BRPI0715802B1 - Fonte luminosa - Google Patents

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BRPI0715802B1
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Inventor
George E. Matheson
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Philips Lighting Holding B.V.
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Abstract

fonte luminosa. a presente invenção provê uma fonte luminosa incluindo um ou mais elementos emissores de luz, um ou mais fotossensores e, um guia de luz de fotossensor, tal como, por exemplo, um guia de luz substancialmente planar. o guia de luz de fotossensor é geralmente configurado para capturar e guiar alguma da luz emitida do um ou mais elementos emissores de luz a um ou mais fotossensores acoplados opticamente a isso, a luz sentida por esse meio sendo usável como uma base para controlar as saídas respectivas do um ou mais elementos emissores de luz.

Description

“FONTE LUMINOSA”
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção pertence ao campo de iluminação e em particular a uma fonte luminosa com um guia de luz de fotossensor. FUNDAMENTO
Avanços no desenvolvimento e melhorias do fluxo luminoso dispositivos emissores de luz tais como diodos emissores de luz de semicondutor de estado sólido e orgânicos (LEDs) fizeram estes dispositivos adequados para uso em aplicações de iluminação em geral, incluindo iluminação arquitetônica, de entretenimento e de estrada. Diodos emissores de luz estão se tomando crescentemente competitivos com fontes luminosas tais como lâmpadas incandescentes, fluorescentes, e de descarga de alta intensidade. Também, com a seleção crescente de comprimentos de onda de LED para escolher, luminárias de luz branca e cor variável estão se tomando mais populares. Como tal, há um necessidade sempre presente para controle melhorado sobre a cor de saída de luz por estas luminárias.
Em geral, uma luminária de luz branca ou cor variável inclui LEDs diferentes de comprimento de onda único, tais como LEDs vermelhos (R), verdes (G), azuis (B) e opcionalmente âmbares (A). A cor da luz produzida pela luminária pode ser mudada e/ou otimizada alterando as intensidades relativas destes LEDs.
Uma dificuldade geralmente associada com luminárias de luz branca ou cor variável, porém, é que a saída de cada LED muda diferentemente com mudanças em temperatura ambiente e/ou operacional. Se a relação de correntes de excitação médias nos LEDs não for mudada para acomodar esta situação, a cor de saída combinada da luminária pode mudar para uma quantidade freqüentemente perceptível e geralmente indesejada. Outros fatores que podem afetar a cor de saída podem incluir envelhecimento dos LEDs e a intensidade de saída da luminária.
Conseqüentemente, a fim de alcançar uma cor de saída estável, que é uma cor de saída que permanece substancialmente a mesma apesar de mudanças de temperatura ambiente e/ou de dispositivo, envelhecimento dos LEDs e/ou variações em intensidade de saída global, pode ser necessário monitorar a cromaticidade das saídas de LED combinadas e prover realimentação a um controlador disso, que controla os LEDs para manter substancialmente uma cor de saída desejada. Tal controle de realimentação também pode ser aplicável para manter substancialmente uma luminosidade de saída de luminária desejada, potência radiométrica, e similar, como também manter e/ou otimizar a qualidade de cor e/ou eficiência de representação de cor de uma luminária.
O seguinte provê alguns exemplos de fontes luminosas tendo um sistema de controle de realimentação. Por exemplo, na Patente US No. 6.964.500, um aparelho de exibição de cristal líquido é descrito como tendo LEDs vermelho, verde e azul excitados e acoplados em uma placa de guia de luz para guiar uniformemente e difundir a luz de LED através de uma área de superfície de saída grande da placa por uma porção de difusão tendo um padrão de microponto impresso. Um sensor óptico, acoplado a uma superfície lateral da placa de guia de luz por um membro de blindagem de luz, também é provido para detectar luz saindo da placa de guia de luz por esta superfície lateral, e controlar, baseado nesta luz detectada, a luminância dos LEDs.
Na Patente US No. 6.753.661, um aparelho e método para retro-iluminar um mostrador eletrônico é descrito como usando LEDs e um microprocessador de controle de realimentação para controlar uma luminosidade, potência radiométrica, e níveis de cor do aparelho, por esse meio mantendo um nível de retro-iluminação branco substancialmente constante. Uma aplicação de retro-iluminação semelhante também é descrita no documento da Philips Lumileds Lighting Company intitulado LED Backlighting ffom Revolution to Reality, publicado em 7 de junho de 2004 (http://www.lumileds.com/pdfs/tp39_us_fpd_2004.pdf), enquanto o Pedido OSRAM Note on Light Guides, publicado em 25 de abril de 2002 (http://catalog.osramos.com/media/_en/Graphics/00026784_0.pdf) provê algumas diretrizes gerais relativas a guias de luz planares como eles se relacionam a tais aplicações de retro-iluminação.
Também, uma luminária incluindo um sistema de controle de realimentação é descrita na Patente US No. 6.741.351, em que uma luminária de LED emissor de luz branca combina um arranjo de LEDs vermelho, verde e azul com um arranjo de realimentação configurado para manter um equilíbrio de cor desejado. O arranjo de realimentação inclui fotodiodos posicionados para interceptar luz refletida de um elemento parcialmente refletor colocado no caminho da saída combinada do arranjo de LEDs. Altemativamente, cada LED tem um fotodiodo associado, tanto incorporado no pacote de LED ou em um pacote separado, para prover resultados semelhantes.
Em geral, as fontes luminosas anteriores e outras tais atualmente disponíveis têm várias desvantagens, isto é com respeito ao acoplamento óptico de saídas de LED para os sensores de um sistema de controle de realimentação. Por exemplo, luz ambiente indesejada pode ser incidente no sensor e causar erros no sinal de realimentação, luz alcançando os sensores pode não ser suficiente para prover um sinal de realimentação adequado, as contribuições respectivas dos LEDs podem não ser equilibradas suficientemente e/ou os sensores podem obscurecer parte da saída da fonte luminosa.
Conseqüentemente, há uma necessidade por uma fonte luminosa que supere algumas das desvantagens de fontes luminosas conhecidas.
Esta informação de fundamento é provida para revelar informação acreditada pelo requerente ser de possível relevância para a presente invenção. Nenhuma admissão é necessariamente planejada, nem deveria ser interpretada, que qualquer da informação precedente constitui arte anterior contra a presente invenção.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Um objetivo da presente invenção é prover uma fonte luminosa com um guia de luz de fotossensor. De acordo com um aspecto da presente invenção, é provida uma fonte luminosa incluindo: um guia de luz substancialmente planar incluindo um ou mais porções de acoplamento para dentro e uma ou mais porções de acoplamento para fora; um ou mais elementos emissores de luz, cada um configurado para emitir luz sobre um eixo óptico respectivo e disposto tal que um componente axial disso seja dirigido pelo menos parcialmente para a saída da fonte luminosa e tal em que um componente radial disso seja acoplado pelo menos parcialmente em dito guia de luz substancialmente planar por dita uma ou mais porções de acoplamento para dentro; e um ou mais fotossensores acoplados opticamente a dita uma ou mais porções de acoplamento para fora para uso em controlar a saída de cada um de dito um ou mais elementos emissores de luz baseado em luz acoplada para fora sentida por esse meio.
