ES2310147B1 - Pantalla modular emisora de luz. - Google Patents

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Abstract

Pantalla modular emisora de luz.
El objeto de esta invención es una pantalla modular emisora de luz conformada como una estructura laminar articulada, integrada por un número variable y escalable de barras de aluminio que constituyen la unidad modular básica formada por distintas fuentes de luz que forman la unidad mínima de emisión (2). La unidad modular básica está conformada por un soporte mecánico sobre el que se inserta una placa de aluminio con un número indeterminado de conjuntos de un mínimo de 2 LEDs y su electrónica asociada. La unidad mínima de emisión (2) está conformada por el perfil complejo de aluminio como soporte mecánico (3), una placa de aluminio (4) con la circuiteria y preferentemente 3 LEDs, - blanco cálido, blanco frío, verde -, estratégicamente situados, una lente fresnel (5), un filtro protector (6), una tapa protectora de aluminio (7) y un módulo de control. Las unidades modulares básicas pueden ensamblarse tanto electrónica como mecánicamente y articularse, disponiendo de un módulo de control externo.

Description

Pantalla modular emisora de luz.
El objeto de esta patente de invención es una pantalla modular emisora de luz especialmente diseñada para su aplicación como elemento de iluminación en filmaciones de interiores o exteriores y como elemento de decoración o uso en aplicaciones de iluminación arquitectónica y escénica y que presenta una conformación, características técnicas, ventajas y aplicaciones que mejoran de forma sustancial y notable artículos similares existentes en el mercado y a las propuestas desarrolladas en el estado de la técnica actual.
En la patente de invención número P200600641 de este mismo titular se desarrollaba un emisor de luz flexible aplicado especialmente a filmaciones que permite ajustar de una forma individualizada la iluminación a la toma que fuera necesaria, en función de las características estructurales del entorno, adaptándose al mismo al variar la forma del dispositivo de emisión de luz y configurando por tanto un emisor de luz flexible, capaz de adaptarse a espacio muy reducidos y objetos de formas diversas, con una iluminación más rápida y menos intrusiva en los espacios a iluminar. Este emisor de luz también se caracteriza por una gran flexibilidad en la capacidad de variación y ajuste electrónico preciso de la luz emitida por el mismo, en diferentes parámetros: intensidad lumínica, temperatura de color.
La invención que se presenta en esta nueva solicitud se concreta en la conformación del susodicho emisor de luz, el cual se configura como una pantalla de estructura laminar articulada y de espesor reducido, aproximadamente de unos 50 mm como máximo, constituida por un número variable y escalable de barras de aluminio que incorporan una serie de fuentes de luz compuestas por unidades de LEDs y su circuitería eléctrica correspondiente, es decir, un circuito impreso de aluminio que incorpora los LEDs y sus accesorios electrónicos.
En concreto, la unidad esencial de la pantalla, que se define como "Unidad Básica", está constituida por un perfil complejo de aluminio, con forma preferentemente de U, como soporte mecánico con funciones de disipador de calor. Sobre cada perfil se inserta una placa de aluminio que incorpora las pistas eléctricas, diversos componentes electrónicos y otros elementos, siendo el elemento principal un número indeterminado de conjuntos de 3 LEDs y su electrónica asociada, quedando protegido el conjunto por una cubierta de aluminio.
El otro elemento primordial de esta tecnología lo constituye cada conjunto de 3 LEDs, que se denomina como "unidad mínima de emisión" (UME), estando cada una de estas unidades compuesta por los siguientes elementos:
-
3 LEDs de alta potencia y de diferentes colores cuidadosamente seleccionados, 1 blanco cálido (warm white), 1 blanco frío (cold white), 1 verde (green), siguiendo una distribución espacial predefinida. La selección de estos LEDs es una de las claves de la obtención de las características cromáticas y lumínicas que se describen en la presente patente, de modo que se procede a una meticulosa selección de BIN para cada uno de los LEDs elegidos y se calibran mediante espectrocolorímetro.
-
1 lente fresnel de material plástico especialmente diseñada para homogeneizar y mezclar la luz de los 3 LEDs, así como focalizar en un ángulo de entre 40º y 60º.
