ES2603903T3 - Luz de rotación - Google Patents

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ES2603903T3 ES09180474.0T ES09180474T ES2603903T3 ES 2603903 T3 ES2603903 T3 ES 2603903T3 ES 09180474 T ES09180474 T ES 09180474T ES 2603903 T3 ES2603903 T3 ES 2603903T3
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Myron F. Pavlacka
Jacek J. Jozwik
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Abstract

Un dispositivo de iluminación (10) que comprende: una tabla (12) de circuitos; una pluralidad de LEDs (14) dispuesta en una tabla de circuitos; un reflector (16) que incluye la primera área (32) reflexiva y una segunda área (38) reflexiva, en la que el reflector está configurado para rotar en relación a los LEDs (14), y la primera y segunda área (32, 38) reflexivas están dispuestas para reflejar luz desde un LED (14) diferente en una tabla (12) de circuitos como el reflector (16) rota; elementos (18) ópticos posicionados entre los LEDs (14) y el reflector (16); caracterizados en qué la primer área (32) reflexiva está configurada de manera que la luz reflejada está dispuesta en una primera fila, en la que la segunda área (38) reflexiva está configurada de manera que la luz reflejada está dispuesta en una segunda fila que es adyacente a la primera fila.

Description

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DESCRIPCION
Luz de rotacion Campo tecnico
La presente divulgacion proporciona un dispositivo de luz de rotacion en el que la fuente de luz incluye diodos que emiten luz.
Antecedentes
Las fuentes de luz de rotacion son comunmente usadas como luces de advertencia. En algunas aplicaciones las luces de rotacion son montadas a vehlculos de respuesta a emergencia tales como vehlculos de policla y ambulancias. En otras aplicaciones comunes se usan las luces de rotacion montadas en la parte exterior de una aeronave o montadas a objetos estacionarios tales como torres de radio.
Algunas luces de rotacion estan configuradas de tal manera que la fuente de luz rota por si misma, mientras otras estan configuradas de manera que la fuente de luz es estacionaria y se rotan espejos para reflejar la luz en diferentes direcciones. Tradicionalmente, se usan las fuentes de luz incandescentes en dispositivos de luz de rotacion
Sin embargo, ya que los diodos que emiten luz (LEDs) son de larga duracion y eficientes, se han hecho intentos para desarrollar luces de rotacion basadas en LED. Vease, por ejemplo, el documento EEUU No. 2006/0209542 titulado LED Based Rotating Beacon; el documento EEUU No. 2007/0263376 titulado Rotating LED Beacon; y el documento EEUU No. 6,461,008 titulado LED Light Bar. Son necesarias luces de rotacion basadas en LED mejoradas.
El documento EP 1 674 339 divulga una lampara de rotacion que tiene un espejo de reflexion que rota y una fuente de luz que comprende una pluralidad de diodos que emiten luz. En una realizacion, una lampara de rotacion comprende una fuente de luz individual y un miembro que rota que tiene diferentes superficies de reflexion, el documento US 6,183,100 divulga una lampara de rotacion de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1.
Resumen
La presente divulgacion proporciona un dispositivo de luz que incluye un dispositivo de iluminacion que incluye una formacion de LEDs dispuestas en una tabla de circuitos con un reflector que rota en relacion con los LEDs para reflejar la luz en diferentes direcciones. El reflector de acuerdo con la presente divulgacion incluye una construccion compacta que permite la reflexion de luz efectiva. Tambien se proporciona un sistema de iluminacion relacionado y metodo.
