MX2011002802A - Optica de iluminacion de caminos con diodos emisores de luz. - Google Patents

Abstract

Un módulo óptico para un accesorio de iluminación para proporcionar iluminación de caminos. El módulo óptico que comprende una tablero de circuitos que tiene una pluralidad de diodos emisores de luz (LEDs). Un reflector se ahueca en forma de copa alrededor de cada uno de la pluralidad de LEDs, la copa comprende un extremo angosto que rodea el LED y una abertura más grande en un segundo extremo opuesto al LED. Una cubierta de lente de refracción que comprende una pluralidad de de lentes moldeadas, cada lente posicionada en el segundo extremo de las copas de reflector.

Description

OPTICA DE ILUMINACION DE CAMINOS CON DIODOS EM ISORES DE LUZ Referencia Cruzada con Solicitudes Relacionadas Esta solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud Provisional de Estados Unidos No. 61 /097,21 6 presentada el 1 5 de Septiembre de 2008, la Solicitud Provisional de Estados Unidos No. 61 /097 ,21 1 presentada el 1 5 de Septiembre de 2008 y la Solicitud Provisional de Estados Unidos No . 61 /238,348 presentada el 31 de Agosto de 2009 , cuyos contenidos se incorporan en la presente por referencia.

Campo Técnico La presente invención se refiere a accesorios de iluminación de diodos emisores de luz (LED) y, en particular, a una sección de iluminación de LED para uso en un accesorio de iluminación para iluminación de caminos.

Antecedentes de la Invención La iluminación de exteriores se usa para iluminar caminos, terrenos de estacionamientos, patios, aceras, áreas de reuniones públicas, señales, sitios de trabajo y edificios que usan comúnmente lámparas de descarga de alta intensidad , con frecuencia lámparas de sodio de alta presión (HPS). El paso hacia la eficiencia mejorada de energía ha llevado a las tecnologías de diodos emisores de luz (LED) a la vanguardia como una alternativa para la iluminación de HPS en aplicaciones comerciales o municipales. La iluminación con LED tiene el potencial de proporcionar eficiencia de energ ía mejorada y producción mejorada de luz en aplicaciones exteriores, sin embargo, en un accesorio de luz de tipo Cobra Head usado comúnmente el cambio para incluir luces de LED ha sido difícil debido a los requerimientos de calor y producción de luz y desempaño de patrón . Existe por lo tanto una necesidad de un accesorio de luz de LED mejorado para aplicaciones en exteriores.

Breve Descripción de la Invención De acuerdo con la presente descripción se proporciona un mód ulo óptico para uso en un accesorio de iluminación para proporcionar iluminación de un plano. El módulo óptico que comprende una pluralidad de diodos emisores de luz (LE Ds) montados en una tarjeta de circuito; una pluralidad de copas reflectoras, cada copa de reflector que rodea uno de la pluralidad de LEDs en un primer extremo angosto y una abertura más grande en un segundo extremo opuesto al LED; y una cubierta de lente que comprende una pluralidad de lentes moldeadas para cubrir la pluralidad de copas de reflector, cada una de la pluralidad de lentes de la cubierta de lente posicionada en el segundo extremo de las copas reflectoras que proporcionan un refractor sobre la abertura de cada reflector, en donde cada una de la pluralidad de lentes está orientada para proporcionar il uminación hacia un plano en un patrón definido de iluminación .

Breve Descripción de los Dibujos Más aspectos y ventajas de la presente invención se harán aparentes a partir de la siguiente descripción detallada, tomada en combinación con los dibujos adjuntos, en los cuales: La Figura 1 muestra una vista en perspectiva de un lado superior de un accesorio de iluminación de caminos.

La Figura 2 muestra una vista en perspectiva de un lado de abajo de un accesorio de iluminación de caminos.

La Figura 3 muestra un lado de fondo de un accesorio de iluminación de caminos.

Las Figuras 4A-C muestran una representación del patrón de iluminación provisto por el accesorio de iluminación de caminos.

La Figura 5 muestra una sección transversal de un accesorio de iluminación de caminos.

La Figura 6 muestra las secciones de iluminación de un accesorio de iluminación de caminos.

Las Figuras 7A-C muestran vistas de una cubierta de lente de una sección de iluminación.