De acordo com outro aspecto da presente invenção, é provida uma fonte luminosa incluindo: um ou mais elementos emissores de luz; um guia de luz substancialmente planar incluindo uma ou mais porções de acoplamento para dentro e uma ou mais porções de acoplamento para fora, dito guia de luz substancialmente planar sendo configurado para capturar luz espalhada emitida de dito um ou mais elementos emissores de luz por dita uma ou mais porções de acoplamento para dentro; e um ou mais fotossensores acoplados opticamente a dita uma ou mais porções de acoplamento para fora para uso em controlar a saída de cada um de dito um ou mais elementos emissores de luz baseado em luz acoplada para fora sentida por esse meio. BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
Figura 1 é uma vista plana de topo de uma fonte luminosa incluindo um guia de luz de fotossensor, de acordo com uma concretização da presente invenção;
Figura 2 é uma seção transversal da Figura 1 tomada ao longo da linha 2-2 disso;
Figura 3 é uma seção transversal aumentada da Figura 1 tomada ao longo da linha 3-3 disso;
Figura 4 é uma vista de seção transversal aumentada de uma fonte luminosa incluindo um guia de luz de fotossensor, de acordo com outra concretização da presente invenção;
Figura 5 é uma vista de seção transversal aumentada de uma fonte luminosa incluindo um guia de luz de fotossensor, de acordo com outra concretização da presente invenção;
Figura 6 é uma vista plana de topo de uma fonte luminosa incluindo um guia de luz de fotossensor, de acordo com outra concretização da presente invenção;
Figura 7 é uma vista plana de topo de uma fonte luminosa incluindo um guia de luz de fotossensor, de acordo com outra concretização da presente invenção;
Figura 8 é uma vista plana de topo de uma fonte luminosa incluindo um guia de luz de fotossensor, de acordo com outra concretização da presente invenção;
Figura 9 é uma vista plana de topo de uma cobertura de guia de luz para uso com uma fonte luminosa incluindo um guia de luz de fotossensor, de acordo com outra concretização da presente invenção;
Figura 10 é uma vista plana de fundo da cobertura de guia de luz da Figura 9;
Figura 11 é uma seção transversal de uma fonte luminosa incluindo um guia de luz de fotossensor e a cobertura de guia de luz da Figura
9, a seção transversal tomada ao longo da linha B-B disso;
Figura 12 é uma seção transversal de uma porção de uma fonte luminosa incluindo um guia de luz de fotossensor e cobertura de guia de luz, de acordo com outra concretização da presente invenção; e
Figura 13 é uma seção transversal de uma porção de uma fonte luminosa incluindo um guia de luz de fotossensor e revestimento de cobertura de guia de luz em camada, de acordo com outra concretização da presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Definições
O termo elemento emissor de luz é usado para definir um dispositivo que emite radiação por exemplo em uma região ou combinação de regiões do espectro eletromagnético por exemplo, a região visível, região de infravermelho e/ou ultravioleta, quando ativado aplicando uma diferença potencial por ele ou passando uma corrente por ele. Portanto, um elemento emissor de luz pode ter características de emissão espectrais monocromáticas, quase-monocromáticas, policromáticas ou de banda larga. Exemplos de elementos emissores de luz incluem diodos emissores de luz de semicondutor, orgânicos, ou de polímero/polimérico, diodos emissores de luz cobertos com fósforo opticamente bombeados, diodos emissores de luz de nano-cristal opticamente bombeados ou outros dispositivos semelhantes como seria entendido prontamente por um trabalhador qualificado na arte. Além disso, o termo elemento emissor de luz é usado para definir o dispositivo específico que emite a radiação, por exemplo uma matriz de LED, e pode ser usado igualmente para definir uma combinação do dispositivo específico que emite a radiação junto com um alojamento ou pacote dentro de qual o dispositivo específico ou dispositivos são colocados.
O termo guia de luz substancialmente planar é usado para definir um guia de luz configurado geralmente para guiar luz através de uma superfície 2D. Por exemplo, um guia de luz substancialmente planar pode incluir um guia de luz de placa ou guia de onda, um guia de luz plano ou guia de onda, um guia de luz de superfície ou guia de onda, ou outras estruturas de guia de luz ou onda semelhantes ou como seria entendido prontamente pelo trabalhador qualificado na arte. O termo guia de luz substancialmente planar é ademais considerado incluir guias de luz 2D diferentes ou guias de onda, de contornos ou formas diferentes, se for plano, ou exibindo uma curvatura ou arredondamento não afetando proibitivamente as características de guia de luz ou onda disso.
O termo porção de acoplamento para dentro é usado para definir uma porção de um guia de luz de fotossensor pelo qual luz pode ser capturada e/ou acoplamento para dentro assim para ser guiada nele. Uma porção de acoplamento para dentro é configurada para permitir principalmente luz entrar no guia de luz, porém sob algumas circunstâncias, alguma luz pode sair do guia de luz por uma porção de acoplamento para dentro. Uma porção de acoplamento para dentro será entendida prontamente pelo trabalhador qualificado na arte incluir uma porção de borda de acoplamento para dentro, tal como uma borda exterior do guia de luz ou uma borda interna usinada nisso, por exemplo, para produzir aberturas, furos, sulcos formados variavelmente e similar dentro do guia de luz. Uma porção de borda de acoplamento para dentro pode ser plana, que é substancialmente perpendicular à superfície principal do guia de luz, curvada, angulada e/ou coberta como precisado para prover características de acoplamento para dentro desejadas. Também será entendido que uma porção de acoplamento para dentro também pode incluir uma porção de superfície de acoplamento para dentro, tal como uma porção de superfície condicionada para acoplar dentro luz incidente nesta porção do guia de luz. Por exemplo, uma porção de superfície de acoplamento para dentro pode ser identificada por uma porção do guia de luz tendo uma superfície que foi, por exemplo, sido encrespada, texturizada, usinada e/ou impressa para atuar como um difusor, por esse meio permitindo luz interagir com esta porção a ser acoplada no guia de luz.
O termo porção de acoplamento para fora é usado para definir uma porção de um guia de luz de fotossensor pela qual luz pode ser extraída e/ou acoplada para fora do guia de luz. Uma porção de acoplamento para fora é configurada para permitir principalmente luz sair do guia de luz, porém sob algumas circunstâncias, alguma luz pode entrar no guia de luz por uma porção de acoplamento para fora. Uma porção de acoplamento para fora será entendida prontamente pelo trabalhador qualificado na arte incluir uma porção de borda de acoplamento para fora, tal como uma borda exterior do guia de luz ou uma borda interna usinada nisso, por exemplo, para produzir aberturas, furos, sulcos formados variavelmente e similar dentro do guia de luz. Uma porção de borda de acoplamento para fora pode ser plana, que é substancialmente perpendicular à superfície principal do guia de luz curvada, angulada e/ou coberta como precisado para prover características de acoplamento para fora desejadas. Também será entendido que uma porção de acoplamento para fora também pode incluir uma porção de superfície de acoplamento para fora, tal como uma porção de superfície condicionada acoplar fora luz guiada dentro do guia de luz. Por exemplo, uma porção de superfície de acoplamento para fora pode ser identificada por uma porção do guia de luz tendo uma superfície que foi, por exemplo, encrespada, texturizada, usinada e/ou impressa para atuar como um difusor, por esse meio permitindo luz interagir com esta porção de dentro o guia de luz para ser extraída do guia de luz. Outras tais técnicas de acoplamento para fora deveriam ser entendidas prontamente pelo trabalhador qualificado na arte e não deveriam ser significadas serem excluídas da presente definição.
O termo luz dispersa é usado para definir luz saída de um dado elemento emissor de luz que não é geralmente considerado participar na saída global de uma fonte luminosa incluindo o dado elemento emissor de luz. Por exemplo, embora um elemento emissor de luz possa ser configurado para emitir luz em uma direção predeterminada, e essa luz emitida nesta direção predeterminada possa ser geralmente usada, opcionalmente por vários arranjos ópticos de saída, para prover uma saída geral para a fonte luminosa, luz adicional ainda pode ser emitida em outras direções. Em geral, esta luz adicional não é particularmente significante no projeto de saída de fonte luminosa global. Um exemplo de luz dispersa pode incluir luz emitida dos lados de um elemento emissor de luz que está nominalmente emitindo adiante (isto é, luz emitida radialmente de um elemento emissor de luz tendo um componente de emissão axial substancialmente predominante). Altemativamente, ou em combinação com isso, luz dispersa pode incluir um componente de luz disperso atrás ou refletido dirigido axialmente e/ou radialmente longe de uma direção de saída predominante do elemento emissor de luz (por exemplo reflexões internas dentro de pacote de elemento emissor de luz, impurezas de dispersão fora atrás, componentes de pacote e/ou variações de índice refrativo localizadas tais como bolha/gás aprisionado dentro de material de encapsulamento de elemento emissor de luz, defeitos na lente de saída, etc.). Outros tais exemplos deveríam ser aparentes prontamente ao trabalhador qualificado na arte. Em geral, luz dispersa é usada para definir um componente da luz emitida por um dado elemento emissor de luz que é no máximo secundário relativo a um componente de emissão predominante, isto é o componente usado predominantemente para prover a saída desejada da fonte luminosa incluindo o dado elemento emissor de luz.
Como usado aqui, o termo aproximadamente se refere a uma variação de +/-10% do valor nominal. E para ser entendido que uma tal variação sempre está incluída em qualquer dado valor provido aqui, se ou não estiver especificamente referido.
A menos que definido caso contrário, todos os termos técnicos e científicos usados aqui têm o mesmo significado como geralmente entendido por alguém de habilidade ordinária na arte à qual esta invenção pertence.
A presente invenção provê uma fonte luminosa com um guia de luz de fotossensor. Em particular, a presente invenção provê uma fonte luminosa incluindo um ou mais elementos emissores de luz, um ou mais fotossensores e, um guia de luz de fotossensor, tal como, por exemplo, um guia de luz substancialmente planar. O guia de luz de fotossensor é configurado geralmente para capturar e guiar alguma da luz emitida pelo um ou mais elementos emissores de luz para um ou mais fotossensores acoplados opticamente a isso, a luz sentida por esse meio sendo usável como uma base para controlar as saídas respectivas do um ou mais elementos emissores de luz.
