ES3053982T3 - A lighting unit and a luminaire - Google Patents

A lighting unit and a luminaire

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ES3053982T3 ES21724620T ES21724620T ES3053982T3 ES 3053982 T3 ES3053982 T3 ES 3053982T3 ES 21724620 T ES21724620 T ES 21724620T ES 21724620 T ES21724620 T ES 21724620T ES 3053982 T3 ES3053982 T3 ES 3053982T3
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Abstract

Se proporciona una unidad de iluminación que comprende un conjunto de lentes sobre un módulo LED. El conjunto de lentes comprende una placa con al menos una lente integrada para su colocación sobre un sustrato del módulo LED, y al menos un componente de aumento integrado en la placa. El sustrato del módulo LED tiene una zona de inspección que se inspecciona a través del componente de aumento, lo que permite determinar la separación entre el conjunto de lentes y el sustrato mediante la visualización de una imagen del marcador creada por el componente de aumento en una posición de visualización determinada. También se proporciona una luminaria que comprende una carcasa y la unidad de iluminación montada en ella, donde el conjunto de lentes (10) forma la ventana de salida de luz de la luminaria. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Unidad de iluminación y luminaria
[0003] CAMPO DE LA INVENCIÓN
[0004] La presente invención se refiere a una unidad de iluminación que utiliza una composición de lente montada sobre un módulo LED.
[0005] ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
[0006] Las lentes o conjuntos de lente se aplican, por ejemplo, a los módulos LED para proporcionar una iluminación uniforme de una superficie plana. Por supuesto, se pueden diseñar muchas otras ópticas de conformación del haz. Las lentes están formadas, por ejemplo, por una placa moldeada por inyección.
[0007] Las lentes requieren una calidad y repetibilidad de su forma especialmente buenas, y esto se hace cada vez más difícil al aumentar el tamaño. Sin embargo, es deseable formar grandes placas de lente para simplificar la arquitectura óptica y mejorar la eficacia óptica. Por lo tanto, es deseable sustituir las pequeñas placas de lente individuales por una composición de placas de lente más grandes. Durante el ensamblaje, un módulo LED grande puede sujetarse sobre una gran composición de placa de lente.
[0008] La placa de la lente debe ser plana y debe estar unida al módulo LED (por ejemplo, a una PCB del módulo LED) para garantizar la distancia correcta entre el módulo LED y la superficie interior (orientada) de la lente para un buen control de la luz.
[0009] Sin embargo, una placa de lente grande no siempre es plana, y puede no estar unida correctamente al módulo LED después de ensamblarlo. Por ejemplo, es posible que los clips no se coloquen en la posición correcta o que la deformación de la placa de la lente durante el ensamblaje provoque huecos verticales entre el módulo LED y la placa de la lente.
[0010] La alineación de las lentes de la placa de lente (tanto vertical como lateral) con el LED subyacente correspondiente dentro de una unidad de iluminación es crítica para el rendimiento óptico del módulo. Si hay desalineación entre las lentes y los LED, el problema suele detectarse mediante la verificación óptica del funcionamiento de la unidad de iluminación. En particular, se detectará una distribución incorrecta de la luz.
[0011] Cuando se detecta esta distribución incorrecta de la luz existen las siguientes causas posibles:
[0012] (i) La distancia vertical entre la lente y el LED no es correcta;
[0013] (ii) El centro de la lente no está bien alineado con el centro del LED en el plano horizontal (generalmente llamado plano x-y);
[0014] (iii) Las superficies superior e inferior de la lente están desalineadas;
[0015] (iv) La precisión de la superficie de la lente está fuera de tolerancia.
[0016] La investigación óptica para identificar estos posibles fallos lleva tiempo, y requiere que el módulo esté completo para que pueda ser operado para entregar una salida de luz a través de la lente.
[0017] El solicitante ha propuesto medidas que permiten identificar problemas de desalineación del plano horizontal y problemas de desalineación de la superficie de la lente, en el documento PCT/CN2019/118068 presentado el 13 de noviembre de 2019. Puede encontrarse más técnica anterior pertinente en el documento EP2966346A.
[0018] La presente invención se refiere en particular a la detección de problemas de alineación vertical. Sería deseable poder identificar estos problemas de alineación vertical, que dan lugar a una distribución incorrecta de la luz, en una fase más temprana y sin necesidad de analizar la salida óptica del módulo.
