Metodo para optimizar el rendimiento de un dispositivo de iluminación que contiene multiples fuentes de luz LED dentro de un bastidor comun,

por el que se seleccionan fuentes de luz LED específicas a partir de una pluralidad de tipos de fuentes de luz LED, se selecciona óptica secundaria específica a partir de una pluralidad de tipos de óptica secundaria, para cada fuente de luz LED seleccionada, y se seleccionan orientaciones específicas para cada una de esas fuentes de luz LED y/o de esa óptica secundaria, caracterizado porque unas variables que representan la distribución luminosa en función de las coordenadas de dirección se asocian a cada fuente de luz LED y a su óptica secundaria segun un sistema C-y de coordenadas, unas tablas de intensidades, unos diagramas polares de intensidad luminosa, diagramas cartesianos de intensidad luminosa, unas curvas de factores de utilización y/o unos diagramas isolux, y porque se comparan simulaciones de variables acumulativas para combinaciones multiples de fuentes de luz LED seleccionadas, óptica secundaria seleccionada y orientaciones seleccionadas, utilizando calculos asistidos por software que suman unidades de distribución luminosa seleccionadas, cada una de las cuales representa la distribución luminosa de una de dichas fuentes de luz LED seleccionadas combinada con una respectiva de dicha óptica secundaria seleccionada, teniendo en cuenta dichas orientaciones seleccionadas, con distribuciones luminosas globales seleccionadas, para designar combinaciones de fuentes de luz LED seleccionadas, óptica secundaria seleccionada y orientaciones seleccionadas que muestran un ajuste óptimo con dichas distribuciones luminosas globales seleccionadas.

Metodo de optimización del rendimiento de dispositivos de iluminación LED La invención se refiere al campo tecnico de la iluminación, y el documento WO 99/50596 se considera como la

tecnica anterior mas relevante.

Mas particularmente, la invención se refiere a la aplicación novedosa de Diodos emisores de luz (los LED) para objetivos de iluminación en general, y mas específicamente para objetivos de iluminación urbana. Muchas personas consideran que los LED representan el futuro de la iluminación. Estas nuevas fuentes de luz implican nuevas restricciones y nuevos problemas respecto al desarrollo y a la

producción de dispositivos de iluminación. Los que han concebido la presente invención, han investigado dichas restricciones y problemas con una perspectiva

innovadora a efectos de desarrollar un nuevo concepto para disefar dispositivos de iluminación con base LED y para controlar dichos dispositivos de iluminación. Una primera aproximación innovadora en este nuevo concepto implica el principio de "llenar un volumen

fotometrico". Aplicando analisis asistido por software a diversas combinaciones de fuentes de luz LED de tipos diferentes con medios ópticos (secundarios) individuales (tales como lentes, etc.) de tipos diferentes (utilizando las propiedades

fotometricas de las fuentes de luz y de los medios ópticos como "variables") , llega a ser posible optimizar la distribución luminosa segun un patrón deseado (o "matriz de iluminación" te6rica) para una aplicación dada. La capacidad "de atenuarse" de las fuentes de luz LED proporciona una variable adicional util en este contexto. Otra aproximación innovadora en el nuevo concepto segun la invención implica el principio de "optimizar

resultados al nivel superficial de la luz". En esta aproximación, el punto de partida ya no es el volumen, sino mas bien el resultado a conseguir. Los calculos asistidos por software hacen posible calcular los resultados te6ricos que se pueden conseguir

combinando fuentes de luz LED de tipos diferentes con medios ópticos de tipos diferentes (de nuevo, utilizando las propiedades fotometricas de las fuentes de luz y de los medios ópticos como "variables") , de manera que se puede predecir el rendimiento de los dispositivos de iluminación.

Para implementar los calculos y los metodos de analisis a los que se ha hecho referencia anteriormente, puede ser particularmente adecuado, de acuerdo con caracterfsticas preferentes de la invención, "describir" o "representar" la distribución luminosa de las fuentes de luz y/o los dispositivos de iluminación, de acuerdo con uno o mas de los siguientes conceptos, para proporcionar tablas/diagramas (o "documentos") representativos (caracterizadores) para las variables/parametros mas relevantes de dichas fuentes de luz y/o los dispositivos de iluminación:

sistema C-y de coordenadas, tablas de intensidades, diagramas polares de intensidad luminosa, diagramas cartesianos de intensidad luminosa, curvas de factores de utilización, diagramas Isolux,

para los que el fundamento te6rico se puede resumir como sigue:

Sistema C-y de coordenadas

Este concepto se ilustra por la figura 1 adjunta a la presente descripción.

