MXPA05005658A

MXPA05005658A - Sistema de iluminacion que utiliza una pluralidad de fuentes luminosas.

Info

Publication number: MXPA05005658A
Application number: MXPA05005658A
Authority: MX
Inventors: D Davis Ronald
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2005-08-16
Also published as: AU2003297588A1; US20090059614A1; US20040149998A1; WO2004051705A2; US20070103925A1; US7658526B2; CN1742217A; JP2006508514A; KR20050072152A; TW200423821A; EP1567894A2; US7163327B2; CN100383573C; AU2003297588A8; WO2004051705A3; US7360924B2

Abstract

Un sistema de iluminacion (100) incluye una pluralidad de pastillas LED (104). Una correspondiente pluralidad de guias de onda optica (122) tambien es proporcionada, cada una con una guia de onda que posee un primer y un segundo extremos, con cada primer extremo que se encuentra en comunicacion optica con la respectiva pastilla LED. Un conjunto de correspondientes elementos opticos pasivos (120) es interpuesto entre la pluralidad de pastillas LED y los respectivos primeros extremos de la pluralidad de guias de onda optica. El sistema de iluminacion proporciona una eficiencia de acoplamiento de luz sustancialmente alta y una luz de salida incoherente que puede parecer para el observador humano que se genera a partir de un punto unico de luz. Ademas, la luz puede ser salida en una o mas posiciones y en una o mas direcciones.

Description

WO 2004/051705 A3 3111 II ! Cl lJ n, It U ! ! IIIM ? ? I1 I Lll lll! H ES, FI, FR, GB. GR, HU, IE, IT, LU, MC, NL, PT, RO. SE, (88) Dale oí publication of the inlernational searcli report: SI, SK, TR). OAPI pateni IBF. BJ. CF. CG, CI, CM, GA, 19 Auausl 2004 GN, GQ. GW, ML, MR. NE. SN, TD, TG). Published: For two-le.tt r codes and otlier abbrevialions. refer lo ihe "G id- — wilh inlernational searc repon ance Noics on Codes and Abbrevialions " appearing al ihe begin- — befare ilie expiraiion of the lirne. limil for amending the ning ofeach regular issue of ihe PCT Gazetle. clairns and to be rep blis ed in the event of receipi oj amendmenls SISTEMA DE ILUMINACION QÜE UTILIZA UNA PLURALIDAD DE FUENTES LUMINOSAS Campo de la Invención La presente invención se refiere a un montaje y sistema de alumbrado o iluminación. De manera más particular, la presente invención se refiere a un sistema de iluminación con alta eficiencia de acoplamiento que incluye una pluralidad de fuentes luminosas. Antecedentes de la Invención Los sistemas de iluminación son utilizados en una variedad de aplicaciones. A menudo, las aplicaciones domésticas, médicas, dentales e industriales requieren que la luz se encuentre disponible. En forma similar, las aplicaciones aeronáuticas, marítimas -y automotrices -requieren haces de iluminación de alta intensidad. Los sistemas tradicionales de alumbrado han utilizado-' lámparas de filamento o de arco que son eléctricamente energizadas, las cuales en algunas ocasiones incluyen lentes de enfoque y/o superficies reflectivas para dirigir la iluminación producida hacia un -haz. Sin embargo, en ciertas aplicaciones, tal como en el alumbrado de una alberca, la salida final de la luz podría ser requerida de manera que sea colocada en entornos en los cuales - son indeseables los contactos eléctricos. En otras aplicaciones, REF. 163785 tales como los faros delanteros de los automóviles, existe el deseo de mover la fuente luminosa de las posiciones expuestas de tendencia dañina a posiciones más seguras. Además, todavía en otras aplicaciones, las limitaciones en espacio físico, accesibilidad o consideraciones de diseño podrían requerir que la fuente luminosa sea colocada en una posición distinta de donde es requerida la iluminación final . En respuesta a algunas de estas necesidades, los sistemas de iluminación han sido desarrollados utilizando guías de onda óptica para dirigir la luz de una fuente luminosa hacia un punto deseado de iluminación. Un procedimiento actual es la utilización, ya sea de una fuente luminosa única brillante o de un agrupamiento de fuentes luminosas reunidas en forma estrecha para formar una fuente única de iluminación. La luz emitida por esta fuente es dirigida con la ayuda de dispositivos ópticos de enfoque hacia una guía "única de onda óptica, =tal como una gran fibra óptica de plástico de alma que transmite la luz hacia una posición que es distante de la fuente/fuentes . Todavía en otro procedimiento, la fibra única podría ser reemplazada por un manojo de fibras ópticas individuales. Los actuales métodos .son muy ineficientes con una pérdida aproximadamente del 70% de la luz generada en algunos casos. En los sistemas de múltiples fibras, estas pérdidas podrían ser debido a "los espacios intersticiales oscuros entre las fibras en un manojo y las eficiencias de dirigir la luz hacia el manojo de fibras. En los sistemas de fibra única, una fibra única que tiene un diámetro suficientemente grande, que captura la cantidad de luz necesaria para aplicaciones de iluminación brillante, se vuelve demasiado gruesa y pierde la flexibilidad para ser dirigida y doblada en radios pequeños . Algunos sistemas de generación de luz han utilizado láseres como fuentes, para tomar la ventaja de su salida coherente de luz y/o su bajo ángulo de divergencia. No obstante, las fuentes de láser normalmente producen un color único de salida de longitud de onda, mientras que un sistema de iluminación requiere normalmente de una fuente de luz blanca de mayor ancho de banda. Por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos No. 5.., 293,222 discute el uso de diodos de láser de alta potencia de -longitud de onda única para acoplar la energía en un medio de ganancia sensitiva de longitud de onda que es opuesto a la utilización como una fuente de iluminación. El uso de los diodos específicos de láser, con su forma asimétrica del -haz.de luz, requiere el uso extensivo de elementos de configuración del haz . óptico con el fin de conseguir un acoplamiento más eficiente en las fibras ópticas. Asimismo, algunos diodos de láser son costosos de utilizar debido a que requieren un control riguroso de temperatura (por ejemplo, la necesidad de utilizar enfriadores termoeléctricos, y similares) debido al calor que generan durante la operación. Además, una serie concentrada de LEDs de paquete puede conducir a problemas en el área de manejo térmico. La necesidad permanece para un sistema de iluminación que puede suministrar una iluminación de alta intensidad utilizando una fuente luminosa. SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un montaje de alumbrado o iluminación. De manera más particular, la presente invención se refiere a un sistema de iluminación de alta eficiencia de acoplamiento que incluye una pluralidad de fuentes luminosas, las cuales pueden ser colocadas en forma remota de la salida de iluminación. El sistema de alumbrado o iluminación, que es referido en este documento como un dispositivo de iluminación "de acuerdo con la presente invención, comprende una pluralidad de -pastillas -.LED, _ una correspondí-ente pluralidad de guías de onda óptica, cada una de las cuales tiene un primer y un > segundo extremos , cada primer extremo se encuentra" --en comunicación óptica con la correspondiente pastilla LED, y un conjunto de respectivos elementos ópticos interpuestos entre la pluralidad de pastillas LED y los correspondientes primeros extremos de la pluralidad de guías de onda óptica.

En las modalidades de ejemplo, las fuentes luminosas son pastillas o chips o diodos de láser LED. Las guías de onda podrían incluir fibras ópticas, tal como fibras de sílice con revestimiento de polímero. Los primeros extremos de la pluralidad de guías de onda óptica reciben la luz emitida de las fuentes luminosas. Los segundos extremos de la pluralidad de guías de onda óptica podrían formarse en un manojo o situarse para formar una fuente única de iluminación de luz cuando sean iluminados . Los elementos ópticos podrían incluir elementos ópticos pasivos, tal como una serie de elementos de dirección o concentración de luz de entrada, en donde cada uno de los primeros extremos de guía de onda se encuentra en comunicación óptica por lo menos con un elemento de dirección/concentración de luz y en donde la serie de elementos de dirección/concentración de luz se encuentra en comunicación óptica e interpuesta entre las pastillas LED y los primeros extremos de la pluralidad de guías de onda óptica. En una modalidad de ejemplo, el conjunto de el-ementos ópticos comprende un conjunto de reflectores. Estos reflectores pueden ser configurados para preservar o mantener la pequeña desviación de la fuente luminosa de pastilla LED y para acoplar sustancialmente esta desviación . con la desviación (que es proporcional al producto del área de alma y el ángulo de aceptación) de la fibra de recepción de luz. El conjunto de reflectores puede ser formado en un substrato, tal como una película óptica de múltiples capas (MOF, por sus siglas en inglés) o en un substrato o recubrimiento metalizado. El dispositivo de iluminación además podría comprender al menos un elemento de dirección de luz de salida, tal como un elemento de colimación, colección o configuración del haz luminoso que dirige la luz desde los segundos extremos para formar una fuente única de iluminación. Los elementos de dirección de luz de salida podrían comprender una serie de elementos de dirección de luz, en donde cada segundo extremo se encuentra en comunicación óptica por lo menos con un elemento de dirección de luz . En forma alterna, la pluralidad de guías de onda podría comprender una pluralidad de fibras ópticas y los elementos de dirección de luz de salida comprenden lentes de fibra en cada segundo "extremo de la pluralidad de fibras ópticas. En forma similar, el primer extremo de las fibras ópticas además podría comprender un lente de fibra. En otra modalidad, el dispositivo de iluminación además incluye una segunda pluralidad de pastillas LED y una segunda pluralidad de guías de onda óptica, cada una -de las cuales tiene un primer y un segundo extremos, cada primer extremo de la segunda pluralidad de guías de onda óptica se encuentra en comunicación óptica con una de la segunda pluralidad de pastillas LED. En una modalidad de ejemplo, los segundos extremos de la segunda pluralidad de guías de onda óptica son formados en un manojo con los segundos extremos de la primera pluralidad de guías de onda óptica para configurar una fuente única de iluminación de luz cuando sean iluminados. En forma alterna, los segundos extremos de la primera pluralidad de guías de onda óptica son formados en un primer manojo y un los segundos extremos de la segunda pluralidad de guías de onda óptica son formados en un segundo manojo para formar salidas separadas de iluminación que pueden ser dirigidas en la misma o en distintas direcciones. Estas primeras y segundas fuentes luminosas podrían tener distintos espectros de emisión. En una modalidad particular, el espectro de emisión de la primera pluralidad de pastillas LED es esencialmente luz blanca, mientras que la segunda pluralidad de pastillas LED incluye una fuente infrarroja. En otra modalidad, las dos (o más) pluralidades de pastillas LED incluyen distintos .colores que permiten la mezcla de colores no blancos. La primera y segunda pluralidades de pastillas LED podrían ser iluminadas en -forma individual o colectiva para variar la intensidad de la fuente de iluminación.