La Figura 8 muestra una vista en perspectiva de un módulo óptico.

La Figura 9 muestra una vista lateral de un módulo óptico.

La Figura 1 0 muestra una vista superior de un módulo óptico. La Figura 1 1 muestra una porción de una cubierta de lente.

La Figura 1 2 muestra una cubierta de lente y las configuraciones de lente.

Las Figuras 1 3A-C muestran vistas de un reflector.

La Figura 14 muestra una tarjeta de circuito de motor de LED. La Figura 1 5 muestra una distribución de iluminación de y LED mediante un reflector a través de un refractor.

La Figura 1 6A muestra una curvatura de un elemento de lente en el plano longitudinal (C1 & C2).

La Figura 1 6B muestra una curvatura de un elemento de lente en el plano transversal (C3 & C4).

La Figura 1 7 muestra una vista en perspectiva de las lentes 1 y 2.

La Figura 18a muestra una curvatura de las lentes 1 y 2 en el plano longitudinal .

La Figura 1 8b muestra una curvatura de las lentes 1 y 2 en el plano transversal .

La Figura 19 muestra una vista en perspectiva de las lentes 3 a 5.

La Figura 20A muestra una curvatura de las lentes 3 a 5 en el plano longitudinal .

La Figura 20B muestra una curvatura de las lentes 3 a 5 en el plano transversal .

La Figura 21 muestra una vista en perspectiva de las lentes 6 a 12.

La Figura 22A muestra una curvatura de las lentes 6 a 1 2 en el plano longitudinal .

La Figura 22B muestra una curvatura de las lentes 6 a 1 2 en el plano transversal ; y Las Figuras 23A a 23D muestran vistas de una configuración alterna de cubierta de lente.

Se notará que en todos los dibujos adjuntos, aspectos similares están identificados por números de referencia similares.

Descripción Detallada de la Invención A continuación se describen modalidades, a manera de ejemplo , con referencia a las Figuras 1 a 23.

El accesorio de iluminación Cobra Head tradicional ha presentado problemas en términos de disipación de calor y producción de luz y desempeño de patrón y ha presentado un remplazo sub-óptimo para sistemas de iluminación H PS existentes. Para superar estos problemas se proporciona un accesorio mejorado que contiene una sección de iluminación mejorada.

Se proporciona un diseño en combinación de reflector refractor para producir distribución óptima tipo I I que cumple con las especificaciones de llluminating Engineering Society of North America (I ESNA) tanto para niveles de luminosidad e iluminancia como de uniformidad. La distribución de hace a la medida también para cumplir con las especificaciones de la Commission Internationale de L'Eclairage (CIE) para niveles de luminosidad y uniformidad. El patrón de iluminación se selecciona para maximizar la eficiencia de iluminación y maximizar la separación de polo para las normas anteriores.

Como se muestra en la Figura 1 , se proporciona un accesorio 1 00 de luz exterior mejorado para luces de LED. El accesorio 1 00 de luz exterior es compatible con los montajes de Cobra Head . El accesorio 100 de luz proporciona la óptica requerida y el desempeño térmico de manera que el accesorio 100 de luz de LED puede usarse para iluminar caminos, de acuerdo con los requerimientos de distribución de luz I ES tipo I I . El diseño del accesorio 100 de luz, incluyendo los ángulos de los motores de luz de LED (es decir, tarjetas PCB con los LEDs ensamblados en las mismas), pueden cumplir con los requisitos de distribución de luz del Institue of Lighting Engineers ( I ES) tipo I I en el camino. Además de las restricciones requeridas para proporcionar iluminación apropiada, en diseño del accesorio 100 de luz es dictado además por el modelo térmico para asegurar que el calor producido por los LEDs de los motores de luz del LED se disipe suficientemente para asegurar la operación apropiada de los LEDs.

