Disposición (10) de alumbrado de vía pública para proporcionar una distribución de luz por todo un intervalo angular entre un eje (x) y un ángulo de corte,

estando caracterizada la disposición por:

una primera red (1) que comprende al menos un LED (2, 6, 8) que tiene un patrón de distribución sustancialmente plana, dirigiéndose la primera red en un ángulo intermedio con respecto al eje (x) y el ángulo de corte;

una segunda red (1) que comprende al menos un LED (2, 6, 8) que tiene un patrón de distribución sustancialmente plana, dirigiéndose la segunda red en un ángulo intermedio con respecto al eje (x) y el ángulo de corte y generalmente opuesto a la primera red (1);

un primer reflector (26, 28, 30) dirigido para recibir luz desde la primera red (1) más allá del ángulo de corte y reflejarla como un haz sustancialmente paralelo en la dirección de la segunda red (1) y en el ángulo de corte;

y un segundo reflector (26, 28, 30) dirigido para recibir luz desde la segunda red (1) más allá del ángulo de corte y reflejarla como un haz sustancialmente paralelo en la dirección de la primera red (1) y en el ángulo de corte.

Disposición de alumbrado de vía pública Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención

La invención se refiere en general a disposiciones de alumbrado que usan diodos emisores de luz (LED) y más particularmente a disposiciones de alumbrado de LED para su uso en iluminar espacios públicos tales como carreteras y carriles para bicicletas.

2. Descripción de la técnica relacionada

Las unidades de reflector para luces de vía pública están diseñadas para distribuir la luz lo más uniformemente posible por toda el área que va a iluminarse con alteración mínima de la visión por deslumbramiento y reflejo. El diseño óptico debe cumplir un equilibrio óptimo entre altura de mástil, uniformidad de luz, cobertura de iluminación y ángulo de deslumbramiento y reflejo de la luz.

El deslumbramiento se define como la dificultad para ver en presencia de luz muy brillante. El deslumbramiento es más fuerte cuando la luz brillante alumbra frontalmente hacia la cara de un observador que cuando alumbra en ángulo. Para una luz de vía pública, el ángulo frontal percibido por un observador que se aproxima a la luz se conoce como incremento de umbral (Ti) . Este ángulo se especifica generalmente por los diseñadores de manera que la luz alumbre en un ángulo no inferior a 20º con el eje horizontal. Para lograr esto puede usarse una forma de corte usando el entorno de la unidad de iluminación. No obstante, la reflexión y la refracción de la luz que pasa a través de la cubierta transparente de la lámpara aún pueden dar lugar a deslumbramiento y también es un motivo de "contaminación lumínica" (luz que se dirige hacia arriba) . El grado en que se logra en realidad la reducción del deslumbramiento depende en gran parte de la efectividad de estas medidas.

Un factor importante adicional que determina el deslumbramiento es el tamaño percibido de la fuente o área emisora de luz. La cantidad de luz emitida desde una fuente que tiene un área emisora de luz dada puede definirse por su luminancia y medirse en candelas por área unitaria. En general, una cantidad dada de luz emitida uniformemente desde un área grande conduce a un deslumbramiento considerablemente inferior que la misma cantidad de luz emitida desde un área más pequeña.

Las fuentes de luz convencionales para alumbrado de vía pública han incluido lámparas incandescentes, fluorescentes y otras lámparas de descarga. Más recientemente, se han desarrollado diseños de baja energía alternativos usando fuentes de luz de LED que tienen una luminancia considerablemente mayor, es decir, significativamente más concentrada en lo que se refiere a flujo/mm2. Esta intensidad de luz altamente concentrada junto con el carácter monocromático de las fuentes de luz de LED especiales requiere un enfoque novedoso al diseño óptico. Un factor adicional en el diseño es el tamaño físico de la fuente puntual. Tal como se indicó anteriormente, estos factores son especialmente significativos en lo que se refiere al deslumbramiento, puesto que una fuente puntual brillante, pequeña, puede producir deslumbramiento o reflejo incluso en distancias grandes.

Los documentos EP 1 557 604 A1 y GB 559 646 muestran ejemplos de disposiciones conocidas de luz de vía pública.

Las fuentes de luz en estado sólido conocidas de este tipo generalmente usan elementos ópticos de lente montados en el chip. Normalmente, los LED tienen una encapsulación con lente integrada para crear haces con un ángulo de apertura deseado, por ejemplo, de 10º ó 70º . Los haces estrechos son ventajosos porque tienen intensidad aumentada y pueden dirigirse a los puntos más lejanos de una carretera. Los diseños existentes para el alumbrado de vía pública han intentado usar agrupaciones de LED con una concentración de luz aumentada próxima al incremento de umbral con el fin de proporcionar una distribución uniforme de luz en la superficie de carretera. Las fuentes puntuales de concentración que usan lentes o colimadores no superan los problemas de deslumbramiento aumentado debido a una luminancia excesiva puesto que el área emisora de luz de los LED sigue siendo pequeña y la luminancia aumenta con el cuadrado del ángulo de apertura de la lente.