-
1 filtro protector, corrector, homogeneizador y difusor de la luz de los diferentes LEDs, también de material plástico. Se trata de que este filtro difusor y muy especifico pueda homogeneizar, mezclar y orientar los haces de luz de los diferentes LEDs de modo que el haz de luz finalmente emitido por la pantalla sea homogéneo y con una forma predefinida.
-
1 control y monitoraje electrónico de la intensidad de luz emitida por cada uno de los LEDs para obtener la escala calibrada de temperatura de color variable relacionada con la intensidad variable.
-
1 sistema de alimentación y control electrónico con una modulación superior a los 1,5 KHz de modo que la luminaria quede libre de parpadeo incluso con velocidades de cámara de hasta 160 imágenes por segundo.
En referencia al número de conjuntos de LEDs, es decir, de unidades mínimas de emisión que forman parte de la unidad básica y a los mismos LEDs que se integran en cada unidad mínima de emisión, el número de unos y otros puede ser variable en función de ciertas necesidades. De hecho, el número mínimo de LEDs para que la unidad mínima funcione plenamente es de dos, pero se entiende que la realización preferente contemple 3 LEDs, e igualmente puede conformarse una unidad mínima de emisión con cuatro o más LEDs.
De igual modo, los LEDs pueden ser de diversos colores, pero la elección de los colores señalados anteriormente parece ser la más adecuada para conseguir los mejores resultados.
A su vez el diseño complejo del perfil de aluminio es la base de la correcta disipación del calor generado por los LEDs para garantizar unas condiciones de funcionamiento tales que permiten una vida útil de la luminaria superior a las 50.000 horas.
\newpage
La unión de los distintos módulos que forman la pantalla se realiza mediante conexiones eléctricas para alimentación y señal, piezas de unión mecánica con funciones articulantes y aislantes de vibraciones, que permiten la fijación de la forma en cualquier posición determinada.
La pantalla emisora de luz o luminaria incorpora un módulo de control externo de alimentación, regulación cromática y control electrónico del flujo luminoso mediante microprocesadores programados con firmware propio, cuyas características se desarrollan en párrafos sucesivos de esta memoria descriptiva.
Si se consideran sus características técnicas, eléctricas y su capacidad de iluminación es importante señalar que tiene una alta intensidad lumínica, capaz de superar 700 Lux a 3 m de distancia y un consumo eléctrico inferior a 220 W en su configuración de 6 Unidades Básicas con 8 UMEs cada una. Cada Unidad Básica con sus 8 UMEs entrega más de 100 Lux a 3 metros con una temperatura de color de 5600ºK o más de 45 Lux a 3 metros con una temperatura de color de 3200ºK, todo ello con un consumo inferior a 40 W.
En el aspecto lumínico, tienen una temperatura de color equilibrada y variable desde 2900ºK hasta 6900ºK. La variación será continua en escala calibrada y también por pasos calibrados. El módulo de control electrónico permite que la intensidad permanezca constante en todo el rango de temperatura de color.
En cuanto a la intensidad lumínica será regulable de 10 a 1 sin alteración de temperatura de color, con una variación continua en escala calibrada y también por pasos calibrados y regulable por el protocolo de comunicaciones DMX (Digital MultipleX) usado para controlar la iluminación de escenarios.
Así mismo el módulo de control dispone de la opción Maximum Output que permite obtener la máxima intensidad luminosa para cada temperatura de color.
Todos estos aspectos caracterizan la pantalla emisora de luz que se reivindica como un conjunto perfectamente equilibrado para su uso en rodajes y filmaciones con cámaras de cine, vídeo o fotografía: está libre de parpadeo o sincronizará el fliqueo a 50 Hz ó 60 Hz; dispone de un espectro de color de la luz emitida adaptado al espacio de color requerido por las cámaras de cine y vídeo con un valor de CRI que garantiza la correcta reproducción de color; si emite algún tipo de onda, ésta no alterará la señal de vídeo o sonido; tiene una frecuencia de modulación de los LEDs superior a 1500 Hz; tiene un bajo o nulo nivel sonoro emitido, inferior a 18 dB.
