MX2011005143A

MX2011005143A - Montaje para una fuente de iluminacion.

Info

Publication number: MX2011005143A
Application number: MX2011005143A
Authority: MX
Inventors: Albert J Bolander Jr; Brian Norris
Original assignee: Grote Industries Inc
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2011-05-13
Publication date: 2011-11-14
Also published as: CA2740291C; EP2518551B1; CA2740291A1; US8905576B2; EP2386896A2; US20120120652A1; EP2518551A1; EP2386896A3

Abstract

Ciertas modalidades descritas utilizan dos fuentes de iluminación sustancialmente hemisféricas, montadas en un montaje que permite que las fuentes de iluminación iluminen ambos lados del reflector, que permiten que ambas mitades del reflector, con rotación 2 pi, se utilicen para generar la distribución de iluminación. Este sistema y método incrementan la cantidad de luz recolectada e incrementan la eficiencia de la fuente de iluminación.

Description

MONTAJE PARA UNA FUENTE DE ILUMINACIÓN DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente descripción generalmente se relaciona a lámparas y, más particularmente, a un montaje para una fuente de iluminación sustancialmente hemisférica.

En cualquier sistema de iluminación, la fuente de iluminación y la óptica utilizada para dirigir y enfocar la luz producida por la fuente de iluminación determinan la distribución producida por el sistema de iluminación. Asimismo, para lograr una distribución de iluminación dada existen solamente ciertas combinaciones de óptica y fuente de iluminación que producirán la distribución de iluminación deseada. El diseño de la fuente de iluminación entonces gobierna el diseño de la óptica que producirá la distribución de iluminación deseada. Los requerimientos más específicos son para la distribución de iluminación deseada, la mayor dificultad se encuentran en controlar de ' manera efectiva la distribución de iluminación. ' La mayor parte de la tecnología de iluminación actual utiliza una bombilla de filamento como la fuente, con la óptica que consiste de un reflector, una lente, o una combinación de un reflector y una lente. Los reflectores que se diseñan para óptica anidólica que usa superficies de reflexión que tienen cierta forma de polinomio de segundo orden o una superficie cónica. Un reflector parabólico es el tipo más común y se utilizará como ejemplo en la presente, pero los mismos principios aplican para cualquier reflector cónico o reflector cónico por secciones.

La forma de la fuente de iluminación determina la distribución iluminación de luz emitida desde la fuente de iluminación. Por ejemplo, una fuente puntual emite una distribución esférica. Un filamento emite una distribución en forma de dona para un filamento recto simple. Para un filamento que hace una curva o se dobla, 1 la distribución es la suma de todas las distribuciones en forma de dona emitidas en cada sección recta.

Ya que el tamaño de paquete, el cual se fija por la geometría de lámpara admisible, se limita, la ubicación y diseño de la fuente puede mejorar la eficiencia de la lámpara. El valor para la longitud focal del reflector determina la profundidad y tamaño del reflector, el cual entonces determina el tamaño mínimo de > una imagen en la distribución. El tamaño de imagen de fuente de iluminación mínimo es la característica más pequeña que puede controlarse en la distribución de iluminación. E algunas áreas de aplicaciones de iluminación, esto no :es importante. En aplicaciones con distribuciones de ¦ iluminación muy específicas, esto puede ser crítico.

Esta graduación del reflector dentro de un límite de tamaño fijo y distribución de iluminación afecta directamente la eficiencia de la lámpara. La eficiencia de la lámpara puede medirse como el número de lúmenes utilizables (la cantidad de luz) en el patrón de distribución de luz previsto dividido por el número de lúmenes producidos por la fuente de iluminación. La graduación de la longitud focal con un limite de tamaño fijo producirá uno de tres tipos de reflector.

Con referencia a la FIGURA 1, la profundidad y tamaño de un reflector se determina por la longitud focal y límite de ancho para la lámpara. Una parábola con longitud focal larga llenará el espacio disponible sin capturar toda la luz, ya que el reflector no se extiende tanto como el ancho focal. El ancho focal 10 para una parábola 12 es una línea a través del foco 14 y perpendicular al eje 16 de la parábola 12 (definida como paralela a la directriz) , como se muestra en la FIGURA 1. El límite 18 de ancho de la lámpara se dicta por el criterio de diseño para la lámpara. Ya que este reflector 12 se extiende pasando el! límite 18 de ancho de la lámpara antes de alcanzar el ancho ,focal 10, el límite 18 de ancho evita el uso de un reflector 12 que capture toda la luz emitida por la fuente de luz hemisférica.