Em geral, os elementos emissores de luz estão dispostos na fonte luminosa tal que uma fração significante e/ou componente predominante das emissões de cada elemento emissor de luz seja dirigida à saída da fonte luminosa, enquanto uma fração menor e/ou no máximo componente secundário das emissões de cada elemento emissor de luz seja acoplado em um guia de luz de fotossensor, por exemplo um guia de luz substancialmente planar, por uma ou mais porções de acoplamento para dentro disso. Luz acoplada no guia de luz de fotossensor pode então ser guiada a uma ou mais porções de acoplamento para fora do guia de luz onde pode ser sentida por um ou mais fotossensores acoplados opticamente a isso. Em geral, a luz sentida pode ser usada como uma base para controlar as saídas do um ou mais elementos emissores de luz, por exemplo, para manter substancialmente uma saída de fonte luminosa desejada.
Opcionalmente, a fonte luminosa pode ademais incluir uma cobertura de guia de luz ou similar. Esta cobertura de guia de luz pode ser disposta em relação ao guia de luz, por exemplo, a fim de promover propriedades de guia de luz do guia de luz, e/ou reduzir penetração de luz parasita, tal como luz dispersa ambiente e/ou não desejada, de entrar no guia de luz e afetar leituras no um ou mais fotossensores. Exemplos de coberturas de guia de luz, que serão discutidos ademais abaixo, podem incluir, mas não estão limitados a, uma ou mais estruturas substancialmente opacas (por exemplo placa de cobertura ou similar feita de plástico, metal, etc.) e/ou uma ou mais coberturas em camadas, tais como coberturas ópticas refletivas e/ou opacas pintadas, depositadas e/ou dispostas caso contrário sobre uma ou mais superfícies do guia de luz.
Elementos Emissores de Luz
A fonte luminosa geralmente inclui um ou mais elementos emissores de luz. Como definido acima, o um ou mais elementos emissores de luz podem opcionalmente incluir um pacote de elemento emissor de luz incluindo, em várias combinações, um alojamento, uma ótica de saída (por exemplo, uma lente tal como uma lente hemisférica, um filtro, uma cobertura, etc.), um circuito de excitação e similar. Em uma concretização, um elemento emissor de luz está montado à fonte luminosa por um substrato acoplado operativamente a um circuito de excitação configurado para acionar o elemento emissor de luz. Por exemplo, um elemento emissor de luz pode ser excitado por uma placa de circuito impresso (PCB) ou similar, que pode ser tanto configurada especificamente para acionar um único elemento emissor de luz, ou configurada para acionar um grupo ou arranjo de elementos emissores de luz conectados em várias configurações seriais e/ou paralelas.
Em uma concretização, cada elemento emissor de luz é geralmente configurado para emitir luz em uma direção dianteira, isto é em uma direção ao longo do eixo óptico do elemento emissor de luz, ou de um pacote disso. Luz emitida por tais elementos emissores de luz geralmente inclui um componente axial significante e um componente radial menor. Por exemplo, uma maioria da luz emitida por estes elementos emissores de luz está geralmente concentrada dentro de um ângulo sólido ao redor do eixo óptico do elemento emissor de luz e/ou pacote, enquanto só uma fração secundária da luz é emitida radialmente ou lateralmente.
Em uma concretização, estas emissões radiais ou laterais incluem emissões dispersas não particularmente significantes relativas à saída global do elemento emissor de luz e, de contribuição geralmente limitada para a saída global da fonte luminosa. A luz dispersa pode porém ser usada para monitorar uma saída do um ou mais elementos emissores de luz, isto é acoplando esta luz dispersa em um guia de luz de fotossensor. Em uma concretização, luz indesejada e/ou dispersa emitida radialmente e/ou do lado de um elemento emissor de luz é acoplada em um guia de luz substancialmente planar para detecção a jusante. Luz dispersa emitida por vários elementos emissores de luz diferentes pode ser combinada dentro do guia de luz substancialmente planar e guiada a um único fotossensor, ou para mais de um fotossensor (por exemplo, fotossensores diferentes configurados para detectar luz tendo componentes de cor diferentes, etc.).
Em outra concretização, o um ou mais elementos emissores de luz da fonte luminosa é cada um configurado para emitir luz sobre um eixo óptico respectivo e disposto tal que um componente axial disso seja dirigido para a saída da fonte luminosa e tal que um componente radial disso seja dirigido para a uma ou mais porções de acoplamento para dentro do guia de luz de fotossensor.
Em outra concretização, o um ou mais elementos emissores de luz são configurados tal que luz dispersa emitida deles seja dirigida para a uma ou mais porções de acoplamento para dentro do guia de luz de fotossensor. Tal luz dispersa pode incluir, como definido acima, no máximo um ou mais componentes secundários das emissões de elementos emissores de luz que não são usados predominantemente para a saída de fonte luminosa, tal como por exemplo luz radial, dispersa atrás e/ou refletida intemamente emitida por um elemento emissor de luz predominantemente axial e/ou dianteiro, etc.
Em outra concretização, o um ou mais elementos emissores de luz são configurados tal que uma fração secundária e/ou no máximo componente secundário da luz emitida disso seja dirigida para a uma ou mais porções de acoplamento para dentro do guia de luz de fotossensor, enquanto uma fração principal e/ou componente predominante da luz emitida disso é dirigido para a saída da fonte luminosa.
Uma pessoa de habilidade na arte entenderá prontamente que outras configurações de fonte luminosa semelhantes podem ser consideradas estarem dentro do contexto presente. Isto é, várias concretizações de uma fonte luminosa incluindo um ou mais elementos emissores de luz configurados para emitir luz ambos para uma saída da fonte luminosa e, para uma porção de acoplamento para dentro de um guia de luz de fotossensor a ser guiado nisso para detecção a jusante, pode ser considerado estar dentro do contexto presente sem partir da extensão geral e natureza da exposição presente.
Além disso, em uma concretização, o um ou mais elementos emissores de luz incluem um ou mais elementos emissores de luz individuais, cada um de quais tem um espectro de emissão ou cor respectiva. Estes podem incluir tipos diferentes de elementos emissores de luz de alto brilho e/ou alta intensidade e/ou outros tipos de elementos emissores de luz de intensidade padrão e/ou regular. Em uma tal concretização, a fonte luminosa inclui três elementos emissores de luz consistindo em um elemento emissor de luz vermelho, um elemento emissor de luz verde e um elemento emissor de luz azul, as saídas combinadas de quais sendo controláveis para prover uma saída de luz colorida ou branca desejada. Em outra tal concretização, a fonte luminosa inclui quatro elementos emissores de luz consistindo em um elemento emissor de luz vermelho, um elemento emissor de luz âmbar, um elemento emissor de luz verde e um elemento emissor de luz azul, as saídas combinadas de quais sendo novamente controláveis para prover uma saída de luz colorida ou branca desejada. Outras tais combinações de cor seriam aparentes a um trabalhador qualificado na arte.
Em outra concretização, o um ou mais elementos emissores de luz incluem um ou mais grupos ou arranjos de elementos emissores de luz, cada grupo ou arranjo tendo um espectro de emissão ou cor respectiva. Este um ou mais grupos ou arranjos podem incluir tipos diferentes de elementos emissores de luz de alto brilho e/ou alta intensidade e/ou outros tipos de elementos emissores de luz de intensidade e/ou padrão regular. Em uma tal concretização, a fonte luminosa inclui três grupos ou arranjos de elementos emissores de luz consistindo em um grupo ou arranjo de elementos emissores de luz vermelhos, um grupo ou arranjo de elementos emissores de luz verdes e um grupo ou arranjo de elementos emissores de luz azuis, as saídas combinadas de quais sendo controláveis para prover uma saída de luz colorida ou branca desejada. Em outra tal concretização, a fonte luminosa inclui quatro grupos ou arranjos de elementos emissores de luz consistindo em um grupo ou arranjo de elementos emissores de luz vermelhos, um grupo ou arranjo de elementos emissores de luz âmbares, um grupo ou arranjo de elementos emissores de luz verdes e um grupo ou arranjo de elementos emissores de luz azuis, as saídas combinadas de quais sendo controláveis para prover uma saída de luz colorida ou branca desejada. Outras tais combinações de cor seriam aparentes a um trabalhador qualificado na arte.
