ES2870468T3 - Dispositivos emisores de luz - Google Patents

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Yu-Chu Chen
Ching-Tan Yu
Pin-Chu Chen
Sheng-Hua Yang
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Abstract

Un dispositivo emisor de luz (10) que comprende: una placa de circuito impreso (11); una capa de reflexión (13) formada en dicha placa de circuito impreso; una capa de guía de luz (14) formada sobre dicha capa de reflexión; y. una o más fuentes de luz (12) proporcionadas en uno o más lados de dicha capa de guía de luz para permitir que la luz ingrese a dicha capa de guía de luz desde uno o más lados, en donde dicha capa de guía de luz puede flexionarse con una o más curvas; y. en donde una superficie de dicha capa de guía de luz se forma con una pluralidad de microestructuras (141), caracterizado porque dicha pluralidad de microestructuras comprende microestructuras direccionales hacia adelante que tienen forma de globo y microestructuras deflectoras que tienen forma de cono, en donde dicha capa de guía de luz comprende curvas más grandes que tienen más microestructuras deflectoras que las microestructuras direccionales hacia adelante y curvas más pequeñas que tienen más microestructuras direccionales hacia adelante que las microestructuras deflectoras.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivos emisores de luz
Campo de la invención
La presente invención se refiere a dispositivos emisores luz; más particularmente, la presente invención se refiere a dispositivos emisores de luz que utilizan LED como fuentes de luz. El dispositivo emisor de luz de la presente invención es flexible, y la pluralidad de microestructuras dentro del dispositivo emisor de luz está dispuesta de tal manera que se consiga uniformidad de luminancia.
Antecedentes de la invención
A medida que la tecnología de los diodos emisores de luz (LED) madura, la aplicación también se ha ampliado. En la actualidad, muchas empresas de fabricación de automóviles han estado utilizando LED como fuentes de luz en sus productos. Sin embargo, los LED emiten luces focales. Las características de las luces focales hacen difícil que las luces emisoras logren uniformidad de luminancia. En consecuencia, los conductores que se encuentren en el carril opuesto pueden experimentar molestias debido a los reflejos.
Además, los módulos de retroiluminación convencionales se utilizan principalmente en fuentes de luz plana y rectangular. Por lo tanto, la aplicación del módulo de retroiluminación convencional en un vehículo tiene muchas restricciones en el diseño, ya que las nuevas fuentes de luz vehicular están diseñadas con una variedad de formas modernas y compactas. Además, los módulos de retroiluminación convencionales para LED no son flexibles. Así, el tamaño total de la luz vehicular sería inevitablemente grande.
Por lo tanto, lo que se necesita es un dispositivo emisor de luz capaz de mejorar la uniformidad de luminancia cuando los LED se utilizan como fuentes de luz. Lo que también se necesita es un dispositivo emisor de luz con mayor comodidad visual y que pueda dirigir las luces de acuerdo con las normativas gubernamentales.
El documento US 2013/0148378 A1 describe un aparato de pantalla LCD que incluye una película reflectante inferior, una placa de guía de luz y una o más fuentes de luz. La placa de guía de luz tiene un micro-patrón bidimensional que consiste en una pluralidad de microlentes sustancialmente idénticas. Los materiales seleccionados deben ser suficientemente rígidos y resistentes. El documento US 2006/0256442 A1 describe un reflector, una parte de guía de luz, una fuente de luz y un sustrato ópticamente transparente. Un convexo tiene forma casi columnar con una parte superior casi plana. Cada convexo dispone de un microlente. Se proporciona un microlente en el sustrato.
Sumario de la invención
La invención está contenida en el conjunto de reivindicaciones anexadas.
Breve descripción de dibujo
La FIG. 1 ilustra un diagrama esquemático de un dispositivo emisor de luz de acuerdo con una realización de la presente invención;
La FIG. 2 ilustra un diagrama esquemático de un lado del dispositivo emisor de luz de acuerdo con una realización de la presente invención; y.
Las FIG. 3a y 3b ilustran un diagrama de simulación de distribución de luz y una lista de resultados de punto de prueba de una microestructura direccional hacia adelante y una microestructura deflectora, respectivamente, de acuerdo con una realización de la presente invención.
Descripción detallada de la invención
La referencia ahora se realizará en detalle con respecto a las realizaciones de la presente invención. Los ejemplos de realizaciones se ilustran en los dibujos adjuntos, en donde números de referencia similares se refieren a elementos similares a lo largo de la memoria descriptiva.