Tablas de intensidades

El fundamento del que se obtienen todos los documentos graficos es la tabla de intensidades de los dispositivos de iluminación ("luminarias") .

La propia tabla de intensidades se presenta de acuerdo con el sistema estandar de coordenadas, denominado Cgamma.

La "Commission Internationale de l'Eclairage" (CIE) ha estandarizado el formato de presentación de las tablas de intensidades para dispositivos de iluminación en carreteras. Este formato presenta valores de intensidad en 52 planos C verticales y para 25 angulos gamma en cada plano C (desde 0º hasta 90º) .

Alguno de los goniofot6metros utilizados por los inventores toman incluso muchas mas mediciones, para poder medir distribuciones luminosas de diversas clases de dispositivos de iluminación y no solamente de dispositivos de iluminación en carreteras. Se realizan mediciones cada 10º en los planos C y cada 1º en angulos gamma, desde 0º (hacia abajo de una lfnea vertical) hasta 99º (9º por encima de la horizontal) en un tipo de goniofot6metro; o desde 0º hasta 180º cuando se mide asimismo el flujo superior, con un tipo mas nuevo degoniofot6metro de espejo.

El resultado, desde el primer fot6metro tipo, es una tabla con 36 columnas (una por cada plano C) y 100 filas (una por cada angulo a) y que contiene 3.600 valores de intensidad. Esta medición completa garantiza un alto nivel de precisión. Los ensayos fotometricos se realizan, en general, con la luminaria montada horizontalmente. Una posición horizontal esta definida como sigue:

- para luminarias de iluminación en carreteras, se considera que el angulo de inclinación es 0º cuando esta fijada en un brazo de soporte de un poste, que es, a su vez, horizontal. Si la luminaria no tiene ninguna entrada lateral, sino solamente un dispositivo de fijación vertical, se considera que esta a una inclinación de 0º cuando esta fijada normalmente en su soporte vertical.

- Para cualquier otro tipo de luminaria (de foco, accesorio de iluminación en tuneles o accesorio de luz industrial) , una inclinación de 0º significa que el protector (o el plano de salida del flujo luminoso) esta en un plano horizontal.

En el caso de una luminaria que tiene una distribución luminosa circular (típica luminaria de iluminación industrial) , la tabla de intensidades resultante contiene solamente un plano C, siendo los otros identicos.

No obstante, en el laboratorio, la medición fotometrica de dicha distribución luminosa se realiza en 8 planos C (cada uno separado 45º) , y el valor de intensidad para cada angulo gamma es la media de los valores en los 8 planos C.

Diagrama polar de intensidad luminosa

La distribución de intensidad luminosa en cada plano C se puede presentar graficamente bajo un sistema de coordenadas polares (vease la figura 2, que muestra el diagrama polar de una fuente de luz LED específica) .

El beneficio de esta presentación es que se puede apreciar muy rapidamente (con un mfnimo de experiencia) si la distribución luminosa es adecuada o no para dar respuesta a un problema real de iluminación.

Para una luminaria de iluminación en carreteras, las curvas polares de intensidad se presentan generalmente en los 6 semiplanos C caracterfsticos:

- planos C de 0º y 180º (paralelos al eje de la carretera)

- plano C a 90º (a traves de la carretera, por delante de la luminaria)

- plano C a 270º (a traves de la carretera, por detras de la luminaria)

- los dos planos verticales principales (planos C que contienen la maxima intensidad) .

Para una luminaria de iluminación industrial que tiene una distribución circular, la curva polar en un plano C proporciona toda la información sobre la distribución luminosa.

Para otros tipos de luminarias (de focos, luminarias en tuneles, luminarias industriales no circulares, etc.) , las curvas polares de intensidad se proporcionan generalmente para los dos semiplanos C longitudinales (0º y 180º) y los dos semiplanos C transversales (90º y 270º) a la luminaria.

Diagrama cartesiano de intensidad luminosa

En el caso de una distribución luminosa muy estrecha, semejante a un foco de haz estrecho, puede ser diffcil la lectura de los valores de intensidad con los diferentes angulos gamma, debido a la inclinación de la curva en coordenadas polares.

El sistema cartesiano de coordenadas proporciona mas facilidades para leer los valores de intensidad, especialmente con los angulos gamma elevados (vease la figura 3) .