Además, el sistema podría comprender al menos un elemento óptico de salida que sea acoplado, en forma óptica, para dirigir la luz de salida de los segundos extremos de la primera pluralidad de guías de onda óptica a lo largo de una primera trayectoria y un segundo elemento óptico de salida que sea acoplado, en forma óptica, para dirigir la luz de salida de los segundos extremos de la segunda pluralidad de guías de onda óptica a lo largo de una segunda trayectoria. Estas modalidades podrían ser aplicadas como un sistema de iluminación de faros delanteros para un automóvil u otro vehículo o plataforma. En una modalidad de ejemplo, la intensidad del haz de los faros delanteros puede ser controlada mediante la iluminación de un número particular de chips LED del conjunto de fuentes luminosas. Por ejemplo, una primera pluralidad de pastillas LED podría ser iluminada para un haz luminoso bajo y la primera y/o segunda pluralidad de pastillas LED podría ser iluminada para un haz luminoso alto. En otra modalidad de ejemplo, el sistema de iluminación además puede comprender un sensor infrarrojo, por ejemplo, para las aplicaciones de detección -de colisión, iluminación y/o telemetría. . · =-„ .· - En otra modalidad, el dispositivo de iluminación además incluye una segunda pluralidad de pastillas LED; una segunda pluralidad de fibras ópticas, cada una de las cuales tiene un primer y un segundo extremos en donde cada primer extremo se encuentra en comunicación óptica con una pastilla LED de la segunda pluralidad de pastillas LED; y en donde la serie de elementos ópticos es interpuesta entre un correspondiente primer extremo de la primera y segunda pluralidades de fibras ópticas y una respectiva pastilla LED. Los segundos extremos de la segunda pluralidad de fibras ópticas pueden ser formados en manojo con los segundos extremos de la primera pluralidad de fibras ópticas para configurar una fuente única de iluminación de luz cuando sean iluminados . La primera y segunda pluralidades de pastillas LED pueden tener distintos espectros de emisión. La primera pluralidad y la segunda pluralidad de gulas de onda puede comprender una primera pluralidad y una segunda pluralidad de fibras ópticas, en donde los segundos extremos de la primera pluralidad de fibras ópticas son formados en manojo en un primer manojo y en donde los segundos extremos de la segunda pluralidad de fibras ópticas son formados en manojos en un segundo manojo, y en donde .una primera dirección de la emisión de salida del primer manojo es distinta de una segunda dirección de la emisión de salida del segundo manoj o . Esta modalidad del dispositivo de iluminación podría comprender una tercera pluralidad de pastillas LED; y una tercera pluralidad de fibras ópticas, cada una de las cuales tiene un primer y un segundo extremos, en donde cada primer extremo se encuentra en comunicación óptica con una pastilla LED de la tercera pluralidad de pastillas LED. De preferencia, la primera pluralidad de pastillas LED emite luz roja, en donde la segunda pluralidad de pastillas LED emite luz azul, y en donde la tercera pluralidad de pastillas LED emite luz verde. De preferencia, la emisión de salida de la serie de pastillas LED produce una luz a una temperatura de color seleccionado . El sumario anterior de la presente invención no se pretende que describa cada modalidad ilustrada o cada implementación de la presente invención. Las figuras y la descripción detallada que siguen ejemplifican, de manera más particular, estas modalidades. Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 es una vista en perspectiva de un sistema de iluminación de acuerdo con una modalidad de la presente invención^. Las Figuras 2 es una vista lateral simplificada en corte transversal de una fuente luminosa utilizada en un sistema de iluminación de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La Figura 3 es una vista en detalle de una porción de la fuente luminosa y la superficie de reflexión de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 4 es una gráfica que representa el trazado de forma de curva de los puntos del reflector que suponen un ángulo de emisión máxima de 80 grados y una separación de 30 micrómetros entre la pastilla LED y el reflector. La Figura 5 es una vista lateral en corte transversal de una modalidad de un elemento de concentración de luz de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 6a muestra un ejemplo de fibra única de recepción de luz y la Figura 6b muestra un ejemplo de un manojo de fibras de recepción de luz. La Figura 7 es una vista parcialmente en despiece de una serie de pastillas LED interconectadas y un conjunto de elementos de concentración óptica utilizados en un sistema de iluminación de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Las Figuras 8-11 son vistas frontales en corte transversal de modalidades alternativas de un conector óptico que es utilizado en un sistema de iluminación de acuerdo con la presente invención. La Figura 12 es una ilustración simplificada del montaje establecido para la manufactura y terminación simultáneas de los elementos de cable.

La Figura 13 es una vista en perspectiva en despiece de un sistema de iluminación de vehículo de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 14 es una construcción de ejemplo de una fuente luminosa de estado sólido de alta densidad de múltiples capas . Las Figuras 15 y 16 son construcciones de ejemplo de una pastilla LED de material fluorescente encapsulada. Mientras que la invención puede ser enmendada con varias modificaciones y formas alternativas, las cuestiones específicas de la misma han sido mostradas por medio de ejemplo en las figuras y serán descritas en detalle. ?? obstante, se entiende que la intención no es limitar Ja invención a las modalidades particulares descritas . Por el contrario, la intención es cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caen dentro del alcance de la invención como es definido por medio de las reivindicaciones adjuntas . Descripción Detallada de la Invención De manera general, los diseños anteriores de iluminación de fibra óptica experimentaron grandes pérdidas de acoplamiento y por lo tanto, eran muy ineficientes. Un sistema de iluminación de acuerdo con l -presente invención proporciona una eficiencia de acoplamiento de luz que es sustancialmente más alta. Además, el sistema de iluminación de la presente invención ofrece una salida incoherente de luz que puede parecer para el observador humano que es generada a partir de un punto único de luz. Además, las modalidades de ejemplo de la presente invención muestran que una serie de pastillas LED puede ser utilizada para proporcionar una fuente remota de alta densidad de luz que puede ser salida en una o más posiciones. Además, las modalidades de ejemplo de la presente invención proporcionan una serie de pastillas LED que pueden ser utilizadas para proporcionar una fuente distante de alta densidad de luz que puede producir un color, o múltiples colores, ya sea en forma individual o simultánea, en una o más posiciones. Además, los colores o las combinaciones de colores de la fuente pueden realizarse en forma intercambiable para adecuarse _ a los requerimientos particulares de las aplicaciones puesto -que .las condiciones de uso varían durante la operación. Otras modalidades de ejemplo son discutidas más adelante. La Figura 1 ilustra una primera modalidad de ejemplo de un sistema remoto de iluminación 100 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Una serie ¦ 102 de pastillas brillantes LED 104 se sitúa en alineación óptica con un conjunto de elementos ópticos 110, los cuales pueden incluir una pluralidad de elementos ópticos pasivos, tal como los lentes de enfoque 112 o los elementos de concentración óptica, tal como los reflectores 120 (véase la Figura 2) . A su vez, el conjunto de elementos ópticos 110 es alineado, en forma óptica, con una serie de guías de onda 124, las cuales pueden incluir una pluralidad de guías de onda óptica, tal como las fibras ópticas 122. La serie de guías de onda 124 puede conectarse, en donde el grado de acoplamiento puede incluir un conector 132 que soporta y/o aloja los extremos de recepción de luz de las fibras 122. El grado de acoplamiento también puede incluir un conector 130 que soporta y/o aloja los extremos de salida de las fibras 122. Las estructuras de conexión de ejemplo que se muestran en las Figuras 8-11, se describen más adelante. Como sería aparente para una persona experta en la técnica dada la presente descripción, los extremos de salida de las fibras 122 podrían ser formados en manojos para configurar una fuente similar a un punto o una serie configurada, tal como una serie lineal, una serie circular u otra serie configurada. Las serie- 102 está constituida de un conjunto de LEDs 104 discretos, tal " como una. serie -de - pastillas o chips LED únicos, los cuales son montados en forma individual y tiene conexiones eléctricas independientes para el control operativo - (más que -una serie LED en -donde todos los LEDs son conectados- .entre si a través de su substrato común de semiconductor) . Las pastillas LED pueden generar un patrón simétrico de radiación, produciendo que sean fuentes deseables "de iluminación para la presente invención. Las pastillas LED son eficientes para la conversión de energía eléctrica en luz y no son tan sensibles a la temperatura como la mayoría de los diodos de láser. Por lo tanto, las pastillas LED pueden operar en forma adecuada solamente con un modesto disipador térmico si se compara con muchos tipos de diodos de láser. En una modalidad de ejemplo, cada pastilla LED se encuentra separada de su vecino (s) más cercano al menos por una distancia que es más grande que el ancho de una pastilla LED. Además, las pastillas LED pueden operarse a una temperatura de -40 a 125° C y pueden tener tiempos de vida operativo que se encuentran en el intervalo de 100,000 horas, si se compara con la mayoría de tiempos de vida de diodos de láser que son alrededor de 10,000 horas o con los tiempos de vida. de los faros delanteros de halógeno de los automóviles que es de 500-1000 horas. En una modalidad de ejemplo, cada una de las pastillas LED tiene una intensidad de salida aproximadamente de 50 lúmenes o más. Las pastillas LED discretas de alta potencia se encuentran comercialmente disponibles a. partir de compañías tales como Cree y Osram. En una modalidad"-de- ; ejemplo, . puede- ser utilizada una serie de pastillas LED (manufacturadas por Cree) , cada una con un área de emisión aproximadamente de 300 µp? x 300 µt?, para proporcionar una fuente luminosa concentrada (en un área pequeña, una alta potencia) . Otras formas de superficie de emisión de luz, tal como las formas rectangulares u otras formas poligonales, también pueden ser utilizadas. Además, en modalidades alternativas, la capa de emisión de las pastillas LED utilizadas puede ser situada en la superficie superior o inferior. En una modalidad alternativa, la serie de LEDs puede ser reemplazada con una serie ¦ VCSEL blanca. La serie de elemento óptico pasivo 110 podría ser utilizada para redirigir la luz emitida que proviene de cada VCSEL hacia una correspondiente fibra 122. Un aspecto de la modalidad ilustrada de la Figura 1 es la correspondencia de uno-a-uno entre cada fuente luminosa, un respectivo elemento óptico pasivo (el elemento de lente, el enfoque, la concentración o el elemento reflectivo) y una correspondiente guía de onda. Cuando- sea energizada, cada pastilla LED 104 actúa como una fuente luminosa individual que lanza la luz hacia una respectiva fibra individual flexible " 122. La presente modalidad de ejemplo incluye fibras de sílice de revestimiento de polímero (tales como aquellas comercializadas de acuerdo con la designación comercial TECS, disponible a partir de 3M Company, St. Paul, MN) de una gran alma (por ejemplo, de 400 µta a 1000 µt?) . Otros tipos de fibras ópticas, tal como las fibras de vidrio convencionales o especializadas también podrían ser utilizadas de acuerdo con las modalidades de la presente invención, en función de parámetros tales como por ejemplo, la longitud (es) de onda de salida de las fuentes de pastilla LED. Además , como será aparente para una persona de experiencia ordinaria dada la presente descripción, también pueden utilizarse otros tipos de guía de onda, tal como guias de onda plana, guías de onda de polímero, o similares, de acuerdo con las presentes enseñanzas . Las fibras ópticas 122 además podrían incluir lentes de fibra en cada uno de los extremos de salida de las fibras ópticas. En forma similar, cada uno de los extremos de recepción de luz de las fibras ópticas además comprende un lente de fibra. La manufactura y la implementación del lente de fibra se describen en las Solicitudes de Patente de los Estados Unidos de propiedad y copendiente Nos. 10/317,734 y 10/670,630, las cuales se incororan en este documento coo referencia. Una modalidad particular de la presente invención, que se ilustra en la Figura 13 , descrita en detalle adicional más adelante, es la implementación de los faros delanteros automotrices excitados de LEDs que utilizan una fibra flexible TECS para interconectar la fuente luminosa con los faros delanteros . Un aspecto de esta modalidad es el acoplamiento eficiente de la luz LED en la fibra TECS, en un modo que produce la luminancia y .-el patrón de haz luminoso que son requeridos con un número reducido de fuentes LED.