[0019] SUMARIO DE LA INVENCIÓN
[0020] Según ejemplos de acuerdo con un aspecto de la invención, se comprende una unidad de iluminación, que comprende: un módulo LED y una composición de lente proporcionada sobre el módulo LED, en el que
[0021] el módulo LED comprendiendo:
[0022] un sustrato;
[0023] al menos un LED formado sobre el sustrato; y
[0024] una región de inspección visual formada sobre el sustrato, la región de inspección visual comprendiendo una composición de marcador;
[0025] la composición de lente comprendiendo:
[0026] una placa con al menos una lente formada integralmente por la placa; y
[0027] al menos un componente de aumento formado integralmente por la placa;
[0028] en el que la lente o cada lente se posiciona sobre un LED o un subconjunto de LED respectivos, y el al menos un componente de aumento se posiciona sobre la composición de marcador, para permitir la determinación de un espaciado entre la composición de lente y el sustrato mediante la visualización de una imagen de la composición de marcador creada por el al menos un componente de aumento en un lugar de visualización determinado, en el que la composición de marcador proporciona información sobre el espaciado.
[0029] Al permitir la inspección de una región de inspección a través de un componente de aumento, el espaciado entre el componente de aumento y el sustrato situado debajo determina la cantidad de la región de inspección que es visible a través del componente de aumento. Proporcionando un patrón adecuado en la región de inspección, la porción del patrón que es visible proporciona información sobre el espaciado.
[0030] La placa comprende preferentemente un componente moldeado por inyección. El método de inspección implementado por la invención permite determinar el correcto posicionado de la placa mediante una simple inspección visual, de modo que pueda comprobarse la calidad de un ensamblaje que utilice una placa de lente moldeada por inyección de gran área y bajo coste.
[0031] La composición de lente comprende, por ejemplo, un conjunto de lentes, en el que el al menos un componente de aumento se encuentra en una posición entre las lentes del conjunto. De este modo, el componente de aumento no ocupa ninguna parte del área funcional óptica de la placa de la lente.
[0032] Cada uno de los al menos un componente de aumento (16) puede tener un punto de enfoque. La imagen creada por el componente de aumento en un lugar de visualización determinado depende de la posición de la región de inspección con respecto al punto focal del componente de aumento.
[0033] La placa, por ejemplo, comprende una superficie superior y una superficie inferior, y en la que las lentes del conjunto tienen una superficie superior formada por la superficie superior de la placa y una superficie inferior formada por la superficie inferior de la placa.
[0034] La forma de la lente queda así definida por las superficies superior e inferior de la placa.
[0035] El componente de aumento comprende, por ejemplo, una protuberancia formada en la superficie superior. La superficie inferior debajo del componente de aumento puede ser plana, pero también es posible que el componente de aumento tenga superficies superior e inferior conformadas. El componente de aumento puede comprender una lente circular, que es más pequeña que la lente o cada una de las lentes del conjunto.
[0036] El módulo LED comprende, por ejemplo, un conjunto de LED. Un LED o un subconjunto de LED puede posicionarse debajo de una lente respectiva del conjunto de lente. Las lentes proporcionan un haz de luz LED.
[0037] El sustrato comprende, por ejemplo, una PCB.
[0038] La composición de marcador comprende, por ejemplo, un conjunto de anillos concéntricos, en los que el espaciado entre la composición de marcador y el componente de aumento determina qué anillos son visibles.
[0039] Así, inspeccionando la región de inspección e identificando qué anillos son visibles, puede determinarse el espaciado. Puede haber dos niveles de determinación para que se determine si el espaciado es correcto o incorrecto. Sin embargo, puede haber tres o más niveles de determinación, por ejemplo para poder controlar el deterioro gradual de la calidad de la alineación vertical.
[0040] Los anillos del conjunto por ejemplo tienen diferentes colores. Esto permite determinar rápidamente la información sobre el espaciado.
[0041] Alternativamente, la composición de marcador puede comprender otro(s) tipo(s) de patrón.
[0042] La invención también proporciona una luminaria comprendiendo:
[0043] una carcasa; y
[0044] la unidad de iluminación definida anteriormente montada dentro de la carcasa, en la que la composición de lente formada constituye la ventana de salida de luz de la luminaria.