En cuanto a su estructura física, tal y como se desprende la descripción realizada, la pantalla emisora de luz es articulada, de espesor reducido, inferior a 50 mm, ligera (con un peso inferior a 6 kg kilos) y fácil de transportar. También se caracteriza por ser ignífuga y por su capacidad de ser escalable en tamaños, ya que su configuración en módulos permite la unión y ensamblaje de varias unidades iguales tanto mecánica como electrónicamente.
La conformación en módulos y la capacidad de articulación son aspectos que deben ser remarcados pues definen la configuración estructural de esta innovación, ya que cada módulo básico es susceptible de ser autónomo en si mismo, separándose del conjunto tanto mecánica como electrónicamente y siendo capaz de funcionar de modo independiente.
Por otra parte, esta misma capacidad de articulación permite fijar la pantalla en una posición rígida, al tiempo que es susceptible de permitir el acople de piezas o elementos auxiliares que actúen como viseras y de incorporar distintos medios de fijación para insertar elementos adicionales como filtros de colores u otros de uso habitual. Otra característica importante es la posibilidad de incorporar un elemento que permita su acople en un trípode estándar o similar,
por ejemplo un mecanismo equivalente a una rótula de bola en posición central trasera con una espiga para el acople.
La estructura articulada permite concentrar o abrir el haz de luz y variar la forma de la superficie radiante. Esta amplia superficie radiante, combinada con el uso de las lentes fresnel especialmente diseñadas y de los difusores específicos, emite un haz de luz suave pero perfectamente direccional.
Así pues, las barras de aluminio constituyen un perfil complejo, especialmente diseñado con forma de U compleja para ejercer las siguientes funciones:
\bullet
evacuación del calor producido por los LEDs
\bullet
hacer de soporte tanto a los elementos electrónicos y eléctricos como a los ópticos y mecánicos
\bullet
permitir el anclaje de una gran serie de accesorios como viseras laterales, espigas de unión, rótulas, velcros.
\bullet
permitir la unión articulada y regulable entre un numero indeterminado de barras
Tal y como se ha referenciado anteriormente, cada una de las barras de aluminio constituye una Unidad Básica, de manera que la suma de distintos módulos conforma la pantalla final de acuerdo con las dimensiones necesarias.
La capacidad de articulación de la pantalla que se reivindica conlleva la incorporación de un conjunto de arandela de silicona, muelle y tornillo con un par de apriete específico, el cual permite igualmente fijar la pantalla en una posición determinada y mantenerla estable e inmóvil el tiempo necesario.
A su vez el diseño complejo del perfil de aluminio es la base de la correcta disipación del calor generado por los LEDs para garantizar unas condiciones de funcionamiento tales que permiten una vida útil de la luminaria superior a las 50.000 horas.
Otro elemento fundamental de la pantalla emisora de luz es una capa exterior de protección, conformada por un material plástico transparente e ignífugo que tiene función de filtro corrector, homogeneizador y orientador de los haces de luz de los diferentes LEDs y a la vez permite la protección frontal de los LEDs y componentes internos.
Evidentemente, esta pantalla emisora de luz o luminaria incorpora los diodos, resistencias y demás componentes eléctricos y electrónicos básicos y necesarios para su funcionamiento, incluyendo una fuente de alimentación, sea para conectarse a la red eléctrica con la correspondiente unidad adaptadora a corriente externa o bien mediante batería o cualquier otro medio.
Tal y como se ha mencionado anteriormente, esta pantalla modular emisora de luz dispone del correspondiente módulo de control, el cual puede estar vinculado a la pantalla mediante cableado o bien estar conectado a la misma por otros medios, como pueden ser señales infrarrojas u ondas electromagnéticas, entre otros, de manera que los cambios y ajustes en el funcionamiento de la pantalla puedan hacerse con un mando a distancia.
Este módulo de control permite realizar ajustes digitales, puede alimentar y gestionar desde 1 hasta 8 Unidades Básicas, es un Control remoto con la tecnología flicker-free, es decir, hace que la luz emitida por la pantalla no produzca parpadeos registrables por las cámaras de cine o vídeo, así mismo cumple las normativas en cuanto a interferencias electromagnéticas, y dispone de la opción de control por DMX (Digital MultipleX).