Breve descripcion de las figuras
La Figura 1 es una vista en perspectiva de una luz de rotacion de acuerdo con una realizacion de la presente divulgacion;
La Figura 2 es una vista en conjunto despiezada de la luz de rotacion de la Figura 1;
La Figura 3 es una vista superior de la luz de rotacion de la Figura 1;
La Figura 4 es una vista de corte transversal de la luz de rotacion a lo largo de la llnea 4-4 de la Figura 3;
La Figura 5 es una vista de corte transversal de una realizacion alternativa de la luz de rotacion de la Figura 4;
Las Figuras 6A-B son vistas en perspectiva de areas de reflexion de la luz de rotacion de la Figura 1;
La Figura 7 ilustra la caracterlstica de concentracion de luz de la luz de rotacion de la Figura 1;
La Figura 8 es una vista que ilustra la caracterlstica de perfil bajo de la luz de rotacion de la Figura 1;
La Figura 9 es una grafica que ilustra el efecto de las areas que reflejan facetas de la luz de rotacion de la Figura 1; y
La Figura 10 es una ilustracion de la funcion de formacion de LED correlacionada con la posicion del reflector. Descripcion detallada
Con referencia a la Figura 1, se muestran una luz 10 de rotacion de acuerdo con una realizacion de la presente divulgacion. La luz 10 de rotacion incluye una tabla 12 de circuito que soporta una formacion de LEDs 14 y un reflector 16 que esta configurado para rotar en relacion con los LEDs 14.
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Con referenda a la Figura 2, se describen en mayor detalle los componentes de la luz 10 de rotacion. La tabla 12 de circuito puede ser cualquier tipo de tabla de circuitos que es capaz de entregar energla a los LEDs 14 que estan conectados a los mismos. En algunas realizaciones la tabla 12 de circuito incluye una base que esta hecha de metal u otro material con suficientes propiedades de transmision de calor.
En la realizacion descrita estan espaciados un numero de LEDs y dispuestos en un clrculo en la tabla 12 de circuito. Los elementos 18 opticos estan posicionados entre los LEDs 14 y el reflector 16. Los elementos 18 opticos pueden ser usados para colimar la luz emitida por los LEDs. En la realizacion descrita los elementos 18 opticos incluyen un anillo 20 de copa reflector y un anillo 22 de lentes Fresnel. Se debe apreciar en realizaciones alternativas que incluyen elementos 18 opticos, los elementos 18 opticos puede tomar muchas formas diferentes. Por ejemplo, pueden ser reflectores parabolicos, lentes TIR, o lentes convencionales, u otros elementos opticos.
En la realizacion descrita se muestra un motor 24 electrico montado al anillo 20 de copa reflector y que se extiende a traves de una apertura en el anillo 22 de lentes Fresnel. El motor electrico incluye un eje 26 de transmision que dirige la rotacion del reflector 16. En la realizacion descrita el eje 26 de transmision define el eje de rotacion del reflector 16, que es concentrico sobre la formacion circular de LEDs 14. La configuracion descrita en la cual el motor 24 se encuentra entre el reflector y los LEDs permite un conjunto compacto. En algunas realizaciones el motor 24 esta conectado a una fuente de energla remota, en otras realizaciones se alimenta el motor mediante una fuente de energla recargable local. Se debe apreciar que la rotacion del reflector 16 tambien puede ser dirigida por un motor posicionado en una locacion diferente (mas alejado del reflector) a traves de engranajes, correas, acoplamiento magnetico, etc. Se puede usar tal configuracion en una aplicacion de tipo de barra de luz donde estan dispuestos multiples reflectores y formaciones de LED en una unidad de iluminacion individual.
Con respecto a las figuras 2-4, se configura el reflector 16 para rotar sobre la formacion de LEDs y causa la rotacion de la luz emitida por los LEDs. En la realizacion descrita, a medida que el reflector 16 rota, se alinean diferentes LEDs con la primera y segunda area reflexiva. En otras palabras, en cualquier punto en el tiempo al menos un LED esta alineado con la primera area reflexiva, pero no esta alineado con otra area reflexiva.
En la realizacion descrita el reflector 16 incluye un primer miembro 28 con una primera area 32 reflexiva, y un segundo miembro 30 con una segunda area 38 reflexiva. En la realizacion descrita el reflector 16 tambien incluye aperturas 42, 44 que permiten la emision de luz a traves del reflector en la direction vertical (vease la figura 3). Esta caracterlstica permite localizar facilmente la luz desde un punto panoramico encima de la luz (por ejemplo por un helicoptero que sigue una persecution en el que la luz esta montada en el techo de un vehlculo de policla).
