která je uzavřena vyzařovací plochou (12), a ve které je uložena LED (13) napojitelná na zdroj elektrické energie a případně i řídicí obvod. Mezi LED (13) a vyzařovací plochou (12) je uspořádán transparentní optický filtr (14) mající horní plochu (140) a spodní plochu (141), přičemž na spodní ploše (141) transparentního optického filtru (14) přivrácené k LED (13) je uspořádána prostorová optická struktura (1410), uzpůsobená pro rozptýlení světla z dutiny (11) pouzdra (10) na horní plochu (140) filtru (14) a současně pro rozptýlení světla (13) odraženého od horní plochy (140) zpět na prostorovou (3D) optickou strukturu (1410) proti dnu (100) a případně i bočním plochám (101) dutiny (11) světelného modulu (1). Řešení se také týká osvětlovacího zařízení vozidla obsahujícího alespoň jeden takový světelný modul.

Description

Světelný modul, zejména pro osvětlovací zařízení vozidla, a osvětlovací zařízení vozidla
Oblast techniky
Vynález se týká světelného modulu, zejména pro osvětlovací zařízení vozidla, který obsahuje pouzdro s dutinou, která je uzavřena vyzařovací plochou, a ve které je uložena LED napoj itelná na zdroj elektrické energie a případně i řídicí obvod.
Vynález se také týká osvětlovacího zařízení vozidla obsahujícího alespoň jeden světelný modul.
Dosavadní stav techniky
V osvětlovacích zařízeních vozidel atd. se používá celá řada zdrojů světla, včetně bodových zdrojů světla tvořených LED. Při potřebě vytvoření rozsáhlejší svítící plochy osvětlovacího zařízení vozidla se nabízejí různé základní koncepty, které je možno rozdělit podle pozice a orientace zdrojů světla vůči svítící výstupní ploše osvětlovacího zařízení na moduly s přímým osvětlením (direct) a moduly s nepřímým osvětlením (indirect).
Příkladem modulu s nepřímým osvětlením je řešení je S-LED, viz. obr. 1, kde jsou LED orientovány kolmo vůči boční hraně svítící plochy (resp. plochého světlovodu), přičemž světlo vydávané LED je ze svítící plochy řízené vyvažováno a orientováno do požadovaného směru, který je odlišný, např. kolmý, na původní směr světla vydávaného LED. Výhodou tohoto konceptu je velmi dobrá homogenita svícení výstupní plochy, která je srovnatelná s OLED, a také velmi malá hloubka zástavby osvětlovacího zařízení. Nevýhodou tohoto konceptu je minimální možnost animace rozsvícení plochy.
U modulů s přímým osvětlením, viz obr. 2, jsou jedna nebo více LED umístěny za výstupní plochou a jsou orientovány tak že tuto výstupní plochu přímo nasvěcují ve směru, ve kterém je světlo následně výstupní plochou vyzařováno. Výhodou takových řešení s přímým osvětlením je zlepšení možnosti řízení animace světelného výstupu. Tím, že jsou LED umístěny přímo za výstupní svítící plochou, je navíc možné pomocí příček mezi jednotlivými LED vytvořit ostře definované a segmenty různých tvarů. Tyto segmenty se pak mohou rozsvěcovat nezávisle na ostatních segmentech ve vyzařovací ploše osvětlovacího zařízení vozidla. Nevýhodou modulů s přímým osvětlením je obecně horší homogenita vystupujícího světla a také větší hloubka zástavby. LED jsou totiž bodové zdroje světla s určitou vyzařovací charakteristikou a ve směru kolmém na čip vyzařují světlo s maximální intenzitou, která klesá s rostoucím vyzařovacím úhlem od směru kolmo na čip. Aby s takovými zdroji bylo možno dosáhnout potřebné homogenity svícení vyzařovací plochy, je potřeba umístit LED dostatečně daleko od nasvěcované vyzařovací plochy, čímž rostou požadavky na hloubku zástavby osvětlovacího zařízení. Použitím standardní primární optiky je sice možné homogenitu nasvětlení vyzařovací plochy lépe kontrolovat, dále však rostou nároky na hloubku zástavby zařízení.
