MX2014000094A

MX2014000094A - Módulo de iluminación basado en led con una cubierta reflejante.

Info

Publication number: MX2014000094A
Application number: MX2014000094A
Authority: MX
Inventors: Gerard Harbers; Serge J A Bierhuizen
Original assignee: Xicato Inc
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2014-07-09
Also published as: WO2012177753A2; TW201307745A; WO2012177753A3; KR20140082631A; WO2012177753A4; US20120257386A1; US20120327649A1; BR112013033271A2; EP2724076A2; JP2014520384A; CA2839991A1; CN103765090A

Abstract

Un módulo de iluminación que incluye una pluralidad de diodos emisores de luz (102A-102C); el módulo de iluminación incluye una placa de cubierta con máscara reflejante (173) dispuesta sobre los LED; la máscara reflejante incluye una capa reflejante con un patrón (175) con un área de abertura alineada con el área de dado activo de los LED; la máscara reflejante puede ser una capa reflejante con un patrón (201) dispuesta entre la pluralidad de LED y un elemento de lente (200) en donde un vacío en la capa reflejante con patrón se llena con un material (202) que se acopla mecánica y ópticamente a la pluralidad de LED y al elemento de lente; el módulo de iluminación puede incluir una cavidad de conversión de color (160) que envuelve a un elemento de lente (200) que puede incluir un filtro dicroico (204); el elemento de lente puede tener diferentes perfiles de superficie (207, 208) sobre diferentes grupos de LED.

Description

MÓDULO DE ILUMINACIÓN BASADO EN LED CON UNA CUBIERTA REFLEJANTE REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama prioridad de la solicitud de los E. U. A. No. 13/527,443, presentada el 19 de junio de 2012, y la solicitud de los E. U. A. No. 13/527,446, presentada el 19 de junio de 2012, las cuales reclaman prioridad bajo el 35 USC 119 de la solicitud provisional de los E. U. A. No. 61/500,924, presentada el 24 de junio de 2011, y la solicitud provisional de los E. U. A. No. 61/566,993, presentada el 5 de diciembre de 2011 , todas las cuales se incorporan en la presente como referencia en sus totalidades.

CAMPO TÉCNICO Las modalidades descritas se relacionan con módulos de iluminación que incluyen Diodos Emisores de Luz (LED).

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El uso de diodos emisores de luz en alumbrado general está aún limitado debido a las limitaciones en el nivel de salida de luz o el flujo generado por los dispositivos de iluminación. Los dispositivos de iluminación que usan LED también generalmente tienen una calidad de color deficiente caracterizada por inestabilidad de punto de color. La inestabilidad de punto de color varía en el tiempo así como de parte a parte. La calidad de color deficiente también se caracteriza por una conversión de color deficiente, lo cual es debido al espectro producido por las fuentes de luz de LED que tienen bandas sin o poca -energía. Adicionalmente, los dispositivos de iluminación que usan LED generalmente tienen variaciones espaciales y/o angulares en el color. Adicionalmente, los dispositivos de iluminación que usan LED son caros debido a, entre otras cosas, la necesidad de la electrónica y/o sensores de control de color requeridos para mantener el punto de color de la fuente de luz o de utilizar solamente una pequeña selección de los LED producidos que cumplen con los requerimientos de color y/o flujo para la aplicación.

En consecuencia, son deseables las mejoras al dispositivo de iluminación que usa diodos emisores de luz como fuente de luz.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un dispositivo de iluminación incluye una pluralidad de Diodos Emisores de Luz (LED). El módulo de iluminación incluye una placa protectora reflejante dispuesta sobre los LED. La cubierta reflejante incluye una capa reflejante modelada con un área de abertura alineada con el área de molde activa de los LED. La cubierta reflejante puede ser una capa reflejante modelada dispuesta entre la pluralidad de LED y un elemento de lente, en donde un vacío en la capa reflejante modelada es llenado con un material que acopla mecánica y ópticamente la pluralidad de LED y el elemento de lente. El módulo de iluminación puede incluir una cavidad de conversión de color que envuelve un elemento de lente que puede incluir un filtro dicroico. El elemento de lente puede tener diferentes perfiles superficiales sobre diferentes grupos de LED.

Mayores detalles y modalidades y técnicas se describen en la siguiente descripción detallada. Esta breve descripción no define la invención. La invención es definida por las reivindicaciones.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Las figuras 1 , 2 y 3 ilustran tres luminarias de ejemplo, que incluyen un dispositivo de iluminación, un reflector, y una instalación de luz.

La figura 4 muestra una vista en despiece que ilustra los componentes del dispositivo de iluminación basado en LED como se muestra en la figura 1.

Las figuras 5A y 5B ilustran una vista en sección transversal, en perspectiva del dispositivo de iluminación basado en LED como se muestra en la figura 1.

La figura 6 y la figura 7 son ilustrativos de una vista en sección transversal y una vista superior, respectivamente, del módulo de iluminación basado en LED que incluye una placa protectora reflejante.

La figura 8 es ilustrativa de una sección transversal del módulo de iluminación basado en LED en una modalidad.

Las figuras 9A y 9B ilustran un material ópticamente translúcido, flexible, ubicado sobre la superficie de una capa transmisiva de la placa protectora reflejante mostrada arriba y en contacto con el tablero de ensamblaje de los LED, respectivamente.

Las figuras 10A y 10B ilustran un material ópticamente translúcido, flexible, que separa una capa reflejante modelada de una capa transmisiva de la placa protectora reflejante mostrada arriba y en contacto con el tablero de ensamblaje de los LED, respectivamente.

La figura 11 es ilustrativa de una sección transversal de un módulo de iluminación basado en LED similar al representado en las figuras 6 y 7.

La figura 12 ilustra la emisión tanto de luz no convertida como de luz convertida en color dentro de una cavidad de conversión de color del módulo de iluminación.

La figura 13 ilustra un solo material de conversión de longitud de onda aplicado sobre toda el área superficial de la capa transmisiva para mejorar la conversión de color de la luz reflejada hacia atrás.

La figura 14 ilustra unos materiales de conversión de lo longitud de onda aplicados en un patrón sobre porciones de la capa transmisiva.

La figura 15 ilustra múltiples capas transmisivas apiladas con diferentes materiales de conversión de longitud de onda.

La figura 16 ilustra unos materiales de conversión de lo longitud de onda uniformemente aplicados como un patrón de gotitas sobre la superficie de la capa transmisiva.

La figura 17 ¡lustra las gotitas del material de conversión de longitud de onda espaciados sobre la capa transmisiva en un patrón no uniforme.

La figura 18 ilustra las gotitas de diferentes materiales de conversión de longitud de onda puestos en diferentes sitios de la capa transmisiva colocada en un patrón no uniforme.

La figura 19 ilustra una vista en sección transversal de las porciones de una estructura reflejante dispuesta sobre la capa transmisiva.

La figura 20 ilustra una vista en sección transversal del módulo de iluminación basado en LED similar al representado en la figura 19 con uno otra capa transmisiva dispuesta sobre la estructura reflejante.

Las figuras 21 y 22 ilustran un módulo de iluminación basado en LED con un elemento reflejante interespacial fijado en posición con respecto a los LED con un(os) lente(s) moldeados por encima.

La figura 23 ilustra una vista lateral en sección transversal del módulo de iluminación basado en LED con un reflector interespacial y un lente por arriba moldeado dentro de una cavidad de conversión de color.

La figura 24 ilustra una vista lateral en sección transversal de un módulo de iluminación basado en LED similar al de la figura 23, pero con el reflector interespacial que incluye superficies formadas para promover la extracción de luz de los LED.

La figura 25 ilustra una vista lateral en sección transversal de un módulo de iluminación basado en LED similar al de la figura 23, pero con el lente moldeado por encima formado de manera diferente sobre diferentes LED.

La figura 26 ilustra una vista lateral en sección transversal de un módulo de iluminación basado en LED con una capa reflejante modelada sujeta a un elemento de lente y ubicada entre el elemento de lente y los LED.