Guia de Luz de Fotossensor
A fonte luminosa inclui um guia de luz de fotossensor incluindo uma ou mais porções de acoplamento para dentro para capturar uma fração da luz emitida pelo um ou mais elementos emissores de luz e, uma ou mais porções de acoplamento para fora para extrair pelo menos alguma desta fração da luz para ser sentida pelo um ou mais fotossensores acoplados opticamente a isso. Em uma concretização, o guia de luz de fotossensor é um guia de luz substancialmente planar.
Como definido acima, a uma ou mais porções de acoplamento para dentro podem incluir, em combinações diferentes, uma ou mais porções de borda de acoplamento para dentro e/ou uma ou mais porções de superfície de acoplamento para dentro. Igualmente, a uma ou mais porções de acoplamento para fora podem incluir, em combinações diferentes, uma ou mais porções de borda de acoplamento para fora e/ou uma ou mais porções de superfície de acoplamento para fora.
Em geral, o guia de luz de fotossensor pode incluir uma única porção de acoplamento para dentro para acoplar dentro luz emitida por todos ou subgrupos do um ou mais elementos emissores de luz, ou pode incluir uma porção de acoplamento para dentro respectiva para cada do um ou mais elementos emissores de luz. Por exemplo, em uma concretização, o guia de luz inclui três porções de acoplamento para dentro, uma para cada um dos três elementos emissores de luz da fonte luminosa (por exemplo, uma fonte luminosa de RGB). Em outra concretização, o guia de luz inclui quatro porções de acoplamento para dentro, uma para cada um dos quatro elementos emissores de luz da fonte luminosa (por exemplo, uma fonte luminosa de RAGB).
Em outra concretização, uma porção de acoplamento para dentro particular pode ser configurada para acoplar dentro luz emitida por dois ou mais elementos emissores de luz. Por exemplo, uma tal concretização podería posicionar simetricamente dois ou mais elementos emissores de luz dentro de uma abertura do guia de luz, uma borda disso provendo uma porção de borda de acoplamento para dentro pela qual luz dos dois ou mais elementos emissores de luz pode ser acoplada dentro simetricamente ao guia de luz. Exemplos de tais configurações de multielemento podem incluir, dois elementos emissores de luz dispostos simetricamente dentro de uma abertura oval, três elementos emissores de luz dispostos simetricamente dentro de uma abertura triangular, quatro elementos emissores de luz dispostos simetricamente dentro de uma abertura quadrada ou retangular, e outras tais configurações entendidas prontamente por um trabalhador qualificado na arte.
Semelhantemente, o guia de luz de fotossensor pode incluir uma única porção de acoplamento para dentro fora para dirigir luz a todos ou subgrupos do um ou mais fotossensores, ou pode incluir uma porção de acoplamento para dentro fora respectiva para cada um do um ou mais fotossensores. Por exemplo, em uma concretização, o guia de luz inclui três porções de acoplamento para fora, uma para cada um dos três fotossensores da fonte luminosa (por exemplo, fotossensores configurados respectivamente para sentir luz vermelha, verde e azul em uma fonte luminosa de RGB). Em outra concretização, o guia de luz inclui quatro porções de acoplamento de fora, uma para cada um dos quatro fotossensores da fonte luminosa (por exemplo, fotossensores configurados respectivamente para sentir luz vermelha, âmbar, verde e azul em uma fonte luminosa de RAGB). Altemativamente, uma porção de acoplamento para dentro particular pode ser configurada para dirigir luz para dois ou mais fotossensores.
Em outra concretização, um único fotossensor é provido para sentir luz emitida por todos dos um ou mais elementos emissores de luz da fonte luminosa. Nesta concretização, luz acoplada dentro do um ou mais elementos emissores de luz é misturada e guiada para uma única porção de acoplamento para fora, o fotossensor sendo configurado para sentir a luz misturada, que pode incluir novamente, por exemplo, combinações de luz de luz vermelha, âmbar, verde e azul, vermelha, verde e azul, e outras tais combinações de cor.
Em geral, reflexões internas totais ocorrem dentro do guia de luz para misturar efetivamente a luz acoplada dentro dos elementos emissores de luz diferentes, e guiar pelo menos alguma da luz misturada para o um ou mais fotossensores. Em uma concretização, os elementos emissores de luz, e porções de acoplamento para dentro associadas com isso, são substancialmente dispostas simetricamente sobre a uma ou mais porções de acoplamento para fora tal que luz guiada a ela viaje uma mesma distância substancialmente independente do elemento emissor de luz de qual foi emitida. Várias configurações abrangentes, que podem incluir, mas não estão limitadas a ter dois ou mais de elementos emissores de luz dispostos simetricamente ao redor de um ou mais fotossensores dispostos centralmente, podem ser usadas para prover esta característica.
Em outra concretização, os elementos emissores de luz, e porções de acoplamento para dentro associadas com isso, não estão dispostos simetricamente sobre o um ou mais fotossensores. Mistura efetiva da luz emitida por estes elementos emissores de luz, por exemplo por percurso guiado dentro de um guia de luz substancialmente planar, detecção de luz adequada pode ser provida, por esse meio reduzindo constrangimentos espaciais associados com configurações simétricas. Exemplos de tais configurações podem incluir um arranjo linear de elementos emissores de luz dispostos a uma forma de distância um único fotossensor, e outras tais configurações prontamente aparentes ao trabalhador qualificado na arte.
Em uma concretização, o guia de luz de fotossensor inclui um guia de luz substancialmente planar formado e dimensionado tal que um perímetro dele cerque o um ou mais elementos emissores de luz e um ou mais fotossensores da fonte luminosa. Aberturas respectivas, posicionadas para corresponder e serem alinhadas com as posições do um ou mais elementos emissores de luz, são providas no guia de luz, as aberturas sendo suficientemente grandes para se encaixar sobre a ótica dos elementos emissores de luz respectivos. Como tal, quando o guia de luz é posicionado sobre o um ou mais elementos emissores de luz, uma borda interna das aberturas define por esse meio porções de borda de acoplamento para dentro respectivas para acoplar dentro luz emitida radialmente ou lateralmente dos elementos emissores de luz respectivos, enquanto uma emissão substancialmente dianteira disso permanece substancialmente desobstruída pelo guia de luz. Tal configuração pode ser usada, por exemplo, para amostrar luz emitida radialmente ou lateralmente do um ou mais elementos emissores de luz, que pode incluir luz dispersa, ou um componente das emissões do um ou mais elementos emissores de luz que não é precisado ou querido para produzir uma saída de fonte luminosa desejada.
O guia de luz de fotossensor pode ser fabricado de um ou mais de uma pluralidade de materiais, tal que o material proveja um nível desejado de reflexão de luz nele, enquanto provendo adicionalmente um nível desejado de transmissão de luz por ele. Por exemplo, o guia de luz de fotossensor pode ser fabricado de plástico, acrílico, vidro ou outro material como seria entendido prontamente por um trabalhador qualificado na arte.
Em uma concretização, o guia de luz inclui uma placa de acrílico que é fina bastante que não diminui a luz emitida dianteira do um ou mais de elementos emissores de luz. E posicionada tal que capture a luz emitida lateralmente dispersa, que normalmente não faria parte da saída útil da fonte luminosa. Em uma concretização, a placa de acrílico é aproximadamente de 1 mm de espessura.
Em outra concretização, a uma ou mais porções de borda de acoplamento para dentro estão definidas dentro de uma borda exterior do guia de luz substancialmente planar. Em uma concretização, tais porções de borda exteriores cercam parcialmente ou envolvem o um ou mais elementos emissores de luz.
Além disso, em uma concretização, o guia de luz inclui geralmente porções de superfície de acoplamento para fora respectivas posicionadas para corresponder e serem alinhadas com as posições do um ou mais fotossensores. Como tal, pelo menos alguma da luz capturada do um ou mais elementos emissores de luz pode ser misturada e guiada pelo guia de luz a uma ou mais porções de superfície de acoplamento para fora e extraída para ser sentida por um fotossensor respectivo.
Como definido acima, a uma ou mais porções de superfície de acoplamento para fora pode cada uma incluir, por exemplo, uma porção de superfície do guia de luz que foi encrespada, texturizada, usinada e/ou impressa para redirecionar a luz dentro do guia de luz para o um ou mais fotossensores. Tais porções de superfície podem ser providas, por exemplo, sobre uma superfície do guia de luz enfrentando o fotossensor, ou sobre uma superfície oposta a isso. Além disso, o um ou mais fotossensores podem ser posicionados em qualquer lado do guia de luz. Outros tais métodos e configurações de extração de luz deveriam ser aparentes à pessoa de habilidade na arte e assim não pretende partir da extensão geral e natureza da presente exposição.