El siguiente caso ha disminuido la longitud focal de manera que la parábola 12 es más profunda. El límite de rendimiento es el caso especial donde el ancho focal 10 cruza la parábola 12 en el límite 18 de ancho exacto requerido por la lámpara, como se muestra en la FIGURA 2. Este reflector 12 recolecta la cantidad máxima de luz desde la fuente de iluminación sin áreas sombreadas. Esto da una máxima recolección de luz para una fuente hemisférica pero limita la distribución de luz que puede producirse por la lámpara ya que solamente existe una longitud focal para un ancho dado. Desafortunadamente, el espacio disponible para un faro en la práctica raramente corresponde a esta situación ideal. Como se ilustra en la FIGURA 3, el tercer caso es tener una longitud 14 focal requerida que sea menor que el que es ideal para el límite 18 de la lámpara, que resulta en que toda la luz de la fuente de iluminación se captura por el reflector 12 , aunque muchos de los alcances exteriores del reflector 12 no reciban luz de la fuente de iluminación hemisférica.

Para el caso mostrado en la FIGURA 2, la distancia máxima al reflector 12 desde la fuente de iluminación se encuentra en el ancho focal 10 y la distancia más corta se encuentra en el vértice 20. La distancia más corta al reflector 12 determina el ángulo más grande de proyección de la fuente y la distancia más grande al reflector 12 determina el ángulo más pequeño de proyección de la fuente. Para cualquier ancho dado en el caso mostrado en la FIGURA 2, estas distancias y ángulos son fijos y no pueden cambiarse si estos no cumplen los requerimientos para la lámpara. En primer lugar, incrementar la profundidad de la parábola 12 incrementa el ángulo de captura de luz. Continuar el incremento de la parábola 12 eventualmente resulta en los lados del reflector 12 extendiéndose más allá del ancho focal 10 de la parábola 12. En segundo lugar, disminuir la distancia entre la fuente de iluminación y el vértice 20 reflector incrementa el tamaño angular de la fuente de iluminación en el reflector 12, de este modo incrementa el tamaño de la imagen de la fuente en la distribución de diseño. Para una longitud 14 focal dada, el tamaño angular de la fuente de iluminación en el reflector 12 disminuye conforme el punto de reflexión se mueve desde el vértice 20 hasta el ancho focal 10. Esto es debido a que el área proyectada del coseno de la fuente de iluminación se disminuye y la distancia entre el punto . de reflexión y la fuente de iluminación se incrementa, como se muestra en la FIGURA 4.

Cuando la fuente de iluminación es un filamento, continuar moviendo la fuente de iluminación pasando el ancho focal 10 inicialmente incrementa el tamaño angular de la fuente en el reflector 12 debido a que el área proyectada del coseno de la fuente de iluminación incrementa. Sin embargo, eventualmente la distancia en incremento entre la fuente de iluminación y el reflector 12 supera esto, y el tamaño angular de la fuente de iluminación en el reflector 12 comienza a disminuir. (El área proyectada del coseno de la fuente de iluminación alcanza un mínimo cuando el punto de reflexión se encuentra en el ancho focal 10 del reflector 12) .

Para iluminación en general, tal como lámparas frontales de bombilla de halógeno, el filamento en la bombilla incandescente puede orientarse en cualquier dirección. En aplicaciones de luz vehicular, la mayor parte de las bombillas tienen un filamento recto que se orienta ya sea Transversal o Axial. La fuente 22 de iluminación de Filamento Transversal (TF) tiene su hilo o espiral orientada perpendicular al eje de simetría 16 de laj bombilla (véase la FIGURA 4) . Esto a su vez hace que el, filamento 22 sea transversal o perpendicular al eje óptico:. En la mayoría de los casos, puesto que la bombilla normalmente se ve a lo largo del eje óptico de la lámpara, una fuente de TF proyectará una distribución de luz diferente para reflexión en la dirección del filamento 22 que' en la dirección perpendicular al eje de filamento 22.

Como se muestra en la FIGURA 5, el filamento 24 puede también montarse axialmente de manera que la longitud focal pueda hacerse tan corta como se necesite. Sin embargo, incluso parte de la luz 26 metida nunca llegará al reflector 12 parabólico y por tanto se pierde, como se ilustra en 28 en la FIGURA 5. Cuando se utiliza una fuente de iluminación hemisférica, tal como una fuente de LED, solamente la mitad del reflector 12 parabólico se encuentra en el hemisferio de la luz 26 emitida. Esto es debido a que las fuentes de luz de LED emiten toda su luz en un lado de ' la fuente, en un hemisferio. El otro lado de la fuente de luz de LED necesita conectarse a un disipador térmico.