Z US 9 599 292 B2 a EP 2 748 872 B1 je znám světlovyzařující modul, který je možno zahrnout mezi moduly s přímým osvětlením. Modul vyzařující světlo emituje světlo skrz výstupní okno světla a zahrnuje základnu, polovodičový světelný emitor a částečně difuzní reflexní vrstvu. Základna má světlo odrazivou plochu, která směřuje k oknu pro výstup světla. Světelný odrazový povrch má základní koeficient odrazu, který je definován poměrem mezi množstvím světla, které je odraženo povrchem odrážejícím světlo, a množstvím světla, které dopadá na povrch odrážející světlo. Emitor světla v pevné fázi emituje světlo první barevné oblasti, zahrnuje horní povrch a má koeficient odrazu emise světla v pevné fázi, který je definován poměrem mezi množstvím světla, které se odráží v polovodičovém emitoru a množství světla, které dopadá na horní povrch v polovodičovém emitoru. Největší lineární velikost horní plochy alespoň jednoho světelného emitoru v pevné fázi je definována jako nejdelší vzdálenost od bodu na horním povrchu alespoň
- 1 CZ 2020 - 393 A3 jednoho polovodiče v pevné fázi k jinému bodu na horním povrchu alespoň jednoho polovodičového světelného zdroje v přímém směru. Okno pro výstup světla obsahuje alespoň část částečně difuzní reflexní vrstvy. Částečně difuzní reflexní vrstva, která je jak na stěnách modulu, tak i na výstupním okně obsahuje fosfor měnící vlnovou délku světla vyzařovaného zdroji světla.
Nevýhodou tohoto řešení je jeho výrobní náročnost s nutností přesného dodržení celé řady parametrů a dále také přesného dodržení složení a struktury použité částečně difuzní reflexní vrstvy na celé ploše modulu. Vzhledem ke komplikovanosti celého konceptu a použití fosforu pro změnu vlnové délky je také negativně ovlivněna účinnost celého systému.
Cílem vynálezu je odstranit nebo alespoň minimalizovat nevýhody dosavadního stavu techniky, zejména snížit výrobní náročnost a zjednodušit konstrukci při minimální hloubce zástavby a homogenním nasvícení výstupní plochy osvětlovacího zařízení pomocí LED umístěných přímo za svítící plochou osvětlovacího zařízení.
Podstata vynálezu
Cíle vynálezu je dosaženo světelným modulem, zejména pro osvětlovací zařízení vozidla, jehož podstata spočívá v tom, že mezi LED a vyzařovací plochou je uspořádán transparentní optický filtr mající horní plochu a spodní plochu, přičemž na spodní ploše transparentního optického filtru přivrácené k LED je uspořádána prostorová optická struktura, uzpůsobená pro rozptýlení světla z dutiny pouzdra na horní plochu filtru a současně pro rozptýlení světla odraženého od horní plochy zpět na prostorovou optickou strukturu proti dnu a případně i bočním plochám dutiny světelného modulu.
Toto řešení umožňuje dosáhnout při naprosto minimální tloušťce světelného modulu vysokou homogenitu plošného nasvícení vyzařovací plochy i v pohledech pod různými úhly, což umožňuje vytvářet homogenní animované nebo segmentované svítící plochy s tenkým profilem. Současně je také možné vytvářet různě velké svítící plochy se samostatně ovladatelnými svítícími plošnými segmenty, což dále zvyšuje variabilitu konstrukcí a designových provedení osvětlovacích zařízení vozidel.
Výhodná provedení jsou předmětem závislých patentových nároků.
Podstata osvětlovacího zařízení vozidla obsahujícího alespoň jeden světelný modul spočívá v tom, že osvětlovací modul je vytvořen podle kteréhokoli z nároků 1 až 10, což celému osvětlovacímu zařízení dává významné a výhodné vlastnosti.