Em outra concretização, o um ou mais fotossensores podem ser acoplados a porções de borda de acoplamento para fora tanto definidas por porções de borda internas do guia de luz (por exemplo, borda interna de um abertura/furo dentro do guia de luz), ou por uma borda exterior disso.
Além disso, o trabalhador qualificado na arte entenderá que o guia de luz de fotossensor pode ser fabricado para ter formas diferentes ou contornos apropriados para guiar luz de um ou mais elementos emissores de luz para o um ou mais fotossensores. Por exemplo, um guia de luz substancialmente planar pode ser formado e dimensionado para acomodar os constrangimentos estruturais da fonte luminosa, isto é definido por uma aplicação para qual é usado, e/ou para acomodar vários elementos emissores de luz e configurações de fotossensor julgadas proverem resultados satisfatórios ou otimizados (por exemplo, veja Figuras 1 e 6 a 8).
Por exemplo, em uma concretização, o guia de luz de fotossensor está definido por um guia de luz substancialmente planar tendo uma forma parcialmente parabólica tal que o um ou mais fotossensores possam ser posicionados a um ponto focal disso e tal que luz emitida do um ou mais elementos emissores de luz possa ser refletida das bordas do guia de luz para este ponto focal. Outras tais configurações de focalização deveríam ser aparentes à pessoa de habilidade na arte.
Altemativamente, o guia de luz de fotossensor pode ser formado para acomodar uma disposição substancialmente simétrica do um ou mais elementos emissores de luz relativo ao um ou mais fotossensores. Formas circulares, oblongas, quadradas, triangulares e outras podem ser consideradas, como deveria ser prontamente aparente à pessoa de habilidade na arte. Formas irregulares, isto é concebidas para acomodar fontes luminosas irregulares e/ou configurações de elemento emissor de luz e fotossensor particularmente não simétricas também podem ser consideradas sem partir da extensão geral e natureza da presente exposição.
Além disso, o guia de luz de fotossensor pode ser coberto e/ou provido com elementos ópticos adicionais para aumentar uma saída da fonte luminosa e/ou aumentar suas propriedades de acoplamento para dentro, de acoplamento para fora e/ou guia de luz. Por exemplo, em uma concretização, a superfície de topo de um guia de luz substancialmente planar pode ser prateada ou coberta com algum outro material refletivo para reduzir uma quantidade de luz ambiente entrando no guia de luz enquanto também ajudando a refletir luz emitida do um ou mais elementos emissores de luz fora da fonte luminosa.
Além disso, a superfície de topo de um guia de luz substancialmente planar que é prateada ou coberta com algum outro material refletivo, pode, em algumas concretizações, também ter uma cobertura substancialmente opaca sobre o revestimento refletivo, veja Figura 13 por exemplo. A cobertura de tais concretizações poderia, por exemplo, bloquear pelo menos parcialmente luz ambiente que caso contrário poderia fazer o sensor detectar mais de luz que aquela pretendida como provida pelo componente acoplado dentro de cada um do um ou mais elementos emissores de luz e/ou mudar a temperatura de cor e/ou distribuição espectral sendo lida pelo sensor, por exemplo. A fonte de luz ambiente indesejável podería incluir, por exemplo, luz provida por espalhamento preferencial na fonte luminosa e/ou de luz entrando de fora da fonte luminosa, tal como luz diurna e/ou de luz gerada por luminárias adjacentes, ou similar.
Em algumas concretizações, um revestimento refletivo é provido sobre o guia de luz que bloqueia até cerca de 95% de luz ambiente. Em tais concretizações, um revestimento opaco adicional pode ser provido sobre o revestimento refletivo para ademais reduzir luz de entrar no guia de luz tal que até mesmo mais luz ambiente possa ser bloqueada de entrar no guia de luz, em uma concretização bloqueando até 95% de luz ambiente. Tais combinações de um ou mais revestimento em camadas podem prover assim, como uma opção, uma cobertura de guia de luz de fotossensor efetiva, como será discutido em maior detalhe abaixo.
Fotossensores
A fonte luminosa inclui um ou mais de fotossensores acoplados opticamente a uma ou mais porções de acoplamento para fora do guia de luz de fotossensor da fonte luminosa. O um ou mais fotossensores são usados geralmente para monitorar uma saída do um ou mais elementos emissores de luz da fonte luminosa, os sinais sentidos sendo usados geralmente como parte de um controlador de saída e/ou sistema de controle, descrito abaixo, para manter substancialmente uma saída de fonte luminosa desejada.
Em geral, um ou mais fotossensores podem ser usados. Em uma concretização, as saídas de cada do um ou mais elementos emissores de luz são monitoradas por um único fotossensor. Em outra concretização, um fotossensor separado é usado para cada tipo de elemento emissor de luz, por exemplo, para cada cor em uma fonte luminosa de multicor.
Em uma concretização, o um ou mais fotossensores são acoplados opticamente a uma ou mais porções de superfície de acoplamento para fora do guia de luz de fotossensor. Em outra concretização, o um ou mais fotossensores são acoplados opticamente a uma ou mais porções de borda de acoplamento para dentro do guia de luz de fotossensor.
Em uma concretização, o um ou mais fotossensores estão montados dentro da fonte luminosa em PCBs respectivas. Em outra concretização, pelo menos alguns do um ou mais fotossensores estão montados sobre uma mesma PCB como um ou mais do um ou mais elementos emissores de luz.
Um fotossensor pode incluir tipos diferentes de sensores ópticos que provêem um meio para converter emissões de luz detectadas em um sinal elétrico, em que o fotossensor pode ser um sensor de banda larga ou um sensor de banda estreita. Por exemplo, um fotossensor pode ser um fototransistor, circuito integrado de fotossensor, LED não energizado, fotodiodo de silício, ou outro dispositivo como seria entendido prontamente por um trabalhador qualificado na arte. Em uma concretização, um sensor de banda larga está casado com um filtro, que pode por esse meio prover uma banda estreita de detecção de emissão de luz.
Controle de Saída
Em geral, a fonte luminosa inclui um ou mais elementos emissores de luz, a saída de quais contribuindo à saída óptica global da fonte luminosa. Monitorando a saída de cada do um ou mais elementos emissores de luz, uma saída de fonte luminosa controlada pode ser alcançada. Por exemplo, vários parâmetros de saída que podem ser considerados para controle incluem, mas não estão limitados a, uma potência de saída radiométrica, uma luminosidade de saída, e similar, como também uma cromaticidade, uma qualidade de cor e/ou uma eficiência de reprodução de cor da fonte luminosa. Outros tais parâmetros deveríam ser aparentes à pessoa de habilidade na arte e assim não pretendem partir da extensão geral e natureza da presente exposição.
Como apresentado acima, a fonte luminosa inclui um ou mais fotossensores configurados para monitorar, pelo guia de luz de fotossensor, a saída do um ou mais elementos emissores de luz. Em geral, o um ou mais fotossensores são configurados para gerar os sinais elétricos representativos da uma ou mais saídas respectivas dos elementos emissores de luz, que podem então ser usadas por um controlador tal como um processador de sinal de um sistema de controle (por exemplo, controlador, microcontrolador, dispositivo de software e/ou hardware, etc.) ou outro tal meio de controle para avaliar uma saída da fonte luminosa e ajustar, quando precisado, as saídas respectivas do um ou mais elementos emissores de luz.
Em uma concretização, a fonte luminosa inclui dois ou mais elementos emissores de luz, ou grupos ou arranjos disso, cada um tendo geralmente um espectro de emissão respectivo. Combinando as saídas dos dois ou mais elementos emissores de luz, um espectro ou cor de saída de fonte luminosa combinada é provida, este espectro ou cor de saída sendo geralmente determinado pelas contribuições espectrais relativas de cada elemento emissor de luz. Como tal, controlando as intensidades respectivas dos dois ou mais elementos emissores de luz, um espectro de saída global ou cor da fonte luminosa também é controlada.
Em outra concretização, a fonte luminosa inclui três ou mais elementos emissores de luz, ou grupos ou arranjos disso, cada um geralmente tendo um espectro de emissão respectivo. Novamente, combinando as saídas dos três ou mais elementos emissores de luz, um espectro de saída combinado ou cor é provida, que pode incluir luz branca. A pessoa de habilidade na arte entenderá prontamente que luz branca também pode ser gerada usando meios alternativos, tal como usar elementos emissores de luz cobertos com fósforo e similar, e que tais meios alternativos também podem ser considerados no presente contexto.
