ES2312260B1 - REFLECTOR WITH RANDOM PSEUDO FACETATE. - Google Patents
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Abstract
Reflector con facetado pseudo-aleatorio que redirige de manera controlada la luz que es generada por la fuente (Lampara) posibilitando una adecuada iluminación del objeto a iluminar generada a través de una estructura irregular. El facetado Pseudo-Aleatorio, al evitar una estructura regular, presenta el mayor grado de destrucción de la imagen de la lámpara al mismo tiempo que se obtiene una superficie libre de estrías debido a que la correlación entre la imagen que forma cada faceta puede ser pequeña. De esta forma, es proporcionado un patrón de iluminancias más uniforme al mismo tiempo que se mejoran las tolerancias del propio reflector y/o de la posición de la lámpara.Faceted reflector pseudo-random that redirects in a controlled manner the light that is generated by the source (Lamp) allowing a adequate illumination of the object to be illuminated generated through a irregular structure. The Pseudo-Random facet, by avoiding a regular structure, it presents the highest degree of destruction of the lamp image at the same time as gets a stretch-free surface because the correlation between the image that forms each facet can be small. This shape, a more uniform illuminance pattern is provided at at the same time that the tolerances of the reflector itself and / or are improved of the lamp position.
Description
Reflector con facetado pseudo-aleatorio.Faceted reflector pseudo-random.
La presente invención consiste en conferir a la superficie interna de los reflectores de revolución empleados en iluminación una estructura no regular -pseudo-aleatoria- que proporciona un patrón de luminancia de la luz reflejada uniforme, libre de la imagen de la propia lámpara y de la aparición de estrías de la propia estructura.The present invention consists in conferring on the internal surface of the revolution reflectors used in lighting a non-regular structure -seudo-random- that provides a pattern of luminance of the uniform reflected light, free from the image of the own lamp and the appearance of stretch marks of the own structure.
Un reflector redirige de manera controlada la luz que es generada por la fuente (lámpara), posibilitando una adecuada iluminación del objeto a iluminar -uniformidad, distribución y niveles de iluminancia-.A reflector redirects in a controlled manner the light that is generated by the source (lamp), enabling a adequate illumination of the object to be illuminated - uniformity, distribution and illuminance levels.
Generalmente, los reflectores se basan en variantes de curvas parabólicas o elípticas. Sin embargo, toda lámpara encendida tiene fuertes contrastes de luminancia que pueden repercutir negativamente en la distribución de intensidades. Un reflector de revolución con una superficie espejada totalmente lisa produce, probablemente, integrada en una lámpara halógena, la imagen proyectada de la espira de wolframio, y, en una lámpara de descarga, el alambre que sujeta el quemador.Generally, reflectors are based on variants of parabolic or elliptical curves. However, all lighted lamp has strong luminance contrasts that can impact negatively on the distribution of intensities. A Revolution reflector with a completely smooth mirrored surface produces, probably, integrated in a halogen lamp, the projected image of the tungsten spiral, and, in a lamp discharge, the wire that holds the burner.
Existen principalmente dos estrategias que evitan este fenómeno y proporcionan un patrón de luminancia uniforme, libre de imágenes. La primera se basa en utilizar una superficie que no tenga reflexión completamente especular, es decir, una superficie reflexiva con una componente difusa -superficie mate o semimate-. Por consiguiente, la superficie del reflector no actúa como un espejo y no se forma imagen. Por contra, no hay un control adecuado de la orientación de la luz ni de la distribución de intensidad. Además, la eficiencia del sistema es menor por incrementar en número de reflexiones en el reflector, las cuales hace aumentar las pérdidas.There are mainly two strategies that avoid this phenomenon and provide a luminance pattern Uniform, free of images. The first is based on using a surface that does not have fully specular reflection, is that is, a reflective surface with a diffuse component - matt or semi-surface. Therefore, the surface of the reflector does not act like a mirror and no image is formed. By cons, there is no adequate control of the orientation of the light or of the intensity distribution. In addition, the efficiency of the system is smaller by increasing the number of reflections in the reflector, the which increases losses.