[0045] La invención también proporciona un método para inspeccionar visualmente el espaciado entre una composición de lente y un módulo LED situado debajo de la composición de lente, comprendiendo:
[0046] visualizar una composición de marcador formada en una región de inspección de un sustrato del módulo LED a través de un componente de aumento que está formado integralmente con la composición de lente, permitiendo así determinar un espaciado entre la composición de lente (10) y el sustrato.
[0047] El método puede comprender determinar cuántos de un conjunto de anillos concéntricos de la composición de marcador son visibles, en el que el espaciado entre la composición de marcador y el componente de aumento determina qué anillos concéntricos son visibles.
[0048] Estos y otros aspectos de la invención se desprenderán y dilucidarán con referencia a la(s) realización(es) descrita(s) a continuación.
[0049] BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
[0050] Para una mejor comprensión de la invención, y para mostrar más claramente cómo puede llevarse a efecto, se hará referencia ahora, a título de ejemplo solamente, a los dibujos adjuntos, en los cuales:
[0051] La figura 1 muestra en despiece una unidad de iluminación que comprende una composición de lente sobre un módulo LED;
[0052] La figura 2 muestra la composición de lente alineada con el módulo LED, con la composición de lente con una porción recortada;
[0053] La figura 3 muestra la composición de lente sujeta al módulo LED;
[0054] La figura 4 muestra una vista a través del componente de aumento de un conjunto de tres anillos concéntricos para diferentes niveles de espaciado entre la composición de lente y el módulo LED.
[0055] DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
[0056] La invención se describirá con referencia a las figuras.
[0057] Debe entenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indican realizaciones ejemplares de los aparatos, sistemas y métodos, están destinados únicamente a propósitos ilustrativos y no pretenden limitar el ámbito de la invención. Estas y otras características, aspectos y ventajas de los aparatos, sistemas y métodos de la presente invención se comprenderán mejor a partir de la siguiente descripción, reivindicaciones anexas y dibujos adjuntos. Debe entenderse que las figuras son meramente esquemáticas y no están dibujadas a escala. También debe entenderse que los mismos números de referencia se utilizan en todas las figuras para indicar partes iguales o similares.
[0058] La invención proporciona una composición de lente, un módulo LED y una unidad de iluminación que comprende la composición de lente sobre el módulo LED. La composición de lente comprende una placa que tiene al menos una lente formada integralmente por la placa para posicionarse sobre un sustrato del módulo LED, y al menos un componente de aumento formado integralmente por la placa. El sustrato del módulo LED tiene una región de inspección que se inspecciona a través del componente de aumento, lo que permite determinar el espaciado entre la composición de lente y el sustrato.
[0059] La figura 1 muestra en forma explosionada una unidad de iluminación 1 que comprende una composición de lente 10 proporcionada sobre un módulo LED 20.
[0060] La composición de lente 10 comprende una placa 12 que tiene una superficie superior 12a y una superficie inferior 12b. Se define un conjunto de lentes 14, cada lente tiene una superficie superior formada por la superficie superior de la placa y una superficie inferior (no mostrada) formada por la superficie inferior de la placa. La placa se moldea preferentemente por inyección.
[0061] El módulo LED 20 comprende un sustrato 22 en forma de una placa de circuito impreso, PCB, y un conjunto de LED 24.
[0062] Cada lente 14 del conjunto de lente está posicionada sobre un respectivo LED 24 o subconjunto de LED. Las lentes 14, por ejemplo, están destinadas a proporcionar una iluminación de superficie plana proporcionando una distribución de la intensidad denominada de ala de murciélago (también denominada distribución de intensidad de haz ancho). El término "ala de murciélago" hace referencia a una forma de la distribución de intensidad con picos elevados en un gráfico polar. La distribución de la luz en forma de ala de murciélago permite una iluminación uniforme de una superficie plana, por ejemplo, incluso hasta un ángulo de haz de 140°. Estas distribuciones de luz y, por tanto, los diseños de la lente se utilizan, por ejemplo, en aplicaciones de alumbrado público y bañadores de pared. En estos ejemplos, la distribución en forma de ala de murciélago se dirige a una superficie plana en el campo lejano: la superficie iluminada está posicionada a una distancia mucho mayor que las dimensiones del módulo luminoso.
[0063] Sin embargo, la invención puede aplicarse a cualquier tipo de lente.
[0064] En la medida descrita anteriormente, el diseño de la unidad de iluminación es convencional.