La imagen producida desde una sección de un reflector 12 depende en la forma de la superficie del reflector 12 y la distancia desde la fuente de iluminación. El tamaño de imagen más pequeña se limita por la distancia del reflector 12 desde la fuente de iluminación. Dependiendo en los límites 18 de ancho del reflector 12, la distancia máxima puede encontrarse antes del ancho focal 10, en el mismo o más allá del mismo. La longitud focal afecta la forma y tamaño de la superficie de reflexión. Entre más larga sea la longitud focal, más largo se vuelve el ancho del reflector 12 para una distancia fija desde el vértice 20 o el ancho focal 10. El vértice 20 del reflector 12 |se encuentra en el punto en donde el eje 16 óptico cruza el reflector 12. En las figuras siguientes, el ancho máximo se fijará como se encuentra en los casos más prácticos. La lámpara se detendrá en el punto donde la parábola 12 de reflector cruza las líneas 18 verticales (indicando el ancho; de lámpara máximo permitido) en la figura.

Los faros de vehículo incandescente se han diseñado con dos filamentos en la bombilla. Típicamente, un filamento se utiliza para las luces bajas y el otro se utiliza para las luces altas. La FIGURA 6 ilustra diversas; configuraciones de filamento dobles para bombillas. Las técnicas de diseño óptico se han desarrollado para una sola lámpara de reflector que utiliza el desplazamiento de las fuentes de filamento para cambiar entre luces altas y luces bajas en el sistema de faros. En la bombilla de doble filamento, los filamentos, se desplazan entre sí por un desplazamiento físico. En la mayoría de los casos, un filamento se diseña para producir más luz que el otro. En el diseño de la óptica, un filamento se diseña para encontrarse en el foco 14 y el otro se desplaza en el foco 14 por alguna distancia de desplazamiento físico. Este desplazamiento en la posición de la fuente de iluminación causa un desplazamiento en las distribuciones de luz producidas por los dos filamentos. Una lámpara más efectiva utiliza el área de reflector para operación de luces altas y bajas . ', Los faros de diodo emisor de luz (LED) han utilizado una combinación de técnicas del; arte anterior para proyectar la imagen de LED en distribuciones fotométricas deseadas. Diseños anteriores utilizaban óptica de lente junto a fuentes puntuales. Éstas probaron ser difíciles de diseñar y fabricar, ya que la distribución fotométrica tenía que construirse de fuentes puntuales.

Un avance en la tecnología de paquete de LED proporcionado desde entonces los LED en una disposición. Ejemplos de fuentes de LED configurados en disposiciones (lineales o bidimensionales ) se muestran en las FIGURAS 7 y 8.

Los faros de LED de la técnica anterior que utilizan estas disposiciones, todos utilizan conceptos ópticos existentes actualmente utilizados en iluminación de descarga de alta intensidad (HID) o incandescente. Estas incluyen óptica de lente, óptica de reflector, o una combinación de las dos. Aunque ningún sistema puede colectar 100% de la luz emitida, un buen diseño de filamento puede poner 50% hasta 80% de la luz emitida en la distribución de diseño. Conforme la tecnología descrita actualmente se enfoca en una tecnología de reflector, la discusión de los faros de LED de la técnica anterior cubre el uso 'de reflectores con disposiciones de LED.

El estado actual del diseño de faros se mueve de bombillas incandescentes a fuentes de iluminación de LED. La orientación del filamento de la bombilla incandescente es transversal o axial con respecto al eje óptico de las fuentes de iluminación. El paquete de LED (una disposición de dados o un solo dado) se presta por sí mismo a iun tipo similar de diseño de reflector como las lámparas basadas en filamento. La mayor diferencia entre un filamento y un LED, sin embargo, es que el filamento emite luz en todas direcciones cuando se energiza, mientras un LED emite luz solamente en un hemisferio. Montar un LED en una de las dos orientaciones axial o transversal estándares limita la eficiencia de recolección o el tamaño de la lámpara, respectivamente. Esto ha necesitado un procedimiento diferente para los diseños de la iluminación delantera de LED. Uno de estos procedimientos han sido utilizar sistemas ópticos basados en lente, con el lente enfrente del LED y proyectando la imagen directamente en una carretera. Aunque este procedimiento es mecánicamente simple, no es muy eficiente en recolectar toda la luz de LED. El procedimiento basado en reflector m s común ha sido utilizar la mitad de un reflector con el. LED montado en el eje del reflector y orientando hacia ' un costado. Este procedimiento tiene el potencial para alta eficiencia, pero solamente al hacer el reflector muy grande o al sacrificar la capacidad de hacer un haz altamente enfocado. Otro procedimiento basado en reflector es apuntar el LED directamente de vuelta en el reflector. Esto tiene la ventaja de ser capaz de recolectar toda la luz de LED, pero la desventaja de que solamente existe una longitud focal para un ancho dado y el LED montado bloquea una porción significante de la luz que viene del reflector. Esa ventaja se hace peor por el hecho que bloquea a la luz que viene desde el centro del LED, que es donde se origina el flujo de luz más alto.

