ES2625049T3

ES2625049T3 - Sistema de iluminación y unidad de fuente de luz para dicho sistema

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Publication number: ES2625049T3
Application number: ES11716051.5T
Authority: ES
Inventors: Marten Sikkens; Marcel De Jong; Martinus Petrus Creusen; Silvia Maria Booij; Josef Andreas Schug
Original assignee: Koninklijke Philips NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2017-07-18
Anticipated expiration: 2031-03-23
Also published as: CN102812289A; EP2553319B1; US8899782B2; JP2013524426A; EP2553319A1; JP5722989B2; US20130051014A1; CN102812289B; WO2011121488A1

Abstract

Sistema de iluminación que comprende una unidad (1) de fuente de luz y un sistema (2) de proyección para generar un patrón de luz predeterminado en un área de destino, en donde la unidad (1) de fuente de luz comprende al menos una fuente (11) de luz, en donde el sistema de proyección tiene un plano focal curvado, la fuente de luz comprende una pluralidad de elementos ópticos situados a lo largo del plano focal curvado, la abertura de salida de los elementos ópticos es más grande que la abertura de entrada del elemento óptico y los elementos ópticos están dispuestos, cuando las aberturas de salida son proyectadas en un plano perpendicular al eje óptico, en forma de un conjunto de líneas, o en forma de un conjunto de matriz, el conjunto de matriz que comprende un número de conjunto de líneas con longitudes iguales o diferentes, caracterizado porque - los elementos ópticos son colimadores (12), - los colimadores están dispuestos unos al lado de otros con la proyección de las aberturas de salida, - cada colimador (12) comprende unas paredes o planos (121, 122, 123, 124) reflectoras de luz planas o curvadas para reflejar y dirigir la luz que entra en el colimador (12), - los colimadores (12) están dimensionados y/o dispuesto de tal manera que o bien las aberturas de salida de los colimadores (12), o al menos uno de los anillos (121r, 122r, 123r, 124r) delanteros de las paredes o planos (121, 122, 123, 124) reflectoras de luz de los colimadores (12) que albergan y marcan el límite de la abertura de salida de cada uno de los colimadores (12) son al menos, sustancialmente, coincidentes con y al menos sustancialmente siguen al menos una parte de un plano (P) focal curvado del sistema (2) de proyección, o están dimensionados y/o dispuestos de tal manera que el plano (P) focal curvado del sistema (2) de proyección intersecta con o toca tangencialmente la abertura de salida o al menos uno de los anillos, respectivamente.

Description

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DESCRIPCION

Sistema de iluminacion y unidad de fuente de luz para dicho sistema CAMPO DE LA INVENCION

La invencion se refiere a un sistema de iluminacion que comprende una unidad de fuente de luz y un sistema de proyeccion, para producir un patron de distribucion de luz deseado en un area de destino, especialmente para el uso en una iluminacion delantera de automovil, iluminacion en un estudio y teatro, puntos de iluminacion interiores con anchura o direccion de haz ajustable, iluminacion dinamica arquitectonica, iluminacion de discoteca y otras. Especialmente, la invencion se refiere a un sistema de iluminacion que comprende una unidad de fuente de luz que tiene una o una pluralidad de fuentes de luz Lambertianas (es decir, fuentes de luz que tienen un patron de una intensidad de luz radiada el cual es sustancialmente proporcional al coseno del angulo entre un observador y la lmea central o superficie normal en la que se dispone la fuente de luz), especialmente una o una pluralidad de LEDs o un conjunto de LED o un area de emision de luz, por ejemplo, en forma de una pluralidad de aberturas o una o una pluralidad de grnas de luz, que tienen dicha caractenstica de radiacion Lambertiana. Finalmente, la invencion se refiere a una unidad de fuente de luz que comprende una o una pluralidad de fuentes de luz Lambertianas, cuya unidad de fuente de luz esta adaptada para su uso en dicho sistema de iluminacion.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

El documento US 6,909,554 da a conocer un sistema optico que incluye un conjunto de dispositivos optoelectronicos en forma de un conjunto de emisores de luz tales como LEDs o un conjunto de detectores de luz tales como CCDs, en donde el conjunto se extiende sustancialmente a lo largo de un plano planar. Ademas, el sistema optico incluye un conjunto de micro lentes y una optica frontal que tiene un campo focal no plano. Cada dispositivo optoelectronico esta provisto de una de las microlentes cada una de las cuales tiene una longitud focal y/o una distancia de separacion entre ellas y su respectivo dispositivo optoelectronico tal que compensa el campo focal plano de la optica frontal, de manera que la luz que es suministrada por la optica frontal es reconfigurada por las microlentes para ser enfocada sustancialmente a lo largo del plano planar del conjunto de dispositivos optoelectronicos, y viceversa.

Una desventaja de este sistema optico es que en caso de utilizar LEDs como dispositivos optoelectronicos de emision de luz, una gran parte de la luz emitida no puede ser capturada por las microlentes correspondientes sino que es perdida. Esto debido al hecho de que un LED es normalmente una fuente de luz Lambertiana que tiene un patron de intensidad de radiacion que es mas o menos proporcional al coseno del angulo entre el observador y la lmea central o superficie normal en la que se dispone el LED.

El documento DE 10 2005 015 007 A1 da a conocer un sistema de iluminacion de automovil. El sistema de luz comprende un conjunto de fuentes de luz y unas lentes cilmdricas. Las fuentes de luz estan situadas en colimadores. Las lentes cilmdricas pueden estar curvadas hacia las fuentes de luz con el fin de conformar el contorno de un coche. Las lentes cilmdricas curvadas tienen una lmea focal curvada correspondiente. Los colimadores estan a distinta distancia de la lmea focal y las aberturas de los colimadores estan situadas unas al lado de las otras y estan curvadas de forma similar al punto focal.