[0065] De acuerdo con la invención, la composición de lente comprende un componente de aumento 16 formado integralmente por la placa 12 del conjunto de lente. El componente de aumento 16 sirve para la inspección visual de una región de inspección 26 de la PCB 22. De este modo, puede evaluarse el espaciado entre la composición de lente 10 y la PCB.
[0066] La cantidad de la región de inspección 26 que es visible a través del componente de aumento depende del espaciado entre el componente de aumento y la PCB. Esto se debe a que la imagen creada por el componente de aumento en un lugar de visión determinado depende de la posición de la PCB con respecto a un punto focal del componente de aumento.
[0067] La región de inspección 26 tiene un patrón, de tal manera que una porción del patrón es visible dependiendo del espaciado entre el componente de aumento y la PCB 22.
[0068] Puede haber una o múltiples áreas de inspección, por ejemplo para permitir la evaluación de la uniformidad del espaciado a través de un área grande. Para simplificar, sólo se muestra un único componente de aumento y la región de inspección correspondiente.
[0069] El componente de aumento 16 está posicionado entre las lentes 14 del conjunto. De este modo, el componente de aumento 16 no ocupa ningún área de la placa de la lente que se utiliza para la conformación del haz de la luz LED de salida. El componente de aumento 16 comprende, por ejemplo, una protuberancia formada en la superficie superior 12a. La superficie inferior 12b debajo del componente de aumento puede ser plana, pero también es posible que el componente de aumento tenga superficies superior e inferior conformadas para definir una función óptica deseada (es decir, una lente). El componente de aumento, por ejemplo, comprende una lente circular, que es más pequeña que las lentes del conjunto, de modo que puede encajar en los espacios entre las lentes de un conjunto.
[0070] La figura 2 muestra la composición de lente 10 posicionada alineada con el módulo LED 20, teniendo la composición de lente una porción recortada para mostrar el componente de aumento 16 con una base plana y una parte superior abovedada.
[0071] La figura 3 muestra la composición de lente 10 sujeta al módulo LED 20, de nuevo con la composición de lente que tiene una porción recortada. La composición de lente, por ejemplo, tiene clips (no mostrados) que se unen a la periferia exterior de la PCB. Cuando se utiliza en una luminaria, la unidad de iluminación está montada dentro de una carcasa y la composición de lente 10 forma la ventana de salida de luz de la luminaria.
[0072] Puede estar previsto que la superficie superior de la PCB entre en contacto con la superficie inferior de la placa de la lente. En este caso, los LED 14 pueden posicionarse en un rebaje formado por la superficie inferior moldeada de las lentes 14. El espaciado puede ser demasiado grande si la composición de lente no se sujeta correctamente en su sitio, o puede ser demasiado grande cerca del centro de la placa de la lente si la placa de la lente tiene una forma no plana y luego se eleva en el centro.
[0073] Alternativamente, puede estar previsto que la placa de lente esté espaciada sobre la PCB, incluyendo un espaciado en los bordes definido la composición de clip. En este caso, el espaciado puede ser demasiado grande o demasiado pequeño si la placa de la lente tiene una forma no plana y entonces está elevada o hundida en el centro.
[0074] La región de inspección visual 26 comprende una composición de marcador tal como un conjunto de anillos concéntricos.
[0075] La figura 4 muestra una vista a través del componente de aumento 16 de un conjunto de tres anillos concéntricos 26a, 26b, 26c. La composición de marcador comprende, por ejemplo, círculos serigrafiados de diferentes colores en la superficie superior de la PCB.
[0076] A modo de ejemplo, el anillo interior 26a puede ser rojo, el anillo intermedio 26b puede ser amarillo y el anillo exterior 26c puede ser verde. Dependiendo del espaciado entre la PCB y la placa de la lente, se puede ver un número diferente de círculos a través de la protuberancia del componente de aumento, de modo que se puede interpretar el hueco entre la PCB y la placa de la lente basándose en los círculos que son visibles.
[0077] La imagen superior muestra que los tres círculos son visibles, incluido el círculo más externo (verde) 26c. Esto indica que casi no hay huecos, por lo que la muestra es perfecta.
[0078] La imagen central muestra que sólo son visibles el círculo central (amarillo) 26b y el círculo interior (rojo) 26a. Esto indica que existe un hueco, pero tiene una dimensión aceptable.
[0079] La imagen inferior muestra que sólo es visible el círculo interior (rojo) 26a. Esto indica que hay un gran hueco que no supera una prueba de control de calidad.