La FIGURA 9A ilustra la desventaja obvia de montar una disposición 24 de LED en una posición axial. La luz en el área 28 no alcanza el reflector 12. La luz: en el área 30 hace contacto con el reflector 12 y contribuye a la distribución de iluminación de la lámpara. Sin embargo, ya que la luz solamente se imite en un lado del paquete de disposición 24 de LED, el reflector 12 en el otro lado, no proporciona efecto a la distribución de iluminación, ya que se encuentra en la región 32 en donde no se emite luz.

Como se muestra en la FIGURA 9B, toda la luz del LED 22 montado transversal puede conectarse siempre y cuando la superficie 12 reflectiva llene el hemisferio 40 iluminado por el LED 22. El problema implica la relación entre la ubicación del LED 22 y los límites de la óptica de colección. Las fuentes 22 usualmente se colocan en o, cerca del punto 14 focal de la óptica. Para un LED, la luz se detiene en el ancho focal 10 ya que la luz no se emite desde la parte posterior. Moviéndose a lo largo del reflector 12 lejos del eje óptico, la imagen se reducirá más rápido para el LED que para el filamento ya que la sección transversal proyectada de la fuente disminuye a lo largo con la distancia en incremento entre la superficie de reflector y la fuente de iluminación, con la imagen eventualmente aproximándose a cero. A medida que las imágenes más grandes se producirán desde el vértice del reflector 12, esta área se utiliza para propagar la luz. Las imágenes pequeñas cercanas al ancho focal 10 se utilizan mejor para partes altamente enfocadas del haz; sin embargo, en la condición de montaje transversal, solamente una cantidad pequeña de flujo luminoso de luz' se emite en tales ángulos amplios, limitando el brillo de 'las áreas de alta intensidad.

Por lo tanto, existe la necesidad de mejorar los diseños para faros. La presente descripción se dirige hacia el cumplimento de esta necesidad.

Ciertas modalidades descritas utilizan dos fuentes de iluminación sustancialmente hemisféricas, montadas en un montaje que permite que las fuentes de iluminación iluminen ambos lados del reflector, permitiendo que ambas mitades del reflector, con una rotación de 2 pi, se utilice para generar la distribución de iluminación. Este ! sistema y método incrementa la cantidad de energía recolectada e incrementan la eficiencia de la fuente de iluminación. ; En una modalidad, se describe una fuente de iluminación, que comprende: un reflector1 que tiene un eje óptico; y una primera fuente de iluminación sustancialmente hemisférica que tiene un primer eje de origen, la primera fuente de iluminación sustancialmente hemisférica se dispone adyacente al reflector; en donde el primer, eje de origen y el eje óptico forman un primer ángulo entre los mismos, el primer ángulo siendo mayor que cero grados y menor que 90 grados.

En otra modalidad, se describe una fuente de iluminación, que comprende: un reflector,-: una estructura de montaje dispuesta adyacente al reflector, la estructura de montaje comprende una primera superficie de montaje y una segunda superficie de montaje; en donde la primera y segunda superficies de montaje se forman en un primer ángulo entre si; una primera fuente de iluminación sustancialmente hemisférica montada en la primera superficie de montaje; y una segunda fuente de iluminación sustancialmente hemisférica montada en la segunda superficie de montaje.

Se describen otras modalidades.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIGURA 1 es un diagrama esquemático de un reflector parabólico.

La FIGURA 2 es un diagrama esquemático de un reflector parabólico.

La FIGURA 3 es un diagrama \ esquemático de un reflector parabólico.

La FIGURA 4 es un diagrama esquemático de un reflector parabólico que tiene una fuente de iluminación de filamento transversal.

La FIGURA 5 es un diagrama ; esquemático de un reflector parabólico que tiene una fuente de iluminación de filamento axial.

La FIGURA 6A-E son diagramas esquemáticos de fuentes de iluminación de doble filamento. ' La FIGURA 7 es un diagrama esquemático de una disposición de LED bidimensional .

La FIGURA 8 es un diagrama esquemático de una disposición de LED lineal.

La FIGURA 9A es un diagrama esquemático de un reflector parabólico que tiene una fuente de iluminación de LED axial, que ilustra la distribución de luz proyectada en el reflector.