Como se ilustra en la Figura 2, el reflector perfilado 120 puede ser adicionado a cada pastilla LED 104 para redirigir la luz que proviene de la pastilla LED 104 hacia una correspondiente fibra 122, la cual puede tener un diámetro de alma de ejemplo aproximadamente de 600 µ?a a 650 µp?. En una modalidad de ejemplo, la estructura dé cada reflector proporciona una colección de luz sin formación de imagen y la distribución de la iluminación hacia las fibras de recepción de luz. Los reflectores perfilados 120 podrían ser elaborados de una película óptica de múltiples capas (MOF) , tal como la película Enhaced Specular Reflector (ESR) disponible a partir de 3M Company, St. Paul, N. Los ejemplos de MOFs son generalmente descritos en detalle en las Patentes de los Estados Unidos Nos. 5, 882,774 y 5, 808,794, las cuales se incorporan como referencia en este documento—en su totalidad. En forma alterna, los reflectores 120 pueden ser formados en una configuración adecuada en un substrato o revestimiento metálico o de plástico o pueden ser recubiertos con un material reflectivo, tal como plata, aluminio o apilamientos reflectivos de múltiples capas de películas inorgánicas delgadas. Por ejemplo, podría formarse una película o revestimiento de plástico moldeado por el proceso de inyección. Las cavidades del reflector que son formadas en el mismo podrían ser revestidas con un material reflejante adecuado. Como se describió en este documento, la serie o conjunto de reflectores puede ser orientado por debajo, alrededor o por encima de las pastillas LED. Además, la cavidad del reflector podría ser llenada con un material de índice de acoplamiento. Con referencia una vez más a la Figura 1, las fibras individuales 122 son colectadas juntas a fin de proporcionar una iluminación remota en una distancia de las fuentes originales de iluminación. En una modalidad particular, las fibras 122 son reunidas en un manojo apretado en un conector de salida 130 que podría reemplazar, por ejemplo, al bulbo o filamento de bulbo en un montaje de luz de estribo o faro delantero de automóvil. Una descripción adicional del montaje de iluminación basado en LED, que es implantado como un reemplazo de bulbo, se describe en la solicitud comúnmente pendiente y de co-propiedad titulada "Solid State Light Device" (No. de Registro de Apoderado 59349US002) , que se incorpora como referencia con anterioridad- Con referencia una vez más a la Figura 2 , en una modalidad de ejemplo, puede ser utilizada una pastilla LED de luz ultravioleta o de luz azul desnuda o sin revestir. En algunas modalidades de ejemplo, la pastilla LED puede ser revestida, de preferencia, sobre una superficie de emisión de luz con una capa de material fluorescente 106, tal como YAG: material fluorescente Ce. La capa de material fluorescente 106 puede ser utilizada para convertir la salida de luz azul de la pastilla LED en una luz "blanca" . En una modalidad alterna, una colección de pastillas LED de color rojo, azul y verde puede ser colocada, en forma selectiva, en una serie o conjunto de las mismas. La emisión que se origina es colectada por la serie de fibras 122 , de modo que la luz emitida desde los extremos de salida de las fibras sea vista por un observador como luz de color o luz "blanca", cuando sean mezcladas juntas en conjunto. Como se muestra en- la Figura 2, la capa de material fluorescente puede ser montada o formada sobre una superficie de emisión de una pastilla LED. En una modalidad de ejemplo de la presente invención, como se muestra en la Figura 15, la capa de material fluorescente - 506 puede ser definida con precisión con .el ¦ fin de - preservar sustancialmente o de reducir la degradación de la desviación de la emisión superficial de la pastilla LED. . ?1 término "preservar sustancialmente" significa que la desviación de la pastilla LED es mantenida o aumentada por un factor de dos o menos . Como se muestra en la Figura 15, una capa de material fluorescente 506-.· «s iformada -sobre una pastilla LED 504, la cual es una superficie montada sobre el substrato 540. En un ejemplo, la pastilla LED 504 es un LED de emisión superficial de color azul o luz ultravioleta. El substrato 540 proporciona una superficie conductiva para el acceso al cátodo y al ánodo de la pastilla LED. Por ejemplo, una o más uniones con alambre 545 pueden ser acopladas desde la superficie de contacto eléctrico 541 del substrato con una o más de las almohadillas de unión 546 situadas sobre la superficie superior de la pastilla LED 504. En forma alterna, una unión con alambre 545. no podría ser requerida para ser unida con la superficie superior de la pastilla LED. La capa de material fluorescente 506 es situada sobre o junto al área de la pastilla LED que corresponde sustancialmente con su superficie de emisión. Se entiende que las pastillas LED normalmente emiten radiación a 'través de más de una superficie. La capa 506 puede ser formada con un espesor sustancialmente uniforme (por ejemplo, aproximadamente de 75 a 150 µt?) y puede ser curada (ya sea parcial o totalmente) . En esta modalidad de ejemplo, la capa 506 puede ser entonces convertida en una forma o formas mediante las técnicas de ablación, corte por matriz u otras técnicas adecuadas con una deformación mínima superficial de manera que se acoplan con la forma de la superficie de emisión de pastilla LED. En forma alterna, podría ser utilizada la falta o el exceso de dimensionamiento de la capa 506, o la configuración de una forma distinta de la forma de la superficie de emisión de pastilla LED. Cuando se utiliza una serie de pastillas LED, la capa de material fluorescente podría ser directamente formada sobre la superficie de cada pastilla LED, o en forma alterna, la capa de material fluorescente puede ser parte de una película separada revestida de material fluorescente selectivamente modelado que sea aplicada en o junto a las superficies de una serie de pastillas LED. La orientación adicional del material fluorescente se discute más adelante y en la solicitud comúnmente pendiente y de co-propiedad titulada "Múltiple LED Source and Method for Assembling Same" (No. de Registro de Apoderado 59376US002) , que se incorpora como referencia con anterioridad. En una modalidad de ejemplo, la capa de material fluorescente 506 es formada como un encapsulante cargado con material fluorescente. Por ejemplo, YAG: material fluorescente Ce y un époxido de curación UV (tal como un époxido de curación UV Norland N0A81) pueden ser utilizados. El encapsulante cargado con material fluorescente puede ser parcial o totalmente curado. En un estado parcialmente curado, el encapsulante de material fluorescente fluirá alrededor de la unión de alambre, encapsulando la unión de alambre y adhiriendo el material fluorescente y la unión de a.lambre con la superficie de la pastilla. Si fuera utilizado material encapsulante hidrofóbico, la conflabilidad de la interconexión eléctrica puede ser mejorada. El encapsulante de material fluorescente puede ser un material de bajo módulo a fin de minimizar los efectos adversos debidos a la elevación/caída de temperatura de la pastilla LED. En este punto, el desequilibrio del coeficiente de expansión térmica (CTE) entre el material de pastilla LED y el material fluorescente puede ser compensado por un encapsulante susceptible de ser deformado. Si el encapsulante de material fluorescente fuera totalmente curado, puede situarse una capa adicional de adhesivo (que tenga aproximadamente el mismo espesor que la unión de alambre) sobre la superficie de la pastilla LED. Por ejemplo, la capa adicional de adhesivo puede ser formada sobre la superficie de pastilla LED mediante las técnicas de deposición o revestimiento por goteo. Por lo tanto, la capa adicional adhesiva puede ser utilizada para encapsular la unión de alambre y el encapsulante de material fluorescente puede ser colocado en contacto libre de ' vacío (por medio -del adhesivo) con la superficie de la pastilla LED. La construcción de la capa anterior de material fluorescente bien definida puede ser utilizada para preservar, de manera sustancial, la desviación de la superficie de emisión de luz de la pastilla LED. En este ejemplo, el área de la capa de material fluorescente es formada de manera que sea aproximadamente la misma que el área de la superficie emisora de luz. Además, el espesor de la capa de material fluorescente puede ser controlado en una cantidad adecuada debido a que a medida que la capa de material fluorescente tenga un aumento de espesor, aumentará la cantidad de luz emitida desde los lados de la capa de material fluorescente. Además, los parámetros de temperatura de color y uniformidad de color pueden ser utilizados para determinar el espesor adecuado de la capa de material fluorescente para aplicaciones particulares. En una modalidad alternativa, que se muestra en la Figura 16, la forma de la capa de material fluorescente puede ser adicionalmente definida para preservar, de manera sustancial, la desviación de la fuente de pastilla LED. En este punto, la pastilla LED 504 es acoplada con el substrato 540, incluyendo la superficie -de contacto 541, por medio de la unión de alambre 545. Una capa de material fluorescente 506 es formada sobre la superficie emisora de luz de la pastilla LED 504 como se describe con anterioridad. Además, las técnicas adicionales de ablación o fragmentación podrían ser utilizadas para formar las superficies en ángulo 507 sobre la capa de material fluorescente 506. Con referencia una vez ' más a la Figura 2, el reflector 120 puede ser utilizado para acoplar la luz emitida de la pastilla LED 104 Jacia la fibra 122. Asimismo, como se muestra en la Figura 2, el reflector puede ser formado, de modo que este pueda deslizarse -sobre la pastilla LED, a fin de que su orificio inferior 123 proporcione un ajuste a presión alrededor del perímetro de la pastilla LED 104. Los diseños alternativos de reflector incluyen el uso adicional de un revestimiento reflectivo sobre el substrato sobre el cual es soportada la pastilla LED. Otros diseños de reflector son descritos en detalle en la solicitud de Patente comúnmente de propiedad y copendiente titulada "Reflective Light Coupler" (No. de Registro de Apoderado 59121US002), que se incorpora como referencia con anterioridad. Un aspecto importante de este sistema óptico es la forma de la superficie reflectiva 121 del reflector 120. El reflector 120 puede ser configurado mediante los procesos de moldeo por inyección, moldeo de transferencia, micro-replicación, estampado, troquelado o termoformado . El substrato en el cual puede -formarse el reflector- 120 (en forma singular o como parte de una serie "de reflectores) puede incluir una diversidad de materiales tales como el metal, el material termoplástico o MOF . El material de substrato utilizado pa a formar' el reflector 120 puede ser recubierto con un revestimiento reflectivo o simplemente puede ser pulido con' e-1 fin -de aumentar su refleetividad . La forma de la superficie reflectora 121 es diseñada para convertir la emisión- isotropica de la pastilla LED, que incluye una pastilla LED revestida con material fluorescente, en un haz luminoso que cumplirá con el criterio del ángulo de aceptación de la fibra de recepción de luz, por ejemplo, una fibra TECS, preserva de esta manera la densidad de energía de la luz emitida desde las pastillas LED. Una vez que la luz emitida por la pastilla LED sea colectada y redirigida por el reflector hacia la fibra de recepción de luz, la fibra (s) puede ser utilizada para transportar la luz hacia una posición distante con una baja pérdida óptica mediante la reflexión interna total. No obstante, las fibras de recepción de luz no sólo sirven para transportar la luz . Además , de acuerdo con las modalidades de la presente invención, al trasladar las fibras de la separación más ancha de la serie de pastillas LED hacia una separación o separaciones más ajustadas, tal como un manojo apretado de fibra de paquete, la luz que proviene de la serie LED ampliamente dispersa puede ser concentrada, de manera efectiva, hacia un área muy pequeña. También, el diseño óptico del alma de fibra TECS de ejemplo _y el x-evestimiento proporcionan la configuración de los haces de luz que emergen de los extremos del manojo, debido a la Apertura Numérica (NA) de las fibras en el extremo de entrada, así como también en el extremo de salida. Como se describió en este documento, las fibras de recepción de luz realizan la concentración de luz y la configuración del haz luminoso, así como también la transportación de la luz .