Como se muestra en las Figuras 2 y 3, el accesorio 1 00 de luz tiene dos motores 220a, 200b, de LED, uno en cualquier lado de una sección central 202 del accesorio 100 de luz, como se muestra en la Figura 2. Dividiendo la fuente de luz en 2 secciones 200a, 200b de LED se permite que el calor que se emite de los LEDs se disperse entre dos secciones, lo cual ayuda a reducir la degradación térmica de los LEDs. Dividiendo los LEDs en dos secciones que consisten de la mitad de la cantidad de LEDs del accesorio global , la cantidad de calentamiento cruzado de los LEDs de la vecindad de los LEDs se reduce también . Las dos secciones están separadas por la sección central 202 del accesorio 1 00 de luz. El exterior de la sección central 202 tiene una superficie superior, como se ve en la Figura 1 , que tiene una sección transversal arqueada. El interior de la sección central 202 aloja la electrónica, incluyendo el suministro de energía para los LE Ds. La sección central 230 puede incluir una sección frontal sellable para encerrar la electrónica. La sección frontal sellable puede sellarse mediante una placa de cubierta que se fija al accesorio de luz usando, por ejemplo, tornillos. La sección central 202 puede incluir además una sección trasera 230 que consiste del área de montaje de polo o poste y el área de conexión eléctrica. La sección trasera 1 12 puede cubrirse mediante una puerta con bisagras.

Las Figuras 4A-4C muestran muestras del patrón de iluminación proporcionado por el accesorio 1 00 de luz. El patrón 400 de iluminación se selecciona para maximizar la eficiencia de iluminación , maximizar la separación de polo o poste y generar una iluminación uniforme. La distribución de iluminación resultante se define por la llluminating Engineering Society of North America (I ES ) la cual es una organización de normas internacionalmente reconocida. La norma de I ES llamada RP-8 se usa por los ingenieros de diseño de calles en todo el mundo. El manual RP-8 describe las especificaciones de iluminación cuantitativas para diferentes distribuciones de calles y caminos, es decir, carreteras de 2 carriles, 3 carriles, supercarreteras de 4 carriles, tréboles y todas las maneras de distribuciones diferentes de calles. La distribución de calles de 2 carriles de I ES requiere un patrón de iluminación de I ES tipo I I como se proporciona por el presente accesorio y es el patrón más común usado para calles de 2 carriles.

La Figura 5 muestra una sección transversal del accesorio 100 de iluminación de caminos. Cada una de las secciones 200a , 200b de LED contiene uno o más módulos ópticos que comprenden una tarjeta 500a, 500b de motor de LED montada en el compartimiento del accesorio de iluminación proporcionando múltiples LEDs en una tarjeta de circuito. Se proporcionan reflectores 502a , 502b alrededor de cada luz de LED de la tarjeta 500a, 500b de motor y se cubre por un reflector 504a, 504b para dirigir la salida de luz en un patrón deseado. Las aletas exteriores 540 remueven el calor del motor de luz de LED para proporcionar enfriamiento.

Como se muestra en la Figura 6, la óptica se divide en dos partes que iluminan secciones diferentes del camino 200a, 200b. El ángulo de la óptica es de 30° con relación al camino horizontal lo cual ayuda a proporcionar el alcance requerido para lograr la separación de polo o poste superior a la vez que se cumplen los requerimientos de I ESNA y CI E. Para otros patrones usuales de distribución de luz, este ángulo puede ser cambiado con el fin de optimizar la configuración de la óptica.

Las Figuras 7A-C muestran vistas de una cubierta de lente de una sección de iluminación . La cubierta de lente comprende una lente para cada LED asociado y copas reflectoras. Las cubiertas del lente se proporcionan en pares, 504a, 504b que proporcionan patrones simétricos de iluminación . La Figura 7A muestra las cubiertas 504a , 504b de lente desde abajo, en un ángulo de 30° del plano de iluminación . La Figura 7B muestra las cubiertas 504a, 504b de lente en una configuración plana. La Figura 7C muestra las cubiertas 504b, 504a del lente desde atrás.

La Figura 8 muestra una vista en perspectiva , la Figura 9 una vista de costado y la Figura 1 0 una vista superior del módulo óptico 800 de LED que comprende un motor 500 de luz, que contienen múltiples LEDs 802. El reflector 502 comprende múltiples reflectores o copas 81 0, cada uno cubriendo un LED. La cubierta 504 de lente proporciona lentes 802 que cubren individualmente los reflectores de lente asociados y están orientados para dirigir la luz de salida del LE D asociado. La tarjeta de circuito del motor 500 de luz (se muestra solamente una porción) puede acomodar múltiples secciones de iluminación para distintos grupos de iluminación o puede estar asociada solamente con una sola sección de iluminación . La tarjeta puede estar poblada con LED 802 con base en el número de módulos a ser acomodados.