La figura 27 ilustra una vista lateral en sección transversal de un módulo de iluminación basado en LED similar al de la figura 26, pero la superficie opuesta hacia afuera del elemento de lente incluye un recubrimiento dicroico.

La figura 28 ilustra una vista lateral en sección transversal de un módulo de iluminación basado en LED con un elemento de lente que incluye dos perfiles superficiales diferentes unidos en la superficie opuesta hacia afuera del elemento de lente.

La figura 29 ilustra una vista lateral en sección transversal de un módulo de iluminación basado en LED con una porción de una pared lateral orientada a un ángulo oblicuo con respecto al tablero de ensamblaje.

La figura 30 ilustra una vista lateral en sección transversal de un módulo de iluminación basado en LED con un elemento de lente formado, física y ópticamente acoplado a los LED y ópticamente acoplado a la pared lateral de la cavidad de conversión de color.

La figura 31 ilustra una vista lateral en sección transversal de un módulo de iluminación basado en LED con un elemento de lente formado, física y ópticamente acoplado a los LED y una ventana de salida y ópticamente acoplado a la pared lateral de la cavidad de conversión de color.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Ahora se hará referencia con más detalle a ejemplos de antecedentes y algunas modalidades de la invención, cuyos ejemplos se ilustran en los dibujos anexos.

Las figuras 1 , 2 y 3 ilustran tres luminarias de ejemplo, todas señaladas con el 150. La luminaria ilustrada en la figura 1 incluye un módulo de iluminación 100 con un factor de forma rectangular. La luminaria ilustrada en la figura 2 incluye un módulo de iluminación 100 con un factor de forma circular. La luminaria ilustrada en la figura 3 incluye un módulo de iluminación 100 integrado en un dispositivo de lámpara de reconversión. Estos ejemplos tienen propósitos ilustrativos. Ejemplos de módulos de iluminación de formas generales poligonales y elípticas también pueden contemplarse. La luminaria 150 incluye un módulo de iluminación 100, un reflector 125 y una instalación de luz 120. Tal como se ha descrito, la instalación de luz 120 incluye una capacidad de disipación térmica y, por lo tanto, puede ser a veces denominada como disipador térmico 120. Sin embargo, la instalación de luz 120 puede incluir otros elementos estructurales y decorativos (no mostrados). El reflector 125 se monta en el módulo de iluminación 100 para colimar o desviar la luz emitida desde el módulo de iluminación 100. El reflector 125 puede ser fabricado de un material térmicamente conductor, tal como un material que incluye aluminio o cobre y puede ser acoplado térmicamente al módulo de iluminación 100. El calor fluye por conducción a través del módulo de iluminación 100 y el reflector térmicamente conductor 125. El calor también fluye a través de convección térmica sobre el reflector 125. El reflector 125 puede ser un concentrador parabólico compuesto, en donde el concentrador se construye o recubre de un material altamente reflector. Los elementos ópticos, tales como un difusor o reflector 125 pueden ser acoplados de manera desmontable al módulo de iluminación 100, por ejemplo, por medio de roscas, una abrazadera, un mecanismo de cerradura por torsión, u otro arreglo apropiado. Como se ilustra en la figura 3, el reflector 125 puede incluir unas paredes laterales 126 y una ventana 127 que son opcionalmente recubiertas, por ejemplo, con un material de conversión de longitud de onda, un material de difusión o cualquier otro material deseado.

Como se muestra en las figuras 1 , 2 y 3, el módulo de iluminación 100 se monta en un disipador térmico 120. El disipador térmico 120 puede ser fabricado de un material térmicamente conductor, tal como un material que incluye aluminio o cobre y puede ser acoplado térmicamente al módulo de iluminación 100. El calor fluye por conducción a través del módulo de iluminación 100 y el disipador térmicamente conductor 120. El calor también fluye a través de la convección térmica sobre el disipador térmico 120. El módulo de iluminación 100 puede fijarse al disipador térmico 120 por medio de roscas de tornillo para fijar el módulo de iluminación 100 al disipador térmico 120. Para facilitar la extracción y reemplazo fáciles del módulo de iluminación 100, el módulo de iluminación 100 puede acoplarse de manera desmontable al disipador térmico 120, por ejemplo, por medio de un mecanismo de fijación, un mecanismo de cerradura por torsión, u otro arreglo apropiado. El módulo de iluminación 100 incluye por lo menos una superficie térmicamente conductora que se acopla térmicamente al disipador térmico 120, por ejemplo, directamente o utilizando grasa térmica, cinta térmica, almohadillas térmicas, o un epóxico térmico. Para el enfriamiento adecuado de los LED, un área de contacto térmico de por lo menos 50 milímetros cuadrados, pero preferiblemente 100 milímetros cuadrados debe ser utilizada por un vatio de flujo de energía eléctrica dentro de los LED en el tablero. Por ejemplo, en el caso cuando se utilizan 20 LED, debe utilizarse un área de contacto de disipador térmico de 1000 a 2000 milímetros cuadrados. Usar un disipador térmico más grande 120 podrá permitir a los LED 102 ser accionados con mayor energía, y también permite el uso de diferentes diseños para el disipador térmico. Por ejemplo, algunos diseños pueden exhibir una capacidad de refrigeración que es menos dependiente de la orientación del disipador térmico. Además, ventiladores u otras soluciones para el enfriamiento forzado pueden ser utilizados para disipar el calor del dispositivo. El disipador térmico inferior puede incluir una abertura de modo que puedan hacerse las conexiones eléctricas en el módulo de iluminación 100.

La figura 4 ilustra una vista en despiece de los componentes del módulo de iluminación basado en LED 100 como se ilustra en la figura 1 , a manera de ejemplo. Debe entenderse que como se define en la presente un módulo de iluminación basado en LED no es un LED, sino una fuente o instalación de luz de LED o una parte componente de una fuente o instalación de luz de LED. Por ejemplo, un módulo de iluminación basado en LED puede ser un lámpara de remplazo basada en LED tal como la representada en la figura 3. El módulo de iluminación basado en LED 100 incluye uno o más moldes de LED o LED empaquetados y un tablero de ensamblaje al que se une el molde de LED o los LED empaquetados. En una modalidad, los LED 102 son LED empaquetados, tales como los Luxeon Rebel fabricados por Philips Lumileds Lighting. También se pueden utilizar otros tipos de LED empaquetados, como los fabricados por OSRAM (paquete Oslon), Luminus Devices (E.U.A.), Cree (E.U.A.), Nichia (Japón), o Tridonic (Austria). Como se define en la presente, un LED empaquetado es un ensamble de uno o más moldes de LED que contienen conexiones eléctricas, tales como conexiones de unión de alambres o bolas de soldadura, e incluye posiblemente un elemento óptico e interfaces térmicas, mecánicas y eléctricas. El chip de LED generalmente tiene un tamaño de aproximadamente 1 mm por 1 mm por 0.5 mm, pero estas dimensiones pueden variar. En algunas modalidades, los LED 102 pueden incluir múltiples chips. Los múltiples chips pueden emitir luz de colores semejantes o diferentes, por ejemplo, rojo, verde, y azul. El tablero de ensamblaje 104 está unido a la base de ensamblaje 101 y asegurado en su posición por medio de un anillo de retención de tablero de ensamblaje 103. Juntos, el tablero de ensamblaje 104 poblado por LED 102 y el anillo de retención del tablero de ensamblaje 103 comprenden un subensamble de fuente de luz 115. El subensamble de fuente de luz 115 opera para convertir energía eléctrica en luz utilizando los LED 102. La luz emitida del subensamble de fuente de luz 115 es dirigida al subensamble de conversión de luz 116 para la combinación de color y la conversión de color. El subensamble de conversión de luz 116 incluye el cuerpo de cavidad 105 y un puerto de salida, que está ilustrado como, pero no limitado a, una ventana de salida 108. El subensamble de conversión de luz 116 incluye opcionalmente cualquiera o ambos de entre el inserto reflector inferior 106 y el inserto de pared lateral 107. La ventana de salida 108, si se usa como puerto de salida, se fija en la parte superior del cuerpo de cavidad 105. En algunas modalidades, la ventana de salida 108 puede fijarse en el cuerpo de cavidad 105 mediante un adhesivo. Para promover la disipación de calor de la ventana de salida al cuerpo de cavidad 105, es deseable un adhesivo térmicamente conductor. El adhesivo debe resistir de manera confiable la temperatura presente en la interfaz de la ventana de salida 108 y el cuerpo de cavidad 105. Adicionalmente, es preferible que el adhesivo ya sea que refleje o transmita tanta luz incidente como sea posible, en vez de absorber la luz emitida desde la ventana de salida 108. En un ejemplo, la combinación de tolerancia térmica, conductividad térmica, y propiedades ópticas de uno de diversos adhesivos fabricados por Dow Corning (E. U. A.) (por ejemplo, los números de modelo SE4420, SE4422, SE4486, 1-4173, o SE9210 de Dow Corning), provee un rendimiento adecuado. Sin embargo, también pueden considerarse otros adhesivos térmicamente conductores.