Objasnění výkresů
Vynález je schematicky znázorněn na výkrese, kde ukazuje obr. 1 dosavadní stav techniky v oblasti konceptů modulů s nepřímým osvětlením, obr. 2 dosavadní stav techniky v oblasti konceptů modulů s přímým osvětlením, obr. 3 osvětlovací zařízení obsahující matici čtyř světelných modulů podle vynálezu, obr. 4 detail jednoho osvětlovacího modulu podle vynálezu, obr. 5 detail spodní strany prvního provedení světelného filtru, obr. 6 detail spodní strany druhého provedení světelného filtru, obr. 7 příčný řez prvním provedením světelného modulu podle vynálezu, obr. 8 příčný řez druhým provedením světelného modulu podle vynálezu, obr. 9 příčný řez třetím provedením světelného modulu podle vynálezu, obr. 10 světelná funkce prvního provedení světelného modulu podle vynálezu v příčném řezu, obr. 11 světelná funkce druhého provedení světelného modulu podle vynálezu v příčném řezu, obr. 12 světelná funkce druhého provedení světelného modulu podle vynálezu v příčném řezu, obr. 13 světelná funkce prvního provedení světelného filtru v příčném řezu a obr. 14 světelná funkce provedení světelného filtru difúzní fólií v příčném řezu.
-2CZ 2020 - 393 A3
Příklady uskutečnění vynálezu
Vynález bude popsán na několika příkladech provedení světelného modulu, zejména pro osvětlovací zařízení vozidla, a fungování takového světelného modulu.
Na obr. 3 je znázorněna matice 4 světelných modulů 1 podle vynálezu, kde každý světelný modul 1 obsahuje pouzdro 10, ve kterém je vytvořena dutina 11. Dutina 11 je překryta a uzavřena vyzařovací plochou 12. která je buď 2D plochou nebo 3D plochou, a která je samostatná pro každý jeden světelný modul 1 nebo je společná alespoň dva vedle sebe uspořádané světelné moduly L Vyzařovací plocha 12 je výhodně tvořena difuzní folií, matným filtrem nebo mléčným (milky) filtrem, který vstupující světlo dále rozptyluje do podoby homogenního vystupujícího světla, a který pak působí homogenním vzhledem i z různých úhlů pohledu.
Na dně 100 pouzdra 10 je v dutině 11 uložena jedna LED 13, která je napojena na ne znázorněný zdroj elektrické energie a případně i na neznázoměný řídicí obvod. LED 13 je tvořena buď jednobarevnou LED, nebo RGB LED. LED 13 je výhodně uložena na PCB 15 se všemi podpůrnými obvody a prvky pro činnost LED 13.
Mezi LED 13 a vyzařovací plochou 12 je uspořádán tenký transparentní optický filtr 14. ať už ve formě destičky nebo fólie, který je na své spodní ploše 141 přivrácené k LED 13 opatřen prostorovou (3D) optickou strukturou 1410. Optický filtr 14 je uzpůsoben pro úpravu chodu světla vyzařovaného přímo z LED 13. kdy prostorová (3D) optická struktura 1410 rozptyluje světlo jdoucí přímo z LED 13, které vychýlí do stran do transparentního optického filtru 14, načež takto vychýlené světlo dopadá na horní plochu 140 tohoto filtru 14, přičemž horní plocha 140 filtru 14 je s výhodou hladká. Na horní ploše 140 filtru splní převážná část vychýleného světla podmínku pro totální vnitřní odraz světla, a proto se uvnitř materiálu filtru 14 odrazí zpět k prostorové (3D) optické struktuře 1410. Toto odražené (vrácené) světlo propustí prostorová (3D) optická struktura 1410 zpět do dutiny 11 pouzdra, kde jsou jak dno 100 pouzdra, resp. PCB 15. tak boční stěny 101 difuzní (ideálně pak bílé a vysoce odrazné) a dále toto vrácené světlo rozptylují. Prostorovou (3D) optickou strukturou 1410 se tak ovlivňuje (redukuje) množství světla, které projde filtrem 1410 vůči tomu, které je vráceno zpět do dutiny 11 pouzdra 10 kde dochází k difúzi tohoto vráceného světla, čímž se na výstupu světla z pouzdra 1 posiluje vliv difuzního okolí a oslabuje se vliv přímého světla z LED 13, takže výstupní světlo se zhomogenizuje.