Como se muestra en la Figura 1 1 , cada cubierta de lente puede comprender múltiples bloques de lentes, cada una utilizando múltiples elementos únicos para dirigir la luz a porciones específicas del camino para lograr una distribución uniforme. Los elementos de refracción se incorporan en una lente de cubierta acrílica . Específicamente, las lentes se moldean en la cubierta grande del lente de manera que las lentes de refracción individuales asientan suspendidas exactamente sobre la abertura de cada copa de reflector. Se puede usar también para este diseño de lente policarbonato transparente, vidrio u otro material transparente a la luz.

El modelo de óptica usado para proporcionar un patrón completo de distribución de luz en un camino u otra superficie permite encender luces en módulos ópticos con el fin de subir o bajar los niveles de luz en el camino sin afectar la distribución de luz sobre el camino.

Los aspectos de lente de un solo lado están diseñados con contornos esféricos que usan también un ajuste creciente de orientación sobre el arreglo, lo cual causa una aleatoriedad de los elementos de lente con el fin de producir mejor uniformidad y evita específicamente los aspectos no deseados tales como bandas y sombreado.

Por ejemplo, la representación que sigue representa un módulo de óptica que contiene doce elementos de lente integrados en una lente de cubierta acrílica. Hay tres "tipos" distintos de lentes en este arreglo: Lentes 1 ( 1 1 01 ) y 2 ( 1 102) ayudan tanto a proporcionar energía de alcance de luz como a difundir la luz en áreas que no son cubiertas por otros tipos de lente.

Las lentes 3 (1 1 03), 4 ( 1 1 04) y 5 ( 1 1 05) proporcionan iluminación en el área directamente enfrente del accesorio.

Las lentes 6 ( 1 1 06) a 12 (1 1 1 2) proporcionan el mayor alcance de la distribución .

Cada lente de un tipo de lente, tiene una geometría generalmente similar, sin embargo puede modificarse ligeramente para acomodar la posición y orientación requeridas dentro de la cubierta de lente.

Los elementos de la lente están diseñados con una curvatura que inclina la luz en direcciones que producen patrones de distribución de luz tales como I ESNA tipo I I , I ES tipo I I I , etc.

Por lo tanto, el modelo de óptica y formas de lente pueden ajustarse para producir cualquier distribución deseada sin afectar la curvatura que controla los aspectos de distribución que permiten una separación superior de poste.

La Figura 1 2 muestra una cubierta 504 de lente y las configuraciones de lente. El patrón de lentes 12 lentes 1 200 pueden repetirse en un patrón a lo largo de la longitud de la cubierta . Por ejemplo, una configuración de cuatro bloques 1 200, 1202 , 1204 y 1 206 proporciona la misma distribución de patrón de luz que permite la producción de luz variable mediante la habilitación o inhabilitación de bloques de luces. Este aspecto de módulos en el diseño corresponde a bloques de patrones repetitivos de lente en la cubierta de lente, como se muestra en la Figura 12. Esto permite que el accesorio de luz de LED aumente o disminuya en intensidad con el fin de remplazar las luces estándar de las calles de varias salidas de luz y diferentes vatiajes de alimentación . El interior de la cubierta de lente puede ser sustancialmente plano o puede proporcionar una superficie de lente para interactuar con el reflector.

Las Figuras 1 3A-C muestran vistas de un reflector. La Figura 1 3A muestra una vista en perspectiva superior de un reflector 502. El módulo de reflector proporciona doce copas 81 0 de reflector, aunque están disponibles otros números y configuración . La Figura 13B muestra una vista superior del reflector 502. La Figura 1 3C, muestra una vista de fondo del reflector 502 que cubre los LEDs con copas 810 individuales de reflector. Cada módulo de reflector utiliza múltiples elementos únicos de reflector para dirigir la luz a porciones específicas del camino para lograr una distribución uniforme de iluminación con base en normas de I ESNA y CI E . Los reflectores alrededor de cada LED pueden ser todos iguales, o pueden ser diferentes y únicos para cada LED en el arreglo. También pueden ser girados de LED a LED o pueden ser ajustados por LED en un módulo.