Em uma concretização, a fonte luminosa inclui elementos emissores de luz vermelhos (R), verdes (G) e azuis (B) configurados para prover uma saída branca ou colorida controlável. Em outra concretização, a fonte luminosa inclui elementos emissores de luz vermelhos (R), âmbares (A), verdes (G) e azuis (B) configurados para prover uma saída branca ou colorida controlável. Alternativamente, outras combinações de dois, três, quatro ou mais elementos emissores de luz, ou grupos ou arranjos disso, cada um tendo espectros de emissão respectivos combináveis para prover uma saída branca ou colorida selecionada, variável e/ou otimizada, também pode ser considerado sem partir da extensão geral e natureza da exposição presente.
Como declarado acima, a cor da saída de fonte luminosa pode ser mudada e/ou otimizada alterando as intensidades relativas dos elementos emissores de luz (por exemplo, RGB, RAGB, etc.). Conseqüentemente, monitorando a saída da fonte luminosa e/ou de cada elemento emissor de luz, ou grupo ou arranjos disso, a saída da fonte luminosa pode ser controlada. Além disso, desde que a saída de cada elemento emissor de luz pode mudar diferentemente com mudanças em temperatura ambiente e/ou operacional, ou novamente com envelhecimento dos elementos emissores de luz ou mudanças em uma intensidade de saída disso (por exemplo, eficácia luminosa, cor, forma espectral, etc.), a saída da fonte luminosa e/ou de cada elemento emissor de luz, ou grupo ou arranjos disso, pode ser ademais monitorada para detectar tais mudanças e prover compensação adequada para manter substancialmente uma saída desejada.
Conseqüentemente, em uma concretização, a fim de alcançar uma cor de saída substancialmente estável, que é uma cor de saída que permanece substancialmente a mesma apesar de mudança de temperatura ambiente de e/ou dispositivo, envelhecimento dos elementos emissores de luz e/ou variações em intensidade em saída global, a cromaticidade das saídas de elemento emissor de luz combinada é monitorada pelo guia de luz de fotossensor e um ou mais fotossensores acoplados a ele. Sinais gerados pelo um ou mais fotossensores podem ser usados para prover realimentação a uma fonte luminosa ou controlador de sistema, que controla geralmente os elementos emissores de luz (por exemplo, por acionadores respectivos e/ou circuito de controle) para manter substancialmente uma cor de saída desejada. Tal controle de realimentação também pode ser aplicável, em várias concretizações, para manter substancialmente uma luminosidade de saída desejada, uma potência radiométrica, como também manter e/ou otimizar uma qualidade de cor e/ou eficiência de reprodução de cor da fonte luminosa. Cobertura de Guia de Luz de Fotossensor Opcional
A fonte luminosa da presente invenção pode opcionalmente incluir uma cobertura de guia de luz, por exemplo, para bloquear luz ambiente de entrar no guia de luz e/ou para promover as propriedades de guia de luz do guia de luz.
Em uma concretização, a cobertura é substancialmente opaca e está disposta para promover as características de reflexão internas totais do guia de luz e/ou evitar extração de luz indesejável dele. Por exemplo, a cobertura opcional pode ser formada de um material substancialmente opaco (por exemplo plástico, metal, etc.), ou um material transparente revestido para ser opaco ou usando técnicas refletivas que deveríam ser aparentes à pessoa de habilidade na arte. Em outro exemplo, a cobertura de luz é incluída de um ou mais revestimentos em camadas dispostas diretamente no guia de luz, por exemplo incluindo um revestimento refletivo disposta sobre uma superfície do guia de luz e um revestimento substancialmente opaco adicional disposto sobre o revestimento refletivo para ademais reduzir penetração de luz ambiente no guia de luz.
Em uma concretização, a fim de promover as características de reflexão internas totais do guia de luz, a cobertura está disposta assim para não estar em contato óptico direto com a superfície de guia de luz. Por exemplo, a cobertura de guia de luz pode ser fabricada de um material substancialmente opaco e pode ser configurada para ser montada dentro da fonte luminosa em proximidade ao guia de luz, mas distanciada disso para evitar contato direto entre eles (por exemplo veja concretização da Figura 11).
Em outra concretização, a superfície da cobertura enfrentando o guia de luz, e/ou a superfície do guia de luz enfrentando a cobertura, é uma superfície refletiva. Como resultado, a cobertura pode ser disposta em contato óptico direto com a superfície de guia de luz (isto é, pelo revestimento refletivo) sem afetar adversamente as características de reflexão internas totais do guia de luz.
A fim de reduzir bloqueio indesejável de luz vindo do elemento emissor de luz e dirigida para a saída da fonte luminosa, a espessura da cobertura pode ser reduzida, e em particular, pode ser ademais reduzida ao se aproximar a cada elemento emissor de luz (por exemplo veja concretizações das Figuras 11 e 12). Por exemplo, em uma concretização, a cobertura se afila para os elementos emissores de luz, tal que sua espessura reduza a um gume perto dos elementos emissores de luz.
Além disso, em algumas concretizações, a cobertura de guia de luz é configurada para atuar como um dispositivo de montagem e/ou posicionamento para o guia de luz. Em tais concretizações, a cobertura de guia de luz está acoplada ambos ao guia de luz e ao substrato de elemento emissor de luz (por exemplo veja a concretização da Figura 12) e/ou ao alojamento de fonte luminosa (por exemplo veja a concretização da Figura 11). Estes acoplamentos podem ser alcançados de vários modos diferentes usando vários clipes, prendedores, adesivos e similar, como será aparente a uma pessoa de habilidade na arte (por exemplo veja concretizações das Figuras 9 por 12).
A invenção será descrita agora com referência a exemplos específicos. Será entendido que os exemplos seguintes são pretendidos para descrever concretizações da invenção e não são pretendidos para limitar a invenção de qualquer forma.
EXEMPLOS
EXEMPLO 1:
Com referência agora às Figuras 1 a 3, uma fonte luminosa, referida geralmente usando o numeral 100, e de acordo com uma concretização da presente invenção, será descrita agora. A fonte luminosa 100 inclui geralmente quatro emissores de luz elementos dispostos linearmente, como em elemento emissor de luz 102, um fotossensor 104, e um guia de luz substancialmente planar 106 para capturar, misturar e guiar uma fração da luz emitida radialmente pelos elementos emissores de luz 102 para o fotossensor 104. Neste exemplo, a fonte luminosa 100 é incluída geralmente de um elemento emissor de luz vermelho, um âmbar, um verde e um azul 102 configurados para emitir luz de acordo com intensidades de saída predefinidas que provêem uma saída combinada desejada, tal como um nível de cor de saída desejado (por exemplo, cromaticidade, temperatura de cor, etc.), um nível de luz branca desejado (por exemplo, tendo um índice de reprodução de cor desejado, qualidade de cor, etc.), ou similar.
Em geral, cada elemento emissor de luz 102 está montado a um substrato 108, que ele mesmo está acoplado operativamente a uma placa de circuito impresso (PCB) 110. Acionadores de elemento emissor de luz, como em excitador 112, são configurados para prover sinais de excitação à PCB 110 a fim de acionar respectivamente cada um dos elementos emissores de luz 102. O fotossensor 104 também está montado geralmente à PCB 110 e configurado para comunicar sinais de monitoração a um meio de controle de saída 114, tal como um processador de sinal de um sistema de controle de realimentação ou similar (por exemplo, um processador de dados, microprocessador, dispositivo de software e/ou hardware, etc.), que ele mesmo está configurado para controlar os acionadores 112 para gerar sinais de excitação conducentes para prover e/ou substancialmente manter a saída de fonte luminosa desejada. Monitorando as saídas dos elementos emissores de luz 102 por guia de luz 106 e fotossensor 104, as saídas respectivas dos elementos emissores de luz 102 podem ser ajustadas como precisado, por meio de controle 114 e acionadores 112, para acomodar uma mudança relativa nas saídas respectivas dos elementos emissores de luz 102 causada por mudanças de temperatura operacional e/ou ambiente, um envelhecimento dos elementos emissores de luz 102, modificação da intensidade de saída global, e/ou outros tais parâmetros prontamente entendidos pelo trabalhador qualificado na arte.
Nesta concretização, o guia de luz substancialmente planar 106 é formado e dimensionado geralmente tal que um perímetro dele abranja os quatro elementos emissores de luz 102 e o fotossensor 104. Aberturas respectivas, como em furo circular 116, posicionadas para corresponder e serem alinhadas com as posições dos quatro elementos emissores de luz 102, são providas no guia de luz 106, as aberturas 116 sendo suficientemente grandes para se ajustar sobre a ótica dos elementos emissores de luz 102 respectivos. Como tal, quando o guia de luz é posicionado sobre os elementos emissores de luz 102, uma borda interna das aberturas 116 por esse meio define porções de borda de acoplamento para dentro respectivas para acoplar dentro luz emitida radialmente ou lateralmente dos elementos emissores de luz 102 respectivos, enquanto uma emissão substancialmente dianteira disso permanece substancialmente desobstruída pelo guia de luz 106 (por exemplo, veja Figura 3).