Jinak řečeno, světlo vyzařované z LED 13 vstoupí přes prostorovou (3D) optickou strukturu 1410 do optického filtru 14. kde menší část tohoto světla projde optickým filtrem 14 na vyzařovací plochu 12, kterou projde a je přímo vyzářeno. Zbylá, větší, část světla, které z LED 13 vstoupí přes prostorovou (3D) optickou strukturu 1410 do optického filtru 14 se na horní ploše 140 optického filtru 14. která je přivrácena k vyzařovací desce 12, odrazí zpět ke spodní ploše 141 optického filtru 14, načež tato odražená část světla znovu projde prostorovou (3D) optickou strukturou 1410 na spodní ploše 141 optického filtru 14 směrem proti dnu 100 světelného modulu 1. Při průchodu této odražené části světla prostorovou (3D) optickou strukturou 1410 se toto světlo vlivem tvarování prostorové (3D) optické struktury 1410 dále rozptýlí směrem proti dnu 100 a případně i proti bočním plochám 101 dutiny 11 světelného modulu 1, od kterého se toto rozptýlené světlo odrazí zpět do optického filtru 14. kterým část opět projde až do vyzařovací plochy 12 a část je opět odražena od horní plochy 140 optického filtru 14 směrem na spodní plochu 141 optického filtru 14 s prostorovou (3D) optickou strukturou 1410 atd. Rozptýlení světla prostorovou (3D) optickou strukturou 1410 vede k rovnoměrnějšímu nasvícení optického filtru 14 a ve výsledku i rovnoměrnějšímu nasvícení vyzařovací plochy 12. jak je také blíže ukázáno na obr. 10 až 12, které ukazují chody světla z LED 13 v uspořádáních světelného modulu 1 podle obr. 7 až 9.
-3CZ 2020 - 393 A3
V neznázoměném příkladu provedení je pro zlepšení rozptýlení světla při jeho odrazu od dna 100 světelného modulu 1 toto dno 100 a případně i boční stěny 101 dutiny 11 světelného modulu 1 opatřeno difuzní vrstvou.
Prostorová (3D) optická struktura 1410 je v příkladu provedení na obr. 5 tvořena plošně rozloženou sestavou směrem dolů vystupujících čtyřbokých jehlanů 14100. kde tyto jehlany 14100 mají čtvercovou základnu a a vrcholový úhel a rozevření stěn jehlanů 14100 je v rozsahu od 60° do 80°, ideálně 70°. S výhodou je velikost hrany základnu a v rozsahu od 1 pm x 1 pm do 2 mm x 2 mm, ideálně 100 pm x 100 pm. V neznázoměném provedení mají jehlany 14100 jiný tvar základny a tomu odpovídající počet bočních stěn.
Prostorová (3D) optická struktura 1410 je v příkladu provedení na obr. 6 tvořena plošně rozloženou sestavou směrem dolů vystupujících kuželů 14101. kde tyto kužely 14101 mají průměr podstavy a a vrcholový úhel a kuželů 14101 je v rozsahu od 60° do 80°, ideálně 70°. S výhodou je průměr podstavy a v rozsahu od 1 pm do 2 mm, ideálně 100 pm.
V neznázoměném příkladu provedení je prostorová (3D) optická struktura 1410 tvořena plošně rozloženou sestavou směrem dolů vystupujících odlišných těles vhodné geometrie a rozměrů.
Transparentní optický filtr 14 je vytvořen z opticky vhodného materiálu, výhodně pak z materiálu s indexem lomu v rozsahu od 1,2 do 1,8, ideálně pak 1,586, zejména je vytvořen z polykarbonátu.
Transparentní optický filtr 14 má tloušťku h základního tělesa, tj. tloušťku h plného profilu bez prostorové (3D) optické struktury 1410 v rozsahu od 1 pm do 3mm, ideálně 300 pm.