La presente invención divulga un dispositivo emisor de luz. En una realización de la presente invención, el dispositivo emisor de luz puede tener una capa de guía de luz flexible. Una superficie de la capa de guía de luz flexible se proporciona con una pluralidad de microestructuras. Las microestructuras están dispuestas con diferentes formas una junto a la otra en función de la curva o curvas de la capa de guía de luz para lograr un mejor efecto de iluminación.
Consulte la FIG. 1. La FIG. 1 ilustra un diagrama esquemático de un dispositivo emisor la luz 10 de acuerdo con una realización de la presente invención. El dispositivo emisor de luz 10 de la presente invención puede ser una luz trasera, una luz de freno, una luz direccional, una luz de marcha atrás, una luz de circulación diurna, una luz de estacionamiento, una luz de matrícula, una luz interior, o cualquier luz vehicular. Alternativamente, el dispositivo emisor de luz 10 de la presente invención puede estar instalado en cualquier dispositivo que emite luces direccionales, tales como luces de la señal del tráfico, etc. Sin embargo, aquellos expertos en la técnica entenderían que el dispositivo emisor de luz 10 de la presente invención no se limita a las luces arriba mencionadas. Cualquier dispositivo emisor de luz que tenga una capa de guía de luz flexible y/o una capa de guía de luz que tenga una pluralidad de microestructuras con diferentes formas dispuestas en función de las curvas de flexión de la capa de guía de luz para lograr un efecto de iluminación mejorado, caen dentro del alcance del presente invención.
Como se muestra en la FIG. 1, el dispositivo emisor de luz 10 de la presente invención puede incluir un placa de circuito impreso 11. En una realización de la presente invención, la placa de circuito impreso 11 puede estar eléctricamente acoplada a un dispositivo electrónico externo (no mostrado). En la realización donde el dispositivo emisor de luz 10 es un dispositivo de iluminación vehicular, la placa de circuito impreso 11 puede estar eléctricamente acoplada a un dispositivo electrónico dentro de un cuerpo de vehículo 30. Como tal, un conductor puede controlar el dispositivo emisor de luz 10 de la presente invención a través del dispositivo electrónico dentro del cuerpo del vehículo 30.
En una realización de la presente invención, la placa de circuito impreso 11 puede estar instalada con una o más fuentes de luz 12. En una realización preferente, la fuente de luz 12 de la presente invención puede ser un diodo emisor de luz (LED). En tal realización, es ideal que el LED emita luces de un lado. Sin embargo, aquellos expertos en la técnica sabrían que cualquier otro tipo de fuente de luz también caería dentro del alcance de la presente invención.
El dispositivo emisor de luz 10 de la presente invención también puede incluir una capa de reflexión 13. En una realización de la presente invención, la capa de reflexión 13 puede ser formada sobre la placa de circuito impreso 11 para reflejar luces. En un ejemplo, la capa de reflexión 13 de la presente invención puede ser formada con materiales altamente reflectantes. Por ejemplo, una capa de revestimiento altamente reflectante puede revestirse en la placa de circuito impreso 11. En otro ejemplo, se puede apilar una tira altamente reflectante sobre la placa de circuito impreso 11 para proporcionar reflexión. Sin embargo, los expertos en la técnica conocerían que cualquier material capaz de reflejar altamente la luz de la fuente de luz 12 puede caer dentro del alcance de la presente invención.
Como se muestra en la FIG. 1, el dispositivo emisor de luz 10 de la presente invención puede incluir además una capa de guía de luz 14 para guiar la luz que viene de una o más fuentes de luz 12 dentro de la capa. En una realización de la presente invención, la capa de guía de luz 14 se puede formar en la capa de reflexión 13, y una o más fuentes de luz 12 se encuentran en dos lados de la capa de guía de luz 14. En otras palabras, la luz que proviene de una o más fuentes de luz 12 entra en la capa de guía de luz 14 desde los lados.
Consulte la FIG. 2, que es un diagrama esquemático de la capa de guía de luz 14 de acuerdo con una realización de la presente invención. En esta realización, los lados de la capa de guía de luz 14 pueden tener una luz respectiva que ingresa a la superficie con una forma cóncava. Como tal, la reflexión total causada por la luz que entra en la superficie 142 puede reducirse. Por otro lado, el ángulo de emisión de luz de la fuente de luz 12 puede aumentarse, reduciendo así las manchas oscuras entre las fuentes de luz 12.