Cualquiera de las paredes interiores del cuerpo de cavidad 105 o el inserto de pared lateral 107, cuando se coloca opcionalmente dentro del cuerpo de cavidad 05, es reflector de manera que la luz de los LED 102, así como cualquier luz convertida en longitud de onda, es reflejada dentro de la cavidad 160 hasta que es transmitida a través del puerto de salida, por ejemplo, la ventana de salida 108 cuando se monta sobre el subensamble de fuente de luz 115. El inserto reflector inferior 106 puede ser colocado opcionalmente sobre el tablero de ensamblaje 104. El inserto reflector inferior 106 incluye orificios de manera que la porción emisora de luz de cada LED 102 no sea bloqueada por el inserto reflector inferior 106. El inserto de pared lateral 107 puede ser colocado opcionalmente al interior del cuerpo de cavidad 105 de manera que las superficies interiores del inserto de pared lateral 107 dirijan la luz de los LED 102 a la ventana de salida cuando el cuerpo de cavidad 105 esté montado sobre el subensamble de fuente de luz 115. Aunque tal como se ha descrito, las paredes laterales interiores del cuerpo de cavidad 105 son de forma rectangular, visto desde la parte superior del módulo de iluminación 100, otras formas pueden contemplarse (p. ej., forma de trébol o poligonal). Además, las paredes laterales interiores del cuerpo de cavidad 105 pueden estrecharse o curvarse hacia afuera desde el tablero de ensamblaje 104 a la ventana de salida 108, en vez de perpendicular a la ventana de salida 108 como se ilustra.

El inserto del reflector inferior 106 y el inserto de la pared lateral 107 pueden ser sumamente reflejantes de modo que la luz que se refleja hacia abajo en la cavidad 160 sea reflejada generalmente hacia el puerto de salida, por ejemplo, la ventana de salida 108. Adicionalmente, los insertos 106 y 107 pueden tener una conductividad térmica alta, de tal manera que ésta actúa como un propagador de calor adicional. A manera de ejemplo, los insertos 106 y 107 pueden estar hechos con un material alta y térmicamente conductivo, tal como un material a base de aluminio que es procesado para hacer el material sumamente reflejante y duradero. A manera de ejemplo, un material referido como Miro®, fabricado por Alanod, una compañía Alemana, puede ser utilizado. Una alta reflectividad puede lograrse al pulir el aluminio, o al cubrir la superficie interior de los insertos 106 y 107 con uno o más recubrimientos reflejantes. Alternativamente, los insertos 106 y 107 pueden estar hechos de un material delgado altamente reflejante, tal como Vikuiti™ ESR, como se vende por 3M (E.U.A.), LumirrorTM E60L fabricado por Toray (Japón), o tereftalato de polietileno microcristalino (MCPET) tal como el fabricado por Furukawa Electric Co. Ltd. (Japón). En otros ejemplos, los insertos 106 y 107 puede estar hechos de un material de politetrafluoroetileno (PTFE). En algunos ejemplos los insertos 106 y 107 pueden hacerse de un material de PTFE con un espesor de uno a dos milímetros, como el vendido por W.L. Gore (E.U.A.) y Berghof (Alemania). Aún en otras modalidades, los insertos 106 "y 107 pueden construirse de un material de PTFE respaldado por una capa reflejante delgada tal como una capa metálica o una capa no metálica tal como el ESR, E60L, o MCPET. Además, pueden aplicarse recubrimientos reflejantes altamente difusos en cualquier de entre el inserto de pared lateral 107, el inserto reflector inferior 106, la ventana de salida 108, el cuerpo de cavidad 105, y el tablero de ensamblaje 104. Tales recubrimientos pueden incluir partículas de dióxido de titán io(T¡02), óxido de zinc (ZnO), y sulfato de bario (BaS04), o una combinación de estos materiales.

Las figuras 5A y 5B ilustran vistas en sección transversal, en perspectiva, del módulo de iluminación basado en LED 100 como se representa en la figura 1. En esta modalidad, el inserto de pared lateral 107, la ventana de salida 108, y el inserto reflector inferior 106 dispuestos en el tablero de ensamble 104 definen una cavidad de conversión de color 160 (ilustrada en la figura 5A) en el módulo de iluminación basado en LED 100. Una porción de luz de los LED 102 es reflejada dentro de la cavidad de conversión de color 160 hasta que sale a través de la ventana de salida 108.

La reflexión de la luz dentro de la cavidad 160 antes de que salga por la ventana de salida 108 tiene el efecto de combinar la luz y proveer una distribución más uniforme de la luz que es emitida del módulo de iluminación basado en LED 100. Adicionalmente, conforme la luz se refleja dentro de la cavidad 106, antes de que salga por la ventana de salida 108, una cantidad de luz sufre una conversión de luz mediante la interacción con un material de conversión de longitud de onda incluido en la cavidad 160. En algunas modalidades la cavidad de conversión de color 160 no incluye material de conversión de longitud de onda. En estas modalidades, la cavidad de conversión de color 160 funciona para combinar la luz que pasa a través de la cavidad de conversión de color 160 sin una conversión de color.

Como se muestra en las figuras 1-5B, la luz generada por los LED 102 es generalmente emitida dentro de la cavidad de conversión de color 160. Sin embargo, varias modalidades son presentadas en la presente para mejorar la extracción de luz de manera eficiente del módulo de iluminación basado en LED 100. En un aspecto, una placa protectora reflejante 173 colocada arriba de los LED 102 incluye una capa reflejante modelada 175 que permite que la luz emitida de los LED 102 pase a través de la placa protectora reflejante 173, pero redirige la luz reflejada dentro de la cavidad de conversión de color 160. De esta manera, la luz reflejada que de otra manera puede ser absorbida en los espacios entre y alrededor de los LED 102 es redirigida hacia la salida del módulo de iluminación basado en LED 100. En otro aspecto, un reflector interespacial 195 redirige la luz reflejada dentro de la cavidad de conversión de color 160 y es sujetado con respecto a los LED 102 por un lente moldeado por encima 184. El lento moldeado por encima 184 restringe el reflector interespacial 195 y colima la luz redirigida hacia la salida del módulo de iluminación basado en LED 100, mejorando así la eficiencia de extracción de la cavidad de conversión de color 160.