[0080] Así, inspeccionando la región de inspección e identificando qué anillos son visibles, puede determinarse el espaciado y, por tanto, la calidad del producto. Puede haber más de los tres niveles de evaluación explicados anteriormente, o puede haber sólo dos.
[0081] La invención también proporciona el método de inspeccionar visualmente el espaciado entre la composición de lente 10 y el módulo LED 20 basado en la visualización de la composición de marcador a través del componente de aumento 16.
[0082] Las variaciones de las modalidades divulgadas pueden ser comprendidas y efectuadas por aquellos expertos en la materia en la aplicación de la invención reivindicada, a partir del estudio de los dibujos, la divulgación y las reivindicaciones adjuntas. En las reivindicaciones, la palabra "comprendiendo" no excluye otros elementos o etapas, y el artículo indefinido "un" o "una" no excluye una pluralidad.
[0083] El mero hecho de que determinadas medidas se recojan en reivindicaciones dependientes mutuamente diferentes no indica que no pueda utilizarse ventajosamente una combinación de dichas medidas.
[0084] Si en las reivindicaciones o en la descripción se utiliza el término "adaptado a", se hace constar que el término "adaptado a" pretende ser equivalente al término "configurado para".
[0085] Cualquier signo de referencia en las reivindicaciones no debe interpretarse como limitativo del ámbito.

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES
1. Una unidad de iluminación, que comprende:
un módulo LED (20); y
una composición de lente (10) dispuesta sobre el módulo LED (20), en la que
el módulo LED (20) comprende:
un sustrato (22);
al menos un LED (24) formado sobre el sustrato (22); y
una región de inspección visual formada sobre el sustrato (22), comprendiendo la región de inspección visual una composición de marcador (26);
comprendiendo la composición de lente (10):
una placa (12) con al menos una lente (14) formada integralmente por la placa; y
al menos un componente de aumento (16) formado integralmente por la placa;
en la que cada lente (14) está posicionada sobre un LED (24) o una subconjunto de LED, y el al menos un componente de aumento (16) está posicionado sobre la composición de marcador (26), de modo que se pueda determinar el espaciado entre la composición de lente (10) y el sustrato (22) mediante la visualización de una imagen de la composición de marcador (26) creada por el al menos un componente de aumento en un lugar de visualización determinado, en el que la composición de marcador (26) proporciona información sobre el espaciado.
2. La unidad de iluminación de la reivindicación 1, en la que la placa (12) comprende un componente moldeado por inyección.
3. La unidad de iluminación de la reivindicación 1 o 2, comprendiendo un conjunto de lentes (14), en el que el al menos un componente de aumento (16) está posicionado entre las lentes (14) del conjunto.
4. La unidad de iluminación de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en la que cada uno de los al menos un componente de aumento (16) tiene un punto de enfoque.
5. La unidad de iluminación de la reivindicación 3, en la que la placa (12) comprende una superficie superior (12a) y una superficie inferior (12b), y en la que las lentes (14) del conjunto tienen una superficie superior formada por la superficie superior (12a) de la placa y una superficie inferior formada por la superficie inferior (12b) de la placa.
6. La unidad de iluminación de la reivindicación 5, en la que el componente de aumento (16) comprende una protuberancia formada en la superficie superior (12a).
7. La unidad de iluminación de la reivindicación 6, en la que el componente de aumento (16) comprende una lente circular, que es más pequeña que la lente o cada una de las lentes del conjunto.
8. La unidad de iluminación de la reivindicación 1, en la que el módulo LED comprende un conjunto de LED (24).
9. La unidad de iluminación de la reivindicación 8, en la que el sustrato (22) comprende una PCB.
10. La unidad de iluminación de una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9, en la que la composición de marcador (26) comprende un conjunto de anillos concéntricos (26a, 26b, 26c), en los que el espaciado entre la composición de marcador (26) y el componente de aumento (16) determina qué anillos son visibles.
11. La unidad de iluminación de la reivindicación 10, en la que los anillos (26a, 26b, 26c) del conjunto tienen colores diferentes.
12. La unidad de iluminación de cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9, en la que la composición de marcador (26) comprende un patrón.
13. Una luminaria que comprende:
una carcasa; y
la unidad de alumbrado de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 montada dentro de la carcasa, en la que la composición de lente (10) forma la ventana de salida de luz de la luminaria.
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