El documento US 2007/0211473 da a conocer una fuente de luz especialmente para semaforos y otras senales frontales, que comprende una carcasa en la cual se situa un modulo lEd para emitir luz a traves de lentes Fresnel y una lente de difusion en el exterior de la carcasa, en donde se lograra una uniformidad mejorada de la distribucion de luz a traves de la superficie de la lente de difusion situando alrededor de cada LED una copa reflectora o bien que tenga un angulo de inclinacion tal que mas luz es dirigida hacia el penmetro exterior de la lente de difusion, o que tenga una curvatura no simetrica o que este abierta con el fin de lograr el efecto de la copa reflectora inclinada sin inclinar la misma.

El documento DE 102009037698 da a conocer una unidad de iluminacion de un vehmulo y una luz de vehmulo, que comprende una fuente de luz LED, una lente de proyeccion, y un miembro optico dispuesto entre la fuente de luz LED y la lente de proyeccion. El miembro optico comprende una primera superficie reflectora que esta dispuesta horizontalmente por debajo del eje optico de la fuente de luz LED, y una segunda superficie reflectora dispuesta por encima del eje optico y dirigida hacia la primera superficie reflectora. La primera superficie reflectora incluye un borde de una forma sustancialmente elfptica dispuesto en un plano horizontal y esta configurada para tomar una aberracion de la lente de proyeccion en consideracion y puede estar dispuesta en o adyacente a un conjunto de focos de la lente de proyeccion, en donde la primera superficie reflectoras extiende desde el borde a una posicion adyacente a la porcion emisora de luz de la fuente de luz LED. La segunda superficie reflectora tiene un foco que esta dispuesto sustancialmente sobre la fuente de luz LED e incluye al menos una de, una superficie curvada conica y una superficie curvada que tiene al menos una parte de la seccion transversal de una superficie curvada sustancialmente conica. Por esto, el miembro optico esta configurado de manera que transmite la luz recibida desde la fuente de luz LED hacia y a traves de la lente de proyeccion con el fin de formar un patron de distribucion de luz predeterminado que tenga una desconexion de corte.

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RESUMEN DE LA INVENCION

Un objeto que subyace a la invencion es proporcionar un sistema de iluminacion que comprende una unidad de fuente de luz y un sistema de proyeccion, por medio de los cuales puede ser generado un patron de distribucion de la luz deseado o predeterminado en un area de destino que tiene una alta eficiencia, especialmente en el caso de utilizar una o una pluralidad de fuentes de luz Lambertianas. Otro objeto que subyace a la invencion es proporcionar un sistema de iluminacion que comprende una unidad de fuente de luz y un sistema de proyeccion, cuyo sistema de iluminacion es especialmente adecuado para aplicaciones de iluminacion delantera de un automovil para generar un patron de iluminacion de forma apropiada en una carretera, especialmente en el caso de utilizar una o una pluralidad de fuentes de luz Lambertianas.

Estos objetos se resuelven de acuerdo con la reivindicacion 1. Utilizando colimadores, disponiendo las aberturas de los colimadores unas al lado de las otras y con la abertura o al menos uno de los anillos delanteros que limitan dicha abertura en el plano focal curvado del sistema de proyeccion, se puede obtener una distribucion continua de la intensidad de luz en el area de destino con una alta eficiencia pero sin aberraciones sustanciales, de manera que el sistema de iluminacion de acuerdo con la invencion no sufre de forma considerable una curvatura del campo del sistema de proyeccion.

Las reivindicaciones dependientes dan a conocer modos de realizacion ventajosos de la invencion.

Debido al hecho de que se utilizan colimadores con paredes reflectantes para dirigir la luz en el sistema de proyeccion en lugar de en las lentes refractoras, se pueden utilizar tambien fuentes de luz Lambertiana tal como LEDs de acuerdo con la reivindicacion 2 sin una perdida considerable de la luz emitida.

La solucion de acuerdo con la reivindicacion 1, es ventajosa especialmente en el caso de los modos de realizacion de acuerdo con la reivindicacion 3 en los cuales la unidad de fuente de luz comprende una pluralidad de colimadores porque tambien la luz emitida por estos colimadores, la cual tiene una distancia considerable desde el eje optico del sistema de proyeccion, es dirigida en el area de destino con una alta eficiencia, o, en otras palabras, se puede obtener una imagen mucho mas mtida y al menos sustancialmente libre de aberraciones de toda la unidad de fuente de luz y por consiguiente una distribucion mas homogenea del patron de intensidad de luz en el area de destino.

Las reivindicaciones 4 y 6 dan a conocer modos de realizacion ventajosos de las disposiciones de colimador si se dispone una pluralidad de dichos colimadores.

El modo de realizacion de acuerdo con la reivindicacion 7 es especialmente ventajoso si las fuentes de luz van a ser montadas en una placa de circuito impreso comun.

Las reivindicaciones 8 y 9 estan dirigidas a modos de realizacion de la invencion, mediante los cuales se puede obtener un borde de corte mtido en el patron de distribucion de luz en el area de destino.

Las reivindicaciones 10 y 11 estan dirigidas a modos de realizacion de la invencion, mediante los cuales se puede obtener una disminucion gradual de la intensidad de luz en el patron de distribucion de luz en el area de destino.

El modo de realizacion de acuerdo con la reivindicacions12 es ventajoso para generar un cierto recorrido del patron de la distribucion de intensidad de luz en el area de destino.

Las reivindicaciones 13 y 14 dan a conocer modos de realizacion de las propias unidades de fuente de luz que son ventajosas con respecto a su fabricacion.

Se apreciara que las caractensticas de la invencion son susceptibles de ser combinadas en cualquier combinacion sin alejarse del alcance de la invencion tal y como se ha definido mediante las reivindicaciones adjuntas.