Curvas de factores de utilización

Las "curvas de factores de utilización" proporcionan un "documento" fotometrico que hace posible aproximarse

rapidamente a una solución apropiada en la iluminación de carreteras. La escala horizontal del diagrama (vease la figura 4) esta graduada desde el punto de vista de... [Seguir leyendo]

REIvINDICaCIoNES

1. Metodo para optimizar el rendimiento de un dispositivo de iluminación que contiene multiples fuentes de luz LED dentro de un bastidor comun, por el que se seleccionan fuentes de luz LED específicas a partir de una pluralidad de tipos de fuentes de luz LED, se selecciona óptica secundaria específica a partir de una pluralidad de tipos de óptica secundaria, para cada fuente de luz LED seleccionada, y se seleccionan orientaciones específicas para cada una de esas fuentes de luz LED y/o de esa óptica secundaria, caracterizado porque unas variables que representan la distribución luminosa en función de las coordenadas de dirección se asocian a cada fuente de luz LED y a su óptica secundaria segun un sistema C-y de coordenadas, unas tablas de intensidades, unos diagramas polares de intensidad luminosa, diagramas cartesianos de intensidad luminosa, unas curvas de factores de utilización y/o unos diagramas isolux, y porque se comparan simulaciones de variables acumulativas para combinaciones multiples de fuentes de luz LED seleccionadas, óptica secundaria seleccionada y orientaciones seleccionadas, utilizando calculos asistidos por software que suman unidades de distribución luminosa seleccionadas, cada una de las cuales representa la distribución luminosa de una de dichas fuentes de luz LED seleccionadas combinada con una respectiva de dicha óptica secundaria seleccionada, teniendo en cuenta dichas orientaciones seleccionadas, con distribuciones luminosas globales seleccionadas, para designar combinaciones de fuentes de luz LED seleccionadas, óptica secundaria seleccionada y orientaciones seleccionadas que muestran un ajuste óptimo con dichas distribuciones luminosas globales seleccionadas.

2. Metodo segun la reivindicación 1, para optimizar el rendimiento de un dispositivo de iluminación urbana que comprende, al menos, parte de dichas fuentes de luz LED dispuestas en un circuito impreso semiflexible, caracterizado porque dicho dispositivo comprende varios m6dulos de una o mas fuentes de luz LED, siendo cada m6dulo una parte, capaz de curvarse independientemente, de un circuito impreso semiflexible comun, siendo dirigida cada fuente de luz dentro de un m6dulo a una dirección seleccionada y/o estando provista de medios ópticos individuales, y siendo dirigido cada m6dulo a una dirección seleccionada, mientras que la alimentación de potencia para cada m6dulo, opcionalmente cada fuente de luz, se regula independientemente gracias a medios controlados por software.

3. Metodo de optimización del rendimiento segun la reivindicación 2, caracterizado porque dichas partes, capaces de curvarse independientemente, de un circuito impreso semiflexible comun, que definen dichos m6dulos diversos, se aplican sobre una estructura de base tridimensional para proporcionar una configuración tridimensional definida de las posiciones y orientaciones de las fuentes de luz LED.

4. Metodo de optimización del rendimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque dichos circuitos impresos semiflexibles contienen varios m6dulos para una o mas fuentes de luz LED, con la capacidad de tener cada fuente de luz dentro de un m6dulo dirigida a una dirección seleccionada y/o provista de medios ópticos individuales, y teniendo cada m6dulo la capacidad para curvarse segun una dirección seleccionada.

5. Metodo segun la reivindicación 1, para optimizar el rendimiento de un dispositivo de iluminación urbana que comprende, al menos, parte de las fuentes de luz LED dispuestas sobre m6dulos, caracterizado porque dicho dispositivo comprende m6dulos LED compuestos por una estructura disipadora de calor, una placa impresa, unas fuentes de luz LED, unos componentes electrónicos necesarios y unas caracterfsticas de protección y/o estanqueidad opcionales, y

una estructura mecanica, compuesta por una estructura principal tridimensional que proporciona una orientación apropiada para cada m6dulo, una estructura protectora para dichos m6dulos, opcionalmente con una zona de "chimenea" para evacuar calor.

6. Metodo de optimización del rendimiento segun la reivindicación 5, caracterizado porque las fuentes de luz en un m6dulo son dirigidas a direcciones seleccionadas que colaboran entre sf.

7. Metodo de optimización del rendimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 5 y 6, caracterizado porque la alimentación de potencia para cada fuente de luz, opcionalmente cada m6dulo, se regula independientemente gracias a medios controlados por software.

8. Metodo de optimización del rendimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 2 y 7, caracterizado porque la alimentación de potencia para cada fuente de luz, opcionalmente cada m6dulo, se controla independientemente respecto al amperaje ("capacidad de atenuarse") y/o la frecuencia.