Los reflectores están hechos de un plástico u otro material moldeable dimensionalmente estable para permitir la operación a temperatura máxima y para minimizar la desalineación debido a los diferentes coeficientes de expansión lineal entre el reflector y el motor de LED. El material tiene estabilidad dimensional , tiene un bajo coeficiente de expansión térmica y tiene un rango muy amplio de temperatura de operación y cumple con todos los requisitos de estabilidad y temperatura que necesitamos en nuestra luz de LED.

Los reflectores están recubiertos en la base, metalizados al vacio (aluminio u otro recubrimiento o recubrimientos de metal que ofrecen la mayor reflexión óptica con pérdidas mínimas) y recubiertos en la parte superior con un plástico o recubrimiento orgánico protector para dar una superficie con alta reflexión , es decir, típicamente arriba de 85% .

Cada elemento reflejante rodea y recoge luz de cada LED. La superficie interior del reflector consiste de superficies ópticamente reflejantes (recubiertas con recubrimientos reflejantes de aluminio) con base en formas parabólicas de paredes interiores. El diseño de pared de reflector maximiza la cantidad de luz recogida y dirigida hacia el lado del camino del área debajo del accesorio y minimiza la cantidad de luz dirigida al lado del alojamiento o área atrás del accesorio.

Un ejemplo de un módulo de óptica que contiene doce reflectores de LED (o el módulo puede estar basado en cualquier número de LEDs desde 1 hasta cualquier valor mayor) permite el aspecto de módulos y reduce el tiempo de ensamblado durante la fabricación y ensamblado de la luz de LED.

La Figura 14 muestra una tarjeta 500 de circuito de motor de LED. La separación del LED es de 24 mm de centro a centro y está escalonada para eliminar el calentamiento cruzado entre LEDs minetras que mantiene a la tarjeta tan compacta como es posible. En la superficie de la tarjeta de circuito, en la dirección del camino, las hileras de LEDs están separadas 1 5 mm de distancia y en la dirección perpendicular al camino, las hileras de LEDs están separadas por una distancia de 20 mm . Con el patrón escalonado los LEDs separados en la dirección del camino están separados en 30 mm en esa dirección a partir del siguiente LED en esa hilera. Los LEDs separados en la dirección perpendicular al camino están separados en 40 mm en esa dirección a partir del siguiente LED en esa hilera . La tarjeta de circuito es de 488 mm de longitud por 82 mm de ancho. Solamente el número requerido de LEDs necesita ser poblado para acomodar el número requerido de módulos ópticos. Alternativamente, se pueden proporcionar tarjetas de circuito individuales para cada módulo óptico si no se requiere una configuración completa.

Se deja cobre en los espacios entre las trazas y atenuadores para permitir que más masa térmica remueva calor de los LEDs. Se usan conectores de inserción de montaje de superficie, de bajo perfil para facilidad de conexión y capacidad de módulos. Se usa un acabado de Organic Solder Preservative (OSP) para protección máxima de superficies de cobre y mejor adhesión de soldadura. Las tarjetas tienen agujeros de montaje escalonados que sirven como agujeros localizadores para la óptica así como también agujeros de montaje. Los tamaños de atenuadores están optimizados para el mayor nivel de precisión de colocación.

Diodos Zener están paralelos con cada LED para proporcionar protección de quemado y permitir que la serie se mantenga operante si se funde un LED. El voltaje Zener es de 6.2 V de manera que el Zener no enciende prematuramente a partir del voltaje normal requerido por los LEDs, pero suficientemente bajo para tener un efecto m ínimo en el voltaje de la serie si se funde un LED. El Zener es de 3 W para ser capaz de manejar la energía de LEDs ya sea de 1 W o 2 W y usar el paquete mínimo de energía que proporciona una huella pequeña y el perfil más bajo. Sin embargo, no vemos esto aplicado en las luces de nuestro competidor. Agrega un nivel de derivación para la corriente si falla un LED y es un aspecto que agrega confiabilidad de rendimiento al accesorio de luz de LED.