V provedení světelného modulu na obr. 7 je LED 13 uložena na PCB 15, která současně tvoří dno 100 pouzdra 10 světelného modulu L Na horní ploše PCB 15 jsou kolem LED 13 uloženy boční stěny 16 pouzdra 10 světelného modulu L Horní plocha PCB 15 a/nebo vnitřní plochy 101 bočních stěn 16 jsou případně opatřeny neznázoměnou difúzní vrstvou. V úrovni nad LED 13 je v pouzdm 10 světelného modulu 1, zde konkrétně pomocí drážek v bočních stěnách 16. uložen transparentní optický filtr 14 s prostorovou (3D) optickou strukturou 1410. Na horním konci bočních stěn 16 pouzdra 10 světelného modulu 1 je uložena vyzařovací plocha 12. Toto uspořádání je vhodné pro vytvoření zcela samostatných světelných modulů L
V provedení světelného modulu na obr. 8 je LED 13 uložena na své PCB 15, která současně tvoří dno 100 pouzdra 10 světelného modulu 1. Na horní ploše PCB 15 jsou kolem LED 13 uloženy boční stěny 16 pouzdra 10 světelného modulu L Horní plocha PCB 15 a/nebo vnitřní plochy 101 bočních stěn 16 jsou případně opatřeny neznázoměnou difuzní vrstvou. V úrovni nad LED 13 je v pouzdru 10 světelného modulu 10, zde konkrétně pomocí průchodů v bočních stěnách 16, uložen transparentní optický filtr 14 s prostorovou (3D) optickou strukturou 1410. Na horním konci bočních stěn 16 pouzdra 10 světelného modulu 1 je uložena vyzařovací plocha 12. Toto uspořádání je vhodné pro vytvoření sestavy vedle sebe uspořádaných světelných modulů L protože průchody v bočních stěnách 16 pro transparentní optický filtr 14 umožňují vytvořit transparentní optický filtr 14 jednodílný pro více světelných modulů 1 vedle sebe a současně je možné vytvořit jako jednodílnou a společnou pro více světelných modulů 1 i vyzařovací plochu 12.
V provedení světelného modulu na obr. 9 je znázorněno modifikované provedení z obr. 8, u kterého jsou horní plocha 140 a spodní plocha 141 transparentního optického filtru 14 v oblasti jejich průchodu boční stěnou 16 pouzdra 10 světelného modulu 1 opatřeny stínícím povlakem nebo vrstvou 17 pro omezení úniku světla ze zobrazeného světelného modulu 1 do sousedního světelného modulu 1.1 toto uspořádání je vhodné pro vytvoření sestavy vedle sebe uspořádaných světelných modulů 1, protože průchody v bočních stěnách 16 pro transparentní optický filtr 14 umožňují vytvořit transparentní optický filtr 14 jednodílný pro více světelných modulů 1 vedle sebe a současně je možné vytvořit jako jednodílnou a společnou pro více světelných modulů 1 i vyzařovací plochu 12.
-4CZ 2020 - 393 A3
Stínící povlak nebo vrstva 17 je v ne znázorněném provedení vytvořen jako adhesivní pro nalepení transparentního optického filtru 14 na čelní plochu boční stěny 16 pouzdra 10. V jiném provedení podle obr. 9 jsou stínící povlak nebo vrstva 17 zcela nahrazeny adhesivní vrstvou, např. oboustrannou lepicí páskou, pro nalepení transparentního optického filtru 14 na čelní plochu boční stěny 16 pouzdra 10. přičemž vyzařovací plocha 12 je nalepena přímo na vnější ploše horní oboustranné lepicí pásky.
V provedení podle obr. 8, 9, 11 a 12 je transparentní optický filtr 14 buď individuální pro každé jedno pouzdro 10 nebo je naopak společný pro alespoň dvě pouzdra 10 uspořádaná vedle sebe, ideálně tak, že se buď dotýkají svými bočními stěnami 16 nebo sousední pouzdra 10 sdílejí společnou boční stěnu 16 atd.
V neznázoměném příkladu provedení je dno 100 pouzdra 10 tvořeno přímo PCB 15 s uloženou LED 13 a se všemi podpůrnými obvody a prvky pro činnost LED 13, přičemž tato PCB 15 je lepidlem nebo oboustrannou lepicí páskou přilepena na spodní čelní plochu boční stěny 16 pouzdra 10 světelného modulu 1, nebo je vlepena mezi boční stěny 16 pouzdra 10.
Průmyslová využitelnost
Vynález je využitelný k vytvoření osvětlovacích modulů s vysoce homogenním plošným světelným výstupem, a to zejména v oblasti osvětlovacích zařízení pro vozidla, tj. pro automobilový průmysl.