Existe otro método, el cual es usado en la mayor parte de los reflectores actuales de altas prestaciones. Éste consiste en conferir en la superficie del reflector una estructura regular constituida por facetas trapezoidales, tal y como aparece en la Fig. 1. Este facetado lo denominaremos facetado regular estándar. Permite la destrucción de la imagen de la fuente (lámpara) y un control adecuado de la distribución de luz. El número y dimensiones de dichas facetas son de suma importancia y depende de muchos factores, tales como el tipo de fuente, tamaño del reflector y la distribución del haz de luz.There is another method, which is used in the greater part of the current high performance reflectors. This it consists in conferring a structure on the reflector surface regular constituted by trapezoidal facets, as it appears in Fig. 1. This facet will be called regular faceting standard. Allows the destruction of the source image (lamp) and adequate control of the light distribution. The number and dimensions of these facets are of the utmost importance and depends of many factors, such as the type of font, size of the reflector and light beam distribution.
Sin embargo, en esta clase de reflectores es susceptible la aparición en el patrón de luminancia de estrías radiales como consecuencia de una estructura facetada regular. Estas estrías son el resultado de la imagen de varias facetas vecinas superpuestas.However, in this class of reflectors is susceptible to the appearance in the luminance pattern of stretch marks radial as a result of a regular faceted structure. These stretch marks are the result of the multi-faceted image Overlapping neighbors.
Sea un eje de coordenadas xyz tal que el eje z es el eje de simetría de revolución del reflector. Por conveniencia, denotamos a la faceta (i,j) aquella que tiene posición en coordenadas polares con módulo r_{j} y argumento \theta_{i}, tal y como se aprecia en la Fig. 2a.Be an xyz coordinate axis such that the z axis It is the axis of symmetry of the reflector revolution. By convenience, we denote the facet (i, j) that which has position in polar coordinates with module r_ {j} and argument the {i}, as seen in Fig. 2a.
En el siguiente análisis asumimos un reflector con acabado especular y que cualquier rayo proveniente de la lámpara se refleja una o ninguna vez antes de salir del sistema óptico lámpara-reflector. Bajo esta condición, la superposición de la contribución de cada faceta (i,j) proporciona el patrón de iluminancia en una pantalla suficientemente alejada (aproximación de campo lejano). La iluminancia total será suma de las contribuciones de cada faceta E_{i,j}(x,y), es decir,In the following analysis we assume a reflector with specular finish and that any ray coming from the lamp is reflected once or never before leaving the system optical reflector lamp. Under this condition, the overlapping the contribution of each facet (i, j) provides the illuminance pattern on a screen far enough away (far field approach). The total illuminance will be sum of the contributions of each facet E_ {i, j} (x, y), is tell,
E(x,y)= \sum\limits_{i,j} E_{i,j} (x,y)+E_{0},E (x, y) = \ sum \ limits_ {i, j} E_ {i, j} (x, y) + E_ {0},
siendo E_{0} la contribución de la luz que no ha sufrido ninguna reflexión en el reflector (luz directa). Dado que, en primera aproximación, E_{0} puede ser considerada constante en el mapa de iluminancias a estudio (pantalla suficiente lejos) no aporta información en el análisis.where E_ {0} is the contribution of the light that has not undergone any reflection in the reflector (light direct). Since, in the first approximation, E_ {0} can be considered constant in the illuminance map under study (screen enough far) does not provide information in the analysis.
Se observa que cuanto mayor sea la correlación entre el patrón E_{i,j}(x,y) con sus vecinos E_{i\pm n, \ j\pm m}(x,y) con n, m = 0, \pm1, \pm2,..., mayor será el contraste y, por consiguiente, la probabilidad de que aparezcan estrías en la imagen formada.It is observed that the higher the correlation between the pattern E_ {i, j} (x, y) with its neighbors E_ {i \ pm n, \ j ± m} (x, y) with n, m = 0, ± 1, ± 2, ..., the greater the contrast and, consequently, the probability that they appear stretch marks on the image formed.