La desviación, e - A * O = p * A sen2 ? = p * A NA2 en donde O es el ángulo sólido de emisión o aceptación (en estereorradianes) ; A es el área del receptor o emisor, T es el ángulo de emisión o aceptación, y NA es la Apertura Numérica. Por ejemplo, suponiendo una NA de un núcleo de fibra de 0.48 y 600 (/¿m) de diámetro, la desviación que puede ser recibida y transmitida por la fibra es aproximadamente de 0.2 mm2 estereorradianes (sr) . También suponiendo que una superficie máxima de emisión de una pastilla LED de ejemplo sea aproximadamente de 300 µ? x 300 µt? (o 90,000 µ??2) y que, en las implementaciones de ejemplo con el material fluorescente, la pastilla LED tenga una distribución de intensidad casi isotrópica o Lambertiana. Suponiendo un ángulo a la mitad de 80 grados, la desviación de la pastilla LED seria aproximadamente de 0.28 mm2 sr. Por lo tanto, mientras que no toda la luz que proviene de la pastilla LED podría ser colectada por la fibra, un porcentaje muy alto de luz (50% o..mayor) puede ser colectado y transmitido por la fibra de recepción de luz utilizando el diseño y orientación de la superficie del reflector descritos en este documento. Como se mencionó con anterioridad, en una modalidad de ejemplo en donde es utilizada una capa de material fluorescente para convertir la salida de luz en luz "blanca", el tamaño y/o el espesor de la capa de material fluorescente puede ser limitado con el fin de preservar la desviación de la superficie de emisión de la pastilla LED. La mejora o la optimización de la forma del reflector pueden aumentar o inclusive puede maximizar la transferencia de luz hacia la fibra. La geometría general para optimizar la forma del reflector para una fuente luminosa distribuida con una emisión casi Lambertiana se muestra en la Figura 3 , la cual es un detalle de la superficie de reflexión 121 de la Figura 2 con la nomenclatura del ángulo y el eje de coordenadas adicionadas. La geometría general en la Figura 3 muestra que para un punto dado sobre la superficie de espejo, la luz que proviene de la pastilla LED choca con la superficie de espejo en un ángulo de llegada Además, este punto sobre el espejo es situado en (x, y) y en este punto el espejo hace un ángulo de <j)j con relación al plano vertical. El haz luminoso reflejado de la superficie del espejo puede entonces ser mostrado que se encuentra en un ángulo de ?? - 2 * (f>j = ángulo de entrada con relación al plano vertical que será el ángulo de entrada hacia la fibra. Las restricciones de iluminación que son impuestas por la fibra y el LED en este ejemplo son: 1. El tamaño de la fuente del LED/material fluorescente: 300 micrómetros de diámetro. 2. Los ángulos de emisión del LED/material fluorescente: ± 80°. 3. El tamaño de la fibra TECS: 600 micrómetros de diámetro del alma. 4. El ángulo de aceptación de la fibra TECS: NA 0.48 = ángulo de entrada ± 28.7°. Algunas suposiciones pueden realizarse para simplificar el análisis hasta algún alcance de la generalidad. Las limitaciones del siguiente análisis son: • El tamaño total de la fuente no es considerado, puesto que este es rectangular, no circular como en este modelo-el tamaño actual de la fuente es de 300 micrómetros por 300 micrómetros cuadrados. • La luz en un ángulo alto que es emitida desde cía parte de la pastilla LED más cercana al reflector ¦ es imperceptible . Las suposiciones de análisis son: • La luz es reflejada (o entra directamente) en la fibra en un ángulo menor que el ángulo de aceptación de ± 28.7°. Por lo tanto, la restricción sobre el haz luminoso reflejado es de = 28.7°.