En la realizacion descrita la primer area 32 reflexiva esta posicionada para recibir luz desde un primer grupo de LEDs, y la segunda area 38 reflexiva esta posicionada para recibir luz desde un segundo grupo de LEDs. En la realizacion descrita la segunda area 38 reflexiva refleja directamente la luz en la misma direccion como la luz reflejada desde la primera area 32 reflexiva. Como se discutio anteriormente, el conjunto de LEDs esta dispuesto en un clrculo. Se debe apreciar que tambien son posibles otras disposiciones de LED (por ejemplo, multiples anillos de LEDs dispuestos en un clrculo, LEDs dispuestos en una formacion rectangular, etc.).
Con respecto a la figura 5, se muestra una realizacion alternativa en la que en la realizacion descrita el reflector 16 incluye una tercer area 36 reflexiva que esta posicionada para recibir luz reflejada desde la segunda area 34 reflexiva y refleja la luz en generalmente la misma direccion a medida que la luz es reflejada por la primera area 40 reflexiva.
En cada una de las dos realizaciones descritas anteriormente, la luz reflejada desde la primer area 32, 40 reflexiva esta reflejada en una primera direccion "A", que forma una primera fila "C" de iluminacion reflejada, y la luz reflejada a partir de otra area reflexiva (segunda y tercera areas 34, 36 reflexivas como muestra la realizacion en la figura 5, o la segunda area 38 reflexiva como muestra la realizacion en la figura 6) esta reflejada en generalmente la misma direccion ("A") que forma una segunda fila "B" de iluminacion reflejada que es adyacente a la primera fila "C". En algunas realizaciones las filas estan espaciadas (vease la figura 5) y en otra realizacion las filas estan apiladas una encima de la otra (vease la figura 4). Se debe apreciar que son posibles muchas otras configuraciones.
Con respecto a las Figuras 6a-b, se muestran las areas reflexivas de reflector en mayor detalle. En las realizaciones descritas al menos una de las areas reflexivas tiene un perfil de borde curvo. En la realizacion descrita los perfiles de borde superior y/o inferior de areas reflexivas estan correlacionados con el diametro interior y exterior de la formacion circular de LEDs, respectivamente (es decir, la curva del perfil de borde coincide con la disposition curvada de los LEDs). Adicionalmente, en las realizaciones descritas la primer area 32, 40 es convexa y la otra area 34, 36, 38 reflexiva es concava. En las realizaciones descritas la primer area 32, 40 reflexiva incluye facetas 10-20, cada una orientada a aproximadamente 45 grados en relation a la direccion horizontal. La otra area 34, 36, 38 incluye facetas 10-20 que tambien estan orientadas a aproximadamente 45 grados en relacion a la direccion horizontal.
Con respecto a las figuras 7-8, se muestran una vista directamente en la iluminacion reflejada. La disposicion en la derecha describe dos filas adyacentes de iluminacion "B", "C", que son la salida de una realizacion del reflector 16 de la presente divulgation. La disposicion en la izquierda ilustra la salida de iluminacion reflejada del reflector 48
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estandar (vease la figura 8). La salida del reflector 48 estandar incluye un anillo de iluminacion 46 que rodea un area central oscura. El reflector 16 de la presente divulgacion esta configurado para proporcionar una salida de luz reflejada concentrada. Se debe apreciar que en realizaciones alternativas, la salida de luz del reflector puede ser mas o menos concentrada que lo que se muestra en la figura 7 (por ejemplo, la salida de luz reflejada no necesita estar en filas rectas adyacentes entre si).
Aun con referencia las figuras 7-8, se muestra una realizacion de la luz superpuesta equipada con un reflector 48 estandar para comparacion. Con el fin de reflejar luz emitida de cada uno de los LEDs en una direccion horizontal, el reflector 48 estandares se deben extender mas arriba que el reflector 16 de la presente divulgacion. Por ejemplo, si los LEDs estan dispuestos en una formacion circular con un diametro de D1 (por ejemplo, 4.8 pulgadas = 122 mm), la altura del reflector 48 sera aproximadamente H2 (4.8 pulgadas = 122mm) para reflejar la luz vertical emitida desde cada LED en una direccion horizontal generalmente. Sin embargo, para la misma configuracion de LEDs el reflector 16 de la realizacion descrita unicamente sera H1 (2.1 pulgadas = 53mm) alta para reflejar la luz emitida desde los LEDs en una direccion generalmente horizontal. En la realizacion descrita del reflector 16, la altura H1 del reflector 16 esta entre 1/3 a 2/3 del diametro D1 de la formacion circular de LEDs.