Consulte la FIG. 1. En una realización de la presente invención, una superficie de la capa de guía de luz 14 puede incluir una pluralidad de microestructuras 141. En una realización, la pluralidad de microestructuras 141 puede formarse en una superficie inferior de la capa de guía de luz 14. En otras palabras, la pluralidad de las microestructuras 141 puede formarse entre la capa de guía de luz 14 y la capa de reflexión 13. Sin embargo, en otra realización, la capa de microestructura 141 puede formarse en una superficie superior de la capa de guía de luz 14, es decir, entre la capa de guía de luz 14 y una capa de aire 17.
La capa de microestructura 141 de la presente invención puede ser usada para romper la luz de la reflexión total. La capa 141 también puede utilizarse para generar difusión y cambiar la trayectoria de la luz para concentrar la luz hacia el eje de la superficie de salida de la luz, aumentando así la uniformidad y la intensidad de la luz. En las realizaciones de la presente invención, las microestructuras 141 en la capa de guía de luz 14 tienen diferentes tres formas dimensionales, incluyendo una forma del globo y una forma de cono. De acuerdo con la presente invención, diferentes formas de microestructuras 141 tienen diferentes funciones. Se utiliza una microestructura en forma de globo 141 para aumentar la eficiencia y uniformidad de la luz direccional delantera. Por lo tanto, la microestructura en forma de globo se denomina microestructura direccional hacia adelante. Se utiliza una microestructura en forma de cono 141 para cambiar la trayectoria de la luz en función del ángulo de cada superficie y, por lo tanto, se denomina microestructura deflectora.
Consulte ahora a las FIG. 3a y 3b, que ilustran un diagrama de simulación de distribución de luz y una lista de resultados de punto de prueba de una microestructura direccional hacia adelante y una microestructura deflectora, respectivamente, en una realización de la presente invención. Como se muestra en la FIG. 3a, la microestructura direccional hacia adelante de la presente invención permite que la intensidad máxima de luz caiga sobre la izquierda 12,5° y arriba 16°. En el punto H-V (0°,0°), la intensidad de la luz es de 57,86 cd. En un entorno lleno de microestructuras deflectoras, se puede ajustar la intensidad máxima de la luz para que caiga en el punto H-V (0°,0°) con una intensidad de 67,87 cd, como se muestra en la FIG. 3b. Como tal, la microestructura deflectora de la presente invención puede concentrar la luz y aumentar la intensidad de la luz saliente.
En una realización de la presente invención, la capa de guía de luz 14 puede fabricarse a partir de un material flexible. Por ejemplo, la capa de guía de luz 14 de la presente invención puede fabricarse con silicio y/o cualquier otro material óptico transparente. En base a las curvas de la capa de guía de luz 14, la pluralidad de microestructuras en la superficie de la capa de guía de luz 14 se puede disponer con una forma o formas diferentes una junto a la otra, tal como las microestructuras direccionales o deflectoras, para mejorar la eficiencia de la luz direccional hacia adelante y/o la uniformidad de luminancia. Según la invención, más microestructuras direccionales hacia adelante 141 se colocan en la capa de guía de luz 14 donde se producen curvas más grandes para cambiar la trayectoria de la luz y aumentar la intensidad de la luz saliente en el eje. De acuerdo con la invención, se colocan más microestructuras direccionales hacia adelante 14 en la capa de guía de luz 14 donde se producen curvas más pequeñas para aumentar la eficacia y la uniformidad de la luz direccional hacia adelante.
En otra realización de la presente invención, la pluralidad de microestructuras 141 puede estar formada como una capa independiente en la parte superior o inferior de la capa de guía de luz 14. En tal realización, la capa de microestructura formada por la pluralidad de microestructuras 141 puede fabricarse a partir de un material flexible. Las microestructuras 141 en la capa de microestructura pueden ser de un tipo o diferentes tipos de microestructuras (como una microestructura direccional hacia adelante o deflectora) dispuestas de tal manera que aumente la eficiencia de la luz direccional hacia adelante. Según la invención, se colocan más microestructuras deflectoras 141 en la capa de microestructura donde se producen curvas más grandes para cambiar la trayectoria de la luz y aumentar la intensidad de la luz saliente en el eje. De acuerdo con la invención, se colocan más microestructuras direccionales hacia adelante 141 en la capa de microestructura donde se producen curvas más pequeñas para aumentar la eficacia y la uniformidad de la luz direccional hacia adelante en la capa de guía de luz 14. En una realización de la presente invención, la capa de microestructura puede estar formada en una superficie superior o una superficie inferior de la capa de guía de luz 14 para ayudar a la capacidad de guía de luz de la capa de guía de luz 14.