Los LED 102 pueden emitir colores diferentes o iguales, ya sea por emisión directa o por conversión de material fosforescente, por ejemplo, en donde las capas de material fosforescente se aplican en los LED como parte del paquete de LED. El dispositivo de iluminación 100 puede usar cualquier combinación de LED coloridos 102, tales como rojo, verde, azul, ámbar, o cian, o los LED 102 pueden todos producir la luz del mismo color. Algunos o todos los LED 102 pueden producir luz blanca. Además, los LED 102 pueden emitir luz polarizada o luz no polarizada y el dispositivo de iluminación basado en LED 100 puede utilizar cualquier combinación de LED polarizados o no polarizados. En algunas modalidades, los LED 102 emiten ya sea luz azul o UV debido a la eficiencia de los LED que emiten en estas escalas de longitud de onda. La luz emitida del dispositivo de iluminación 100 tiene un color deseado cuando los LED 102 se utilizan en combinación con materiales de conversión de longitud de onda incluido en la cavidad de conversión de color 160. Las propiedades de foto-conversión de los materiales de conversión de longitud de onda en combinación con el mezclado de luz dentro de la cavidad 160 resulta en una salida de luz convertida de color. Al ajusfar las propiedades químicas y/o físicas (tales como el espesor y la concentración) de los materiales de conversión de longitud de onda y las propiedades geométricas de los recubrimientos en las superficies interiores de la cavidad 160, pueden especificarse las propiedades de color específicas de la salida de luz por la ventana de salida 108, por ejemplo el punto de color, la temperatura de color, y el índice de rendimiento cromático (CRI, por sus siglas en inglés).

Para propósitos de este documento de patente, un material de conversión de longitud de onda es cualquier compuesto químico solo o una mezcla de diferentes compuestos químicos que realiza una función de conversión de color, por ejemplo, que absorbe una cantidad de luz de una longitud de onda máxima, y en respuesta, emite una cantidad de luz a otra longitud de onda máxima.

Las porciones de la cavidad 106, tales como el inserto reflector inferior 106, el inserto de pared lateral 107, el cuerpo de cavidad 105, la ventana de salida 108, y otros componentes colocados dentro de la cavidad (no mostrados) pueden recubrirse con o incluir un material de conversión de longitud de onda. La figura 5B ilustra porciones del inserto de pared lateral 107 recubiertas con un material de conversión de longitud de onda. Además, diferentes componentes de la cavidad 160 pueden recubrirse con un material de conversión de longitud de onda igual o diferente.

A manera de ejemplo, los materiales fosforescentes se pueden seleccionar del conjunto denotado por las siguientes fórmulas químicas: Y3AI5012:Ce, (también conocido como YAG:Ce, o simplemente YAG) (Y,Gd)3AI5012:Ce, CaS:Eu, SrS:Eu, SrGa2S4:Eu, Ca3(Sc,Mg)2Si3012:Ce, Ca3Sc2Si3012:Ce, Ca3Sc204:Ce, Ba3Si6012N2:Eu, (Sr,Ca)AISiN3:Eu, CaAIS¡N3:Eu, CaAIS¡(0N)3:Eu, Ba2Si04:Eu, Sr2Si04:Eu, Ca2Si04:Eu, CaSc204:Ce, CaSi202N2:Eu, SrSi2O2N2:Eu, BaSi202N2:Eu, Ca5(P04)3CI:Eu, Ba5(P04)3CI:Eu, Cs2CaP207, Cs2SrP207, Lu3AI5012:Ce, Ca8Mg(Si04)4CI2:Eu, Sr8Mg(Si04)4CI2:Eu, La3Si6N11 :Ce, Y3Ga5012:Ce, Gd3Ga5012:Ce, Tb3AI5012:Ce, Tb3Ga5012:Ge, y Lu3Ga5012:Ce.

En un ejemplo, el ajuste del punto de color del dispositivo de iluminación puede lograrse al reemplazar el inserto de pared lateral 107 y/o la ventana de salida 108, que similarmente puede estar recubierta o impregnada con uno o más materiales de conversión de longitud de onda. En una modalidad un material fosforescente de emisión de luz roja tal como un nitruro de silicio alcalino-térreo activado con europio (por ejemplo, (Sr,Ca)AISiN3:Eu) cubre una porción del inserto de pared lateral 107 y el inserto reflector inferior 106 en el fondo de la cavidad 160, y un material fosforescente YAG cubre una porción de la ventana de salida 108. En otra modalidad, un material fosforescente de emisión de luz roja tal como el nitruro de oxi-silicio alcalino-térreo cubre una porción del inserto de pared lateral 107 y el inserto reflector inferior 106 en el fondo de la cavidad 160, y una mezcla de un nitruro de oxi-silicio alcalino-térreo emisor de luz roja y un material fosforescente YAG emisor de luz amarilla cubre una porción de la ventana de salida 108.

En algunas modalidades, los materiales fosforescentes se mezclan en un medio solvente adecuado con un aglutinante y, opcionalmente, un surfactante y un plastificante. La mezcla resultante se deposita por cualquiera de entre rociado, impresión de tamiz, recubrimiento de hoja, u otros medios adecuados. Al seleccionar la forma y la altura de las paredes laterales que definen la cavidad, y al seleccionar cuál de las partes en la cavidad será cubierta con material fosforescente o no, y al optimizar el espesor de la capa de material fosforescente en la ventana, el punto de color de la luz emitida desde el módulo puede ser afinado como se desee.

En un ejemplo, un tipo único de material de conversión de longitud de onda puede ser modelado en la pared lateral, que puede ser, por ejemplo, el inserto de pared lateral 107 mostrado en la figura 5B. A manera de ejemplo, un material fosforescente rojo puede ser modelado en áreas diferentes del inserto de pared lateral 107 y un material fosforescente amarillo puede cubrir la ventana de salida 108. La cobertura y/o las concentraciones de los materiales fosforescentes pueden ser variadas para producir diferentes temperaturas de color. Debe entenderse que el área de alcance del rojo y/o las concentraciones de los materiales fosforescentes rojos y amarillos necesitarán variar para producir las temperaturas de color deseadas si la luz producida por los LED 102 varía. El rendimiento de color de los LED 102, material fosforescente rojo en el inserto de pared lateral 107 y el material fosforescente amarillo en la ventana de salida 108 pueden ser medidos antes del ensamble y seleccionados con base en el desempeño para que las piezas ensambladas produzcan la temperatura de color deseada.

La figura 6 es ilustrativa de una vista lateral en sección transversal de un módulo de iluminación basado en LED 100 en una modalidad, que es tomada en la sección A representada en la figura 7. En la modalidad ilustrada, el módulo de iluminación basado en LED 00 incluye una pluralidad de LED 102A-102C montados sobre un tablero de montaje de LED 104, una pared lateral 107, una ventana de salida 108, y una placa protectora reflejante 173. En la modalidad ilustrada, la pared lateral 107 incluye una capa reflejante 171 y una capa de conversión de color 172. La capa de conversión de color 172 incluye un material de conversión de longitud de onda (por ejemplo, un material fosforescente emisor de luz roja). En algunas modalidades, la pared lateral 107 no incluye una capa de conversión de color 172. En algunas modalidades, la pared lateral está hecha de un material con alta reflectividad. En la modalidad ilustrada, la ventana de salida 108 incluye una capa transmisiva 134 y una capa de conversión de color 135. La capa de conversión de color 135 incluye un material de conversión de longitud de onda con una propiedad de conversión de color diferente del material de conversión de longitud de onda incluido en la pared lateral 107 (por ejemplo, un material fosforescente emisor de luz amarilla). En algunas modalidades, la ventana de salida 108 no incluye una capa de conversión de color. En algunas modalidades, la ventana de salida 108 incluye una capa difusora o una capa transmisiva hecha de material translúcido.