Detalles, caractensticas y ventajas adicionales de la invencion seran evidentes a partir de la siguiente descripcion de modos de realizacion preferidos y a modo de ejemplo de la invencion que son dados con referencia a los dibujos.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

La figura 1 muestra una vista tridimensional esquematica de una unidad de fuente de luz, de acuerdo con la invencion;

La figura 2 muestra una vista en planta en una configuracion general del sistema de iluminacion que comprende una unidad de fuente de luz de acuerdo con la figura 1 y un sistema de proyeccion;

La figura 3 muestra una vista en planta en un primer modo de realizacion de un sistema de iluminacion, de acuerdo con la invencion;

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La figura 4 muestra una vista en planta en un segundo modo de realizacion del sistema de iluminacion, de acuerdo con la invencion;

La figura 5 muestra una vista en planta en un tercer modo de realizacion de un sistema de iluminacion, de acuerdo con la invencion;

La figura 6 muestra una vista tridimensional de una unidad de fuente de luz de un cuarto modo de realizacion de un sistema de iluminacion, de acuerdo con la invencion, en donde no se ha mostrado el sistema de proyeccion;

La figura 7 muestra una vista tridimensional de una unidad de fuente de luz de un quinto modo de realizacion del sistema de iluminacion, de acuerdo con la invencion, en donde no se ha mostrado el sistema de proyeccion;

La figura 8 muestra una vista en seccion esquematica a traves de la unidad de fuente de luz de acuerdo con la figura 7, indicando los rayos de luz emitidos por uno de los LEDs;

La figura 9 muestra un patron de luz deseado de una luz delantera de un automovil en una carretera; y

La figura 10 muestra una vista tridimensional esquematica de una unidad de fuente de luz de un sexto modo de realizacion de un sistema de iluminacion, de acuerdo con la invencion, para generar el patron de luz de acuerdo con la figura 9, en donde no se ha mostrado el sistema de proyeccion

DESCRIPCION DETALLADA DE LOS MODOS DE REALIZACION

La figura 1 muestra una vista esquematica de una unidad 1 de fuente de luz de acuerdo con la invencion. Comprende una pluralidad de LEDs 11 y una pluralidad de colimadores 12, en donde cada colimador 12 tiene una abertura de entrada en cada una de las cuales esta dispuesto al menos un LED 11, y una abertura de salida, a traves de la cual la luz emitida por el al menos un LED 11 abandona el colimador 12. En lugar de los propios LEDs 11, se podnan proporcionar otras superficies emisoras de luz tal como el extremo(s) de una o mas gmas de luz tal como una fibra optica, especialmente que tenga un patron similar de intensidad de radiacion de luz como la de un LED, en la abertura de entrada del colimador 12, para guiar la luz de una o mas fuentes de luz tal como LEDs en esta abertura de entrada.

En general, los colimadores 12 son o bien colimadores reflectores que estan llenos de aire, para colimar la luz emitida por los LEDs solo mediante reflexion en las superficies interiores de las paredes de los colimadores 12, o los colimadores 12 estan llenos de un medio dielectrico transparente con el fin de colimar la luz emitida por los LEDs no solo mediante reflexion sino tambien mediante refraccion dentro del medio dielectrico, cada uno en la direccion del sistema de proyeccion, especialmente su abertura de entrada.

De forma preferible, las aberturas de salida de los colimadores 12 son cada una rectangulares porque esto permite un posicionamiento proximo de los colimadores 12 unos al lado de otros de acuerdo con la figura 1, y se obtiene una distribucion mas homogenea de la luz emitida mediante toda la unidad 1 de fuente de luz en comparacion con los colimador es que tienen, por ejemplo, una abertura de salida circular. Para facilitar la fabricacion, la abertura de entrada de los colimadores 12 es tambien rectangular. Del mismo modo, los LEDs 11 o las otras superficies emisoras de luz estan previstas de tal manera que tienen una superficie de emision de luz rectangular tambien, y el area de la abertura de entrada de los colimadores 12 se corresponde con respecto a sus extensiones a las extensiones de la superficie emisora de luz, y viceversa.

De forma preferente, un pequeno hueco es proporcionado entre la abertura de entrada de los colimadores 12 y los LEDs 11 con el fin de permitir una tolerancia de posicionamiento entre ambos.

De forma mas espedfica, tal y como se indica en la figura 1, cada colimador 12 tiene una pared 121 superior, una pared 122 inferior y una primera y una segunda paredes 123, 124 opuestas laterales, en donde la abertura de salida de cada colimador esta albergada y limitada por los anillos 121r, 122r, 123r, 124r delanteros (es decir los anillos que son opuestos al sistema de proyeccion) de sus paredes 121, 122, 123, 124, respectivamente. En otras palabras, las paredes o planos 121 a 124 reflectores de luz estan limitadas o finalizadas en la direccion hacia el sistema de proyeccion mediante los anillos 121r a 124r delanteros, y estos anillos delanteros albergan y marcan el lfmite de la abertura de salida del colimador 12 correspondiente.

De forma preferible, el area de la abertura de salida es aproximadamente cuatro veces el area de la abertura de entrada (o de la matriz de LED relacionada dentro de la abertura) con el fin de obtener un angulo de apertura de colimacion de aproximadamente 30° para corresponder a un sistema de proyeccion f/1.0, en donde f es el numero f que es la relacion entre el diametro D de la lente y la longitud f focal del sistema de proyeccion, de manera que en este caso D=f.

De acuerdo con la figura 1, la unidad 1 de fuente de luz comprende un numero de colimadores 12 preferiblemente identicos que estan dirigidos en paralelo unos con respecto a otros y dispuestos adyacentes unos al lado de otros a

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10 largo de un conjunto de lmea recta. De forma alternativa, tambien se puede proporcionar una unidad 1 de fuente de luz de acuerdo con la invencion en forma de un conjunto de matriz que tiene un numero de dichas lmeas de colimadores 12 por encima y por debajo unas de otras, en donde estas lmeas estan dispuestas en paralelo unas con respecto a otras y adyacentes entre sf unas al lado de otras, en donde estas lmeas pueden tener la misma o diferentes longitudes.