En concreto, entre las características, elementos y funciones que permite ejecutar este módulo de control cabe señalar los siguientes:
\bullet
Variación de Temperatura de Color. El display digital permite la variación calibrada en pasos de 100ºK desde 2900ºK hasta 6900ºK. La intensidad lumínica permanece constante en todo el rango de temperatura de color.
\bullet
Dimmer o dispositivo regulador de la intensidad lumínica. El display digital permite la variación calibrada 10 a 1 de la intensidad luminosa manteniendo la temperatura de color inalterada.
\bullet
Maximum Output. Ofrece la máxima intensidad luminosa para cada temperatura de color
Tal y como se ha mencionado, la pantalla emisora de luz dispone de un software preprogramado que controla el sistema eléctrico descrito. Este software resulta ser uno de los elementos clave en la eficiencia, durabilidad en horas de los LEDs, calibración precisa de la mezcla del flujo de cada uno de los 3 LEDs que componen la Unidad Mínima de Emisión y de las posibilidades de variación de temperatura de color e intensidad luminosa mientras se mantiene un alto valor de reproducción cromática.
En resumen, este control electrónico mediante CPU, junto con una selección absolutamente precisa no solo de los 3 tipos de LEDs sino también del BIN de cada uno de ellos, la distribución espacial predefinida, el uso de las lentes fresnel especialmente diseñadas y la aplicación del filtro de material plástico protector y difusor son los responsables de obtener una luminaria compuesta por LEDs que cumple el conjunto de características descritas:
\bullet
obtención de un índice de reproducción de color elevado y adecuado para su uso con cámaras de fotografía, cinematografía y vídeo.
\bullet
Temperatura de color variable y calibrada desde 2900ºK hasta 6900ºK.
\bullet
Posibilidad de variar la intensidad luminosa (LUX) en un rango de 10 a 1 en cada una de las temperaturas de color de la escala sin variación de la temperatura de color elegida.
\bullet
Posibilidad de obtener la máxima potencia para cada una de las temperaturas de color de la escala.
\bullet
Obtención de un flujo luminoso homogéneo sin aparición de manchas de color ni discontinuidades.
\bullet
Obtención de un flujo de corriente estable para cada uno de los LEDs que permite obtener una vida útil superior a las 50.000 horas.
\bullet
Alta intensidad lumínica: capaz de superar 700 lux a 3 m
\bullet
Bajo consumo eléctrico: inferior a 220 W
\bullet
Espesor reducido: 47 mm cada Unidad Básica
\bullet
Encendido y ajuste electrónico instantáneo
\bullet
Tecnología LED de luz sin calor
\bullet
Alto CRI a cualquier temperatura de color
\bullet
Diseño articulado y modular para ajustar el ángulo y la forma del haz
Para complementar la descripción que se ha realizado y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de esta innovación, se acompaña la presente memoria descriptiva con un juego de dibujos a partir de los cuales se comprenderán más fácilmente la configuración, funcionamiento y ventajas de la invención reivindicada. Estos dibujos deben ser analizados y considerados únicamente a modo de ejemplo y sin ningún carácter limitativo ni restrictivo.
Breve descripción de los dibujos
Figura 1.- Vista de la unidad modular básica
Figura 2.- Sección de la unidad modular básica, con detalle de distintas unidades mínimas de emisión
Figura 3.- Sección del despiece de la unidad modular básica junto con la unidad mínima de emisión
Figura 4.- Vista del conjunto de 6 unidades modulares básicas conectadas entre si.
Figura 5.- Vista lateral del conjunto de 6 unidades modulares básicas conectadas entre sí
Figura 6.- Vista de la parte inferior del conjunto de 6 unidades modulares básicas conectadas entre sí
Figura 7.- Sección del conjunto de 6 unidades modulares básicas conectadas entre si
Figura 8.- Vista del conjunto de 6 unidades modulares básicas conectadas en disposición curva cóncava.
Figura 9.- Sección del conjunto de 8 unidades modulares básicas conectadas en grupos de 4 y en disposición curvada cóncava.
Figura 10.- Vista del conjunto de 6 unidades modulares básicas conectadas en disposición curvada convexa.