La Figura 1 5 muestra una distribución de iluminación de y LED 802 mediante un reflector 81 0 a través de una lente 81 2 de refracción .

La lente permite que la salida 1 500 de luz se dirija hacia una ubicación deseada de iluminación. Cada perfil de lente proporciona diferente salida de luz para cubrir la superficie deseada de iluminación.

Como se muestra en la Figura 1 6a , una curvatura de un elemento de lente está definida en el plano longitudinal (C1 & C29). En la Figura 1 6b, se muestra una curvatura de un elemento de lente en el plano transversal (C3 & C4). Hay cuatro curvaturas principales que pueden ser manipuladas con el fin de controlar o ajustar el rendimiento de la salida óptica, 2 en el plano longitudinal (C1 & C2) y 2 en el plano transversal (C3 & C4). Como se muestra en la Figura 1 6a , la curvatura C1 controla la difusión de la dirección de luz de alcance mayor y la curvatura C2 controla la cantidad de alcance generado por el elemento óptico. Como se muestra en la Figura 16b, la curvatura C3 controla el ancho de la porción lateral de calle de la distribución. Ajustando esta curvatura directamente se cambia el tipo de distribución I ESNA producido por el accesorio. La curvatura C4 permite el control de luz trasera indeseable, o luz dirigida en el área lateral del alojamiento debajo y atrás del accesorio.

Hay 3 elementos básicos de lente en el grupo de doce. En cada uno, la curvatura (C1 a C4) está definida de manera diferente como se representa en las Figuras 1 7 a 22. Los elementos de refracción están orientados para generar el patrón deseado. Las variaciones de orientación se repiten para alinear con los módulos de reflector para mantener la capacidad de módulos de la óptica.

Las lentes 1 y 2 (1 1 01 , 1 1 02), como se muestra en la Figura 1 7, están divididas por planos longitudinal y transversal, como se muestra en las Figuras 18A y 18B respectivamente. En el plano longitudinal la lente 1700 tiene una curvatura de radio de aproximadamente 4 mm en la sección frontal y un radio de 60 mm en la sección de cola. En el plano transversal, la lente tiene una curvatura de un radio de aproximadamente 5.25 mm en un ángulo de aproximadamente 20°, radio de 2.5 mm y radio de 50 mm en la sección media y radio de 1 mm en un ángulo de aproximadamente 110° de ángulo externo.

Las lentes 3 a 5 (1103 a 1105), como se muestra en la Figura 19 están divididas por planos longitudinal y transversal, como se muestra en las Figuras 20A y 20B respectivamente. En el plano longitudinal la lente 1900 tiene una curvatura de radio de aproximadamente 2 mm en una sección frontal y un radio de 100 mm en la sección de cola. En el plano transversal, la lente tiene una curvatura de aproximadamente 2 mm y 50 mm, 60 mm y 2 mm de radio.

Las lentes 6 a 12 (1106 a 1112), como se muestra en la Figura 21, están divididas por planos longitudinal y transversal, como se muestra en las Figuras 22A y 22B respectivamente. En el plano longitudinal, la lente tiene una curvatura de aproximadamente 10 mm y 60mm de radio. En el plano transversal, la lente 2100 tiene una curvatura en la dirección transversal de aproximadamente 2 mm de radio con un ángulo interno de aproximadamente 110° en una sección frontal, y radio de 70 mm en una sección media y un radio de 2 mm en una sección de cola con un ángulo interno de aproximadamente 12°. Como se puede ver en los dibujos, algunos de los perfiles de la lente han sido modificados para acomodarse en el arreglo de la lente. Por ejemplo, las lentes 9, 1 0 y 1 1 tienen un perfil C1 truncado para acomodar el posicionamiento dentro del arreglo.

Las dimensiones aceptables de los elementos sencillos en los grupos de lentes que hacen el arreglo de 12 lentes, se dan más adelante en longitud x ancho x altura, Elementos 1 a 2: 20.7 mm x 21 .6 mm x 3.85 mm Elementos 3 a 5: 29.6 mm x 1 9.4 mm x 3.95 mm Elementos 6 a 12 : 23.1 mm x 23.0 mm x 3.72 mm Las dimensiones de longitud y ancho se manejan mediante la altura de los elementos y la curvatura de cada elemento como se definió previamente. Las dimensiones pueden variarse, sin embargo una ligera variación de aproximadamente +/- 0.2 mm en la curvatura de los elementos es aceptable con base en los requerimientos globales de diseño. Las dimensiones de la lente se pueden ajustar con base en las dimensiones de las copas de reflector. Aunque se ha descrito una configuración de 1 2 lentes se debe entender que se podría utilizar cualquier configuración que abarque una multitud de LEDs.