La figura 2 muestra una vista en planta en una configuracion general de un sistema de iluminacion que comprende una unidad 1 de fuente de luz, de acuerdo con la figura 1 y un sistema 2 de proyeccion que esta previsto normalmente en forma de una o mas lentes.

La unidad 1 de fuente de luz (es decir el conjunto de lmeas o el conjunto de matriz de colimadores 12, tal y como se explico anteriormente) se extiende a lo largo de un plano planar, perpendicular al eje A optico del sistema 2 de proyeccion. La luz emitida por la unidad 1 de fuente de luz es proyectada por medio del sistema de proyeccion en un area de destino. Dado que las aberturas de los colimadores 12 de dicha unidad 1 de fuente de luz estan dispuestas mas o menos en un mismo un plano planar comun, el cual es al menos sustancialmente perpendicular al eje A optico del sistema 2 de proyeccion, dicha configuracion sufre una curvatura de campo o de un plano focal no plano sino curvado o del plano focal del sistema 2 de proyeccion, lo cual provoca falta de nitidez y otras aberraciones especialmente para aquellos LEDs y colimadores que tienen una distancia significativa desde el eje A optico del sistema de proyeccion. Este efecto es muy importante para sistemas 2 de proyeccion que constan solo de un unico elemento de lente.

En general, con el fin de compensar la curvatura anterior del plano focal, los colimadores 12 individuales de la unidad 1 de fuente de luz estan dispuestos y/o dirigidos y/o dimensionados de acuerdo con la invencion de tal manera que las aberturas de salida de los colimadores 12 individuales, y preferiblemente el centro de estas aberturas de salida, o al menos uno de los anillos delanteros de las paredes receptoras de luz de los colimadores que albergan y marcan el lfmite de la abertura de salida del colimador 12 correspondiente, estan situados tan proximos como sea posible sobre o son coincidentes con y siguen o intersectan o tocan de forma tangencial el plano P focal curvado del sistema 2 de proyeccion. Esto tiene la consecuencia, de que las aberturas de salida de los colimadores 12 son reflejadas por consiguiente mucho mas mtidamente en el area de destino, de manera que se logra una distribucion de luz continua sin una perdida de luz considerable.

En general, cuando se reflejan las aberturas de salida de los colimadores 12 de una unidad 1 de fuente de luz en un area de destino, se pueden generar tambien lmeas oscuras verticales que se corresponden a los anillos 124r, 123r entre paredes 124, 123 laterales adyacentes de colimadores 12 contiguos en el area de destino. Con el fin de evitar estas lmeas o hacerlas menos visibles, si se desea, las paredes 124, 123 laterales contiguas entre los colimadores 12 individuales adyacentes pueden hacerse mas pequenas en comparacion con las paredes 121, 122 superior e inferior con el fin de mantener estos anillos 124r, 123r fuera del plano focal del sistema 2 de proyeccion. Por ello, los LEDs 11 podnan tener una distancia por consiguiente mas pequena entre sf en una direccion lateral en comparacion con el caso de la figura 1, con el fin de mantener el angulo de abertura de los colimadores 12 sin cambio. Lo mismo aplica, por consiguiente si una matriz de colimadores 12 esta prevista y se generan posibles lmeas horizontales en el area de destino debido a los anillos 121r, 122r adyacentes entre una pared 121 superior y una pared 122 inferior contigua de los colimadores que estan dispuestos por encima y por debajo unos con respecto a otros.

En base a los principios anteriores, se proporciona los siguientes ejemplos de modos de realizacion de la invencion, los cuales pueden ser seleccionados de acuerdo con una aplicacion deseada y las necesidades relacionadas.

La figura 3 muestra una vista en planta en un primer modo de realizacion de un sistema de iluminacion de acuerdo con la invencion, que comprende una unidad 1 de fuente de luz y un sistema 2 de proyeccion. La unidad 1 de fuente de luz puede estar provista de una pluralidad de colimadores 12 los cuales estan dispuestos a lo largo de una lmea recta (conjunto de lmeas), o en forma de un numero de dichas lmeas de colimadores 12 estando dispuestas paralelas entre sf (conjunto de matriz), ambas proyectadas en un plano perpendicular al eje A optico del sistema 2 de proyeccion, y adyacentes entre sf con longitudes iguales o variables del conjunto de lmeas tal y como se explico en conexion con las figuras 1 y 2. El posicionamiento anterior de las aberturas de salida en el plano P focal curvado es obtenido de acuerdo con la figura 3 desplazando consiguientemente los colimadores 12 individuales paralelos entre sf y en una direccion paralela al eje A optico del sistema 2 de proyeccion de acuerdo con la curvatura del plano P focal. Por esto, las aberturas de salida de los colimadores 12 son tambien desplazadas consecuentemente entre sf pero permanecen en planos perpendiculares al eje A optico del sistema de proyeccion, de manera que el plano P focal intersecta o toca tangencialmente al plano de las aberturas de los colimadores 12 o de los anillos 121r, 122r, 123r, 124r delanteros de las paredes 121, 122, 123, 124, respectivamente, de los colimadores 12, tal y como se indica mediante la lmea P de puntos (la cual indica el plano focal), en la figura 3.

Sin embargo, esta solucion puede tener una desventaja practica, debido a que las aberturas de entrada de los colimadores 12 estan ahora situadas en un plano curvado pero nunca mas en un plano planar comun. Si los LEDs

11 estan cada uno situados en estas aberturas de entrada, nunca mas pueden ser montados en una placa de circuito impreso comun debido a que dicha placa es normalmente plana.