La FIGURA 9B es un diagrama esquemático de un reflector parabólico que tiene una fuente de iluminación de LED transversal, que ilustra la distribución de la luz proyectada en un reflector.

La FIGURA 10 es un diagrama esquemático de un reflector parabólico que tiene un fuente de iluminación hemisférica montada en un ángulo al eje óptico, de acuerdo con una modalidad de la presente descripción.

La FIGURA 11 es un diagrama esquemático de un reflector parabólico que tiene dos fuentes de iluminación hemisféricas, cada una montada en un ángulo al eje óptico, de acuerdo con una modalidad de la presente descripción.

Las FIGURAS 12-14 son diagramas esquemáticos de un reflector parabólico que tiene tres fuentes de iluminación hemisféricas, cada una montada en un ángulo al eje óptico y una tercera fuente de iluminación hemisférica montada en perpendicular a la primera y segunda fuentes de iluminación, de acuerdo con una modalidad de la presente descripción.

La FIGURA 15 es un diagrama esquemático de dos fuentes de iluminación hemisférica desplazadas de acuerdo con una modalidad de la presente descripción.

Para los propósitos de promocionar un entendimiento de los principios de la descripción, ahora1 se hará referencia a las modalidades ilustradas en los dibujos y se utilizará lenguaje específico para describir las mismas. Se entenderá sin embargo, que no se pretende ninguna limitación del alcance de la descripción, y las alteraciones y/o modificaciones en los sistemas ilustrados, y aplicaciones adicionales de los principios de la descripción como se ilustran en la aquí, se contemplan en la presente como normalmente se le ocurriría a algún experto en la técnica a la cual la descripción se relaciona.

En ciertas modalidades, la presente descripción se dirige a una lámpara.

En otras modalidades, la presente descripción se dirige a dispositivos y métodos que permiten que las fuentes de iluminación hemisférica se monten dentro de un reflector de manera que se mejore la eficiencia de la lámpara. Aunque las modalidades descritas actualmente! trabajarán con cualquier fuente de iluminación hemisférica (o sustancialmente hemisférica) la descripción hace referencia a fuentes de iluminación de LED por conveniencia de la descripción. Por lo tanto no se pretende o debe inferirse ninguna limitación de la descripción.

Para un sistema de iluminación basado en reflector, la manera más eficiente de montar los LED puede ser girar los LED fuera del eje 16 óptico, en algún lugar entre el montaje 22 transversal y el montaje 24 axial. : Las modalidades descritas actualmente utilizan una fuente de iluminación adicional dirigida hacia el lado opuesto del reflector, permitiendo que , ambas mitades del reflector, con una rotación de 2 pi,. se utilice para construir la distribución de iluminación. Este método incrementa la cantidad de luz recolectada e incrementa la eficiencia del faro. i Se apreciará que una fuente de iluminación sustancialmente hemisférica puede definirse que tiene un eje de origen. En el caso de una expresión lineal tal como la que se ilustra en la FIGURA 8, el eje de origen comprende el eje longitudinal de la disposición. En el caso de una sola fuente o disposición tal como la que se ilustra en la FIGURA 7, donde una pluralidad de fuentes se , disponen en una disposición de dos dimensiones, el eje de origen puede definirse que es cualquier eje que yace en el plano definido por la pluralidad de fuentes. En ciertas modalidades, el eje de la fuente se monta fuera del eje 16 óptico o en una ubicación axial que forma un ángulo con el eje 16 óptico que es menor que perpendicular (es decir, menor el montaje 22 transversal (90°) ) . Por ejemplo, la FIGURA 10 muestra una fuente 50 de iluminación que se monta de manera que su eje se encuentra en la linea con el borde 52 (distante al vértice 20) de la parábola 12. Parte de la luz caerá en el reflector 12 parabólico en la región 54 pasando la linea desde el punto 14 focal hasta el vértice 20. La luz en' la región 54 será tenue y tendrá un tamaño angular pequeño, debido al área de sección transversal proyectada. Sin embargo, esta luz permitirá que por lo menos una porción de la segunda mitad de la parábola 12 (es decir, la mitad que no se ilumina en la FIGURA 9) contribuya a la distribución de iluminación de la lámpara .

