REFLECTOR CON FACETADO PSEUDO ALEATORIO.

Reflector con facetado pseudo-aleatorio que redirige de manera controlada la luz que es generada por la fuente (lámpara) posibilitando una adecuada iluminación del objeto a iluminar generada a través de una estructura irregular.

El facetado pseudo-aleatorio, al evitar una estructura regular, presenta el mayor grado de destrucción de la imagen de la lámpara al mismo tiempo que se obtiene una superficie libre de estrías debido a que la correlación entre la imagen que forma cada faceta puede ser pequeña. De esta forma, es proporcionado un patrón de iluminancias más uniforme al mismo tiempo que se mejoran las tolerancias del propio reflector y/o de la posición de la lámpara

Reflector con facetado pseudo-aleatorio.

La presente invención consiste en conferir a la superficie interna de los reflectores de revolución empleados en iluminación una estructura no regular -pseudo-aleatoria- que proporciona un patrón de luminancia de la luz reflejada uniforme, libre de la imagen de la propia lámpara y de la aparición de estrías de la propia estructura.

Estado de la técnica

Un reflector redirige de manera controlada la luz que es generada por la fuente (lámpara), posibilitando una adecuada iluminación del objeto a iluminar -uniformidad, distribución y niveles de iluminancia-.

Generalmente, los reflectores se basan en variantes de curvas parabólicas o elípticas. Sin embargo, toda lámpara encendida tiene fuertes contrastes de luminancia que pueden repercutir negativamente en la distribución de intensidades. Un reflector de revolución con una superficie espejada totalmente lisa produce, probablemente, integrada en una lámpara halógena, la imagen proyectada de la espira de wolframio, y, en una lámpara de descarga, el alambre que sujeta el quemador.

Existen principalmente dos estrategias que evitan este fenómeno y proporcionan un patrón de luminancia uniforme, libre de imágenes. La primera se basa en utilizar una superficie que no tenga reflexión completamente especular, es decir, una superficie reflexiva con una componente difusa -superficie mate o semimate-. Por consiguiente, la superficie del reflector no actúa como un espejo y no se forma imagen. Por contra, no hay un control adecuado de la orientación de la luz ni de la distribución de intensidad. Además, la eficiencia del sistema es menor por incrementar en número de reflexiones en el reflector, las cuales hace aumentar las pérdidas.

Existe otro método, el cual es usado en la mayor parte de los reflectores actuales de altas prestaciones. Éste consiste en conferir en la superficie del reflector una estructura regular constituida por facetas trapezoidales, tal y como aparece en la Fig. 1. Este facetado lo denominaremos facetado regular estándar. Permite la destrucción de la imagen de la fuente (lámpara) y un control adecuado de la distribución de luz. El número y dimensiones de dichas facetas son de suma importancia y depende de muchos factores, tales como el tipo de fuente, tamaño del reflector y la distribución del haz de luz.

Sin embargo, en esta clase de reflectores es susceptible la aparición en el patrón de luminancia de estrías radiales como consecuencia de una estructura facetada regular. Estas estrías son el resultado de la imagen de varias facetas vecinas superpuestas.

Sea un eje de coordenadas xyz tal que el eje z es el eje de simetría de revolución del reflector. Por conveniencia, denotamos a la faceta (i,j) aquella que tiene posición en coordenadas polares con módulo r_j y argumento ?_i, tal y como se aprecia en la Fig. 2a.

En el siguiente análisis asumimos un reflector con acabado especular y que cualquier rayo proveniente de la lámpara se refleja una o ninguna vez antes de salir del sistema óptico lámpara-reflector. Bajo esta condición, la superposición de la contribución de cada faceta (i,j) proporciona el patrón de iluminancia en una pantalla suficientemente alejada (aproximación de campo lejano). La iluminancia total será suma de las contribuciones de cada faceta E_i,j(x,y), es decir,

E(x,y)= ?limits_i,j E_i,j (x,y)+E₀,

siendo E₀ la contribución de la luz que no ha sufrido ninguna reflexión en el reflector (luz directa). Dado que, en primera aproximación, E₀ puede ser considerada constante en el mapa de iluminancias a estudio (pantalla suficiente lejos) no aporta información en el análisis.

Se observa que cuanto mayor sea la correlación entre el patrón E_i,j(x,y) con sus vecinos E_{ipm n, jpm m}(x,y) con n, m = 0, ±1, ±2,..., mayor será el contraste y, por consiguiente, la probabilidad de que aparezcan estrías en la imagen formada.

Un facetado regular estándar presenta alineamiento entre facetas adyacentes pertenecientes a anillos distintos del reflector (Fig. 2a), lo cual puede provocar la aparición de estrías radiales. Es decir, existe una alta correlación entre la posición de facetas vecinas (i, j) y (i±n, j), para n = 1, 2, .... Por consiguiente, los reflectores con facetado regular estándar presentan problemas de aparición de estrías en el mapa de luminancia de la luz proyectada.

Breve descripción de la invención

El objeto de la presente invención radica en conferir a los reflectores una estructura facetada no regular que evita el alineamiento entre facetas radialmente adyacentes, tal y como se muestra en la Figura 2b. Con ello, reduce la correlación entre las facetas (i,j) e (i±n, j) para n = 1, 2,... De esta forma, la aparición de estrías es reducida.

Por otro lado, el grado de destrucción de la imagen de la lámpara se mejora. En la figura 3 es presentada la imagen en el reflector del alambre que sujeta al quemador de una lámpara de descarga, tanto para un facetado regular estándar como para un facetado pseudo-aleatorio. Resulta una mayor destrucción de la imagen en este último como consecuencia de un mayor desorden entre facetas. Esta mayor destrucción de la imagen también es reflejada en el patrón de luz proyectada. En la Figura 3a) se muestra que para un facetado regular estándar los rayos provenientes del alambre están en el mismo plano, por lo que es probable que se obtenga una sombra asociada al alambre. Sin embargo, con una estructura facetada pseudo-aleatoria (figura nº 3b) los rayos son ligeramente oblicuos unos de otros, sin guardar ninguna relación en sus direcciones -puesto que tampoco hay relación en el alineamiento de las facetas-. Como consecuencia, la destrucción de la imagen proyectada de la lámpara será más eficaz que con un reflector con una estructura facetada regular.

Ventajas

A continuación enunciamos las ventajas de la presente invención, siendo éstas meramente enunciativas y no limitativa de la invención;

1. Reflector con facetado pseudo-aleatorio que redirige de manera controlada la luz que es generada por la fuente de luz, caracterizado porque la estructura de la cara interna del reflector (1) está compuesta por facetas poligonales (2), no trapezoidales, irregulares y encajadas unas con otras formando una estructura irregular, sin alineamiento radial, obteniéndose un patrón uniforme de luminancia de la luz reflejada.