• El ángulo de emisión de luz del LED/material fluorescente es casi isotrópico y podría variar la mitad del ángulo de 0 a 80° del plano vertical. El ángulo máximo de 80° es utilizado para establecer las coordenadas (x, y) del primer punto de análisis. • Los ángulos de emisión menores de 28.7° se supone que entran directamente en la fibra. • La configuración es simétrica, en forma rotacional (véase las Limitaciones anteriores) . Para el análisis, el punto más bajo sobre la curva del reflector se supone que es en un ángulo incidente controlado por el ángulo máximo de emisión ?± = 90-80=10°. Entonces, ésta suposición define, para un valor de x, la y o la posición del reflector con la orientación f-j . Por ejemplo, si fuera supuesto que el reflector .inicia a 30 micrómetros hacia la derecha del LED .104 en la Figura 2, la posición (x, y) del primer punto sobre el reflector es calculada para que sea 330* tan(90-80) ó 58 micrómetros. Una vez que sea conocida la posición y del punto del reflector, el ángulo mínimo al punto más cercano sobre el LED/material fluorescente puede calcularse como tan"1^ (y) / (x-300) ) , suponiendo que el sistema de coordenadas x inicia en el borde más lejano del LED (que se supone es redondo, en este ejemplo) a 300 micrómetros de distancia. Para el punto de ^reflexión en y = 58 micrómetros, el ángulo mínimo de emisión es de 27.3°.

Con los ángulos mínimo y máximo de emisión ?? calculados, el ángulo de reflexión máxima y mínima (j)j puede ser calculado, de manera que el rayo reflejado entraría en la fibra utilizando la Ecuación 1 y la primera restricción anterior. Continuando con el ejemplo, el ángulo del reflector puede estar aproximadamente entre 0.7° y 25.7°. Entonces, la forma del reflector puede ser numéricamente estimada al repetirse el cálculo para distintos ángulos menores que el máximo de 80 °. En la Tabla 1, el ángulo es disminuido por incrementos de un grado hasta el ángulo de aceptación de la fibra, aproximadamente de 29°. Con la serie de valores (x, y) para el reflector, el ángulo incremental del reflector, que es generado por este procedimiento, puede entonces ser estimado a partir de la derivada local (diferencia) de los dos pares (x, y) más cercanos al punto seleccionado (x, y) . En el ejemplo para el ángulo máximo de 80°, -el ángulo inicial del reflector es de 17.5°. A partir de_la -gráfica7 la regresión polinomial que se ajusta para la curva generada por este procedimiento es y = 5E-06X4 - 0.0068?3 + 3.6183X2 - 859.5x + 76443 (R2 = 1.0) .en donde, como se muestra en la Figura 3, el origen del sistema de coordenadas se encuentra en el borde izquierdo del LED (que se supone redondo) . La Tabla 1 de más adelante muestra los cálculos de ejemplo para un ángulo "máximo de emisión de 80° y una separación de 30 micrometros a partir del borde del LED hasta el borde del reflector. De la Tabla 1, los valores calculados de <|>j para la curva actual a su vez, son calculados en la última columna de la tabla de más adelante . Estos valores son codificados en negritas si el actuar reflector reflejará la luz LED en la fibra y en letras itálicas si alguna de la cantidad de luz LED será reflejada fuera del ángulo de aceptación de la fibra. Los cálculos muestran que con la excepción de la parte superior de la superficie de espejo, la luz emitida puede ser reflejada hacia la fibra. La Figura 4 es una gráfica de la forma de curva de los puntos del reflector que se delinean en el texto que supone un ángulo máximo de emisión de 80 grados y una separación de 30 micrometros entre el LED y el reflector. Esta figura muestra tres representaciones basadas en el modelo circular de pastilla. La gráfica central Y representa el círculo mínimo inscrito a partir del centro de la pastilla LED hasta un borde más cercano, la diagonal Y representa el círculo máximo circunscrito a partir del centro de la pastilla hasta una esqui-na, y el polinomio (Y central) es un ajuste del polinomio de- los .datos centrales Y. Se observa que mientras un 4to orden polinomial es un ajuste exacto, el 2do orden polinomial tiene una R2 = 0.997. Al menos un método para la realización de la porción superior de la superficie de espejo también refleja la luz en la fibra, serla realizar la curva discontinua a intervalos, por ejemplo, realizando la porción superior de 400 micrometros simplemente vertical ((|>j = 0) .

Tabla 1 Ángulo ángulo máx. y min. <j>mín. >max *i 80 330 58.2 27.3 -0.7 25.7 17.5 79 332 64.5 26.4 -1.2 25.2 17.2 78 334 71.0 25.6 -1.5 24.7 16.9 77 336 77 .6 24.9 -1.9 24.2 16.6 76 338 84.3 24.3 -2.2 23.7 16.3 75 340 91.1 23.7 -2.5 23.2 16.0 74 342 98.1 23.2 -2.8 22.7 15.7 73 344 105.2 22.7 -3.0 22.2 15.4 72 346 112.4 22.3 -3.2 21.7 15.1 71 348 119.8 21.8 -3.4 21.2 14.8 70 350 127.4 21.4 -3.6 20.7 14.5 69 352 135.1 21.0 -3.8 20.2 14.2 68 354 143.0 20.7 -4.0 19.7 13.9 67 356 151.1 20.3 -4.2 19.2 13.6 66 358 159.4 20.0 -4.3 18.7 13.3 65 360 167.9 19.7 -4.5 18.2 13.0 64 362 176.6 19.3 -4.7 17.7 12.7 63 364 185.5 19.0 -4.8 17.2 12.3 62 366 194.6 18.7 -5.0 16.7 12.0 61 368 204.0 18.4 -5.1 16.2 11.7 60 370 213.6 18.1 -5.3 15.7 11.4 59 372 223.5 17.9 -5.4 15.2 1 1.1 58 374 233.7 17.6 -5.6 14.7 10.8 57 376 244.2 17.3 -5.7 14.2 10.5 56 378 255.0 17.0 -5.8 13.7 10.2 55 380 266.1 16.7 -6.0 13.2 9.9 54 382 277.5 16.5 -6.1 12.7 9.6 53 384 289.4 16.2 -6.2 12.2 9.3 52 386 301.6 15.9 -6.4 11.7 9.0 51 388 314.2 15.6 -6.5 11.2 8.7 50 390 327.2 15.4 -6.7 10.7 8.4 49 392 340.8 15.1 -6.8 10.2 8.1 48 394 354.8 14.8 -6.9 9.7 7.8 47 396 369.3 14.6 -7.1 9.2 7.6 46 398 384.3 14.3 -7.2 8.7 7.3 Tabla 1 (Continuación) Ángulo ángulo máx. X y min. fp???. <|>max 4u 45 400 400.0 14.0 -7.3 8.2 7.0 44 402 416.3 ' 13.8 -7.5 7.7 6.7 43 404 433.2 13.5 -7.6 7.2 6.5 42 406 450.9 13.2 -7.7 6.7 6.2 41 408 469.4 13.0 -7.9 6.2 5.9 40 410 488.6 12.7 -8.0 5.7 5.7 39 412 508.8 12.4 -8.1 5.2 5.4 38 414 529.9 12.1 -8.3 4.7 5.2 37 416 552.1 11.9 -8.4 4.2 4.9 36 418 575.3 1 1.6 -8.5 3.7 4.7 35 420 599.8 1 1.3 -8.7 3.2 4.4 34 422 625.6 1 1.0 -8.8 2.7 4.2 33 424 652.9 10.8 -9.0 2.2 4.0 32 426 681.7 10.5 -9.1 1.7 3.7 31 428 712.3 10.2 -9.2 1.2 3.5 30 430 744.8 9.9 -9.4 0,7 3.3 29 432 779.3 9.6 -9.5 0.2 3.1 28 434 816.2 9.3 -9.7 -0.3 Los diseños anteriores de reflector pueden ser implementados en un patrón de serie en un número de distintas implementaciones . Por ejemplo, la Figura 7 muestra una serie de ejemplo de fuentes de pastilla LED 104, acopladas con el medio de interconexión eléctrica 142, que pueden ser situadas sobre una capa de circuito 141 (tales como los circuitos flexibles o circuitos flexibles semi-aditivos, que incluyen los Circuitos Flexibles 3 MR (o Flex) disponibles a partir de 3 Company, que pueden ser situados sobre un -substrato. Las pastillas LED 104 pueden ser montadas en la superficie de la capa 141 o, en una alternativa, pueden ser rebajadas en las aperturas de recepción formadas en la capa de circuito flexible . Como una alternativa a las conexiones de unión de alambre discutidas con anterioridad, una interconexión eléctrica alternativa de la serie LED se hace posible cuando se utilizan los circuitos flexibles. Por ejemplo, pueden formarse conductores en voladizo mediante la remoción química del dieléctrico, por ejemplo, de la poliimida. Este proceso puede dejar un (o dos) conductor (es) en voladizo para la unión ultrasónica o de alambre con el contacto eléctrico en la pastilla LED. Estos conductores de interconexión en voladizo podrían ser más pequeños que los alambres de unión de alambre y son sustancialmente planos . Como se mencionó con anterioridad, los elementos de material fluorescente 106 pueden ser utilizados para convertir la longitud de onda de salida de la .luz que proviene del espectro de emisión .de pastilla LED hacia el espectro deseado de iluminación. Asimismo, una correspondiente serie o conjunto de reflectores 120 puede ser utilizado, formando una serie 110 de elementos ópticos pasivos, que pueden ser configurados en un revestimiento microreplicado de reflector 111, para acoplar con -eficiencia la luz que proviene de las pastillas LED con una serie de acoplamiento de fibras ópticas 122, tal como las que se muestran en la Figura._1; El revestimiento del reflector podría comprender u MOF (tal como el que se encuentra disponible a partir de 3M Company) , con cavidades abiertas del reflector formadas en el mismo. En forma alterna, el revestimiento 111 puede comprender los reflectores 120 elaborados a partir de un material moldeado por el proceso de inyección con revestimientos reflectivos (por ejemplo, plata, aluminio, oro, apilamientos dieléctricos inorgánicos, o similares) situados o revestidos sobre las paredes interiores (tal como la superficie 121 de la Figura 2) . En forma alterna, los reflectores 120 pueden ser formados utilizando una hoja de metal estampada o troquelada de formas de reflector. Además, la capa de material fluorescente 106, tal como la descrita con anterioridad, puede ser modelada en forma selectiva si se incorpora un patrón de material fluorescente sobre la parte superior o inferior de la capa de la serie 110. Mientras que la Figura 7 muestra una serie cuadrada de pastillas LED, una serie regular o irregular de fuentes luminosas LED con los elementos ópticos asociados, la interconexión eléctrica, los elementos de material fluorescente y las formas reflectivas podrían ser utilizadas en función de los requerimientos de la aplicación. Además, con este diseño de ejemplo, las marcas de referencia 149 pueden ser utilizadas para alinear las respectivas capas de serie. Una construcción de múltiples capas de ejemplo para una fuente de múltiples pastillas LED se describe más adelante con referencia a la Figura 14.