En una realización de la presente invención, el dispositivo emisor de luz 10 también puede incluir una capa de difusión 15 en la capa de guía de luz 14, como se muestra en FIG. 1. La capa de difusión 15 de la presente invención puede ser una tira de difusión o cualquier tira plástica revestida con material de difusión. Sin embargo, aquellos expertos en la técnica entenderían cualquier material capaz de difundir uniformemente la luz puede caer dentro del alcance de la presente invención. En una realización de la presente invención, la capa de difusión 15 puede incluir una capa de mejora de luz (no se muestra) y/o capa de deflexión (no se muestra) para ajustar los efectos de iluminación.
En una realización de la presente invención, el dispositivo emisor de luz 10 puede incluir además un elemento de cubierta de luz 16 formado entre la capa de guía de luz 14 y la capa de difusión 15. El elemento de cubierta de luz 16 de la presente invención puede usarse para cubrir el punto brillante en la parte superior de la luz que ingresa a la superficie 142 para mejorar la uniformidad de luz saliente. De acuerdo con la presente invención, el tamaño del elemento de cubierta de luz 16 y la localización relativa puede ajustarse en base a la curva o curvas de la capa de guía de luz 14 para lograr un efecto de iluminación mejorado.
En una realización de la presente invención, el dispositivo emisor de luz 10 también puede incluir una capa de aire 17 formada en la capa de guía de luz 14, como se muestra en FIG. 1. La capa de aire 17 de la presente invención puede ser utilizada para mejorar la uniformidad de luminancia después de que la luz pasa a través de la capa de difusión 15. En una realización preferente, la capa de aire 17 es por lo menos más gruesa que 0mm.
En una realización de la presente invención, el dispositivo emisor de luz 10 puede incluir un portador 18. En una realización, el portador 18 de la presente invención puede llevar la placa de circuito impreso 11, la capa de reflexión 12, la capa de guía de luz 14 y una o más fuentes de luz 12. Sin embargo, el portador 18 de la presente invención puede también llevar la capa de difusión 15, el elemento de cubierta de luz 16 y la capa de aire 17. El portador 18 de la presente invención puede fabricarse a partir de un material altamente reflexivo. Alternativamente, los lados internos del portador 18 pueden incluir una capa de reflexión para mejorar la fuga de luz de los lados de la capa de guía de luz 14, mejorando así la utilización de la luz.
En una realización de la presente invención, el dispositivo emisor de luz 10 puede ser una luz vehicular, tal como una luz trasera, una luz de freno, una luz direccional, una luz de marcha atrás, una luz de circulación diurna, una luz de estacionamiento, una luz de matrícula y una luz interior, como se describe arriba. Como se muestra en la FIG. 1, cuando la presente invención se utiliza como una luz vehicular, el dispositivo emisor de luz 10 puede incluir además una carcasa protectora 20 que conecta un cuerpo del vehículo 30 para cubrir el placa de circuito impreso 11, el uno o más fuentes de luz 12, la capa de reflexión 13 y la capa de guía de luz 14. La carcasa protectora 20 de la presente invención puede incluir además la capa de difusión 15, el elemento de cubierta de luz 16, la capa de aire 17 y el portador 18 para cubrir completamente cada elemento dentro del dispositivo emisor de luz 10. Cuando el dispositivo emisor de luz 10 de la presente invención se utiliza como una luz vehicular, una pluralidad de microestructuras 141 de la misma forma o formas diferentes puede estar dispuesta en base a la forma de la carcasa protectora 20. La pluralidad de microestructuras 141 puede estar formada con una o más curvas para lograr un efecto de iluminación mejorado. Como resultado, el dispositivo emisor de luz vehicular 10 de la presente invención puede tener una variedad de diseños modernos y al mismo tiempo mejorar la uniformidad de luminancia del efecto de iluminación.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo emisor de luz (10) que comprende:
una placa de circuito impreso (11);
una capa de reflexión (13) formada en dicha placa de circuito impreso;
una capa de guía de luz (14) formada sobre dicha capa de reflexión; y.
una o más fuentes de luz (12) proporcionadas en uno o más lados de dicha capa de guía de luz para permitir que la luz ingrese a dicha capa de guía de luz desde uno o más lados,
en donde dicha capa de guía de luz puede flexionarse con una o más curvas; y.
en donde una superficie de dicha capa de guía de luz se forma con una pluralidad de microestructuras (141),
caracterizado porque dicha pluralidad de microestructuras comprende microestructuras direccionales hacia adelante que tienen forma de globo y microestructuras deflectoras que tienen forma de cono, en donde dicha capa de guía de luz comprende curvas más grandes que tienen más microestructuras deflectoras que las microestructuras direccionales hacia adelante y curvas más pequeñas que tienen más microestructuras direccionales hacia adelante que las microestructuras deflectoras.