Las figuras 23A-D muestran vistas de una cubierta alternativa de lente de una sección de iluminación. La cubierta de lente comprende una lente para cada uno del LED asociado y las copas de reflector. Las cubiertas de lente se proporcionan en pares, 504c, 504d que proporcionan patrones simétricos de iluminación . La Figura 23A muestra las cubiertas 504c, 504d de lente desde abajo, en un ángulo de 30° del plano de iluminación. La Figura 23B muestra las cubiertas 504c, 504d en una configuración plana. La Figura 23C muestra las cubiertas 504c 504d de lente desde atrás y la Figura 23D muestra una vista en perspectiva de la lente. La cubierta moldeada de la lente está diseñada con una colección ópticamente modelada de facetas planas o curvas destinadas a generar una variedad de diferentes patrones ópticos de calle, es decir, tales como I ES tipo I , tipo I I , tipo I I I , tipo VI y tipo V.

Las lentes se moldean en la cubierta grande de lente de manera que las lentes individuales de refracción asientan exactamente sobre la abertura de cada copa de reflector. Se puede usar también policarbonato o vidrio transparente para este diseño de lente. Los elementos de refracción consisten de una combinación de superficies Fresnel usuales hacia el LED y una lente superior que, en combinación con el reflector, genera el patrón de iluminación deseado, es decir, tipo I , tipo I I , etc. Los elementos de refracción están orientados para generar el patrón deseado. Las variaciones de orientación se repiten para alinearse con los módulos de reflector para mantener la modularidad de la óptica.

Será aparente para alguien experto en la técnica que se pueden hacer numerosas modificaciones y desviaciones de las modalidades específicas descritas en la presente sin apartarse del espíritu y el alcance de la presente descripción .

Claims (23)

REIVINDICACIONES

1 . Un módulo óptico para uso en un accesorio de iluminación para proporcionar iluminación de un plano, el módulo óptico que comprende: una pluralidad de diodos emisores de luz (LED) montados en una tarjeta de circuitos; una pluralidad de copas de reflector, cada copa de reflector que rodea uno de la pluralidad de LEDs en un primer extremo angosto y una abertura más grande en un segundo extremo opuesto al LED; y una cubierta de lente que comprende una pluralidad de lentes moldeadas para cubrir la pluralidad de copas de reflector, cada una de la pluralidad de lentes de la cubierta de lente posicionada en el segundo extremo de las copas de reflector proporcionando un refractor sobre la abertura de cada reflector, en donde cada una de la pluralidad de lentes está orientada para proporcionar iluminación hacia un plano en un patrón de luz definido.

2. El módulo óptico de la reivindicación 1 , en donde cada una de la pluralidad de lentes moldeadas está orientada para proporcionar un patrón de luz y la cubierta comprende dos o más bloques de patrones de lente repetidos cada uno que proporciona el mismo patrón de distribución de luz, las lentes moldeadas en una parte exterior de la cubierta de lente hacia el plano de iluminación .

3. El módulo óptico de la reivindicación 2, en donde la configuración de las lentes moldeadas está configurada para iluminar el plano cuando el módulo óptico está orientado a 30 grados hacia una línea central del accesorio de luz con relación al plano de iluminación, el accesorio de luz que tiene por lo menos dos módulos ópticos opuestos separados distalmente en cualquier lado de una sección central en un escudete de un accesorio de luz, cada uno de los módulos ópticos opuestos que ilumina el lado opuesto del plano.

4. El módulo óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el bloque de repetición comprende doce lentes cada una asociada con uno de la pluralidad de LEDs.

5. El módulo óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde cada cubierta de lente comprende cuatro bloques de repetición de lentes.