La Figura 5 muestra una estructura de montaje o substrato 140 de ejemplo para la pastilla LED 104. El substrato 140 puede proporcionar una trayectoria térmica de baja resistencia para conducir el calor fuera de la pastilla LED 104. En esta modalidad de ejemplo, la pastilla LED 104 es situada en una cavidad 151, en donde la pastilla LED sin revestimiento 104 puede ser unida con el substrato 140 a través de una unión convencional, mediante la utilización de una unión de pastilla de reflujo de soldadura o de metal (por ejemplo, Au-Sn) . El substrato 140 también puede soportar una capa de circuitos. En esta modalidad de ejemplo, el substrato 140 puede ser recubierto con un revestimiento reflectivo 143. Además, como se muestra en la Figura 5, un conductor en voladizo 148 es unido sobre la pastilla LED a partir de la capa de interconexión de circuito. En la Figura -5, el material fluorescente 106 puede ser situado en la parte inferior del xeflector, revestido sobre una hoja laminada en la parte inferior del reflector, puede ser modelado en forma selectiva sobre una hoja laminada en la parte inferior del reflector o, en un método preferido, puede ser depositado sobre l -parteosuperior-de la pastilla LED. En una modalidad de ejemplo, una capa de circuito de interconexión, rígida o flexible, puede utilizarse para proporcionar la interconexión. Como se describió en este documento, los materiales de circuito flexible se encuentran disponibles a partir de 3M Company. En el ejemplo que se muestra en la Figura 5, una porción dieléctrica 145 (por ejemplo, poliimida) de la capa de circuito flexible puede situarse sobre el revestimiento reflectivo 143. Además, una porción conductivas 147 de la capa de circuito flexible, tal como un conductor de cobre y/u otra metalización (por ejemplo, Ni/Au) puede situarse sobre la porción de poliimida 145 para su interconexión. En forma alterna, la capa de circuito flexible puede ser invertida, y la pastilla desnuda LED puede residir en una porción rebajada de la superficie de poliimida, directamente sobre la capa de metal/circuito 147. En esta implementación alternativa, no es necesario que sean formadas cavidades en el material de substrato 140. Un material eléctricamente aislante con una buena conductividad térmica puede situarse entre la porción conductivas de circuito flexible y el substrato, en función de los requerimientos de unión eléctrica de la pastilla. Las implementaciones de ejemplo de los circuitos de interconexión se describen en la solicitud concurrentemente pendiente y de co-propiedad titulada "Illumination Assembly" (No. de Registro de Apoderado 59333US002) , que se incorpora como referencia con anterioridad. Una modalidad de un funcionamiento posiblemente más bajo, aunque quizás una modalidad alternativa de costo más bajo, puede incluir un epóxido convencional FR4 basado en una estructura de placa de alambrado impreso para la interconexión eléctrica. Todavía en otra modalidad, un circuito de bajo costo puede ser preparado mediante el modelado de epóxido conductivo o tinta conductiva sobre un substrato adecuado según se requiera para conectar la serie de pastillas LED. Como se mencionó con anterioridad, una fibra de uno-a-uno en la correspondencia de pastilla LED puede proporcionar una mejor eficiencia de iluminación. Como una ilustración de este principio, la Figura 6a muestra una fibra única 125, con un alma 125a y un revestimiento 125b. La Figura 6b muestra un manojo 127 de diecinueve fibras 125. Por ejemplo, el área efectiva de un haz de luz que es necesaria para iluminar el manojo 127 es aproximadamente de 0.011 centímetros cuadrados (0.0017 pulgadas cuadradas), para las fibras 125, cada uno de las cuales tiene un diámetro exterior de 0.028 pulgadas con un diámetro de alma aproximadamente de 650 micrómetros . El área de las diecinueve almas de fibra de transmisión de luz 127 es aproximadamente de 0.0065 centímetros cuadrados (0.0010 pulgadas cuadradas). Con una fuente luminosa que se supone que es uniformemente-distribuida, la cantidad de luz acoplada en una guía de onda es proporcional con el área de entrada de la guía de onda; por lo tanto, la relación de eficiencia del acoplamiento de luz en esta figura es de .0010/.0017, o aproximadamente del 60%.

Una ventaja de la presente invención es un lanzamiento eficiente de luz hacia las fibras individuales de un manojo de fibras. Si se utilizara una fuente única, por ejemplo, la eficiencia podría caer en forma significante debido a los ángulos no controlados de lanzamiento de luz y al acoplamiento de luz en el revestimiento de fibra y los espacios intersticiales entre las fibras en el manojo. Por lo tanto, los sistemas tradicionales, que no acoplan un LED individual con una fibra correspondiente, podrían perder de 25 a 40% de la luz emitida debido a los espacios oscuros entre las fibras en el manojo. Estos sistemas requerirían entonces la formación de manojos apretados de más fibras y todavía producirían una menor cantidad de luz concentrada. En contraste, en la presente invención, las fibras de recepción de luz pueden ser entonces traídas hacia . na serie de salida muy apretada en base al diámetro de las fibras, lo cual produce de esta manera una emisión concentrada muy compacta de luz . Debido a que las fibras individuales de recepción de luz de la presente invención tienen un diámetro relativamente pequeño, éstas podrían ser dirigidas y dobladas como un manojo, y el manojo podría tener una sección transversal de distintas formas geométricas, tal como circular, helicoidal, rectangular o de otras formas poligonales . Las modalidades de ejemplo de la presente invención permiten que una fuente remotamente energizada sea concentrada y redirigida hacia los lugares en donde la energía de iluminación no puede ser normalmente obtenida en un modo eficiente. Por ejemplo, en la aplicación de' los faros delanteros de un vehículo, tal como se ilustra en la Figura 13 , la invención proporciona una fuente luminosa altamente concentrada que tiene un tamaño y formas similares a un filamento de lámpara, de modo que la luz emitida puede ser configurada y proyectada por medio de una superficie reflectiva o un elemento refractivo. La Figura 13 muestra una modalidad de un sistema remoto de iluminación 300 para un vehículo motor que incluye un acoplador 301 que conecta la fuente de energía vehicular (no se muestra) con una serie de pastillas LED 304. Las pastillas LED 304 pueden ser montadas en la superficie sobre una capa de circuito de interconexión 341 que puede .situarse sobre un substrato 340, pueden elaborarse -partir de un material térmicamente conductivo, tal como se describió con anterioridad.. En esta modalidad una serie de formas de reflector 320 puede situarse, tal como mediante la unión, sobre la capa de circuito de interconexión., de modo que cada pastilla desnuda sea rodeada sobre su perímetro por una superficie reflectiva. La luz emitida a partir de las pastillas LED y colectada/concentrada por la serie de reflectores puede ser opcionalmente dirigida hacia un conjunto de lentes 312, los cuales pueden enfocar la luz emitida hacia los extremos de entrada de las correspondientes fibras 322. Como se muestra en la Figura 13 , un conector de entrada 332 puede ser utilizado para sujetar los extremos de entrada de las fibras 322. En esta modalidad de ejemplo, las fibras individuales pueden ser formadas en manojo en dos conjuntos de fibras 351 y 352, de modo que la luz pueda salir en diferentes posiciones (por ejemplo, los faros delanteros izquierdo y derecho 374 y 375 del vehículo) . Los conectores de salida 331A y 331B pueden utilizarse para sujetar los conjuntos de manojos de fibras en sus respectivos faros delanteros. De este modo, puede utilizarse un faro delantero "f ío", puesto que la fuente de calor (es decir, la fuente de generación de luz-la serie de pastillas LED) se encuentra distante de la eventual área de salida de iluminación. Este arreglo puede reducir el daño de calor a los elementos óptico situados en el faro delantero, tal como los reflectores, los revestimientos, los lentes y otros dispositivos ópticos asociados . En otra modalidad de ejemplo, el sistema de iluminación, tal como el sistema 30? -que se muestra en la Figura 13, además puede incluir un sensor infrarrojo. En esta modalidad alternativa, uno o más de la serie de pastillas LED puede comprender una pastilla LED de emisión infrarroja. Estas pastillas LED infrarrojas pueden ser pastillas ' convencionales LED IR, tal como aquellas que se encuentran disponibles a partir de Honeywell. El sistema además puede incluir un detector convencional IR que recibe una señal IR. Esta modalidad alternativa puede utilizarse para aplicaciones de detección de colisión. Además, otros tipos de sensores, por ejemplo, sensores de luz ambiental, pueden emplearse para aplicaciones de reducción o disminución gradual automática y/o para el encendido de las luces en forma automática en periodos de oscurecimiento del crepúsculo vespertino. Por lo tanto, en esta modalidad alternativa, el sistema de iluminación de la presente invención puede proporcionar tanto iluminación como telemetría. En forma alterna, puede incluirse un dispositivo transceptor infrarrojo, construido como una parte integral, o separado, del sistema de iluminación. Las Figuras 8-11 ilustran varias modalidades de ejemplo de conector que pueden proporcionar una construcción de bajo costo y pueden utilizarse en los sistemas y montajes de iluminación descritos en este documento. La Figura -8 ilustra un diseño para un conector de entrada 132a que facilita la carga superior o inferior de las fibras 122 y permite que una serie n x n de fibras a un paso determinado que corresponderían con el conjunto de fuentes luminosas en el extremo de entrada del montaje de cable de fibra. En esta modalidad de ejemplo, el conector 132a es formado a partir de una construcción de dos piezas, con una porción superior 133 que tiene los dientes 135 diseñados para embragar con las fibras 122 en la pieza inferior 134. La porción inferior de conector 134 puede incluir las ranuras 136 que reciben las fibras 122 y los dientes 135 a fin de proporcionar un montaje seguro. Ésta estructura no solamente permite un montaje de bajo costo, sino que también permite el ensamble de una serie de dos dimensiones en una etapa. Otros diseños de conector de dos dimensiones pueden requerir el "apilamiento" de capas de conectores de ranura en forma de V. La Figura 9 ilustra un conector de entrada de serie n x n 132b en donde las fibras 122 podrían ser instaladas desde la parte superior y la parte inferior. El conector 132b de esta modalidad de ejemplo es formado a partir de una construcción de tres piezas, en donde el conector incluye una porción central 131 que tiene las ranuras de recepción de fibras 138 que son encerradas por una porción superior 133' y una porción inferior 134' . En forma alterna, el conector 132b puede ser configurado a partir de una construcción única integrada. Éste diseño también permite la elaboración del conector de dos dimensiones en una etapa. Para conseguir esto.,.,:.la máquina de ensamble en la Figura 12 podría tener, por ejemplo, dos series de fibras en lugar de una serie ancha lineal de fibras. La Figura 10 ilustra un diseño para un conector de entrada 132c con la carga superior e inferior, en donde los espaciadores 139 son utilizados para establecer el paso de columna entre las fibras. Éste diseño también elimina la necesidad de apilar las capas de ranura-V, mediante la inserción de los "espaciadores" para crear la serie de dos dimensiones . La Figura 11 ilustra un diseño para el conector de salida 130 para el montaje de cable de fibras. Éste diseño puede ser para la carga superior y puede acomodar un empaque denso de las fibras 122 a fin de proporcionar una fuente concentrada de iluminación. Otros diseños de conector también pueden utilizarse como sería aparente para una persona de experiencia ordinaria en la técnica dada la presente descripción. La Figura 12 ilustra un procedimiento de montaje automático que podría emplearse para construir estos dispositivos. Esta figura representa un proceso para el Montaje de Cable en Línea (INCA) que proporciona la capacidad para manufacturar y terminar, en forma simultánea, los montajes de cable. El proceso INCA se describe por ejemplo, en las Patentes de co-propiedad de los Estados Unidos Nos . 5 , 574,817 y 5, 611,017, las descripciones de las cuales se incorporan en este documento como referencia. El sistema INCA 200 consiste de una serie de carretes de fibra N 202, con las fibras alimentando la máquina de montaje INCA 210. Las fibras 222 son traídas hacia una serie con un avance o paso particular deseado utilizando un peine de guía separado con precisión 212. Por . lo regular, este paso será el paso requerido para terminar un diseño particular de conector. Una vez en el avance o paso, las fibras son dirigidas hacia una estación de montaje de conector 230, en donde los componentes del conector, que consisten al menos de una parte inferior de conector 231 y una cubierta de conector 232, son movidos hacia la posición por encima y por debajo de la serie de fibras. A intervalos predeterminados, a lo largo de la extensión de la serie de fibras, la parte inferior de conector 231 y la cubierta 232 serán reunidas para alinear adicionalmente, y posteriormente, para capturar las fibras de la serie. El montaje de conector puede ser mecánica o adhesivamente unido con las fibras a fin de crear un montaje terminado de cable, tal como a través del uso de los rodillos de laminación 240 y una cinta adhesiva 242. Si fuera ensamblado un conector único, la salida de la máquina serían cables o conductores flexibles de conexión (el cable-r con un conector en un extremo) . Mediante la instalación de dos conectores en las posiciones opuestas, ligeramente separados, los cables de acoplamiento de conexión 250 (el cable con conectores en ambos extremos) serían salidos de la ímquina. A partir del punto de la conexión, el conector ensamblado y las fibras continúan a través de la máquina y es instalado un forro protector de cable sobre la serie de fibras y los conectores .