Claims (10)

PATENTOVÉ NÁROKY
1. Světelný modul (1), zejména pro osvětlovací zařízení vozidla, obsahující pouzdro (10) s dutinou (11), kteráje uzavřena vyzařovací plochou (12), a ve které je uložena LED (13) napojitelná na zdroj elektrické energie a případně i řídicí obvod, vyznačující se tím, že mezi LED (13) a vyzařovací plochou (12) je uspořádán transparentní optický filtr (14) mající horní plochu (140) a spodní plochu (141), přičemž na spodní ploše (141) transparentního optického filtru (14) přivrácené k LED (13) je uspořádána prostorová optická struktura (1410), uzpůsobená pro rozptýlení světla z dutiny (11) pouzdra (10) na horní plochu (140) filtru (14) a současně pro rozptýlení světla odraženého od horní plochy (140) zpět na prostorovou (3D) optickou strukturu (1410) proti dnu (100) a případně i bočním plochám (101) dutiny (11) světelného modulu (1).
2. Světelný modul (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že prostorová optická struktura (1410) je tvořena plošně rozloženou sestavou směrem dolů vystupujících geometrických těles.
3. Světelný modul (1) podle nároku 2, vyznačující se tím, že prostorová optická struktura (1410) je tvořena plošně rozloženou sestavou směrem dolů vystupujících jehlanů (14100), kde tyto jehlany (14100) mají vrcholový úhel (a) rozevření stěn jehlanů (14100) v rozsahu od 60° do 80°, ideálně 70°.
4. Světelný modul (1) podle nároku 2, vyznačující se tím, že prostorová optická struktura (1410) je tvořena plošně rozloženou sestavou směrem dolů vystupujících kuželů (14101), kde tyto kužely (14101) mají průměr podstavy (a) a vrcholový úhel (a) kuželů (14101) je v rozsahu od 60° do 80°, ideálně 70°.
5. Světelný modul (1) podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že LED (13) je uložena na PCB (15), která současně tvoří dno (100) pouzdra (10) světelného modulu (1).
6. Světelný modul (1) podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že transparentní optický filtr (14) je uložen v bočních stěnách (16) pouzdra (10).
7. Světelný modul (1) podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že transparentní optický filtr (14) je uložen na čelní ploše boční stěny (16) pouzdra (10).
8. Světelný modul (1) podle nároku 7, vyznačující se tím, že v oblasti čelní plochy boční stěny (16) pouzdra (10) jsou horní plocha (140) a spodní plocha (141) transparentního optického filtru (14) opatřeny stínícím povlakem nebo vrstvou (17) pro omezení úniku světla ze světelného modulu (1) a/nebo adhesivní vrstvou pro nalepení transparentního optického filtru (14) na čelní plochu boční stěny (16) pouzdra (10) a pro nalepení vyzařovací plochy (12) na vnější plochu horní oboustranné lepicí pásky.
9. Světelný modul (1) podle kteréhokoli z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že vyzařovací plocha (12) je tvořena 2D nebo 3D difuzní folií nebo matným filtrem nebo mléčným (milky) filtrem.
10. Světelný modul (1) podle kteréhokoli z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že dno (100) a případně i boční stěny (101) dutiny (11) světelného modulu (1) jsou opatřeny difuzní vrstvou.
f f. Osvětlovací zařízení vozidla obsahující alespoň jeden světelný modul (1) podle kteréhokoli z nároků 1 až 11.