Un facetado regular estándar presenta alineamiento entre facetas adyacentes pertenecientes a anillos distintos del reflector (Fig. 2a), lo cual puede provocar la aparición de estrías radiales. Es decir, existe una alta correlación entre la posición de facetas vecinas (i, j) y (i\pmn, j), para n = 1, 2, .... Por consiguiente, los reflectores con facetado regular estándar presentan problemas de aparición de estrías en el mapa de luminancia de la luz proyectada.A standard regular facet presents alignment between adjacent facets belonging to rings other than the reflector (Fig. 2a), which can cause appearance of radial stretch marks. That is, there is a high correlation between the position of neighboring facets (i, j) and (i \ pmn, j), for n = 1, 2, .... Therefore, the reflectors with Standard regular faceting present problems of appearance of stretch marks on the luminance map of the projected light.
El objeto de la presente invención radica en conferir a los reflectores una estructura facetada no regular que evita el alineamiento entre facetas radialmente adyacentes, tal y como se muestra en la Figura 2b. Con ello, reduce la correlación entre las facetas (i,j) e (i\pmn, j) para n = 1, 2,... De esta forma, la aparición de estrías es reducida.The object of the present invention lies in give reflectors a non-regular faceted structure that prevents alignment between radially adjacent facets, such and as shown in Figure 2b. With this, reduce the correlation between the facets (i, j) e (i \ pmn, j) for n = 1, 2, ... of this form, the appearance of stretch marks is reduced.
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Por otro lado, el grado de destrucción de la imagen de la lámpara se mejora. En la figura 3 es presentada la imagen en el reflector del alambre que sujeta al quemador de una lámpara de descarga, tanto para un facetado regular estándar como para un facetado pseudo-aleatorio. Resulta una mayor destrucción de la imagen en este último como consecuencia de un mayor desorden entre facetas. Esta mayor destrucción de la imagen también es reflejada en el patrón de luz proyectada. En la Figura 3a) se muestra que para un facetado regular estándar los rayos provenientes del alambre están en el mismo plano, por lo que es probable que se obtenga una sombra asociada al alambre. Sin embargo, con una estructura facetada pseudo-aleatoria (figura nº 3b) los rayos son ligeramente oblicuos unos de otros, sin guardar ninguna relación en sus direcciones -puesto que tampoco hay relación en el alineamiento de las facetas-. Como consecuencia, la destrucción de la imagen proyectada de la lámpara será más eficaz que con un reflector con una estructura facetada regular.On the other hand, the degree of destruction of the Lamp image is improved. In figure 3 the image on the reflector of the wire that holds the burner of a discharge lamp, for both standard and regular faceting for a pseudo-random facet. It is a further destruction of the image in the latter as a result of greater disorder between facets. This greater destruction of the Image is also reflected in the projected light pattern. In the Figure 3a) shows that for a standard regular faceting the rays coming from the wire are in the same plane, so a shadow associated with the wire is likely to be obtained. Without However, with a faceted structure pseudo-random (figure 3b) the rays are slightly oblique from each other, without keeping any relationship in their directions - since there is no relationship in the alignment of the facets. As a consequence, the destruction of the image projected lamp will be more effective than with a reflector with A regular faceted structure.
A continuación enunciamos las ventajas de la presente invención, siendo éstas meramente enunciativas y no limitativa de la invención;Here are the advantages of the present invention, these being merely enunciative and not limiting of the invention;
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- Mayor uniformidad del patrón de luminancia puesto que la estructura facetada pseudo-aleatoria proporciona un grado de destrucción de la imagen de la lámpara elevado.Higher uniformity of the luminance pattern since the structure pseudo-random faceted provides a degree of destruction of the raised lamp image.
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- Reducción de la aparición de estrías radiales en el patrón de luminancia causadas por la estructura facetada del reflector.Stretch mark reduction Radials in the luminance pattern caused by the structure faceted reflector.
