CABLE LUMINOSO DE DIODO EMISOR DE LUZ DE UNA SOLA PIEZA FORMADO INTEGRALMENTE.

Un cable luminoso formado integralmente, que comprende: un primer elemento bus (401,

161) formado a partir de un material conductor adaptado para distribuir energía desde una fuente de energía (405); un segundo elemento bus (401, 163) formado a partir de un material conductor adaptado para distribuir energía desde dicha fuente de energía (405); un tercer elemento bus formado a partir de un material conductor adaptado para distribuir una señal de control; y al menos un módulo de diodo emisor de luz (LED) (2100), caracterizado porque dicho módulo de LED comprende un microcontrolador y al menos un LED, teniendo dicho módulo de LED primer, segundo y tercer contacto eléctrico montados sobre y acoplados eléctricamente a dicho primer, segundo y tercer elemento bus, respectivamente, para extraer energía de dicho primer y segundo elemento bus y para recibir una señal de control desde dicho tercer elemento bus

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

Ésta es una solicitud de utilidad que reivindica prioridad según el 35 U.S.C. sección 119(e) de la Solicitud de Patente Provisional de Estados Unidos con Nº de Serie 60/844.184, presentada el 12 de septiembre de 2006, cuya totalidad se incorpora en este documento como referencia.

En toda esta solicitud, se hace referencia a varias publicaciones. La descripción de estas referencias en su totalidad se incorpora por la presente como referencia en esta solicitud.

La presente invención se refiere a cables luminosos y, más específicamente, a una pieza única formada integralmente de cable luminoso que contiene diodos emisores de luz (“LED”), y sistemas y procesos para fabricar dicho cable luminoso, en el que los LED y los circuitos asociados están protegidos del daño mecánico y de los peligros medioambientales, tales como agua y polvo.

Antecedentes de la invención

Los cables luminosos incandescentes convencionales o de LED se usan habitualmente en diversas aplicaciones de iluminación de interior o de exterior, decorativa u ornamental. Por ejemplo, dichos cables luminosos convencionales se usan para crear signos festivos, perfilar estructuras arquitectónicas tales como edificios o puertos, y proporcionar sistemas de iluminación en los bajos del coche. Estos cables luminosos también se usan como ayudas de iluminación de emergencia para aumentar la visibilidad y la comunicación de noche o cuando las condiciones, tales como apagones energéticos, inmersión en agua y humo provocado por incendios y niebla química, hacen a la iluminación ambiente normal insuficiente para la visibilidad.

Los cables luminosos LED convencionales consumen menos energía, muestran una vida útil más larga, son relativamente baratos de fabricar, y son más fáciles de instalar en comparación con los tubos luminosos que usan bombillas incandescentes. Cada vez con más frecuencia, se usan cables luminosos LED como sustituciones viables para tubos luminosos de neón.

Como se ilustra en la figura 1, el cable luminoso convencional 100 está constituido por una pluralidad de dispositivos iluminadores 102, tales como bombillas incandescentes o LED, conectados juntos mediante un cable flexible 101 y encapsulados en un tubo protector 103. Una fuente de energía 105 crea una corriente eléctrica que fluye a través del cable flexible 101 haciendo que los dispositivos iluminadores 102 iluminen y creen un efecto de un cable iluminado. Los dispositivos iluminadores 102 están conectados en serie, en paralelo, o en combinación de los mismos. Además, los dispositivos iluminadores 102 están conectados con dispositivos electrónicos de control de tal manera que dispositivos iluminadores individuales 102 pueden encenderse o apagarse selectivamente para crear una combinación de patrones luminosos, tales como estroboscópico, de destellos, en persecución o por pulsos.

En cables luminosos convencionales, el tubo protector 103 es tradicionalmente un tubo hueco, transparente o semi-transparente que aloja a los circuitos internos (por ejemplo, dispositivos iluminadores 102; cable flexible 101). Dado que hay un hueco de aire entre el tubo protector 103 y los circuitos internos, el tubo protector 103 proporciona poca protección para el cable luminoso contra daños mecánicos debidos a cargas excesivas, tales como el peso de la maquinaria que se aplica directamente al cable luminoso. Además, el tubo protector 103 no protege suficientemente a los circuitos internos de los peligros medioambientales, tales como agua y polvo. Como resultado, se ha encontrado a estos cables luminosos convencionales 100 con tubo protector 103 inadecuados para su uso en exteriores, especialmente cuando los cables luminosos se exponen a condiciones meteorológicas extremas y/o abuso mecánico.

En los cables luminosos convencionales, se usan cables, tales como el cable flexible 101, para conectar los dispositivos iluminadores 102 conjuntamente. En términos de fabricación, estos cables luminosos tradicionalmente se ensamblan previamente usando procedimientos de soldadura o engastado y a continuación se encapsulan mediante una lámina o proceso de laminación dura convencional en el tubo protector 103. Dichos procesos de fabricación requieren mucho trabajo y son poco fiables. Además, dichos procesos reducen la flexibilidad del cable luminoso.