Em uma concretização, o guia de luz 106 inclui um placa de acrílico que é fina bastante para não diminuir a luz emitida dianteira dos elementos emissores de luz 102. Em particular, pode ser posicionada, como descrito acima, tal que capture a luz emitida lateralmente dispersa que normalmente não faria parte da saída útil da fonte luminosa. Em uma concretização, a placa de acrílico é aproximadamente de 1 mm de espessura.
Além disso, o guia de luz 106 inclui geralmente uma porção de superfície de acoplamento para fora 118 posicionada para ser alinhada com a uma entrada do fotossensor 104. Como tal, pelo menos alguma da luz capturada dos elementos emissores de luz 102 pode ser misturada e guiada pelo guia de luz 106 à porção de superfície de acoplamento para fora 118, onde pode ser extraída e sentida pelo fotossensor 104 (por exemplo, veja Figura 3).
Em geral, a porção de superfície de acoplamento para fora 118 inclui, por exemplo, uma superfície encrespada, texturizada, usinada e/ou impressa configurada para atuar como um difusor para acoplar fora luz interagindo com esta superfície e dirigindo pelo menos alguma dela para o fotossensor 104. Nesta concretização, esta porção de superfície é provida ilustrativamente sobre uma superfície do guia de luz 106 enfrentando o fotossensor e oposta a uma direção de saída geral da fonte luminosa.
Conseqüentemente, luz emitida radialmente e/ou lateralmente dos elementos emissores de luz 102, tal como luz dispersa e/ou outros componentes de luz emitidos radialmente ou lateralmente, podem ser misturados e guiados dentro do guia de luz 106. Finalmente, uma porção da luz misturada e guiada é sentida por fotossensor 104, que pode usado por um meio de controle 114 acoplado operativamente a isso, para avaliar uma saída global da fonte luminosa 100 e ajustar, quando precisado para manter uma saída desejada, as saídas respectivas dos elementos emissores de luz 102. EXEMPLO 2:
Com referência agora à Figura 4, uma fonte luminosa, referida geralmente usando o numeral 200, e de acordo com outra concretização da presente invenção, será descrita agora. A fonte luminosa 200 é semelhante à fonte luminosa 100 das Figuras 1 a 3, diferindo visto que uma porção de superfície de acoplamento para fora 218 do guia de luz 206 está posicionada sobre uma superfície interna disso que é proximal ao fotossensor 204, em lugar de estar posicionada sobre uma superfície exterior do guia de luz 206, como é o caso para porção de superfície de acoplamento para fora 118 da concretização das Figuras 1 a 3. Outras partes ilustradas na Figura 4 que são semelhantes às partes correspondentes ilustradas na concretização das Figuras 1 a 3, são numeradas usando números correspondentes para perfeição. EXEMPLO 3 :
Com referência agora à Figura 5, uma fonte luminosa, referida geralmente usando o numeral 300, e de acordo com outra concretização da presente invenção, será descrita agora. A fonte luminosa 300 é semelhante à fonte luminosa 100 das Figuras 1 a 3, diferindo visto que o fotossensor 304 está posicionado na superfície exterior do guia de luz 306, no mesmo lado como a porção de superfície de acoplamento para fora 318. Outras partes ilustradas na Figura 5 que são semelhantes às partes correspondentes ilustradas na concretização das Figuras 1 a 3, são numeradas usando números correspondentes para perfeição.
EXEMPLO 4:
Com referência agora à Figura 6, uma fonte luminosa, referida geralmente usando o numeral 400, e de acordo com outra concretização da presente invenção, será descrita agora. A fonte luminosa 400 é semelhante à fonte luminosa 100 das Figuras 1 a 3, só diferindo visto que os quatro elementos emissores de luz da fonte luminosa 402 estão dispostos simetricamente ao redor do fotossensor 404 em uma configuração quadrada dentro de um guia de luz substancialmente circular 406. Outras partes ilustradas na Figura 6 que são semelhantes às partes correspondentes ilustradas na concretização das Figuras 1 a 3, são numeradas usando números correspondentes para perfeição.
EXEMPLO 5:
Com referência agora à Figura 7, uma fonte luminosa, referida geralmente usando o numeral 500, e de acordo com outra concretização da presente invenção, será descrita agora. A fonte luminosa 500 é semelhante à fonte luminosa 100 das Figuras 1 a 3, só diferindo visto que os quatro elementos emissores de luz da fonte luminosa 502 estão dispostos simetricamente ao redor do fotossensor 504 em uma configuração substancialmente retangular casada dentro de um guia de luz substancialmente oval 506. Outras partes ilustradas na Figura 7 que são semelhantes às partes correspondentes ilustradas na concretização das Figuras 1 a 3, são numeradas usando números correspondentes para perfeição. EXEMPLO 6:
Com referência agora à Figura 8, uma fonte luminosa, geralmente referida usando o numeral 600, e de acordo com outra concretização da presente invenção, será descrita agora. A fonte luminosa 600 é semelhante à fonte luminosa 100 das Figuras 1 a 3, só diferindo visto que a fonte luminosa 600 inclui só três elementos emissores de luz 602, incluindo por exemplo um elemento emissor de luz vermelho, um verde e um azul 602, dispostos ao redor do fotossensor 604 em uma configuração aproximadamente triangular dentro de um guia de luz aproximadamente triangular 606. Outras partes ilustradas na Figura 8 que são semelhantes às partes correspondentes ilustradas na concretização das Figuras 1 a 3, são numeradas usando números correspondentes para perfeição.
EXEMPLO 7:
Com referência agora às Figuras 9 a 11, de acordo com outra concretização da presente invenção, uma fonte luminosa 700 (veja Figura 11) incluindo uma cobertura de guia de luz opcional 750 será descrita agora. A fonte luminosa 700 é semelhante à fonte luminosa 100 das Figuras 1 a 3, incluindo vários elementos emissores de luz 102 acoplados operativamente a um substrato 710 e dispostos para se salientar de furos respectivos 716 de um guia de luz 706, cada um de qual provendo uma porção de acoplamento para dentro para receber luz dos elementos emissores de luz 702 e guiando a mesma para um fotossensor (não mostrado).
Neste exemplo, a fonte luminosa 700 ademais inclui uma cobertura de guia de luz 750 para ser disposta sobre o guia de luz 706 para reduzir penetração de luz ambiente nele e/ou reduzir extração indesejada de luz acoplada dentro dele. A cobertura de guia de luz 750 inclui vários furos, tal como furo 754, para elementos emissores de luz 702 para atravessar, e estruturas de montagem 756, cada uma incluindo uma abertura de montagem 758 para montar a mesma ao alojamento de fonte luminosa (agora mostrado), por exemplo, por um prendedor apropriado ou similar, como será aparente à pessoa de habilidade na arte.
A cobertura de guia de luz 750 ademais inclui elementos de acoplamento de guia de luz, tais como clipes 766 providos para reter o guia de luz 706 no lugar em uma relação distanciada à cobertura 750, e conseqüentemente, em relação ao alojamento de fonte luminosa e elementos emissores de luz 702. Adicionalmente, os clipes 766 e porção de parede lateral 762 são configurados para reter o substrato de elemento emissor de luz 710 no lugar. Elementos de alinhamento, tal como aba 764, também podem ser providos, como ilustrado aqui, na porção de parede lateral 762 da cobertura 750 para ajudar em posicionar o guia de luz 706 relativo a isso. Neste exemplo, as abas 764 incluem endentações na superfície de fundo da cobertura 750. Estaria claro a uma pessoa de habilidade na arte que tais elementos de alinhamento podem ter várias configurações e formas, incluindo, por exemplo, abas que se estendem pela espessura da cobertura, ou novamente rebaixos configurados para receber saliências neles se estendendo do guia de luz nisso, por exemplo. Outros tais meios de alinhamento deveríam ser aparentes à pessoa de habilidade na arte e não são assim considerados partir da extensão geral e natureza da presente exposição.
A espessura da cobertura 750 neste exemplo está reduzida perto dos furos de elemento emissor de luz 754 assim para reduzir obstrução de luz emitida pelos elementos emissores de luz 702 dirigida para uma saída da fonte luminosa 700. Por exemplo, a superfície de topo da cobertura 750 inclui uma região chanfrada 760 perto dos furos de elemento emissor de luz 754, que é chanfrada para a superfície de fundo, tal que a espessura da cobertura 750 aí seja diminuída para reduzir obstrução de luz emitida. A superfície chanfrada desta região 760 pode ser refletiva, em um exemplo, para redirecionar luz emitida pelos elementos emissores de luz 702 que é incidente sobre eles.