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Con el fin de evitar esta desventaja, se proporciona un segundo modo de realizacion del sistema de iluminacion de acuerdo con la figura 4. La unidad 1 de fuente de luz puede de nuevo estar prevista en forma de un conjunto de lmeas rectas de colimadores 12, o en forma de un numero de dichas lmeas paralelas y adyacentes con longitudes iguales o variables (especialmente en forma de un conjunto de matriz de colimadores l2), en ambos casos vistos en un plano perpendicular al eje A optico del sistema 2 de proyeccion tal y como se explico en conexion con las figuras 1 y 2. Ademas, un sistema 2 de proyeccion es de nuevo mostrado de forma esquematica en la figura 4 y puede estar previsto en forma de una o mas lentes.

De acuerdo con este segundo modo de realizacion, los colimadores 12 no son desplazados tal y como se indica en la figura 3, pero las longitudes de las paredes 121 a 124 de los colimadores 12, cada una, se extiende en la direccion hacia el sistema 2 de proyeccion por encima del plano P focal curvado. Por ello, las aberturas de salida que estan, cada una, delimitada por los anillos 121r a 124r delanteros de estas paredes 121 a 124, son sustancialmente coincidentes y siguen de forma sustancial al plano P focal curvado del sistema 2 de proyeccion. Los propios anillos 121r a 124r delanteros pueden formar, cada uno, una lmea recta, o, para una mejor adaptacion al plano P focal estan provistos de una curvatura que coincide al menos sustancialmente con la curvatura del plano P focal.

Las aberturas de entrada de los colimadores 12 y por consiguiente los LEDs 11 correspondientes en estas aberturas de entrada permanecen en un plano planar comun, de manera que los LEDs pueden estar montados en una placa de circuito impreso comun.

La figura 5 muestra una vista en planta de un tercer modo de realizacion de un sistema de iluminacion, de acuerdo con la invencion que comprende una unidad 1 de fuente de luz y un sistema 2 de proyeccion. La unidad 1 de fuente de luz puede de nuevo estar prevista, tal y como se explico anteriormente en conexion con la figura 4, en forma de un conjunto de lmeas o de un conjunto de matriz de colimadores 12, y el sistema 2 de proyeccion puede de nuevo estar previsto en forma de una o mas lentes.

De acuerdo con este tercer modo de realizacion, los colimadores 12 estan inclinados en relacion con el eje A optico del sistema de proyeccion de tal manera que especialmente el centro de los haces de luz que salen de las aberturas de salida de los colimadores 12, estan, cada uno dirigido a un area central o una abertura de entrada del sistema 2 de proyeccion. En este modo de realizacion, las aberturas de salida de los colimadores 12 estan de nuevo dispuestas en y siguen sustancialmente el plano P focal curvado del sistema 2 de proyeccion. Los propios anillos 121r a 124r delanteros pueden de nuevo cada uno formar una lmea recta, o, para una adaptacion incluso mejor al plano P focal, estan provistos de una curvatura que coincide al menos sustancialmente con la curvatura del plano P focal.

Con el fin de permitir que los LEDs 11, los cuales estan situados en las aberturas de entrada de los colimadores 12, puedan ser montados en una placa de circuito impreso comun, los colimadores 12 se extienden de forma preferible con respecto a su longitud en la direccion lejos del plano P focal, de manera que todas las aberturas de entrada estan situadas en un plano planar comun que es, de forma preferible, perpendicular al eje A optico del sistema 2 de proyeccion.

Este tercer modo de realizacion es ventajoso y tiene una eficiencia mejorada, especialmente en el caso de una unidad 1 de fuente de luz grande que comprende colimadores 12 que tienen una distancia considerablemente grande desde el eje A optico del sistema 2 de proyeccion.

La figura 6 muestra una vista tridimensional de una unidad 1 de fuente de luz de un cuarto modo de realizacion de la invencion, en donde el sistema de proyeccion no se ha indicado en la figura unicamente por razones de claridad. Este cuarto modo de realizacion esta especialmente previsto para aplicaciones en las cuales se desea generar un haz con un borde de corte mtido del patron de intensidad de luz en el area de destino. Por ejemplo, dicho sistema de iluminacion puede ser utilizado en un sistema de la iluminacion delantera de un automovil con el fin de evitar el deslumbramiento del trafico que se aproxima. En dicho caso se desea que en el area de destino, la intensidad de luz por encima del borde de corte horizontal sea considerablemente reducida en comparacion con la intensidad de luz por debajo del borde de corte horizontal.

Los colimadores 12 de dicha unidad 1 de fuente de luz estan dispuestos, de forma preferible, a lo largo de una lmea recta (conjunto de lmeas de colimadores 12, tal y como se indica en la figura 6) o en forma de un numero de dichas lmeas paralelas y adyacentes con longitudes iguales o variables (especialmente en forma de una matriz de colimadores 12) en donde las aberturas de los colimadores 12 estan, de forma preferible, dispuestas en un plano planar comun perpendicular al eje A optico del sistema 2 de proyeccion, tal y como se explico anteriormente en conexion con las figuras 1 y 2. Con el fin de generar el borde de corte horizontal mencionado anteriormente en el lado superior del haz en el area de destino, la unidad 1 de fuente de luz comprende en y a lo largo de un lado o borde inferior correspondiente de las aberturas de salida de los colimadores 12, una primera pantalla 125 reflectora que se extiende entre los colimadores 12 y el sistema 2 de proyeccion. Esta primera pantalla 125 reflectora esta orientada, dimensionada y curvada de tal manera que su anillo 125r delantero (es decir, el anillo que esta dispuesto opuesto al sistema de proyeccion) es coincidente con y sigue substancialmente el plano P focal curvado del sistema

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2 de proyeccion, de manera que el anillo 125r es reflejado de forma mtida en forma de un borde de corte horizontal en el area de destino. De forma preferible, la primera pantalla 125r deflectora se extiende en una direccion horizontal, es decir, perpendicular a la primera y segunda paredes 123, 124 laterales de los colimadores 12.