I La Figura 14 muestra una vista en despiece de una construcción de ejemplo de una fuente luminosa de estado sólido de alta densidad de múltiples capas 400, que puede ser acoplada con fibras ópticas a fin de proporcionar una fuente remota, consistente con las modalidades descritas con anterioridad. Una primera capa, o substrato 440, es seleccionada para proporcionar una base para el soporte de una serie de pastillas LED 404. Como se describió con anterioridad, el substrato 440 puede comprender un material con una alta conductividad térmica, tal como cobre, o similares. Además, el substrato 440 puede ser eléctricamente conductivo y puede proporcionar un cable de interconexión de energía o conexión a tierra para la serie de pastillas LED 404. Las pastillas LED 404 pueden ser unidas con el substrato -440 "utilizando técnicas convencionales, - que incluyen la soldadura, los .adhesivos, o -similares. Una capa adhesiva 405 puede entonces colocarse sobre las pastillas LED. La capa adhesiva 405 puede incluir un patrón de cortes sesgados que corresponden con la posición y -el paso de .las pastillas LED. A fin de proporcionar las. /conexiones eléctricas, la capa de circuito flexible de patrón o- -configurada- ??1. puede ser colocada entonces sobre la capa adhesiva de patrón 405. La capa de circuito flexible 441 incluye una red conductora eléctrica 442 que proporciona el: "contacto con las pastillas LED 404. Normalmente, las pastillas LED requieren dos conexiones eléctricas, en algunos diseños, una conexión se encuentra sobre la parte superior de la pastilla LED y la otra se encuentra en la parte inferior de la pastilla LED y en otros diseños, ambas conexiones se encuentran en la parte superior. En esta modalidad de ejemplo, la capa de circuito flexible 441 incluye cortes sesgados que corresponden con la serie de pastillas LED. Las conexiones superiores en las pastillas LED son elaboradas por medio de las redes de circuito 442 sobre la capa de circuito flexible 441 y las conexiones inferiores pueden realizarse a través del substrato 440. Las marcas de referencia 449 pueden utilizarse para garantizar una alineación adecuada entre el substrato y la capa de circuito flexible 441. ün conjunto de elementos ópticos pasivos 410, tal como los reflectores 420 formados en una hoja microreplicada de reflector 441, puede utilizarse para proporcionar el acoplamiento de la luz emitida a partir de las pastillas LED con la correspondiente _serie de guías de onda óptica. En esta modalidad de ejemplo, la lámina u hoja 411 incluye un conjunto reflectores 420. Los reflectores 420, consistentes con las modalidades descritas con anterioridad, pueden ser formados en una película óptica de múltiples capas o, en forma alterna, pueden comprender formas moldeadas, maquinadas o estampadas que sean configuradas a partir de una hoja reflectiva (por ejemplo, de plástico, metálica) que sea modelada en el mismo paso que las pastillas LED. Además, los reflectores también pueden incluir una forma de lente dentro de la cavidad del reflector. Además, los materiales fluorescentes de patrón pueden ser incluidos en las cavidades del reflector, o pueden ser unidos con la parte superior o la parte inferior de la hoja 411. Una capa adhesiva adicional de patrón 445 puede utilizarse para unir el conjunto 410 con la capa de circuito flexible 441. Una vez más, las marcas de referencia 449 pueden ser utilizadas para la alineación. El material adhesivo puede ser seleccionado a fin de proporcionar una alta resistencia de unión y/o aislamiento entre el substrato y el conjunto reflectores. Además, el material adhesivo puede mitigar los esfuerzos debidos a cualquier desajuste entre el coeficiente de expansión térmica (CTE) del substrato y el revestimiento del reflector. En una modalidad alternativa, la posición de la capa de circuito flexible y el conjunto reflectores puede ser intercambiada. Por ejemplo, los conductores de la capa de circuito flexible pueden ser dirigidos a través de la cavidad del reflector para-,unirse con las almohadillas de unión de la pastilla LED. Los montajes y sistemas de iluminación descritos con anterioridad poseen varias ventajas con respecto a los sistemas anteriores. En primer lugar, pastillas LED más pequeñas, tal como las descritas con anterioridad, con salidas más bajas de calor pueden utilizarse sin sufrir pérdidas en la intensidad de iluminación. En los ejemplos discutidos con anterioridad, las pastillas LED en la serie son físicamente separadas para evitar los lugares o sitios calientes térmicos en la estructura de montaje. Ésta estructura permite que las pastillas LED sean eléctricamente excitadas con más fuerza, con una mayor iluminación de salida (y por lo tanto, un haz de salida más brillante -emitido a partir de los extremos de salida de las fibras) . El empaque a presión de grandes cantidades de pastillas LED es una preocupación de conflabilidad a largo plazo debido al calentamiento local, incluso con un mecanismo de conducción térmica globalmente eficiente, puede provocarse una vida útil reducida del LED y en casos extremos, fallas catastróficas. La separación de las pastillas LED a mayor distancia que el ancho de las pastillas LED permite que una cantidad razonable de substratos térmicamente conductivos extraigan el calor de la serie de LEDs sin que se presenten sitios o lugares calientes locales . Las pastillas LED también podrían ser operadas con seguridad a corrientes y salidas de luz más altas que las señaladas en las especificaciones normales de operación, si fuera proporcionada una suficiente extracción de calor. Además, si se compara con las fuentes luminosas de filamento, la serie de pastillas LED de la presente invención, no genera un calentamiento intenso en el haz luminoso dirigido hacia delante, lo cual puede originar el calentamiento de filamento. Este calor intenso puede provocar daños a los lentes de polímero y los montajes del reflector que algunas veces son empleados en los elementos de iluminación, tal como los faros delanteros del automóvil. Una segunda ventaja es una fibra por acoplamiento LED. Los sistemas anteriores son acoplados con series densas de LEDs en una fibra de gran diámetro o manojo de fibras. Las series densas de LEDs tienen los problemas de conflabilidad mencionados con anterioridad, aunque su implementación ha sido justificada que proporciona la mejor eficiencia para el acoplamiento de. luz en la fibra (a expensas de la confiabilidad) . Cuando se proporciona una fibra por fuente LED, se permite que las pastillas LED sean físicamente separadas, minimizando los efectos térmicos localizados por las concentraciones densas de LEDs como se discutió con anterioridad. Otra ventaja es el alambrado de interconexión eléctrica. Una capa delgada (por ejemplo, de 25 a 50 micrómetros) de alambrado eléctrico que es ejemplificado por los circuitos flexibles, tal como los circuitos flexibles descritos con anterioridad, proporciona la interconexión eléctrica, alguna conducción térmica de calor a partir de la pastilla y una estructura plana de interconexión eléctrica que puede ser laminada. La totalidad de la construcción que se origina es una capa muy delgada, de modo que el funcionamiento óptico de esta capa no es crítico. La capa delgada plana permite que la totalidad de la serie sea laminada en un bloque sólido altamente confiable o en un bloque casi sólido de material con la serie LED (sobre un substrato) unida con la capa de interconexión eléctrica, la cual a su vez, puede ser unida con el revestimiento del reflector. Las ventajas de las implementaciones particulares de los circuitos de interconexión son descritas en la solicitud pendiente y de co-propiedad titulada "Illumination Assembly" (No. de Registro de Apoderado 59333US002) , que se. incorpora como referencia con anterioridad- Una ventaja adicional de los dispositivos de iluminación descritos en este documento, es la laminación o encapsulado del montaje total. Debido a que la serie de LEDs y las cavidades de reflector podrían ser rellenadas con un material sólido, por ejemplo, un epóxido o un pol icarbonato moldeado, la ~"tota.Lidaid del montaje podría ser laminado en un bloque sin vacíos . Los vacíos en el equipo eléctrico pueden ser problemas de conflabilidad en algunas aplicaciones debido a que el agua tiende a colectarse en los vacíos de polímero, conduciendo a problemas de confiabilidad a largo plazo . Asimismo, un reflector de formación de haz luminoso puede ser situado en la parte frontal de la pastilla LED. Además, la estructura del reflector podría ser elaborada a partir de OF , que puede ser delineada en la forma del reflector mientras que retiene la ref lectividad sobre las longitudes de onda de luz visible y sobre un intervalo amplio de los ángulos de inc idencia . Otra ventaja es que la colocación del material fluorescente que se describe con anterioridad, proporciona un color seleccionado de salida, ios intentos anteriores utilizan el material fluorescente en la cavidad para sujetar o mantener el LED. Ésta deposición del material fluorescente a granel requiere cantidades significantes de material fluorescente que es relativamente costoso y, debido a que el material fluorescente emite luz en forma. isotrópica est-e degrada inherentemente la desviación de la fuente LED haciendo que el LED parezca más grande que su tamaño actual. Esto a su vez, puede reducir en forma significativa la eficiencia de acoplamiento de la luz en una fibra u otra guía de onda, como se describió en las modalidades anteriores.