La cavidad de conversión de color 160 es delimitada por la pared lateral 107, la ventana de salida 108, y la placa protectora reflejante 173 del módulo de iluminación basado en LED 100. La placa protectora reflejante 173 incluye una capa transmisiva 174 y una capa reflejante modelada 175. En la modalidad ilustrada, la capa reflejante modelada 175 está unida a la capa transmisiva 174. En un ejemplo, la capa reflejante modelada 175 es depositada sobre la capa transmisiva 174 (por ejemplo, mediante deposición de capa metálica). En la modalidad ilustrada, la capa reflejante modelada 175 está unida a la capa transmisiva 174 mediante adhesivos. Aún en otra modalidad, la capa reflejante modelada 175 es capturada mecánicamente entre la capa transmisiva 174 y el tablero de montaje de LED 104. Como se ilustra en la figura 6, la capa reflejante modelada 175 se encuentra entre los LED 102 y la capa transmisiva 174. Sin embargo, en algunas modalidades, la capa reflejante modelada 175 se encuentra en el lado opuesto de la capa transmisiva 174; separada de los LED 102. En estas modalidades, la capa transmisiva 174 se encuentra entre los LED 102 y la capa reflejante modelada 175. En algunas modalidades la capa reflejante modelada 175 puede ser capturada entre dos capas transmisivas 174. En algunas modalidades, la capa reflejante modelada 175 incluye un material reflejante adecuado o una combinación de materiales (por ejemplo, plata, aluminio) laminados sobre la capa transmisiva 174. En algunas otras modalidades, la capa reflejante modelada 175 incluye un material altamente reflejante, tal como PTFE sinterizado, Vikuiti® ESR, como el vendido por 3M (E.U.A.), Lumirror® E60L fabricado por Toray (Japón), o el tereftalato de polietileno microcristalino (MCPET) sujetado a la capa transmisiva 174. En algunas otras modalidades la capa reflejante modelada 175 incluye recubrimientos reflejantes aplicados en la capa transmisiva 174. Tales recubrimientos pueden incluir partículas de dióxido de titanio(T¡02), óxido de zinc (ZnO), y sulfato de bario (BaS04), modeladas sobre la capa transmisiva 174. Tales recubrimientos además pueden incluir materiales poliméricos (por ejemplo, siliconas) cargados con partículas reflejantes. El patrón de la capa reflejante modelada 175 es configurada de modo tal que la luz emitida de los LED 102 pasa a través de la placa protectora reflejante 173 con un mínimo de bloqueo de luz. Sin embargo, la capa reflejante modelada 175 es configurada de manera que la luz reflejada (luz que es reflejada de la cavidad de conversión de color 160 hacia el tablero de montaje 104 y los LED 102) es redirigida dentro de la cavidad de conversión de color 160. Al incluir una capa reflejante modelada 175 por arriba del tablero de montaje 104, la luz que de otra manera puede ser absorbida por el tablero de montaje es reciclada. En consecuencia, se mejora la eficiencia de extracción de luz de la cavidad de conversión de color 160.

Las capas transmisivas 134 y 174 pueden ser construidas de un material adecuado ópticamente transmisor (por ejemplo, zafiro, alúmina, vidrio crown, policarbonato, y otros plásticos).

Como se ilustra en la figura 6, la placa protectora reflejante 173 está separada encima de la superficie emisora de luz de los LED 102 por una distancia de espaciamiento mediante un separador 176. En algunas modalidades, esto es deseable para dejar espacio para las conexiones de amarre de cables del submontaje de paquetes de LED en el área activa de los LED. En algunas modalidades, un espacio de un milímetro o menos es deseable para permitir espacio para las conexiones de amare de cables, pero para evitar el bloqueo de una cantidad excesiva de luz emitida de los LED 102. En algunas otras modalidades, un espacio de doscientas mieras o menos es deseable para evitar el bloqueo de una cantidad excesiva de luz emitida de los LED 102.

En algunas otras modalidades, la distancia de espaciamiento puede ser determinada por el tamaño de los LED 102. Por ejemplo, el tamaño de los LED 102 puede ser caracterizada por la dimensión de longitud de cualquier lado de una sola área de molde activa, de forma cuadrada. En algunas otras modalidades, el tamaño de los LED 102 puede ser caracterizado por la dimensión de longitud de cualquier lado de un área de molde activa de forma rectangular. Algunos LED 102 incluyen muchas áreas de molde activas (por ejemplo, arreglos de LED). En estos ejemplos, el tamaño del LED 102 puede ser caracterizado por cualquiera de entre el tamaño de cualquier molde individual o por el tamaño de todo el arreglo. En algunas modalidades, el espacio debe ser menor que el tamaño de los LED 102 para evitar el bloqueo de una cantidad excesiva de luz emitida de los LED 102. En algunas modalidades, el espacio debe ser menor de veinte por ciento del tamaño de los LED 102. En algunas modalidades, el espacio debe ser menor de cinco por ciento del tamaño de los LED. Conforme el espacio es reducido, se reduce la cantidad de luz bloqueada.

En algunas otras modalidades, es deseable sujetar la placa protectora reflejante 173 directamente a la superficie del LED 102. De esta manera, el contacto térmico directo entre la placa protectora reflejante 173 y el LED 102 permite que la placa protectora reflejante 173 actúe como un mecanismo de disipación de calor para extraer el calor de los LED 102. En algunas otras modalidades, el espacio entre el tablero de montaje 104 y la placa protectora reflejante 173 puede llenarse con un material encapsulante sólido. A manera de ejemplo, puede utilizarse silicona para llenar el espacio. En algunas otras modalidades, el espacio puede ser llenado con un fluido para promover la extracción de calor de los LED 102.

La luz emitida de los LED 102A-102C que pasa a través de la placa protectora reflejante 173 entra en la cavidad de conversión de color 160. La luz es combinada dentro de la cavidad de conversión de color 160. En algunas modalidades que incluyen capas de conversión de color sobre cualquiera de las superficies interiores de la cavidad de conversión de color 160, la luz es convertida de color como se discutió con referencia a las figuras 4 y 5A-5B. La luz combinada resultante 141 es emitida por el módulo de iluminación basado en LED 100.

Como se ilustra en la figura 6, la placa protectora reflejante 173 se encuentra por encima de un plano C definido por la superficie emisora de luz de los LED 102. La capa reflejante modelada 175 es configurada de manera tal que la luz emitida en una dirección normal al plano C de cualquier porción de la superficie emisora de luz de cada LED 102 no es bloqueada por la capa 175. Adicionalmente, la placa protectora reflejante 173 provee protección en el área de molde sensible de los LED 102 de la contaminación y el abuso mecánico.

La figura 7 es ilustrativa de una vista superior de una sección transversal del módulo de iluminación basado en LED 100 tomada en la sección C ilustrada en la figura 6. Como se representa, en esta modalidad, el módulo de iluminación basado en LED 100 es de forma circular como se ilustra en la configuración ejemplar representada en la figura 2. En esta modalidad, el módulo de iluminación basado en LED 100 tiene una abertura circular 179. Aunque, el módulo de iluminación basado en LED 100 representado en las figuras 6 y 7 es circular en la abertura, otras formas pueden contemplarse. Por ejemplo, el módulo de iluminación basado en LED 100 puede ser de forma poligonal. En otras modalidades, el módulo de iluminación basado en LED 100 puede estar configurado en cualquier otra forma cerrada (por ejemplo, elíptica, en forma de estrella, etc.). Como se ilustra en la figura 7, la placa protectora reflejante 173 provee varias ventanas transparentes para que la luz pase desde cada uno de los LED 102 dentro de la cavidad de conversión de color 160. Como se ve desde arriba, la capa reflejante modelada 175 presenta una superficie reflejante sobre toda el área de la abertura 179 que no es ventaneada para que la luz pase. De esta manera, como se ve desde arriba, un observador ve ya sea el área de molde activa de cada uno de los LED 102 o una superficie altamente reflejante.

Los moldes de LED a menudo son de forma cuadrada o rectangular. Sin embargo, muchos módulos de iluminación basados en LED están configurados con aberturas circulares para producir efectos de iluminación deseables. El área de apertura, es decir, el área de la ventana de salida 108 es al menos tan grande como el área de las áreas de molde activas de los LED 102 combinada con el área reflejante de la placa protectora reflejante 173, (es decir, el área de la capa reflejante modelada 175). El desajuste geométrico creado al poblar una abertura redonda con un molde de LED cuadrado o rectangular deja una cantidad significativa de área de apertura sin área activa de emisión de luz. Al cubrir tanto como sea posible de esta área con la capa reflejante modelada 175, las pérdidas de absorción son minimizadas. Adicionalmente, en algunas modalidades, es deseable poblar escasamente un área de apertura con área activa de emisión de luz. De nuevo, una cantidad significativa de área de apertura sin área activa de emisión de luz es cubierta con la capa reflejante modelada 175 para minimizar las pérdidas de absorción.