CZ2020393A 2020-07-03 2020-07-03 Světelný modul, zejména pro osvětlovací zařízení vozidla, a osvětlovací zařízení vozidla CZ2020393A3 (cs)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2020393A CZ2020393A3 (cs) 2020-07-03 2020-07-03 Světelný modul, zejména pro osvětlovací zařízení vozidla, a osvětlovací zařízení vozidla
DE102021116840.6A DE102021116840A1 (de) 2020-07-03 2021-06-30 Lichtmodul, insbesondere für eine Beleuchtungseinrichtung eines Fahrzeuges, und Beleuchtungseinrichtung eines Fahrzeuges
US17/364,973 US11754242B2 (en) 2020-07-03 2021-07-01 Lighting module, in particular for a vehicle lighting device and a vehicle lighting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2020393A CZ2020393A3 (cs) 2020-07-03 2020-07-03 Světelný modul, zejména pro osvětlovací zařízení vozidla, a osvětlovací zařízení vozidla

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ2020393A3 true CZ2020393A3 (cs) 2022-01-12

Family

ID=79019777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2020393A CZ2020393A3 (cs) 2020-07-03 2020-07-03 Světelný modul, zejména pro osvětlovací zařízení vozidla, a osvětlovací zařízení vozidla

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11754242B2 (cs)
CZ (1) CZ2020393A3 (cs)
DE (1) DE102021116840A1 (cs)

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2160644B1 (en) 2007-05-20 2019-05-01 3M Innovative Properties Company Semi-specular components in hollow cavity light recycling backlights
KR101520994B1 (ko) 2009-02-26 2015-05-15 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 광학 시트, 면 광원 장치, 투과형 표시 장치 및 발광 장치
WO2010124158A1 (en) 2009-04-24 2010-10-28 3M Innovative Properties Company Light assembly
JP6057717B2 (ja) * 2009-12-21 2017-01-11 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 半透過性物品及びライトアセンブリ
SK50092010A3 (sk) 2010-04-20 2011-12-05 S Power Export - Import, S. R. O. Method of elimination of multiple shadows on lamps with point light sources, especially LED lighting
JP5649047B2 (ja) * 2010-09-29 2015-01-07 シチズン電子株式会社 レンズ部材及び光学ユニット
JP5571251B2 (ja) * 2011-08-12 2014-08-13 シチズン電子株式会社 レンズ部材及びこのレンズ部材を使用した発光装置
JP6170495B2 (ja) 2011-09-20 2017-07-26 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 発光モジュール、ランプ、照明器具及び表示装置
JP6192987B2 (ja) * 2012-06-12 2017-09-06 エルジー イノテック カンパニー リミテッド 照明装置
US10608151B2 (en) * 2015-12-28 2020-03-31 Nichia Corporation Light source device
DE102016101614A1 (de) * 2016-01-29 2017-08-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Leuchtvorrichtung
TWI612251B (zh) * 2017-01-03 2018-01-21 聯嘉光電股份有限公司 發光裝置
US10436971B2 (en) * 2017-01-23 2019-10-08 Ideal Industries Lighting, LLC Wall washing light fixtures

Also Published As

Publication number Publication date
US11754242B2 (en) 2023-09-12
DE102021116840A1 (de) 2022-01-05
DE102021116840A9 (de) 2022-06-02
US20220003372A1 (en) 2022-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4159059B2 (ja) 面状光源ユニット
TWI452548B (zh) 具有均勻光分佈之燈箱之照明用之ｌｅｄ燈元件
JP5285624B2 (ja) 少なくとも１つのｌｅｄを含む照明デバイス
KR101203133B1 (ko) 엘이디 조명 장치
JP4780788B2 (ja) Ｌｅｄ灯具ユニット
RU2605690C2 (ru) Светильник
US20080198597A1 (en) Illumination Device
WO2009122339A1 (en) Improved white light-emitting device
US11668445B2 (en) Multi-beam vehicle light
WO2016125511A1 (ja) 照明装置
JP4367800B2 (ja) 面状光源ユニット
CN114270094A (zh) 照明装置
CN106594675A (zh) Led全反射透镜和led线光源
JP3156238U (ja) 曲面導光式照明装置
JP6144166B2 (ja) 車両用灯具
KR100985956B1 (ko) 전 개구 발광 구조의 엘이디 반사판
CZ2020393A3 (cs) Světelný modul, zejména pro osvětlovací zařízení vozidla, a osvětlovací zařízení vozidla
TWI553272B (zh) 側入式背光模組
CN115144949A (zh) 导光板及照明装置
JP7515058B2 (ja) 導光板及び導光板システム
WO2012114553A1 (ja) 導光部材及びこれを備えた発光装置
JP6127538B2 (ja) 車両用灯具
JP5535688B2 (ja) 照明装置
KR20130070070A (ko) 측광식 면광원 조명장치
TWI401508B (zh) 背光模組及使用其之顯示裝置