Con referencia a la figura 9, se presenta una grafica que muestra que las facetas en los reflectores mejoran la uniformidad de la intensidad de iluminacion, en comparacion con reflectores sin facetas de en otra forma la misma configuracion. El espejo sin faceta exhibe una variacion de pico a valle en la intensidad de iluminacion del 30 por ciento, mientras la variacion exhibida por las facetas de la realizacion descrita es aproximadamente 7 por ciento.
Con respecto a la figura 10, en la realizacion descrita al menos uno de los LEDs no esta alineado con las areas reflexivas de los reflectores. El LED no alineado es momentaneamente apagado selectivamente para facilitar el enfriamiento. Esta caracterlstica de enfriamiento puede ser lograda empleando una unidad de control que sincroniza la funcion de encendido y apagado de los LEDs a la posicion del reflector 16. Ya que el LED esta pagado cuando esta fuera del alineamiento con las areas reflexivas, no se afecta adversamente el brillo de la luz reflejada. Las filas en la Figura 10 describen la direccion de la propagacion de luz, que esta correlacionada con la orientacion del reflector 16, sobre un periodo de tiempo particular. En la realizacion descrita se apagan dos LEDs posicionados a los lados del reflector 16 en cualquier momento para propositos de enfriamiento.
Se debe apreciar que en otras realizaciones de la presente divulgacion, se apaga el LED momentaneamente para enfriar incluso si esta alineado con de las areas reflexivas, el efecto en el brillo de la luz reflejada puede ser aceptable dado el numero grande de LEDs que se iluminan en un momento dado. Tambien se debe apreciar que en realizaciones alternativas, se pueden usar otros medios para enfriar el LED. Por ejemplo, se puede configurar el reflector de manera que la rotacion cause flujo de aire, que enfrla los LEDs. La configuracion descrita forza algo de flujo de aire alrededor del LED de enfriamiento anadido. Son posibles muchos mecanismos diferentes para selectivamente encender y apagar los LEDs.
En la realizacion descrita se puede controlar la rotacion del reflector 16 de manera que se pueda cambiar la velocidad de rotacion. En algunas realizaciones, la velocidad de rotacion cambia basada en la velocidad del vehlculo. Por ejemplo, si el vehlculo se mueve mas rapido, se puede ralentizar el reflector 16 cuando el haz de luz reflejado esta generalmente de cara en la direccion de viaje, para proporcionar mas luz en esa direccion. Se controla la rotacion de manera que extienda un rango de angulo mas pequeno que los 360 grados completos. Por ejemplo, puede ajustarse la rotacion para barrer hacia atras y hacia adelante a lo largo de 180 grados. Tambien se puede parar la rotacion del reflector 16 en una orientacion particular de manera que se puede usar la luz para proporcionar luz constante en una direccion.
Se debe apreciar que en algunas realizaciones la formacion de LEDs 14 pueden ser LEDs de color individual del mismo color, en otras realizaciones los LEDs pueden ser LEDs de color individual de diferentes colores, y en aun otras realizaciones los LEDs pueden ser LEDs multicolor (un LED individual que esta configurado para emitir luz de mas de un color). En realizaciones que incluyen una formacion de LEDs de diferentes colores o LEDs de multiples colores, se puede configurar la luz de rotacion de manera que se pueda cambiar la luz emitida basada en la aplicacion especlfica de la luz de rotacion. Se debe apreciar que las realizaciones que incluyen LEDs de diferentes colores, la luz emitida puede ser de un color que es diferente a los colores de los LEDs, ya que activar dos LEDs coloreados diferentes puede resultar en luz que tiene un tercer color (por ejemplo, una combinacion de LEDs que es roja, verde, y azul puede resultar en la luz de rotacion que es capaz de reproducir mas colores). En otras palabras, la activacion selectiva de luces puede permitir la luz emitida de la luz de rotacion ser del color de alguno de los LEDs as! como los colores que resultan de la mezcla de los LEDs.