Debido al hecho de que en contraste con los modos de realizacion mostrados en las figuras 3 a 5, las aberturas de los colimadores 12, de acuerdo con la figura 6, se extienden de forma preferible a lo largo de una lmea sustancialmente recta y en un plano perpendicular al eje A optico del sistema 2 de proyeccion, el lado o borde inferior mencionado anteriormente de la matriz de colimadores 12 en el cual se dispone la primera pantalla 125 reflectora (y por ello el anillo 122r delantero de las paredes 122 inferiores de los colimadores 12) toca el plano P focal del sistema 2 de proyeccion en su mayona en su porcion central (es decir, de acuerdo con la figura 6, solo el anillo 122r delantero de la pared 122 inferior del colimador 12 central coincide con el plano focal), o el lado o borde inferior de la matriz de colimadores 12 (y por consiguiente todos los anillos 122r delanteros de las paredes 122 inferiores de los colimadores 12) no tocan en absoluto el plano P focal del sistema 2 de proyeccion sino que estan separados del plano P focal.

Debido al hecho resultante de que (en contraste con las figuras 3 a 5) las aberturas de salida de la mayona o de todos los colimadores 12 estan separadas del plano P focal del sistema 2 de proyeccion, las aberturas de salida, especialmente de los colimadores 12 mas exteriores que estan tambien separadas del eje A optico del sistema 2 de proyeccion, estan mas o menos fuera de foco del sistema 2 de proyeccion y seran proyectadas, por consiguiente, fuera de foco en el area de destino. Sin embargo, especialmente en el caso de aplicaciones de automovil, esto podna tolerarse o incluso podfa ser deseable con el fin de obtener un cierto grado de descenso de la intensidad de luz en una direccion lateral en el area de destino.

La figura 7 muestra una unidad 1 de fuente de luz de un quinto modo de realizacion de la invencion que es una variante del cuarto modo de realizacion mostrado en la figura 6. El quinto modo de realizacion esta, de forma especial, previsto para aplicaciones en las cuales se desea una disminucion mas o menos gradual de la intensidad de luz en una cierta direccion en el area de destino, por ejemplo una disminucion que comience en un borde de corte mtido generado por medio de la primera pantalla 125 reflectora (si lo hubiese) y continuando en una direccion lejos de este borde de corte. Esto es especialmente deseable en un sistema de haz bajo de un automovil o tambien en otros sistemas de iluminacion delanteros de automoviles.

Con el fin de obtener esto, el quinto modo de realizacion difiere del cuarto modo de realizacion en una segunda pantalla 126 reflectora que esta prevista en el borde superior de la unidad 1 de fuente de luz (es decir, en el borde opuesto al borde en el cual esta dispuesta la primera pantalla 125 reflectora) si la disminucion es deseada en una direccion descendente en el area de destino. La segunda pantalla 126 reflectora esta, por ejemplo, dirigida de tal manera que continua de forma recta la direccion en la cual se extienden las paredes 121 superiores de los colimadores 12. Sin embargo, se pueden seleccionar otras direcciones o inclinaciones tambien dependiendo de la progresion o gradiente deseados de la disminucion de la intensidad de luz. La unidad 1 de fuente de luz puede de nuevo estar prevista forma de un conjunto de lmea o de matriz de colimadores 12 tal y como se explico anteriormente, y los colimadores 12 estan de nuevo dispuestos tal y como se explico anteriormente con referencia a las figuras 1,2 y 6.

La figura 8 muestra una seccion trasversal a traves de la unidad 1 de fuente de luz del quinto modo de realizacion de acuerdo con la figura 7, a lo largo de la lmea A-A en la figura 7 a traves del colimador 12 central, es decir una seccion trasversal en un plano a lo largo del eje A optico del sistema 2 de proyeccion y en una direccion vertical de acuerdo con la figura 7, en donde se asume que el sistema 2 de proyeccion esta dispuesto de tal manera que el plano focal del sistema 2 de proyeccion es de nuevo coincidente con el anillo 125r delantero de la primera pantalla 125 reflectora, es decir dispuesto tal y como se indico anteriormente con referencia a la figura 6.

En la figura 8, se muestran las paredes 121, 122 superior e inferior de un colimador 12, y en su abertura de entrada se indica de forma esquematica un LED 11. La segunda pantalla 126 reflectora se extiende, de forma preferible, con la misma u otra inclinacion que las paredes 121 superiores de los colimadores 12 y por ello continua las paredes 121 superiores en la misma o en otra direccion. Ademas, la segunda pantalla 126 se extiende largamente mas alla del plano P focal en la direccion del sistema 2 de proyeccion, de manera que su anillo 126r delantero esta situado entre el plano P focal y el sistema 2 de proyeccion. Debido al hecho de que el recorrido del anillo 125r delantero curvado de la primera pantalla 125 deflectora, en el colimador 12 central, alcanza sustancialmente al anillo 122r delantero de su pared 122 inferior, esta primera pantalla 125 reflectora no esta indicada en la figura 8.

Ademas, la figura 8 se indica un ejemplo de haz 1b de luz (lmea de puntos) que se origina a partir del LED 11, lo cual indica que habra reflexiones de luz en esta segunda pantalla 126 las cuales en el area de destino parecen originarse a partir de una posicion por debajo del reflejo de la apertura de salida del colimador 12.

Por ello, la distribucion de luz en el area de destino mostrara un descenso mas o menos gradual de la intensidad de luz, comenzando en el borde de corte mtido y continuando en una direccion descendente desde el borde de corte (el cual es generado por medio de la primera pantalla 125 reflectora).

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De forma alternativa, el quinto modo de realizacion de acuerdo con la figura 7, tambien puede estar previsto sin la primera pantalla 125 reflectora sf no se desea borde de corte en el area de destino. En este caso, los colimadores 12 son dirigidos, de forma preferible, y sus aberturas de salida son dispuestas, de forma preferible, en y siguiendo el plano P focal curvado, tal y como se ha explicado anteriormente con respecto a los modos de realizacion mostrados en las figuras 3 o 4 o 5.