La figura 8 es ilustrativa de una sección transversal del módulo de iluminación basado en LED 100 en una modalidad. La luz es emitida desde un área activa de emisión de luz de cada uno de los LED 102. Como se ilustra en la figura 8, una dimensión del área de molde activa del LED 102A es caracterizada por una longitud, L. La orilla de la capa reflejante modelada más cercana al LED 102A está localizada a una distancia, B, desde la orilla más cercana del LED 102A en la dirección X del plano de coordenadas XY. La capa reflejante modelada 175 está además localizada a a una distancia, H, por arriba del área de emisión de luz del LED 102A (dirección Y del plano de coordenadas XY). La ubicación y dimensiones de la ca reflejante modelada 175 influencia el bloqueo de la luz emitida sobre toda el área activa de los LED 102 y la cantidad de área reflejante disponible para reciclar la luz dentro de la cavidad de conversión de color 160.

Al reducir la dimensión H, la cantidad de bloqueo de luz es reducida y la cantidad de área reflejante disponible para el reciclaje de luz es aumentada. Sin embargo, la selección de la dimensión B implica un balance entre minimizar el bloqueo de la luz emitida sobre toda el área activa de los LED 102 y maximizar la cantidad de área reflejante disponible para reciclar la luz dentro de la cavidad de conversión de color 160.

La luz es emitida a ángulos oblicuos con respecto al área superficial activa de los LES 102. Para minimizar el bloqueo de la luz emitida sobre toda el área activa de los LED 102A, puede considerarse el bloqueo de la luz emitida de una porción del LED 102A más cercana a la capa reflejante modelada y más lejana de la capa reflejante modelada. En un ejemplo, determinamos que la luz emitida de la orilla más cercana del LED 102A a cualquier ángulo menor a sesenta grados de la normal (dirección Y) no debe ser bloqueado. Esto puede ser expresado mediante la ecuación de restricción 0).

Adicionalmente, determinamos que la luz emitida de la orilla más lejana del LED 102A a cualquier ángulo menor que un ángulo de ochenta y cinco grados de la normal no debe ser bloqueado. Esto puede ser expresado mediante la ecuación de restricción (2).

Dada un área de molde activa del LED 102A caracterizada por una longitud, L, y dada una selección de dimensión, H, la ubicación y tamaño para la capa reflejante modelada 175 puede ser determinada con base en la más restrictiva de las ecuaciones de restricción (1) y (2). Los valores de restricción angulares ilustrada en las ecuaciones (1) y (2) son provistos a manera de ejemplo. Otros valores angulares pueden ser considerados con base en la distribución angular de la luz emitida desde cualquier LED 102 particular. En general conforme los valores angulares son incrementados, el bloqueo de luz reducido es favorecido sobre el reciclaje de luz aumentado. Por el contrario, conforme los valores angulares son disminuidos, el reciclaje de luz aumentado es favorecido sobre el bloqueo de luz reducido. Los valores angulares pueden ser seleccionados con base en la distribución angular de la luz emitida desde un LED 102 particular. Por ejemplo, si un gran porcentaje de luz emitida desde un LED 102 particular es emitida dentro de un ángulo cónico de cuarenta y cinco grados, puede ser deseable usar valores angulares de al menos cuarenta y cinco grados para las ecuaciones de restricción (1) y (2). Sin embargo, si un gran porcentaje de luz emitida desde un LED 102 particular es emitida dentro de un ángulo cónico de sesenta grados, puede ser deseable usar valores angulares de al menos sesenta grados.

Las ecuaciones de restricción (1) y (2) son provistos a manera de ejemplo. Otras metodologías de diseño pueden ser empleadas para determinar la ubicación y el tamaño de la capa reflejante modelada 175 con base en la ubicación de los LED 102. Por ejemplo, la ubicación y el tamaño de la capa reflejante modelada 175 puede ser determinada con base en la brecha entre los LED 102 adyacentes. En algunos otros ejemplos, la ubicación y el tamaño de la capa reflejante modelada 175 puede ser determinada con base en el porcentaje de luz emitida desde los LED 102 que es transmitida dentro de la cavidad de conversión de color 160 a través de la capa reflejante modelada 174.

En la modalidad ilustrada en las figuras 9A-9B, la capa reflejante modelada 175 está localizada sobre el lado inferior de la capa transmisiva 174 opuesta a los LED 102. Como se ha ¡lustrado en la figura 9A una cantidad de material flexible, ópticamente translúcido 161 , está localizada sobre la superficie de la capa transmisiva 174 en los vacíos de la capa reflejante modelada 175 alineada con los LED 102. A manera de ejemplo no limitativo, el material flexible, ópticamente translúcido 161 , puede incluir un adhesivo, una silicona ópticamente transparente, una silicona cargada con partículas reflejantes (por ejemplo, dióxido de titanio (Tio2), óxido de zinc (ZnO), y partículas de sulfato de bario (BaS04), o una combinación de estos materiales), una silicona cargada con un material de conversión de longitud de onda (por ejemplo, partículas de material fosforescente), un material de PTFE sinterizado, etc.

Como se ilustra en la figura 9B, la placa protectora reflejante 173 es puesta en contacto con el tablero de montaje de LED 104 poblado por los LED 102 y es situada con respecto al tablero de montaje de LED 104 mediante un separador 176. El material flexible, ópticamente translúcido 161 acopla efectivamente la placa protectora reflejante 173 a los LED 102. En algunas modalidades, el material flexible, ópticamente translúcido 161 es curado para mantener un enlace entre los LED 102 y la placa protectora reflejante 173. De esta manera, la capa transmisiva 174 es sujetada a la superficie superior de los LED 102 y la capa reflejante modelada 175 puede cerrar completamente la brecha entre los LED dentro de las tolerancias de fabricación.

En otra modalidad ilustrada en las figuras 10A-10B, la capa reflejante modelada 175 está localizada sobre el lado inferior de la capa transmisiva 174 opuesta a los LED 102. Una cantidad de material flexible, ópticamente translúcido 161 , está localizada sobre la superficie de la capa transmisiva 174 en los vacíos de la capa reflejante modelada 175 alineada con los LED 102. Sin embargo, como se ilustra en la figura 10A una cantidad de material ópticamente translúcido 162 separa la capa reflejante modelada 175 de la capa transmisiva 174. A manera de ejemplo no limitativo, el material ópticamente translúcido 162 puede estar hecho de silicona, vidrio, un material de policarbonato, zafiro, alúmina, plástico, u otro material adecuado. En algunas modalidades, el material ópticamente translúcido 162 es el mismo material que el material flexible, ópticamente translúcido 161. Es deseable selecciona un material ópticamente translúcido 162 con un índice de refracción que coincida con el índice de refracción de la capa transmisiva 174 para promover la extracción de luz. La separación de la capa reflejante modelada 175 de la capa transmisiva 174 con el material ópticamente translúcido 162 sitúa la capa reflejante modelada 175 por debajo de la superficie superior de los LED 102 cuando la capa transmisiva 174 está unida directamente a los LED 102. Esto permite que una gran emisión de luz angular de los LED 102 escape a través del material ópticamente translúcido 162 sin ser bloqueada por la capa reflejante modelada 175.

En algunas modalidades, la capa reflejante modelada 175 está hecha de un material basado en polímero que se expande cuando es curado. Como se ilustra en la figura 10A, la capa reflejante modelada 175 es aplicada en un estado no curado o parcialmente curado. Después de situar la placa protectora reflejante 173 dentro del tablero de montaje de LED 104, la capa reflejante modelada 175 es completamente curada y se expande para abarcar entre los LED 102. De esta manera, puede ser permitido espacio entre la capa reflejante modelada 175 y los LED durante el ensamble para ajusfar las tolerancias de fabricación. Pero estos espacios son cerrados después del ensamble por la expansión del material basado en polímero. Esto elimina efectivamente las trampas de luz que puedan ser creadas por los espacios entre los LED 102 y la capa reflejante modelada 175 después del ensamble.