La elección de 6 u 8 unidades básicas para conformar la pantalla modular que se muestra en estas figuras es únicamente a modo de ejemplo, no siendo en caso alguno limitativo de otras realizaciones prácticas.
Descripción de una forma de realización preferida
En estas figuras se muestra la conformación de la unidad modular básica, de la unidad mínima de emisión y la forma en que se conectan entre si, conformando distintas pantallas modulares, tanto en disposición plana como
curva.
En la figura 1 se muestra la unidad modular básica (1), conformada por una estructura de soporte mecánico, en concreto un perfil complejo de aluminio, con forma preferentemente de U, sobre el que se inserta una placa de aluminio que incorpora un número no determinado de conjuntos de 3 LEDs y su electrónica asociada, cada uno de los cuales constituye una unidad mínima de emisión (UME) (2), y que en esta figura se establecen en un número de 8 con sus correspondientes 8 lentes plásticas, filtro corrector, difusor y protector de material plástico y conector eléctrico.
En la figura 2 se muestra una sección de la misma unidad modular básica (1), en la que se distinguen las diferentes unidades mínimas de emisión (2) y el perfil de aluminio (3) que actúa como soporte mecánico.
En la figura 3 se muestra el despiece de la unidad modular básica, con detalle de la unidad mínima de emisión (2) que se constituye como el otro elemento base de esta innovación, y que está formado por un perfil complejo de aluminio que constituye el soporte mecánico (3), una placa de aluminio (4) con la circuitería y los 3 LEDs, - 1 blanco cálido (warm white), 1 blanco frío (cold white), 1 verde (green) -, los cuales están situados siguiendo una distribución espacial predefinida, una lente fresnel (5), un filtro protector (6) y una tapa protectora de aluminio (7). No se representan en esta figura el módulo de control para la alimentación y el monitoraje electrónico de la intensidad de luz emitida por cada uno de los LEDs. Tal y como se ha comentado, el número de LEDs de cada unidad mínima de emisión puede variar desde un mínimo de 2, pero la realización preferente que se muestra en esta figura contempla la inclusión de 3 LEDs.
En la figura 4, la figura 5, la figura 6 y la figura 7 se muestra el conjunto de 6 unidades modulares básicas (1) conectadas entre sí, conformando una pantalla plana. En estas figuras, en especial en la figura 4, se distinguen tanto las unidades modulares básicas como las unidades mínimas de emisión (2) que las componen.
\newpage
En la figura 8 se muestra el conjunto de 6 unidades modulares básicas conectadas entre si y que, gracias a la conformación del perfil básico (1) y a un conjunto de arandela de silicona, muelle y tornillo con un par de apriete específico, puede adoptar una conformación curvada cóncava.
En la figura 9 se muestra otro modo de combinación de distintas unidades modulares básicas (1), en este caso en dos grupos de 4 conectadas en paralelo y en disposición curvada cóncava.
En la figura 10 se muestra el conjunto de 6 unidades modulares básicas (1) conectadas entre si en disposición curva convexa.
De acuerdo con todo lo descrito en esta memoria, las posibilidades de combinación de distintas unidades modulares básicas son múltiples, adaptándose de una forma flexible a distintas posiciones y posturas en función de cada necesidad de uso y aplicación.
Así pues, no se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan. Los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos serán susceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga una alteración en la esencialidad del invento. Los términos en que se ha redactado esta memoria deberán ser tomados siempre en sentido amplio y no limitativo.

Claims (11)

1. Pantalla modular emisora de luz, caracterizada esencialmente por estar conformada como una estructura laminar articulada y de espesor reducido, integrada por un número variable y escalable de barras de aluminio que constituyen la unidad modular básica (1) y que a su vez incorporan una serie de fuentes de luz que constituyen la unidad mínima de emisión (2), incorporando igualmente un módulo de control externo de alimentación, regulación cromática y control electrónico del flujo luminoso.