Sin embargo, como se muestra en la FIGURA 11, puede montarse una fuente 60 adicional en el lado opuesto del reflector 12 parabólico, permitiendo que ambas mitades del reflector 12 se utilicen completamente e incrementen la cantidad de luz que caen en la parte central del reflector 12 cerca del vértice 20. Esto a su vez incrementará la cantidad de luz del área de propagación de la distribución de luz (o cualquier porción de la distribución de, luz en la que la porción central del reflector 12 se utiliza para producir) . La dos disposiciones 50, 60 de LED hacen juna fuente en forma de V cuando se ven perpendiculares al plano que contiene los ejes ópticos de ambas fuentes 50, 60 y¦ el eje óptico del reflector 12. En algunas modalidades, las dos disposiciones 50, 60 de LED se interceptan sustancialmente en el foco 14 del reflector 12. Los lados del reflector 12 se pueden extender pasando lo que es el ancho focal 10 de la parábola hasta el punto 52 donde la superficie del reflector 12 intercepta el punto de separación de la fuente, y aún redirige la luz desde las fuentes 50, 56 de LED. El reflector 12 más eficiente será uno donde la parte más ancha del reflector 12 corresponda a este punto 52.

Cualquier superficie del reflector 12 que se extiende perpendicular al plano de la "V" será sombreado más allá del vértice de la V. Para utilizar esta sección de una lámpara, una fuente de LED podría montarse en una tercera cara del montaje de fuente de LED que dirige la luz en la parte no utilizada o sombreada del reflector 12. Esta tercera fuente de LED puede también utilizarse para funciones adicionales, tales como incrementar la luz en las luces altas o distribución de primer plano.

Las FIGURAS 12-14 proporcionan ejemplos del concepto. La FIGURA 12 es una vista en el frente de la lámpara que ilustra un ejemplo de cómo las fuentes de LED pueden conectarse a un montaje 70 establecido con respecto al reflector 72. El montaje 70 se conecta a un borde del reflector 72 y se extiende al centro del reflector 72, la parte inferior del montaje 70 forma la configuración de la "V" en la cual se montan las fuentes 50, 60. La forma de "V" del montaje 70 puede verse mejor en la vista en corte transversal de la FIGURA 13, asi como también en la vista en corte transversal de parte inferior (a través del reflector) de la FIGURA 14. Esta vista muestra claramente los dos paquetes 50, 60 de LED establecidos én un ángulo para incrementar la eficiencia de la luz acoplado al reflector 72. El montaje 70 puede incluir disipadores térmicos para transportar el calor lejos de los paquetes 50, 60 de LED. Al ernativamente, el montaje 70 por sí mismo puede fabricarse de un material térmicamente conductivo con el fin de transportar el calor lejos de los LED.

Debido a que los LED 50, 60 emiten luz en un hemisferio, la sección del reflector centrada debajo del extremo de montaje del pilar "V" no recibe ninguna luz de los dos LED en el pilar v. Al colocar un tercer LED en el extremo del pilar "V", esta área del reflector puede utilizarse para suplementar la luz que viene de los dos LED 50, 60 principales. Una aplicación de este concepto es una sección de reflector que agrega luz extra al centro de una distribución haz de elevada. La tercera fuente 80 de iluminación de LED se coloca para dirigir la luz a la sección sombreada del reflector 72. Como se explicó en lo anterior, esta sección del reflector 72 no se ilumina por los LED 50, 60 en la "V" . La FIGURA 13 muestra la sección 74 en la parte inferior de la lámpara donde el reflector 72 no se ilumina por los dos LED 50, 60 en el montaje en forma de "V". Esta es el área que se elimina por la tercera fuente 80.

Como se ilustró en la FIGURA 6 anteriormente, algunos diseños de faros de doble filamento de la técnica anterior utilizan filamentos desplazados para obtener distribución de luces bajas y altas de una lámpara. Los LED altamente energizados que se utilizan para las funciones de iluminación delanteras usualmente se crean como una disposición lineal de diversos LED en un dado. Esta disposición lineal forma un área emisora de luz de forma rectangular que puede entonces proyectarse en una carretera como una distribución de haz que es estrecha verticalmente pero ancha horizontalmente . Al desplazar esta disposición ligeramente, es posible provocar que la distribución de haz se desplace también. Si dos disposiciones se montan con una desplazada ligeramente con respecto a la otra, es posible tener dos distribuciones de haz distintos' con una desplazada con respecto a la otra. Esto permite la construcción de un faro de luces altas y bajas, por ejemplo, por lo tanto, es posible mover la distribución de iluminación al seleccionar qué dados se energizan. Dados individuales o grupos de dados pueden prenderse o apagarse, desplazando . la distribución de iluminación a medida que la relación entre la posición de la fuente de iluminación activa y el reflector cambie.