La figura 11 es ilustrativa de una sección transversal de un módulo de iluminación basado en LED 100 similar al representado en las figuras 6 y 7. En algunas modalidades, las porciones de la placa protectora reflejante 173 incluyen uno o más materiales de conversión de longitud de onda. En la modalidad representada, la placa protectora reflejante 173 incluye una placa reflejante modelada 175 dispuesta sobre el lado de la capa transmisiva 174 más cercano a los LED 102. Los material de conversión de longitud de onda 180-182 están dispuestos sobre el lado de la capa transmisiva 174 que está más alejado de los LED 102. A manera de ejemplo, el material de conversión de longitud de onda 180 está dispuesto sobre una porción de la capa transmisiva 174 que se encuentra por arriba de la ventana en la capa reflejante modelada 175 que permite que la luz emitida del LED 102 entre en la cavidad de conversión de color 160. De esta manera, la luz emitida del LED 102A pasa a través de la ventana en la capa reflejante modelada 175, a través de la capa transmisiva 174, e interactúa con el material de conversión de longitud de onda 180. En algunas modalidades, una cantidad de luz pasa a través del material de conversión de longitud de onda 180 sin la conversión de color y una cantidad de luz es absorbida por el material de conversión de longitud de onda 180. Esta interacción resulta en la emisión tanto de luz no convertida como de luz convertida de color dentro de la cavidad de conversión de color 160 como se ilustra en la figura 12. De manera similar, los materiales de conversión de longitud de onda 181 y 182 están dispuestos sobre porciones de la capa transmisiva 174 que se encuentran por arriba de las ventanas en la capa reflejante modelada 175 que permite que la luz emitida de los LED 102B y 102C, respectivamente, entre en la cavidad de conversión de color 160. Los materiales de conversión de longitud de onda 180-182 pueden ser el mismo material o materiales diferentes. Al emplear material diferentes, la luz convertida de color de diferentes colores puede ser dirigida dentro de la cavidad de conversión de color 160 para mejorar el índice de rendimiento cromático (CRI) de la. salida de luz combinada 141 por el módulo 100.

En algunas modalidades, el espesor de la capa transmisiva 174, T, es al menos la mitad de la longitud del molde, LDIE. Al aumentar el espesor de la capa transmisiva 174 a por lo menos la mitad de la longitud del molde, se aumenta la probabilidad de que la luz reflejada emitida de los materiales de conversión de longitud de onda 180-182 sea incidente sobre la capa reflejante modelada 175 en lugar del molde de LED mismo. Debido a que la reflectividad de la capa reflejante modelada 175 es mayor que la reflectividad de la superficie del molde de LED, puede mejorarse la eficiencia de extracción.

En algunas modalidades, un solo material de conversión de longitud de onda puede aplicarse sobre toda el área superficial de la capa transmisiva 174 para mejorar la conversión de color de la luz reflejada y para simplificar la fabricación como se ilustra en la figura 13. Sin embargo, en algunas modalidades, cualquiera de los materiales de conversión de longitud de onda 180-182 puede aplicarse en un patrón sobre las porciones de la capa transmisiva 174. En la modalidad ilustrada en la figura 14, el material de conversión de longitud de onda 180 está ubicado sobre los LED 102 y el material de conversión de longitud de onda 181 está ubicado en áreas entre aquellas que incluyen el material de conversión de longitud de onda 181.

En algunas modalidades, se emplean múltiples capas transmisivas apiladas. Cada capa transmisiva incluye diferentes materiales de conversión de longitud de onda. Por ejemplo, como se ilustra en la figura 15, la capa transmisiva 174 incluye el material de conversión de longitud de onda 180 sobre el área superficial de la capa transmisiva 174. Adicionalmente, una segunda capa transmisiva 163 es puesta sobre y en contacto con la capa transmisiva 174. La capa transmisiva 174 incluye el material de conversión de longitud de onda 181. De esta manera, el punto de color de luz emitido del dispositivo de iluminación basado en LED 100 puede ser ajustado por medio de reemplazar las capas transmisivas 174 y 163 independientemente para lograr un punto de color deseado. Aunque, como se ilustra en la figura 15, la capa transmisiva 163 es colocada sobre y en contacto con la capa transmisiva 174, un espacio puede mantenerse entre los dos elementos. Esto puede ser deseable para promover el enfriamiento de las capas transmisivas. Por ejemplo, puede introducirse un flujo de aire a través del espacio para enfriar las capas transmisivas.

En algunas modalidades, cualquiera de los materiales de conversión de longitud de onda puede ser aplicado como un patrón (por ejemplo, rayas, puntos, bloques, gotitas, etc.). Por ejemplo, como se ilustra en la figura 16, las gotitas de material de conversión de longitud de onda 180 son aplicadas uniformemente en la superficie de la capa transmisiva 174. Las gotitas formadas pueden mejorar la eficiencia de extracción al aumentar la cantidad de área superficial en la interfaz entre la gotita y el material dentro de la cavidad de conversión de color 160 (por ejemplo, aire, nitrógeno, silicona, etc.).

Como se ilustra en la figura 17, en algunas modalidades, las gotitas del material de conversión de longitud de onda 180 pueden espaciarse sobre la capa transmisiva 174 en un patrón no uniforme. Por ejemplo, un grupo de gotitas 165 localizadas sobre el LED 102C está empacado densamente (por ejemplo, gotitas en contacto con gotitas adyacentes), mientras un grupo de gotitas 164 localizadas sobre un espacio entre los LED 102A y 102B está empacado holgadamente (por ejemplo, gotitas separadas de gotitas adyacentes). De esta manera, el punto de color de luz emitido del módulo de iluminación basado en LED 100 puede ser ajustado al variar la densidad de empacado de las gotitas sobre la capa transmisiva 174.

Como se ilustra en la figura 18, en algunas modalidades, las gotitas de diferentes materiales de conversión de longitud de onda pueden ser colocadas en diferentes sitios de la capa transmisiva 174 y además pueden ser colocadas en un patrón no uniforme. Por ejemplo, el grupo de gotitas 164 puede incluir el material de conversión de longitud de onda 180 y el grupo de gotitas 165 puede incluir una combinación de gotitas que incluyen el material de conversión de longitud de onda 181 y el material de conversión de longitud de onda 182. De esta manera, las combinaciones de diferentes materiales de conversión de longitud de onda están situadas en relación a los LED 102 en densidades variables para lograr un punto de color deseado de luz emitido del módulo de iluminación basado en LED 100.

Como se muestra en las figuras 11-18, los materiales de conversión de longitud de onda se sitúan sobre la superficie de la capa transmisiva 174. Sin embargo, en algunas otras modalidades, cualquiera de los materiales de conversión de longitud de onda puede ser embebido dentro de la capa transmisiva 174.