En la publicación de patente PCT WO2006/132533 se describe un dispositivo en el que fuentes de luz en estado sólido están dotadas de una unidad de procesamiento de luz proporcionada para procesar la intensidad y/o la dirección de la luz generada con el fin de iluminar regiones específicas de una superficie de carretera. Adicionalmente, el dispositivo está diseñado para emitir luz en una primera región de longitud de onda y en una segunda región de longitud de onda. Según la descripción, la unidad de iluminación está diseñada para generar luz que tiene una longitud de onda dominante a partir de la primera región de longitud de onda de tal manera que la sensibilidad ocular del ojo humano esté dominada por los bastones. La luz en la segunda región de longitud de onda se usa para mejorar la percepción del color. Aunque el uso de longitudes de onda específicas puede mejorar la visión a una intensidad de luz baja, persisten los problemas de deslumbramiento.

Por tanto, existe una necesidad particular de una disposición de alumbrado que combine las ventajas de fuentes de luz en estado sólido de baja potencia con deslumbramiento reducido mientras que se proporciona una distribución de luz uniforme por toda la superficie de carretera.

Breve sumario de la invención

La presente invención aborda estos problemas proporcionando una disposición de alumbrado de vía pública para proporcionar una distribución de luz por todo un intervalo angular entre un eje y un ángulo de corte, comprendiendo la disposición una primera red de al menos un LED que tiene un patrón de distribución sustancialmente plana, dirigiéndose la primera red en un ángulo intermedio con respecto al eje y el ángulo de corte, una segunda red de al menos un LED que tiene un patrón de distribución sustancialmente plana, dirigiéndose la segunda red en un ángulo intermedio con respecto al eje y el ángulo de corte y generalmente opuesto a la primera red, un primer reflector dirigido para recibir luz desde la primera red más allá del ángulo de corte y reflejarla como un haz sustancialmente paralelo en la dirección de la segunda red cerca del ángulo de corte y un segundo reflector dirigido para recibir luz desde la segunda red más allá del ángulo de corte y reflejarla como un haz sustancialmente paralelo en la dirección de la primera red y cerca del ángulo de corte. De esta manera, tomando la luz que se emite más allá del ángulo de corte y reflejándola a aproximadamente el ángulo de corte, puede aumentarse la iluminación a alcances más lejanos de la disposición de alumbrado sin aumentar la intensidad de la fuente de luz. La luz emitida cerca del ángulo de corte de la primera red procederá, por tanto parcialmente de la primera red y parcialmente del segundo reflector. Puesto que éstos están separados entre sí, el tamaño efectivo de la fuente de luz también se aumenta por lo que disminuye su luminancia efectiva.

Aunque a continuación se hace referencia a los LED, se entiende que el presente contexto se refiere a cualquier dispositivo en estado sólido adecuado que puede emitir luz. Tal dispositivo puede ser un diodo u otra forma de conexión o similar que pueda convertir eficazmente la energía eléctrica en luz. Además, se pretende que la referencia a un patrón de distribución plana se refiere a una distribución no enfocada de luz. En particular para un LED, se pretende referirse a la emisión de luz de manera uniforme por todo un ángulo sólido próximo a 180º , en particular de más de 120º y preferiblemente de aproximadamente 140º o más. Tal como entiende el experto, tal distribución plana nunca es completamente uniforme y puede observarse una mayor intensidad en un ángulo normal con respecto al sustrato en el que está montado el LED en comparación con ángulos más próximos a la superficie de sustrato. Preferiblemente, la distribución plana se logra mediante una encapsulación esférica del LED. Aunque se haga referencia a la encapsulación, se entiende que puede aplicarse cualquier forma apropiada de cubierta sin enfoque sobre los LED individuales. Generalmente, el ángulo de corte se elegirá a o próximo a 70º para la mayoría de las aplicaciones de alumbrado de vía pública.