EXEMPLO 8:
Com referência agora à Figura 12, uma fonte luminosa, referida geralmente usando o numeral 800, e de acordo com outra concretização da presente invenção, será descrita agora. A fonte luminosa 800 é semelhante à fonte luminosa 100 das Figuras 1 a 3, incluindo um ou mais elementos emissores de luz 802 acoplados operativamente a um substrato 810 e dispostos para se salientar de furos respectivos 816 de um guia de luz 806, cada um de qual provendo uma porção de acoplamento para dentro para receber luz de um respectivo elemento emissor de luz 802 e guiando a mesma para um fotossensor (não mostrado).
Neste exemplo, a fonte luminosa 800 ademais inclui uma cobertura de guia de luz 850 que inclui uma ou mais estruturas de montagem 856 tendo furos de montagem respectivos, para montar a mesma ao substrato 810, tal como uma placa de circuito impresso ou similar, por um prendedor 870 apropriado, como será aparente à pessoa de habilidade na arte.
A cobertura 850 também inclui elementos de acoplamento de guia de luz, tal como clipe 866, ou similar, para acoplar ao guia de luz 806 e posicionar o mesmo em uma configuração prefixada. Neste exemplo, a superfície da cobertura 850 enfrentando o guia de luz 806 e com a qual está em contato direto, é provida com um revestimento refletivo (não mostrada), por esse meio reduzindo extração não desejada de luz do guia de luz 806.
A espessura da cobertura 850 neste exemplo é reduzida novamente perto de furos de elemento emissor de luz respectivos 854 assim para reduzir obstrução de luz emitida pelo elemento emissor de luz 802 dirigida para uma saída da fonte luminosa 800. Por exemplo, a superfície de topo da cobertura 850 inclui uma região chanfrada 860 perto dos furos de elemento emissor de luz 854 que é chanfrada para a superfície de fundo, tal que a espessura da cobertura 850 seja diminuída para reduzir obstrução de luz emitida. A superfície chanfrada desta região 860 pode ser refletiva, em um exemplo, para redirecionar luz emitida pelo elemento emissor de luz 802 que é incidente sobre ele.
EXEMPLO 9:
Com referência agora à Figura 13, uma fonte luminosa, referida geralmente usando o numeral 900, e de acordo com outra concretização da presente invenção, será descrita agora. A fonte luminosa 900 é semelhante à fonte luminosa 100 das Figuras 1 a 3, incluindo um ou mais elementos emissores de luz 902 acoplados operativamente a um substrato 910 e dispostos para se salientar de furos respectivos 916 de um guia de luz 906, cada um de qual provendo uma porção de acoplamento para dentro para receber luz de um elemento emissor de luz 902 e guiando a mesma para um fotossensor (não mostrado).
Neste exemplo, a fonte luminosa 900 ademais inclui uma cobertura de guia de luz 950 provida por uma ou mais revestimentos em camadas dispostas no guia de luz 906. Por exemplo, o guia de luz 906 inclui um revestimento refletivo 980 e um revestimento opaco adicional 990 nele para ademais ajudar em reduzir luz ambiente de entrar no guia de luz e/ou reduzir extração de luz acoplada dentro dele.
É aparente que as concretizações precedentes da invenção são exemplos e podem ser variadas de muitos modos. Tais variações presentes ou futuras não são para serem consideradas como uma partida do espírito e extensão da invenção, e todas as tais modificações como seria óbvio a alguém 5 qualificado na arte são pretendidas estarem incluídas dentro da extensão das reivindicações seguintes.

Claims (18)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Fonte luminosa (100), compreendendo:
    um guia de luz (106) planar incluindo uma ou mais porções de acoplamento para dentro e uma ou mais porções de acoplamento para fora;
    um ou mais elementos emissores de luz (102), cada um configurado para emitir luz sobre um eixo óptico respectivo e dispostos tal que um componente axial deles seja dirigido pelo menos parcialmente para a saída da fonte luminosa (100) e tal que um componente radial dele seja acoplado pelo menos parcialmente dito guia de luz (106) planar por dita uma ou mais porções de acoplamento para dentro; e um ou mais fotossensores (104) acoplados opticamente a dita uma ou mais porções de acoplamento para fora para uso em controlar a saída de cada um de dito um ou mais elementos emissores de luz (102) baseado em luz acoplada para fora sentida por esse meio;
    em que uma ou mais de dita uma ou mais porções de acoplamento para dentro inclui uma porção de borda de acoplamento para dentro, e caracterizada pela dita porção de borda de acoplamento para dentro circunscrever pelo menos parcialmente um ou mais de dito um ou mais elementos emissores de luz (102).
  2. 2. Fonte luminosa (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela dita porção de borda de acoplamento para dentro definir uma abertura por qual um ou mais de dito um ou mais elementos emissores de luz (102) são dispostos pelo menos parcialmente.
  3. 3. Fonte luminosa (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por cada uma da dita uma ou mais porções de acoplamento para dentro incluir uma porção de borda de acoplamento para dentro definindo uma abertura dentro de dito guia de luz (106) planar por qual um respectivo
    Petição 870180130510, de 14/09/2018, pág. 5/11 de dito um ou mais elementos emissores de luz (102) é disposto pelo menos parcialmente.
  4. 4. Fonte luminosa (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por incluir dois ou mais elementos emissores de luz (102), cada um incluindo um espectro de emissão respectivo para prover uma saída de fonte luminosa (100) combinada, dito um ou mais fotossensores (104) para uso em controlar uma saída relativa de ditos dois ou mais elementos emissores de luz (102) para manter dita saída de fonte luminosa (100) combinada.
  5. 5. Fonte luminosa (100), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pela dita saída de fonte luminosa (100) combinada ser luz branca.
  6. 6. Fonte luminosa (100), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelos ditos dois ou mais elementos emissores de luz (102) incluírem um ou mais de cada um de elementos emissores de luz (102) vermelho, verde, âmbar e azul.
  7. 7. Fonte luminosa (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por ademais incluir um controlador de saída acoplado operativamente a dito um ou mais fotossensores (104) e configurado para acionar dito um ou mais elementos emissores de luz (102) como uma função de dita luz acoplada para fora sentida por esse meio.
  8. 8. Fonte luminosa (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela dita uma ou mais porções de acoplamento para fora incluírem uma porção de superfície de acoplamento para fora.
  9. 9. Fonte luminosa (100), de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pela dita porção de superfície de acoplamento para fora incluir uma porção de superfície texturizada.
  10. 10. Fonte luminosa (100), de acordo com a reivindicação 1,
    Petição 870180130510, de 14/09/2018, pág. 6/11 caracterizada pelo dito componente radial incluir luz dispersa.
  11. 11. Fonte luminosa (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo dito componente radial ser no máximo secundário a dito componente axial.
  12. 12. Fonte luminosa (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo dito guia de luz (106) ser formado para prover uma borda parabólica e em que uma ou mais de dita uma ou mais porções de acoplamento para fora estão dispostas sobre um ponto focal de dita borda parabólica.
  13. 13. Fonte luminosa (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo dito guia de luz (106) incluir duas ou mais porções de acoplamento para dentro dispostas simetricamente sobre uma única porção exterior de acoplamento para fora.
  14. 14. Fonte luminosa (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por ademais incluir uma cobertura de guia de luz (106) para bloquear pelo menos parcialmente luz ambiente de penetrar em dito guia de luz (106).
  15. 15. Fonte luminosa (100), de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pela dita cobertura de guia de luz (106) incluir um ou mais elementos de acoplamento de guia de luz (106) para acoplar dito guia de luz (106) posiciona a isso e por esse meio posicionar o mesmo relativo a isso.
  16. 16. Fonte luminosa (100), de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pela dita cobertura de guia de luz (106) incluir um revestimento refletivo para manter reflexão interna dentro de dito guia de luz (106).
  17. 17. Fonte luminosa (100), de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo dito revestimento refletivo estar disposto sobre uma superfície de dito guia de luz (106).
  18. 18. Fonte luminosa (100), de acordo com a reivindicação 17,
    Petição 870180130510, de 14/09/2018, pág. 7/11 caracterizada pela dita cobertura de guia de luz (106) ademais incluir um revestimento opaco disposto sobre dito revestimento refletivo para ademais reduzir penetração de luz ambiente em dito guia de luz (106).
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