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- Los costes asociados a útiles y a la fabricación son similares a las tecnologías existentes.The costs associated with tools and manufacturing are similar to those existing technologies
Para completar la descripción que se ha efectuado y para una mejor comprensión de esta memoria se acompañan los dibujos adjuntos que muestran un ejemplo de realización, no limitativo, del objeto de la invención y en los que:To complete the description that has been carried out and for a better understanding of this memory are accompanied the accompanying drawings showing an example of embodiment, not limiting, of the object of the invention and in which:
La Fig. 1 Es una vista de un reflector con facetado regular estándar: permite destrucción parcial de la imagen de la lámpara. Sin embargo, es susceptible a la formación de estrías en el patrón de iluminancias por la distribución regular de las facetas.Fig. 1 is a view of a reflector with Standard regular faceting: allows partial destruction of the image of the lamp. However, it is susceptible to the formation of stretch marks in the illuminance pattern by the regular distribution of The facets
La Fig. 2a es la vista en planta de un reflector con facetado regular estándar. Es ilustrada la faceta (i,j). Se observa un alineamiento radial entre facetas que ocasiona la aparición de estrías. También se muestra la imagen formada en el reflector del alambre que sujeta el quemador de la lámpara. Ésta es una línea recta.Fig. 2a is the plan view of a reflector with standard regular faceting. The facet (i, j) is illustrated. Be observes a radial alignment between facets caused by the appearance of stretch marks The image formed in the wire reflector that holds the lamp burner. This is a straight line
La Fig. 2b es la vista en planta de un reflector con facetado pseudo-aleatorio. Se observa un desalineamiento radial entre facetas que reduce la aparición de estrías. También se muestra la imagen formada en el reflector del alambre que sujeta el quemador de la lámpara, la cual está constituida por secciones de líneas desalineadas.Fig. 2b is the plan view of a reflector with pseudo-random faceting. A radial misalignment between facets that reduces the appearance of stretch marks. The image formed on the reflector of the wire that holds the lamp burner, which is consisting of sections of misaligned lines.
La figura 3 muestra la sección transversal del sistema óptica lámpara-reflector para un facetado regular estándar (Figura 3a) y para un facetado pseudo-aleatorio (Figura 3b). En cada caso son ilustrados tres rayos provenientes de tres puntos distintos del alambre de la lámpara que sujeta el quemador. Para un facetado regular estándar los tres rayos reflejados (R) están en el mismo plano, lo cual indica que el alambre, puede producir una sombra -imagen- en el patrón de luminancia. Para un facetado pseudo-aleatorio los rayos (t, t', t'', t'''') están en planos ligeramente distintos debido al desalineamiento de las facetas, y sus direcciones son también ligeramente distintas. Por consiguiente, la destrucción de la imagen de la lámpara será mayor y el patrón más libre de sombras.Figure 3 shows the cross section of the lamp-reflector optical system for faceting regular standard (Figure 3a) and for a facet pseudo-random (Figure 3b). In each case they are illustrated three rays coming from three different points of the lamp wire that holds the burner. For a faceted regular standard the three reflected rays (R) are in the same flat, which indicates that the wire can produce a shadow -image- in the luminance pattern. For a faceted pseudo-random rays (t, t ', t' ', t' '' ') are in slightly different planes due to misalignment of facets, and their directions are also slightly different. By consequently, the destruction of the lamp image will be greater and the most shadow-free pattern.
La figura 4 es una vista en perspectiva de un reflector con facetado pseudo-aleatorio integrada con una lámpara de halogenuros metálicos. Se observa que la estructura está constituida por facetas irregulares.Figure 4 is a perspective view of a integrated pseudo-random faceted reflector With a metal halide lamp. It is observed that the structure consists of irregular facets.
La realización de un reflector con facetado pseudo-aleatorio (Fig. 4, referencia 1) se obtiene a través de una estructura irregular interna del reflector, constituida facetas poligonales, no trapezoidales, irregulares y encajadas unas con otras (2). Esta estructura evita un alineamiento radial entre facetas, por lo que presenta un elevado grado de destrucción de la imagen de la lámpara al mismo tiempo que proporciona una superficie libre de estrías debido al desalineamiento entre la imagen que forma cada faceta. De esta forma, es obtenido un patrón de iluminancias más uniforme.The realization of a faceted reflector pseudo-random (Fig. 4, reference 1) is obtained at through an internal irregular structure of the reflector, constituted polygonal, non-trapezoidal, irregular and embedded with each other (2). This structure prevents alignment radial between facets, so it has a high degree of destruction of the lamp image at the same time as provides a stretch-free surface due to misalignment between the image that forms each facet. This shape, a more uniform illuminance pattern is obtained.
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