La figura 9 muestra, de forma esquematica, un patron de distribucion de la intensidad de luz del sistema de iluminacion delantero de un vetnculo, en relacion a una carretera cuando el vetnculo relacionado se esta conduciendo en un trafico en direccion derecha en un carril dL de conduccion derecho, en donde tambien se indica un carril oL opuesto para el trafico que llega.

Ademas del borde coE de corte que es deseado en dicho patron y que es generado por medio del cuarto modo de realizacion tal y como se muestra en la figura 6, normalmente se desea tener una denominada curvatura K a lo largo de este borde coE de corte en la cual dicho borde coE se eleva en una direccion ascendente a la derecha (en la vista de un conductor del vetnculo) y entonces permanece en una posicion elevada en relacion con y substancialmente paralela al borde coE de corte de la curvatura K.

La figura 10 muestra una unidad 1 de fuente de luz de un sexto modo de realizacion de la invencion que esta prevista para generar dicha curvatura K a lo largo del borde coE de corte. El sistema de proyeccion de nuevo no se indica unicamente por razones de claridad.

En la figura 10, la unidad de fuente de luz (la cual comprende los colimadores 12 y los LEDs 11) comprende una primera porcion 1a inferior y una segunda porcion 1b elevada y es indicada, de forma esquematica, junto con la primera pantalla 125 reflectora en el borde inferior de la unidad de fuente de luz. La segunda pantalla 126 reflectora, de acuerdo con la figura 7, puede estar prevista, por supuesto, tambien con el sexto modo de realizacion (si se desea) pero no es mostrada en este caso por razones de claridad.

Con el fin de realizar la curvatura K anterior en el borde coE de corte del patron de distribucion de la luz, el sexto modo de realizacion difiere de los modos de realizacion mostrados en las figuras 2 a 7 en un borde oE de desfase que esta previsto a lo largo de la unidad 1a, 1b de fuente de luz y mediante el cual la unidad de fuente de luz es dividida en la primera porcion 1a inferior y la segunda porcion 1b elevada. Estas porciones 1a, 1b se extienden a lo largo de lmeas paralelas, y la segunda porcion 1b se eleva en una direccion particular al eje A optico del sistema 2 de proyeccion y perpendicular a la extension de la primera porcion 1a de la unidad de fuente de luz. La longitud y la inclinacion del borde oE de desfase son tambien dimensionadas de tal manera que la longitud y la inclinacion deseadas de la curvatura K en el patron de distribucion de luz, y por consiguiente la elevacion deseada de la parte derecha del borde coE de corte en comparacion a su parte izquierda (ver la figura 9), son tambien obtenidas en el area de destino del sistema de proyeccion.

Por supuesto no es necesario que la primera y segunda porciones 1a, 1b de la unidad de fuente de luz se extiendan paralelas entre sf y en una direccion horizontal. Si se desea que en la figura 9 el borde coE de corte izquierdo y/o derecho de la curvatura K tenga una cierta inclinacion en una direccion vertical, la primera y/o segunda porciones 1a, 1b de la unidad de fuente de luz estan, por consiguiente, tambien inclinadas en una direccion vertical.

Ademas, dicha curvatura K puede tambien ser generada por medio de los modos de realizacion mostrados en las figuras 2 a 5, si el conjunto de lmea o el conjunto de matriz de colimadores 12 relacionados es provisto con un borde oE de desfase tal y como se explico anteriormente.

En general, las paredes 121, 122, 123, 124 de los colimadores 12 y la primera y segunda pantallas 125, 126 reflectoras son divulgadas anteriormente para ser paredes planas y pantallas planas, respectivamente. Esto es ventajoso especialmente por razones de fabricacion y para un dimensionamiento facil de los colimadores y de las pantallas relacionadas. Sin embargo, una parte o todas de dichas paredes 121, 122, 123, 124 y/o las pantallas 125, 126 podnan tambien ser paredes y pantallas curvadas, respectivamente, con el fin de, por ejemplo, optimizar los colimadores 12 con respecto a un cierto patron de la intensidad de luz radiada de la fuente de luz o de la superficie emisora de luz en la abertura de entrada de los colimadores 12 y/o para lograr una cierta distribucion optimizada de la intensidad de luz en el area de destino.

Ademas, en lugar de dos o mas de los colimadores 12 de la unidad 1 de fuente de luz, podna ser utilizado un colimador comun que tenga, por ejemplo, una abertura rectangular correspondiente que se extiende en una direccion longitudinal en lugar de una abertura cuadrada preferida tal y como se indico en las figuras 1, 6 y 7.

Aunque la invencion ha sido ilustrada y descrita en detalle en los dibujos y descripcion anteriores, dicha ilustracion y descripcion se han de considerar ilustrativas o a modo de ejemplo y no restrictivas, y la invencion no esta limitada a los modos de realizacion divulgados. Son posibles variaciones en los modos de realizacion de la invencion descritos anteriormente sin alejarse del alcance de la invencion tal y como se ha definido mediante las reivindicaciones adjuntas.

Pueden entenderse variaciones de los modos de realizacion divulgados y efectuadas por los expertos en la materia cuando se practica la invencion reivindicada, a partir de un estudio de los dibujos, la divulgacion y reivindicaciones adjuntas. En las reivindicaciones, la palabra “que comprende” no excluye otros elementos o etapas, y el artfculo indefinido “un/uno/una” o “unos/unas” no excluye una pluralidad. Una sola unidad puede cumplir las funciones de 5 varios artfculos enumerados en las reivindicaciones. El mero hecho de que ciertas medidas son enumeradas en reivindicaciones dependientes mutuamente diferentes no indica que una combinacion de estas medidas no podra ser utilizada como ventaja. Cualquier signo de referencia en las reivindicaciones no debena constituir una limitacion del alcance.