En respuesta a las limitaciones mencionadas anteriormente asociadas con los cables luminosos convencionales mencionados anteriormente y la fabricación de los mismos, se han desarrollado bandas luminosas LED con una mayor complejidad y protección. Estas bandas luminosas LED están constituidas por circuitos, incluyendo una pluralidad de LED montados sobre un sustrato de soporte que contiene un circuito impreso y conectado a conductores eléctricos diferentes (por ejemplo, dos elementos bus conductores diferentes). Los circuitos de LED y los conductores eléctricos están encapsulados en un encapsulante protector sin vacíos internos (lo que incluye burbujas de gas) o impurezas, y están conectados a una fuente de energía. Estas bandas luminosas LED se fabrican mediante un sistema automatizado que incluye un complejo proceso de ensamblaje de circuitos LED y un proceso de laminación blanda. Los ejemplos de estas bandas luminosas LED y su fabricación se describen en las Patentes de Estados Unidos Nº 5.848.837, 5.927.845 y 6.673.292, tituladas todas “Integrally Formed Linear Light Strip With Light Emitting Diode”; la Patente de Estados Unidos Nº 6.113.248, titulada “Automated System For Manufacturing An LED Light Strip Having An Integrally Formed Connected”; y la Patente de Estados Unidos Nº 6.673.277, titulada “Method of Manufacturing a Light Guide”.

Aunque estas bandas luminosas LED están mejor protegidas del daño mecánico y los peligros medioambientales, estas bandas luminosas LED requieren partes diferentes adicionales, tales como un sustrato de soporte y dos elementos bus conductores diferentes, para construir sus circuitos LED internos. Además, para fabricar estas bandas luminosas LED, se requieren etapas de fabricación, tales como etapas de purificación, y equipo adicionales para ensamblar el complejo circuito LED y retirar laboriosamente vacíos internos e impurezas en el encapsulante protector. Dichos procedimientos, partes y equipo adicionales aumentan el tiempo y los costes de fabricación.

Adicionalmente, al igual que los cables luminosos convencionales descritos anteriormente, estas bandas luminosas LED solamente proporcionan dirección de iluminación en un solo sentido. Además, la complejidad de los circuitos LED y el proceso de laminación hacen a la banda luminosa LED demasiado rígida para doblarse.

El documento DE10051528A1 describe un sistema de iluminación modular en el que se proporciona un dispositivo operativo que tiene una entrada de control y una salida de energía a la que pueden conectarse módulos de iluminación.

Sumario de la invención

A la luz de lo anterior, existe una necesidad de mejorar adicionalmente la técnica. Específicamente, existe una necesidad de un cable luminoso LED de una sola pieza formado integralmente mejorado que sea flexible y proporcione un efecto de iluminación suave y uniforme desde todas las direcciones del cable luminoso LED de una sola pieza formado integralmente. También existe una necesidad de reducir el número de diferentes partes requeridas para producir el cable luminoso LED de una sola pieza formado integralmente. Además, también existe, una necesidad de un cable luminoso LED que requiera menos procedimientos, partes, y equipo y pueda fabricarse, por lo tanto, mediante un proceso automatizado de bajo coste.

Un cable luminoso LED de una sola pieza formado integralmente, comprende una base conductora que comprende primer y segundo elementos bus formados a partir de un material conductor adaptado para distribuir energía desde una fuente de energía. Al menos un diodo emisor de luz (LED) que tiene primer y segundo contacto eléctrico está montado en el primer y segundo elemento bus, de modo que extrae energía de y añade estabilidad a el primer y segundo elemento bus. El primer y segundo elemento bus están conectados entre sí antes de que se monte el LED. El cable luminoso LED de una sola pieza formado integralmente se forma sin un sustrato.

Según una realización del cable luminoso LED de una sola pieza formado integralmente, un encapsulante que encapsula completamente al primer y segundo elemento bus, y el al menos un... [Seguir leyendo]

1. Un cable luminoso formado integralmente, que comprende: un primer elemento bus (401, 161) formado a partir de un material conductor adaptado para distribuir energía desde una fuente de energía (405); un segundo elemento bus (401, 163) formado a partir de un material conductor adaptado para distribuir energía desde dicha fuente de energía (405); un tercer elemento bus formado a partir de un material conductor adaptado para distribuir una señal de control; y al menos un módulo de diodo emisor de luz (LED) (2100), caracterizado porque dicho módulo de LED comprende un microcontrolador y al menos un LED, teniendo dicho módulo de LED primer, segundo y tercer contacto eléctrico montados sobre y acoplados eléctricamente a dicho primer, segundo y tercer elemento bus, respectivamente, para extraer energía de dicho primer y segundo elemento bus y para recibir una señal de control desde dicho tercer elemento bus.

2. El cable luminoso formado integralmente de la reivindicación 1, en el que dicho módulo de LED comprende además un cuarto contacto para emitir dicha señal de control recibida.

3. El cable luminoso formado integralmente de la reivindicación 1 ó 2, que comprende además un encapsulante (503, 1403) que encapsula completamente a dicho primer, segundo y tercer elemento bus, y dicho al menos un módulo de LED.

4. El cable luminoso formado integralmente de una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que cada módulo de LED tiene una dirección única usada para controlar dicho módulo de LED.

5. El cable luminoso formado integralmente de la reivindicación 4, en el que dicha dirección única es estática o dinámica.

6. El cable luminoso formado integralmente de una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que dicho módulo de LED comprende además una pluralidad de LED, en el que dicha pluralidad de LED se selecciona entre el grupo constituido por LED rojos, azules, verdes, blancos y una combinación de los mismos.

7. El cable luminoso formado integralmente de la reivindicación 3, en el que dicho encapsulante comprende además partículas dispersantes de luz (1404).

8. El cable luminoso formado integralmente de una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que una conexión entre dicho módulo de LED y uno de dicho primer y segundo elemento bus se selecciona entre el grupo constituido por soldadura a baja temperatura, soldadura a alta temperatura y resina epoxi conductora.

9. El cable luminoso formado integralmente de la reivindicación 8, en el que una conexión entre dicho módulo de LED y otro de dicho primer y segundo elemento bus se selecciona entre el grupo constituido por soldadura a baja temperatura, soldadura a alta temperatura, unión por hilo soldado y resina epoxi conductora.