El material fluorescente 106, tal como se muestra en la Figura 5, puede ser revestido sobre una hoja y laminado en la estructura en la parte inferior (o superior) del reflector, o puede ser directamente depositado sobre la superficie del LED . La utilización de una capa revestida de material fluorescente origina una capa delgada muy uniforme de material fluorescente en un aglomerante que convierte, de manera eficiente, la energía LED en luz "blanca" . La capa de material fluorescente puede ser definida con precisión, para no aumentar en forma apreciable el tamaño aparente de la fuente LED, con lo cual se preserva la desviación del LED y se mejora la eficiencia de acoplamiento del sistema. Cuando se deposite el epóxido cargado con material fluorescente directa o indirectamente sobre la superficie de emisión del LED, la cantidad de material fluorescente puede ser reducida y el tamaño del área de emisión LED puede ser mantenido con precisión a través de la deposición exacta de volumen de volúmenes muy pequeños de material fluorescente. Otra ventaja de la presente invención es la capacidad para adaptar el espectro de color emitido a partir de la serie de pastillas LED. Mientras que la luz "blanca" podría ser elaborada a partir de una combinación de colores de pastillas LED, varias modalidades de ejemplo utilizan una capa de material fluorescente para convertir la radiación azul o UV en un espectro amplio, es decir, luz "blanca" . La utilización de distintos materiales fluorescentes a través de la serie de pastillas LED puede producir la luz "blanca" con una temperatura del color deseado. En forma similar, una variedad de colores puede producirse mediante la adaptación del material fluorescente utilizado a través de las pastillas LED. Mientras que la colocación de la hoja revestida con material fluorescente sobre la parte superior del conjunto de reflectores no podría originar el acoplamiento más eficiente de la energía luminosa en una serie de fibras (debido al ángulo limitado de aceptación de la fibra óptica) , esta construcción podría ser ventajosa para una serie de alta divergencia y gran superficie, una vez más sin sitios o lugares calientes localizados a partir de las concentraciones densas de LEDs . Mientras que la presente invención ha sido descrita con referencia a las modalidades preferidas de ejemplo, la invención podría incluirse en otras formas específicas sin apartarse del alcance de la invención. Por ejemplo, mientras que las presentes modalidades de ejemplo han sido mostradas en el área de los faros delanteros de automóviles, el presente sistema de iluminación podría ser utilizado en aplicaciones aeronáuticas, marítimas, médicas, industriales, domésticas e incluso otras aplicaciones automotrices . Por consiguiente, debe entenderse que las modalidades descritas e ilustradas en este documento sólo son de ejemplo y no deben considerarse que limiten el alcance de la presente invención. Otras variaciones y modificaciones podrían realizarse de acuerdo con el alcance de la presente invención. Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

57 REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un dispositivo de iluminación, caracterizado porque comprende : una pluralidad de fuentes de radiación de estado sólido que pueden controlarse en forma independiente, de preferencia, una pluralidad de pastillas LED que generan radiación óptica; una pluralidad de guías de onda óptica, de preferencia, una pluralidad de fibras ópticas, en donde cada una de la pluralidad de guías de onda óptica incluye un primer extremo y un segundo extremo, en donde cada primer extremo se encuentra en comunicación óptica con una correspondiente fuente de radiación de estado sólido de la pluralidad de fuentes de radiación de estado sólido; y una pluralidad de elementos ópticos no refractivos, en donde cada elemento óptico de la pluralidad de elementos ópticos es interpuesto entre un correspondiente primer extremo y la respectiva fuente de radiación de estado sólido, y en donde cada elemento óptico no refractivo es configurado para reflejar la luz concentrada que es emitida por una 58 correspondiente fuente de radiación de estado sólido en una respectiva guía de onda óptica.

2. Un dispositivo de iluminación, caracterizado porque comprende : un substrato; una serie de fuentes de radiación de estado sólido, de preferencia, una serie de pastillas LED, que generan radiación, la serie es térmicamente acoplada con el substrato; una capa de circuito de interconexión de patrón que proporciona las conexiones eléctricas para la serie de fuentes de radiación de estado sólido, el patrón corresponde con la serie; una primera capa adhesiva de patrón que une la capa de interconexión con el substrato, el patrón corresponde con la serie; una serie de elementos ópticos reflectivos formados en un revestimiento con el objeto de colectar la radiación que emana de la serie de fuentes de radiación de estado sólido; y una segunda capa adhesiva de patrón que une el revestimiento con la capa de interconexión.

3. El dispositivo de iluminación de conformidad con las reivindicaciones 1-2, caracterizado porque la serie de elementos ópticos comprende un conjunto de elementos de 59 concentración óptica.

4. El dispositivo de iluminación de conformidad con las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque los elementos ópticos comprenden un conjunto de reflectores formados en una película óptica de múltiples capas o en una serie de reflectores metalizados de cavidad abierta.

5. El dispositivo de iluminación de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porgue una capa de material fluorescente es laminada sobre una de la superficie superior y la superficie inferior del conjunto de elementos de concentración óptica.

6. El dispositivo de iluminación de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el conjunto de reflectores es situado con relación a las pastillas LED para preservar, de manera sustancial, la desviación de cada una de la pluralidad de pastillas LED .

7. El dispositivo de iluminación de conformidad con las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque la superficie al menos de una pastilla LED es revestida con una capa de material fluorescente, de preferencia, un epóxido cargado con material fluorescente y de manera más preferible, en una cantidad suficiente para convertir, por lo menos parcialmente, a otra longitud de onda la salida de cada pastilla LED y para mantener sustancialmente la desviación de cada pastilla LED. 60

8. El dispositivo de iluminación de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque cada pastilla LED es montada en la superficie en la capa de circuito de interconexión o es situada en una apertura rebajada de la capa de circuito de interconexión.

9. Un faro delantero vehicular, caracterizado porque comprende el dispositivo de iluminación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-8.

10. El dispositivo de iluminación de conformidad con las reivindicaciones 1-9, caracterizado porque el conjunto de elementos ópticos comprende un conjunto de reflectores, en donde cada reflector del conjunto posee una apertura de entrada y una apertura de salida, y en donde la superficie de emisión de cada pastilla LED se encuentra separada por debajo de la apertura de entrada.