6. El módulo óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la pluralidad de lentes moldeadas cada una comprende de una a cuatro configuraciones de curvatura , dos en el plano longitudinal y dos en el plano transversal de la lente.

7. El módulo óptico de la reivindicación 6, en donde cada uno de los doce elementos de lente comprende de uno a tres perfiles de configuración definidos en los planos longitudinal y transversal .

8. El módulo óptico de la reivindicación 7, en donde uno de los perfiles de configuración comprende lentes que tienen curvaturas en la dirección longitudinal de aproximadamente 10 mm y 60 mm de radio y tienen curvaturas en la dirección transversal de aproximadamente 2 mm de radio con un ángulo interno de aproximadamente 1 1 0° en una sección frontal y 70 mm de radio en una sección media y un radio de 2 mm en una sección de cola con un ángulo interno de aproximadamente 1 2° .

9. El módulo óptico de la reivindicación 8, en donde las dimensiones de la lente son 23.1 mm x 23.0 mm x 3.72 mm (longitud x ancho x altura).

1 0. El módulo óptico de la reivindicación 7, en donde uno de los perfiles de configuración comprende lentes que tienen curvaturas en la dirección longitudinal de aproximadamente 2 mm de radio en una sección frontal y 1 0 mm de radio en las sección de cola; y que tiene curvaturas en la dirección transversal de aproximadamente 2 mm y 50 mm , 60 mm y 2 mm de radio.

1 1 . El módulo óptico de la reivindicación 10, en donde las dimensiones de la lente son 29.6 mm x 19.4 mm x 3.95 mm (longitud x ancho x altura).

12. El módulo óptico de la reivindicación 7, en donde uno de los perfiles de configuración comprende lentes que tienen curvaturas en la dirección longitudinal de aproximadamente 4 mm de radio en la sección frontal y 60 mm de radio en la sección de cola y que tiene curvaturas en la dirección transversal de aproximadamente 5.25 mm de radio en un ángulo de aproximadamente 20° , 2.5 mm de radio y 50 mm de radio en la sección media y 1 mm de radio en un ángulo de aproximadamente 0° en ángulo externo.

1 3. El módulo óptico de la reivindicación 12 , en donde las dimensiones de la lente son 20.7 mm x 21 .6 mm x 3.85 mm (longitud x ancho x altura).

14. El módulo óptico de cualquiera de las reivindicaciones 9, 1 1 o 13, en donde las dimensiones son +/- 0.2 mm .

1 5. El módulo óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1 o 1 4, en donde la lente moldeada tiene facetas planas o curvas.

1 6. El módulo óptico de la reivindicación 2, en donde el accesorio hace interfaz con un montante de cabeza de cobra .

1 7. El módulo óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1 6, en donde se proporciona un patrón de iluminación de I ES tipo I I .

1 8. El módulo óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1 7, en donde la lente refractora es lente refractora esférica no simétrica.

1 9. El módulo óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, en donde las copas de reflector tienen una forma que comprende parábolas, elipses, concentradores parabólicos de compuesto y reflectores elípticos de compuesto.

20. El módulo óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1 9, en donde las copas de reflector tienen en una superficie interna que comprende superficie ópticamente reflejante.

21 . El módulo óptico de la reivindicación 20, en donde los reflectores están hechos de un plástico dimensionalmente estable.

22. El módulo óptico de la reivindicación 21 , en donde el reflector está recubierto en la base con un recubrimiento de aluminio metalizado al vacío y un recubrimiento en la parte superior de un plástico o recubrimiento orgánico protector para dar una superficie con un 85% o más de reflectividad.

23. El módulo óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, en donde la cubierta de lente refractora está hecha de acrílico , policarbonato o vidrio transparente. RES U M E N Un módulo óptico para un accesorio de iluminación para proporcionar iluminación de caminos. El módulo óptico que comprende una tablero de circuitos que tiene una pluralidad de diodos emisores de luz (LEDs). Un reflector se ahueca en forma de copa alrededor de cada uno de la pluralidad de LEDs, la copa comprende un extremo angosto que rodea el LED y una abertura más grande en un segundo extremo opuesto al LED. Una cubierta de lente de refracción que comprende una pluralidad de lentes moldeadas, cada lente posicionada en el segundo extremo de las copas de reflector.