Se debe apreciar que realizaciones alternativas pueden incluir mas reflectores de manera que se puede reflejar la luz emitida de los LEDs en mas de una direccion simultaneamente. Por ejemplo, en algunas realizaciones alternativas se puede reflejar la luz en dos direcciones en el mismo plano (por ejemplo, las direcciones son de 180 grados en relacion a cada una). En otra realizacion alternativa se puede dirigir la luz en diferentes planos verticales (por ejemplo, se puede emitir un primer haz de luz entre 0-20 grados desde un plano horizontal y se puede emitir el segundo haz de luz entre 40-60 grados desde un plano horizontal). Cuando se monta tal luz de rotacion a la parte superior de un vehlculo de motor, se dirigira el primer haz de luz sobre la parte superior de vehlculos de motor altos similarmente, mientras el segundo haz de luz dirige la luz mas alta en el cielo y es visible desde posiciones mas
alejadas desde el vehlcuio de motor. En realizaciones alternativas, se puede cambiar la orientacion del haz de luz durante la operacion (por ejemplo, se puede ajustar para ser dirigida en un angulo entre 0-90 grados desde el plano horizontal). En tales realizaciones, se pueden configurar las superficies reflexivas de manera que se pueden cambiar las orientaciones en relacion con el cuerpo reflector durante la operacion. Por ejemplo, la superficie reflexiva puede 5 estar compuesta de una pluralidad de espejos pequenos que pueden estar reorientados por interruptores mecanicos microelectricos que se controlan electricamente.
La especificacion anterior, los ejemplos y datos proporcionados proporcionan una descripcion completa de la fabricacion y uso de la composition de la invention.

Claims (6)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    REIVINDICACIONES
    1. Un dispositivo de iluminacion (10) que comprende: una tabla (12) de circuitos;
    una pluralidad de LEDs (14) dispuesta en una tabla de circuitos;
    un reflector (16) que incluye la primera area (32) reflexiva y una segunda area (38) reflexiva, en la que el reflector esta configurado para rotar en relacion a los LEDs (14), y la primera y segunda area (32, 38) reflexivas estan dispuestas para reflejar luz desde
    un LED (14) diferente en una tabla (12) de circuitos como el reflector (16) rota;
    elementos (18) opticos posicionados entre los LEDs (14) y el reflector (16); caracterizados en que
    la primer area (32) reflexiva esta configurada de manera que la luz reflejada esta dispuesta en una primera fila, en la que la segunda area (38) reflexiva esta configurada de manera que la luz reflejada esta dispuesta en una segunda fila que es adyacente a la primera fila.
  2. 2. El dispositivo de iluminacion de la reivindicacion 1, en el que el reflector (16) se configura de manera que la primera y segunda areas (32, 38) reflexivas refleja luz en la misma direction general.
  3. 3. El dispositivo de iluminacion de la reivindicacion 1 o 2, en el que el reflector comprende finalmente una tercer area (36) reflexiva que esta configurada para reflejar luz desde al menos la segunda area reflexiva en una direccion que es generalmente la misma direccion como la luz reflejada por la primera area reflexiva.
  4. 4. El dispositivo de iluminacion de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente un motor (24) electrico posicionado entre la tabla (12) de circuitos y el reflector (16), en el que el motor (24) esta configurado para dirigir la rotation de reflector en relacion a los LEDs.
  5. 5. El dispositivo de iluminacion de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos algo de la pluralidad de los LEDs (14) esta separada y dispuesta en un clrculo.
  6. 6. Un metodo de luz de rotacion que comprende: proporcionar el dispositivo de iluminacion de la reivindicacion 1, y rotar el reflector en relacion a los LEDs, en el que en cualquier posicion del reflector en relacion a las areas reflexivas de LEDs diferentes del reflector, recibe luz desde diferentes grupos de LEDs.
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