En una realización preferida de la invención, cada red comprende una pluralidad de LED, emitiendo cada LED luz sustancialmente monocromática en una de al menos... [Seguir leyendo]

1. Disposición (10) de alumbrado de vía pública para proporcionar una distribución de luz por todo un intervalo angular entre un eje (x) y un ángulo de corte, estando caracterizada la disposición por:

una primera red (1) que comprende al menos un LED (2, 6, 8) que tiene un patrón de distribución sustancialmente plana, dirigiéndose la primera red en un ángulo intermedio con respecto al eje (x) y el ángulo de corte;

una segunda red (1) que comprende al menos un LED (2, 6, 8) que tiene un patrón de distribución sustancialmente plana, dirigiéndose la segunda red en un ángulo intermedio con respecto al eje (x) y el ángulo de corte y generalmente opuesto a la primera red (1) ;

un primer reflector (26, 28, 30) dirigido para recibir luz desde la primera red (1) más allá del ángulo de corte y reflejarla como un haz sustancialmente paralelo en la dirección de la segunda red (1) y en el ángulo de corte; y un segundo reflector (26, 28, 30) dirigido para recibir luz desde la segunda red (1) más allá del ángulo de corte y reflejarla como un haz sustancialmente paralelo en la dirección de la primera red (1) y en el ángulo de corte.

2. Disposición según la reivindicación 1, en la que cada red (1) comprende una pluralidad de LED (6, 8) , emitiendo cada LED (6, 8) luz sustancialmente monocromática en una de al menos dos regiones de longitud de onda diferente.

3. Disposición según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que cada red (1) consiste en una pluralidad de LED (6) de color cian que emiten en la región de longitud de onda d.

50. 525 nm y al menos un LED (8) de color rojo que emite en la región de longitud de onda d.

58. 625 nm.

4. Disposición según cualquier reivindicación anterior, en la que cada reflector (26, 28, 30) comprende no más de cinco superficies de enfoque planas alineadas entre sí.

5. Disposición según cualquier reivindicación anterior, en la que las redes (1) están montadas espalda con espalda en un ángulo de alrededor de 60º con respecto al eje (x) .

6. Disposición según cualquier reivindicación anterior, en la que las redes (1) están montadas orientándose una hacia la otra en un ángulo de alrededor de 60º con respecto al eje (x) y separadas una distancia D.

7. Disposición según la reivindicación 5 o la reivindicación 6, en la que las redes (1) están desplazadas lateralmente una con respecto a la otra.

8. Disposición según cualquier reivindicación anterior, que comprende además reflectores (22) de base primero y segundo dispuestos entre cada red y su reflector (26, 28, 30) respectivo y generalmente perpendiculares con respecto al eje.

9. Disposición según la reivindicación 8, en la que al menos una parte de los reflectores (22) de base primero

o segundo comprende una superficie (24) mate dispuesta para reflejar luz de manera difusa.

10. Disposición según cualquier reivindicación anterior, en la que el ángulo de corte está a aproximadamente 70º con respecto al eje (x) .

11. Disposición según cualquier reivindicación anterior, en la que cada red (1) está montada en un disipador

(12) de calor.

12. Disposición según cualquier reivindicación anterior, que comprende además un alojamiento (250) sustancialmente sellado que encierra las redes (201) y los reflectores (226, 228, 230) .

13. Disposición según la reivindicación 12, en la que cada red (1) está dotada de una trayectoria (254) de conducción de calor hacia el exterior del alojamiento.

14. Disposición según la reivindicación 13, en la que la trayectoria de conducción de calor comprende una tubería (254) de calor.

15. Disposición según cualquier reivindicación anterior, que comprende además una tapa (240) sustancialmente transparente que cubre las redes (201) y los reflectores (226, 228, 230) al menos por todo el intervalo angular entre el eje (x) y el ángulo de corte.

16. Disposición según la reivindicación 15, en la que la tapa (240) transparente está llena sustancialmente con un material transparente sólido.

17. Disposición según la reivindicación 6, que comprende además una tapa (240) sustancialmente transparente que cubre las redes (201) y los reflectores (226, 228, 230) , comprendiendo la tapa (240) transparente secciones (242) curvadas primera y segunda separadas por una sección (244) generalmente plana que tiene una longitud superior a la distancia D y en la que la sección (244) plana recubre las redes (201) y los reflectores (226, 228, 230) .

18. Disposición según cualquier reivindicación anterior, en la que cada red (1, 201) se establece para que funcione a menos de 10 vatios.

19. Disposición según cualquier reivindicación anterior, en la que cada red (1, 201) tiene una razón s/p superior 15 a 2, 0, en la que s es el nivel de luz escotópica y p es el nivel de luz fotópica.

20. Disposición según cualquier reivindicación anterior, que comprende además una farola (336) , estando montados las redes (1, 201) y los reflectores (226, 228, 230) a la farola (336) de manera que el eje (x) de la disposición apunta de manera generalmente vertical hacia abajo y en la que la farola (336) soporta las redes a una altura de al menos tres metros por encima del suelo.

21. Disposición según la reivindicación 20, en la que la farola (336) comprende una pluralidad de redes (201) y reflectores (226, 228, 230) montados juntos en paralelo.