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Claims

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REIVINDICACIONES

1. Sistema de iluminacion que comprende una unidad (1) de fuente de luz y un sistema (2) de proyeccion para generar un patron de luz predeterminado en un area de destino, en donde la unidad (1) de fuente de luz comprende al menos una fuente (11) de luz, en donde el sistema de proyeccion tiene un plano focal curvado, la fuente de luz comprende una pluralidad de elementos opticos situados a lo largo del plano focal curvado, la abertura de salida de los elementos opticos es mas grande que la abertura de entrada del elemento optico y los elementos opticos estan dispuestos, cuando las aberturas de salida son proyectadas en un plano perpendicular al eje optico, en forma de un conjunto de lmeas, o en forma de un conjunto de matriz, el conjunto de matriz que comprende un numero de conjunto de lmeas con longitudes iguales o diferentes,

caracterizado porque

- los elementos opticos son colimadores (12),

- los colimadores estan dispuestos unos al lado de otros con la proyeccion de las aberturas de salida,

- cada colimador (12) comprende unas paredes o planos (121, 122, 123, 124) reflectoras de luz planas o curvadas para reflejar y dirigir la luz que entra en el colimador (12),

- los colimadores (12) estan dimensionados y/o dispuesto de tal manera que o bien las aberturas de salida de los colimadores (12), o al menos uno de los anillos (121r, 122r, 123r, 124r) delanteros de las paredes o planos (121, 122, 123, 124) reflectoras de luz de los colimadores (12) que albergan y marcan el lfmite de la abertura de salida de cada uno de los colimadores (12) son al menos, sustancialmente, coincidentes con y al menos sustancialmente siguen al menos una parte de un plano (P) focal curvado del sistema (2) de proyeccion, o estan dimensionados y/o dispuestos de tal manera que el plano (P) focal curvado del sistema (2) de proyeccion intersecta con o toca tangencialmente la abertura de salida o al menos uno de los anillos, respectivamente.
2. Sistema de iluminacion de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde al menos una fuente (11) de luz es una fuente de luz Lambertiana que tiene una caractenstica de radiacion de luz Lambertiana.
3. Sistema de iluminacion de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde los colimadores (12) estan desplazados paralelos unos con respecto a otros y en una direccion paralela al eje (A) optico del sistema (2) de proyeccion, de tal manera que el plano (P) focal curvado del sistema (2) de proyeccion intersecta con o toca tangencialmente a las aberturas de salida de los colimadores (12).
4. Sistema de iluminacion de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde las paredes (121 a 124) de los colimadores (12) se extienden en una direccion hacia el sistema (2) de proyeccion por encima del plano (P) focal curvado.
5. Sistema de iluminacion de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde los colimadores (12) estan inclinados en relacion con el eje (A) optico del sistema (2) de proyeccion de tal manera que los haces de luz que salen de las aberturas de salida de los colimadores (12) estan dirigidos a un area central o a una abertura de entrada del sistema (2) de proyeccion.
6. Sistema de iluminacion de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde los colimadores (12) estan dimensionados de tal manera que sus aberturas de entrada estan dispuestas en un plano planar comun
7. Sistema de iluminacion de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde la unidad (1) de fuente de luz comprende al menos una de, una primera y una segunda pantallas (125, 126) reflectoras, en donde la primera pantalla (125) reflectora esta dispuesta a lo largo de un primer lado de las aberturas de salida de los colimadores (12) y se extiende entre los colimadores (12) y el sistema (2) de proyeccion y que tiene un anillo (125r) delantero opuesto al sistema (2) de proyeccion, en donde el anillo (125r) delantero tiene un recorrido curvado correspondiente al plano (P) focal curvado del sistema (2) de proyeccion y que es coincidente con y sustancialmente sigue a este plano (P) focal curvado y en donde las aberturas de salida de los colimadores (12) estan por consiguiente separadas del plano (P) focal del sistema (2) de proyeccion y por ello fuera de foco del sistema (2) de proyeccion, y

en donde la segunda pantalla (126) deflectora esta dispuesta en un segundo lado de la abertura de salida de al menos un colimador (12) y se extiende entre los colimadores (12) y el sistema (2) de proyeccion y que tiene un anillo (126r) delantero opuesto al sistema (2) de proyeccion, en donde el anillo (126r) delantero esta situado entre el sistema (2) de proyeccion y su plano (P) focal curvado.
8. Sistema de iluminacion de acuerdo con la reivindicacion 7, en donde la primera pantalla (125) reflectora se extiende en una direccion paralela al eje (A) optico del sistema (2) de proyeccion.
9. Sistema de iluminacion de acuerdo con la reivindicacion 7, en donde la segunda pantalla (126) reflectora se extiende sustancialmente en la misma direccion que la pared (121, 122, 123, 124) del colimador (12) en el cual esta dispuesta.

5 10. Sistema de iluminacion de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde la unidad (1) de fuente de luz comprende

una primera porcion (1a) y una segunda porcion (1b), en donde cada porcion comprende un primer y un segundo numero de colimadores (12), respectivamente, los cuales estan cada uno dispuestos en la forma de un primer y un segundo conjunto de lmeas, respectivamente, y en donde estos conjuntos de lmeas estan desfasados paralelos unos a otros en una direccion perpendicular a la extension del conjunto de lmeas y perpendicular al eje optico del 10 sistema (2) de proyeccion.
11. Unidad (1) de fuente de luz que comprende una pluralidad de colimadores (12) que estan dispuestos adyacentes unos al lado de otros en forma de un conjunto de lmeas o un conjunto de matriz de colimadores (12) y cuya unidad (1) de fuente de luz esta adaptada para utilizarse en un sistema de iluminacion de acuerdo con al menos una de las

15 reivindicaciones anteriores.
12. Unidad de fuente de luz de acuerdo con la reivindicacion 11, en donde las aberturas de entrada de los colimadores (12) estan dispuestas en un plano planar comun, y en donde cada uno de los al menos un LED (11) esta dispuesto en la abertura de entrada de cada colimador (12), cuyos LEDs (11) estan montados en una placa de

20 circuito impreso comun.