2. Pantalla modular emisora de luz, según la reivindicación anterior, caracterizada esencialmente porque la unidad modular básica (1) está conformada por una estructura de soporte mecánico, en concreto un perfil complejo de aluminio (3), con forma preferentemente de U, sobre el que se inserta una placa de aluminio que incorpora las pistas eléctricas, diversos componentes electrónicos y otros elementos, siendo el elemento principal un número indeterminado de conjuntos de un mínimo de 2 LEDs y su electrónica asociada, quedando protegido todo el conjunto por una cubierta de aluminio.
3. Pantalla modular emisora de luz, según las reivindicaciones anteriores, caracterizada esencialmente porque la unidad mínima de emisión (2) está conformada por un perfil complejo de aluminio que constituye el soporte mecánico (3), una placa de aluminio (4) con la circuitería y un número mínimo de 2 LEDs de colores diversos, una lente fresnel (5), un filtro protector (6), una tapa protectora de aluminio (7) y un módulo de control para la alimentación y el monitoraje electrónico de la intensidad de luz emitida por cada uno de los LEDs.
4. Pantalla modular emisora de luz, según las reivindicaciones anteriores, caracterizada esencialmente porque la configuración preferente de la unidad mínima de emisión incorpora 3 LEDs, uno de blanco cálido (warm white), uno blanco frío (cold white) y uno verde (green), estando los susodichos LEDs situados siguiendo una distribución espacial predefinida.
5. Pantalla modular emisora de luz, según las reivindicaciones anteriores, caracterizada esencialmente porque las unidades modulares básicas (1) que conforman la pantalla son susceptibles de ensamblarse entre sí tanto electrónica como mecánicamente, siendo igualmente susceptibles de articularse entre sí gracias a la incorporación de un conjunto de arandela de silicona, muelle y tornillo con un par de apriete específico.
6. Pantalla modular emisora de luz, según las reivindicaciones anteriores, caracterizada esencialmente porque cada unidad modular básica (1) es susceptible de ser autónoma en si misma, separándose del conjunto tanto mecánica como electrónicamente, siendo capaz de funcionar de modo independiente.
7. Pantalla modular emisora de luz, según la reivindicación 5, caracterizada esencialmente porque los medios de articulación descritos permiten fijar la pantalla en una posición rígida, en distintas formas, al tiempo que intervienen para acoplar distintas piezas o elementos auxiliares y para incorporar distintos medios de fijación para insertar elementos adicionales o bien para acoplarse a soportes diversos.
8. Pantalla modular emisora de luz, según la primera reivindicación, caracterizada esencialmente porque incorpora un módulo de control externo de alimentación, regulación cromática y control electrónico del flujo luminoso mediante microprocesadores programados con firmware propio, incorporando este control remoto un display digital, estando vinculado a la pantalla mediante cableado o por otros medios y configurado con tecnología flicker-free, con un dimmer regulador de la intensidad lumínica y un variador digital de la temperatura de color para obtener un rango de temperaturas de color perfectamente calibradas y con un elevado índice de reproducción cromáticas CRI, incorporando, incorporando igualmente este módulo de control opción de control por DMX (Digital MultipleX).
9. Pantalla modular emisora de luz, según la primera y la octava reivindicaciones, caracterizada esencialmente porque el módulo de control electrónico regula el aspecto lumínico de la pantalla, que tiene una temperatura de color equilibrada y variable desde 2900ºK hasta 6900ºK., siendo esta variación continua en escala calibrada y también por pasos calibrados.
10 Pantalla modular emisora de luz, según la primera y la octava reivindicaciones, caracterizada esencialmente porque el módulo de control electrónico gradúa la intensidad lumínica, regulable sin alteración de temperatura de color, con una variación continua en escala calibrada y también por pasos calibrados y regulable por el protocolo de comunicaciones DMX (Digital MultipleX), siendo esta intensidad lumínica superior a capaz de superar 700 lux a 3 m.
11. la Pantalla modular emisora de luz, según las reivindicaciones anteriores, caracterizada esencialmente porque dispone de un software preprogramado de control de su sistema eléctrico.
12. Pantalla modular emisora de luz, según las reivindicaciones anteriores, caracterizada esencialmente porque incorpora los diodos, resistencias y demás componentes eléctricos y electrónicos básicos y necesarios para su funcionamiento, incluyendo una fuente de alimentación.
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