2. Un dispositivo emisor de luz (10) que comprende:
una placa de circuito impreso (11);
una capa de reflexión (13) formada en dicha placa de circuito impreso;
una capa de guía de luz (14) formada sobre dicha capa de reflexión;
una o más fuentes de luz (12) proporcionadas en uno o más lados de dicha capa de guía de luz para permitir que la luz ingrese a dicha capa de guía de luz desde uno o más lados; y.
una capa de microestructura flexible formada por encima o por debajo de dicha capa de guía de luz, en donde dicha capa de microestructura flexible tiene una pluralidad de microestructuras (141) en una superficie de la misma, cada una de dichas microestructuras tiene una primera forma o una segunda forma ensamblada una junto a la otra en dicha superficie, y.
en donde dicha primera forma tiene al menos una superficie curva y dicha segunda forma tiene al menos una superficie plana para lograr efectos de mejora de la luz y deflexión, caracterizado en eso
dicha pluralidad de microestructuras comprende las microestructuras direccionales hacia adelante que tienen forma de globo y las microestructuras deflectoras que tienen forma de cono, y en donde dicha capa de microestructura comprende curvas más grandes que tienen más microestructuras deflectoras que las microestructuras direccionales hacia adelante y curvas más pequeñas que tienen más microestructuras direccionales hacia adelante que las microestructuras deflectoras.
3. Un dispositivo emisor de luz vehicular, que comprende:
el dispositivo emisor de luz de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde la placa de circuito impreso está eléctricamente acoplada a un cuerpo del vehículo (30); y. una carcasa protectora (20) que conecta dicho cuerpo del vehículo para cubrir dicho circuito impreso, dicha capa de reflexión, dicha una o más fuentes de luz, y dicha capa de guía de luz.
4. El dispositivo de la reivindicación 2, en el que dicha capa de microestructura flexible está fijada en una superficie superior o una superficie inferior de dicha capa de guía de luz.
5. El dispositivo de la reivindicación 1, que además comprende un portador (18) para llevar dicha placa de circuito impreso, dicha capa de reflexión, dicha capa de guía de luz y dicha una o más fuentes de luz.
6. El dispositivo de la reivindicación 2, que además comprende un portador (18) para llevar dicha placa de circuito impreso, dicha capa de reflexión, dicha una o más fuentes de luz, dicha capa de microestructura flexible y dicha capa de guía de luz.
7. El dispositivo de la reivindicación 3, que además comprende un portador (18) para llevar dicha placa de circuito impreso, dicha capa de reflexión, dicha capa de guía de luz y dicha una o más fuentes de luz.
8. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 4, 5 o 6, en donde dicho dispositivo está configurado para ser instalado en un cuerpo de vehículo de motor o en un objeto que emite luz direccional.
9. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 4, 5, 6 o 8, además comprende una capa de difusión (15) formada sobre dicha capa de guía de luz, particularmente en donde el dispositivo comprende además un elemento de cubierta de luz (16) provisto entre dicha capa de guía de luz y dicha capa de difusión.
10. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 3 o 7, que comprende además una capa de difusión (15) formada sobre dicha capa de guía de luz y cubierta dentro de dicha carcasa protectora, particularmente en donde el dispositivo comprende además un elemento de cubierta de luz (16) provisto entre dicha capa de guía de luz y dicha capa de difusión y cubierto dentro de dicha carcasa protectora.
11. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 9 o 10, que comprende además una capa de aire (17) formada entre dicha capa de guía de luz y dicha capa de difusión.
12. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 9, 10 o 11, que comprende además una capa de mejora de luz formada en dicha capa de difusión o una capa de deflexión formada en dicha capa de difusión.
13. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cada una de dichas pluralidad de microestructuras tiene una forma cóncava o saliente.
14. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicha pluralidad de microestructuras tiene más de una forma tridimensional.
15. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha una o más fuentes de luz son diodos emisores de luz.
16. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho lado de dicha capa de guía de luz desde la cual ingresa la luz tiene una forma cóncava.
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