La FIGURA 15 ilustra un paquete de LED personalizado que coloca dos disposiciones 90, 92 de LED dentro de una proximidad cercana entre si y ligeramente desplazadas entre sí (es decir, el eje de cada disposición 90, 92 de LED no es co-lineal con el otro eje) . Esto permite la utilización de técnicas de diseño de óptica de doble filamento y software de optimización actual. Tal paquete realiza una combinación de posibles faros de LED de luces bajas y altas. En la modalidad ilustradas: de las FIGURAS 12-14, las disposiciones 50, 60 y 80 de LED se configuran como se muestra en la FIGURA 15.

Aunque la descripción se ha ilustrado y descrito en detalle en los dibujos y la descripción anterior, la misma se considerará como ilustrativa y no restrictiva en carácter, siendo entendido que solamente se han mostrado y descrito ciertas modalidades y que se desean proteger todos los cambios y modificaciones que vienen dentro del espíritu de la descripción. Por ejemplo, las modalidades descritas actualmente se han ilustrado utilizando fuentes de iluminación de LED; sin embargo, se apreciará por aquellos expertos en la técnica que puede utilizarse cualquier tecnología de iluminación hemisférica ; (o sustancialmente hemisférica) en vez de tecnología de LED, y la presente descripción pretende cubrir esas alternativas. Aunque la descripción anterior se ilustra para lámparas utilizadas como dispositivos de iluminación delantera en vehículos, los conceptos de la presente invención pueden utilizarse obviamente para cualquier lámpara en donde se requiera recolección de alta eficiencia de luz. Aunque se menciona la luz blanca, puede utilizarse cualquier color de luz, incluyendo infrarroja u otras longitudes de onda no visibles. La mayoría de los reflectores utilizados en este tipo de iluminación tiene forma parabólica o elíptica, pero se cubren también otras formas que controlan la dirección de la luz, incluyendo formas de reflector de forma libre diseñados por diversos programas de computadora .

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una fuente de iluminación, caracterizado porque comprende: un reflector que tiene un eje óptico; y una primera fuente de iluminación sustancialmente hemisférica que tiene un primer eje de origen, la primera fuente de iluminación sustancialmente hemisférica se dispone adyacente al reflector; en donde el primer eje de origen y el eje óptico forman un primer ángulo entre los mismos, el primer ángulo siendo mayor que cero grados y menor que 90 grados

2. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque: el reflector tiene un eje de simetría; y el eje de simetría se extiende a través de la primera fuente de iluminación sustancialmente hemisférica.

3. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la primera fuente de iluminación sustancialmente hemisférica comprende un LED.

. La fuente de iluminación de ' conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la primera fuente de iluminación sustancialmente hemisférica comprende una disposición de LED.

5. La fuente de iluminación de ' conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el reflector comprende una forma seleccionada del grupo consistente de: parabólica, elíptica, sección cónica, sección cónica por secciones, y de forma libre.

6. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque: el reflector tiene un vértice y/o un borde distante del vértice; y el primer eje de origen intersecta el borde.

7. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque el borde comprende una porción más ancha del reflector.

8. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende: una segunda fuente de iluminación sustancialmente hemisférica que tiene un segundo eje de origen, la segunda fuente de iluminación sustancialmente hemisférica se dispone adyacente al reflector; ; en donde el segundo eje de origen y el eje óptico forman un segundo ángulo entre los mismos, el segundo ángulo siendo mayor que cero grados y menor que 90 grados.

9. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque la primera y segunda fuentes de iluminación sustancialmente hemisféricas se disponen adyacentes entre sí en una formación en V cuando se ven perpendiculares a un plano que contiene un primer y segundo eje de origen.

10. La fuente de iluminación de ' conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque la primera y segunda fuentes de iluminación sustancialmente hemisféricas se intersectan sustancialmente en un enfoque del reflector.

11. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el primer y segundo ejes de origen son perpendiculares entre sí.

12. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque la segunda fuente de iluminación sustancialmente hemisférica comprende un LED.

13. La fuente de iluminación de, conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque la segunda fuente de iluminación sustancialmente hemisférica comprende una disposición de LED.

14. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque: el reflector tiene un vértice y un eje distante del vértice; y el segundo eje de origen intersecta el borde.

15. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque el borde comprende una porción más ancha del reflector.

16. Una fuente de iluminación, caracterizada porque comprende : : un reflector, una estructura de montaje dispuesta adyacente al reflector, la estructura de montaje comprende una primera superficie de montaje y una segunda superficie de montaje; en donde la primera y segunda superficies de montaje se forman en un primer ángulo entré sí; una primera fuente de iluminación sustancialmente esférica montada en la primera superficie de montaje; y una segunda fuente de iluminación sustancialmente hemisférica montada en la segunda superficie de montaje.

17. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque el primer ángulo es mayor que cero grados .

18. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque el reflector tiene un eje óptico; la primera fuente de iluminación sustancialmente esférica tiene un primer eje de origen; la segunda fuente de iluminación sustancialmente esférica tiene un segundo eje de origen; un primer eje de origen y el eje óptico forman un segundo ángulo entre los mismos, el segundo ángulo siendo mayor que cero y menor que 90 grados; y ] y el segundo eje de origen y el eje óptico forman un tercer ángulo entre los mismos, el tercer ángulo siendo mayor que cero grados y menor que 90 grados.

19. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque la primera y segunda fuentes de iluminación sustancialmente hemisféricas se disponen adyacentes entre sí en una formación en V cuando se ven perpendiculares a un plano que contiene el primer y segundo ejes de origen.

20. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada porque la primera y segunda fuentes de iluminación sustancialmente hemisféricas se intersectan sustancialmente en un enfoque del reflector.

21. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque el primer y segundo ejes de origen son perpendiculares entre sí.

22. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque cada una de la primera y segunda fuentes de iluminación sustancialmente hemisféricas comprenden un LED.

23. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque cada una de la primera y segunda fuentes de iluminación sustancialmente hemisféricas comprende una disposición de LED.

24. La fuente de iluminación de. conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque: el reflector tiene un vértice y ángulo distante del vértice; un primer eje de origen intersecta el borde; y el segundo eje de origen intersecta el borde.

25. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 24, caracterizada porque el borde comprende una porción más ancha del reflector.

26. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque: la estructura de montaje comprende una tercera superficie de montaje; la tercera superficie de montaje se dispone sustancialmente paralela a un plano que contiene el primer y segundo ejes de origen.

27. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 26, caracterizada además porque comprende: una tercera fuente de iluminación sustancialmente hemisférica montada en la tercera superficie de montaje.

28. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque: el reflector tiene un vértice y un borde distante del vértice; y la estructura de montaje se extiende hasta el borde .

29. Una fuente de iluminación, caracterizada porque comprende: un reflector; una estructura de montaje dispuesta adyacente al reflector, la estructura de montaje comprende una primera superficie de montaje, una segunda superficie de montaje y una tercera superficie de montaje; una primera fuente de iluminación sustancialmente hemisférica montada en la primera superficie de montaje; una segunda fuente de iluminación sustancialmente hemisférica montada en la segunda superficie de montaje; y una tercera fuente de iluminación sustancialmente hemisférica montada en la tercera superficie de montaje; en donde la primera, segunda y tercera fuentes de iluminación sustancialmente hemisféricas todas se disponen en diferentes planos.

30. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 29, caracterizada porque: el reflector tiene un eje óptico; la primera fuente de iluminación sustancialmente hemisférica tiene un primer eje de origen; la segunda fuente de iluminación sustancialmente hemisférica tiene un segundo eje de origen; el primer eje de origen y el eje óptico forman un segundo ángulo entre los mismos, el segundo ángulo siendo mayor que cero grados y menor que 90 grados; y el segundo eje de origen y el eje óptico forman un tercer ángulo entre los mismos, el tercer ángulo siendo mayor que cero y menor que 90 grados.

31. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque la primera y segunda fuentes de iluminación sustancialmente hemisféricas se disponen adyacentes entre sí en una formación en V cuando se ven perpendiculares a un plano que contiene el primer y segundo ejes de origen.

32. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 31, caracterizada porque la primera y segunda fuentes de iluminación sustancialmente hemisféricas se intersectan sustancialmente en un enfoque del reflector.

33. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque él primer y segundo ejes de origen son perpendiculares entre sí.

34. La fuente de iluminación de' conformidad con la reivindicación 29, caracterizada porque, cada una de la primera, segunda y tercera fuentes de iluminación sustancialmente hemisféricas comprenden un> LED.

35. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 29, caracterizada porque cada una de la primera, segunda y tercera fuentes de iluminación sustancialmente hemisféricas comprenden una disposición de LED.

36. La fuente de iluminación de: conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque: el reflector tiene un vértice y un borde distante del . vértice; el primer eje de origen intersecta el borde; y el segundo eje de origen intersecta el borde.

37. La fuente de iluminación de conformidad con la reivindicación 36, caracterizada porque el borde comprende una porción más ancha del reflector.

38. La fuente de iluminación de . conformidad con la reivindicación 29, caracterizada porque por lo menos una de la primera, segunda y tercera fuentes de iluminación sustancialmente hemisféricas comprenden: una primera disposición de LED que tiene un primer eje; y una segunda disposición de LED que tiene un segundo eje; en donde el primer y segunde ejes no son co-lineales .