En un aspecto, la placa protector reflejante 173 incluye una estructura reflejante 190 que incluye al menos un material de conversión de longitud de onda. La figura 19 ilustra una vista en sección transversal de las porciones 190A-190D de la estructura reflejante 190. Como se ilustra en la figura 19, la estructura reflejante 190 está dispuesta sobre la capa transmisiva 174 y se extiende de la superficie de la capa transmisiva 174 hacia la ventana de salida 108. Las porciones de la estructura reflejante 190 incluyen al menos un material de conversión de longitud de onda. En la modalidad representada en la figura 19, la luz emitida del LED 102A pasa a través de una ventana en la capa reflejante modelada 175 y a través de la capa transmisiva 174 dentro de la cavidad de conversión de color 160. Una cantidad de la luz emitida interactúa con el material de conversión de longitud de onda 180 dispuesto sobre las porciones 190A y 190B de la estructura reflejante 190. La interacción resulta en la conversión de color de un porción de la luz emitida del LED 102A conforme la luz entra en la cavidad de conversión de color 160. De manera similar, las porciones de luz emitidas de los LED 102B y 102C ¡nteractúan con los materiales de conversión de longitud de onda 181 y 182, respectivamente. De esta manera, luz de diferente color puede ser introducida dentro de la cavidad de conversión de color 160 por la interacción de la luz emitida desde los LED 102 con la estructura reflejante 190. En algunas modalidades, los LED 102A-102C pueden seer seleccionados con propiedades de emisión que ¡nteractúan eficientemente con los materiales de conversión de longitud de onda 180-182, respectivamente. Por ejemplo, el espectro de emisión del LED 102A y el material de conversión de longitud de onda 180 pueden seleccionarse de modo tal que el espectro de emisión del LED 102A y el espectro de absorción del material de conversión de longitud de onda están muy igualados. En algunas modalidades, los materiales de conversión de longitud de onda 180-182 pueden ser el mismo material. En algunas modalidades, cualquiera de los materiales de conversión de longitud de onda 180-182 puede aplicarse en una capa continua sobre porciones de la estructura reflejante 190. En algunas otras modalidades, cualquiera de los materiales de conversión de longitud de onda 180-182 puede ser aplicado como un patrón (por ejemplo, rayas, puntos, bloques, gotitas, etc.). En algunas otras modalidades, cualquiera de los materiales de conversión de longitud de onda 180-182 puede ser embebido dentro de la estructura reflejante 190.

La figura 20 ilustra una vista en sección transversal del módulo de iluminación basado en LED 100 similar al mostrado en la figura 19. Como se ilustra, el módulo de iluminación basado en LED 100 incluye una capa transmisiva 191 dispuesta sobre la estructura reflejante 190. De eta manera unas cuantas cavidades de conversión de color son formadas dentro del módulo de iluminación basado en LED 100. Cada cavidad de conversión de color (por ejemplo, 160A, 160B, y 160C) es configurada para convertir el color de la luz emitida desde cada LED (por ejemplo, 102A, 102B, 102C), respectivamente, antes de que la luz de cada cavidad de conversión de color sea combinada. Al alterar cualquiera de los materiales de conversión de longitud de onda incluidos en cada CCC, la corriente suministrada en cualquier LED que emite dentro de cada CCC, y la forma de cada CCC el color de la luz emitida del módulo de iluminación basado en LED 100 puede ser controlado y la uniformidad del haz de salida puede ser mejorada.

Como se representa en la figura 20, el LED 102A emite la luz directamente dentro de la cavidad de conversión de color 160A solamente. De manera similar, el LED 102B emite la luz directamente dentro de la cavidad de conversión de color 160B solamente, y el LED 102C emite la luz directamente dentro de la cavidad de conversión de color 160C solamente. Cada LED es aislado de los otros mediante la estructura reflejante 190.

La estructura reflejante 90 es altamente reflejante de modo que, por ejemplo, la luz emitida desde un LED 102B es dirigida hacia arriba en la cavidad de conversión de color 160B generalmente hacia la ventana de salida 108 del módulo de iluminación 100. Adicionalmente, la estructura reflejante 190 puede tener una conductividad térmica alta, de tal manera que actúa como un propagador de calor adicional. A manera de ejemplo, la estructura reflejante 190 puede estar hecha con un material térmicamente muy conductivo, tal como un material basado en aluminio que es procesado para hacer el material sumamente reflejante y duradero. A manera de ejemplo, un material referido como Miro®, fabricado por Alanod, una compañía Alemana, puede ser utilizado. Una alta reflectividad puede lograrse al pulir el aluminio, o al cubrir la superficie interior de la estructura reflejante 190 con uno o más recubrimientos reflejantes. Alternativamente, la estructura reflejante 190 puede estar hecha de un material delgado altamente reflejante, tal como Vikuiti™ ESR, como el vendido por 3M (E.U.A.), LumirrorTM E60L fabricado por Toray (Japón), o tereftalato de polietileno microcristalino (MCPET) tal como el fabricado por Furukawa Electric Co. Ltd. (Japón). En otros ejemplos, la estructura reflejante 190 puede estar hecha de un material de PTFE. En algunos ejemplos la estructura reflejante 190 puede estar hecha de un material de PTFE de uno a dos milímetros de espesor, como el vendido por W.L. Gore (E.U.A.) y Berghof (Alemania). En aún otras modalidades, la estructura reflejante puede esta hecha de un material de PTFE respaldado por una capa reflejante delgada tal como una capa metálica o una capa no metálica tal como ESR, E60L, o MCPET. Además, pueden aplicarse recubrimientos reflejantes sumamente difusos en la estructura reflejante 190. Tales recubrimientos pueden incluir partículas de dióxido de titanio(T¡02), óxido de zinc (ZnO), y sulfato de bario (BaS04), o una combinación de estos materiales.

En un aspecto el módulo de iluminación basado en LED 100 incluye una primera cavidad de conversión de color (por ejemplo, 160A) formada de la estructura reflejante 190 y la capa transmisiva 191. En algunas modalidades, las porciones de la estructura reflejante 190 que comprende la cavidad de conversión de color 160A incluye un primer material de conversión de longitud de onda 180 y un segundo material de conversión de longitud de onda 192 recubierto sobre la capa transmisiva 191. De esta manera, el color de la luz emitida desde cada cavidad de conversión de color puede ser ajustada al seleccionar la cantidad y el tipo de materiales de conversión de longitud de onda incluidos en cada cavidad de conversión de color. En un ejemplo, el material de conversión de longitud de onda 180 puede incluir materiales fosforescentes emisores de luz roja y el material de conversión de longitud de onda 192 incluye materiales fosforescentes emisores de luz amarilla. En algunos ejemplos, cada uno del material de conversión de longitud de onda incluido en las cavidades de conversión de color 160 y la capa de conversión de longitud de onda 192 es seleccionado de modo que un punto de color de luz combinada 141 emitido del módulo de iluminación basado en LED coincide con un punto de color objetivo. En algunas otras modalidades, cada cavidad de conversión (por ejemplo, 160A-160C) puede llenarse con un material encapsulante sólido. A manera de ejemplo, puede utilizarse silicona para llenar el espacio. En algunas otras modalidades, el espacio puede ser llenado con un fluido para promover la extracción de calor de los LED 102.

La figura 21 es ilustrativa del módulo de iluminación basado en LED 100 en otra modalidad. En un aspecto, un elemento reflejante interespacial 195 es una parte separada dispuesta en los espacios entre varios LED 102 montados sobre un tablero de montaje 104, y el elemento reflejante interespacial 195 es asegurado en posición con respecto a los LED 102 mediante una estructura de lente moldeada por encima 184. En la modalidad ilustrada en la figura 21 , una almohadilla alzada 183 eleva cada LED 102 por arriba del tablero de montaje 104. De esta manera un elemento reflejante interespacial relativamente grueso 195 puede ser empleado sin que protruya por encima del plano de la superficie emisora de luz de cada LED 102. En algunas otras modalidades, la almohadilla alzada 183 no es empleada y cada uno de los LED 102 es montado directamente dentro del tablero de montaje 104. En estas modalidades, un reflector interespacial relativamente delgado (por ejemplo, menos de 100 mieras de espesor) debe usarse para evitar que protruya por encima del plano de la superficie emisora de luz de cada LED 102 y que bloquee la luz emitida de cada LED 102.

Como se describió anteriormente con referencia a las figuras 6 y 7, los moldes de LED a menudo son de forma cuadrada o rectangular. Sin embargo, muchos módulos de iluminación basados en LED están configurados con aberturas circulares para producir efectos de iluminación deseables. El desajuste geométrico creado al poblar una abertura redonda con un molde de LED cuadrado o rectangular deja una cantidad significativa de área de apertura sin área activa de emisión de luz. Al cubrir tanto como sea posible de esta área con el reflector interespacial 195, las pérdidas de absorción son minimizadas. Adicionalmente, en algunas modalidades, es deseable poblar escasamente un área de abertura con área activa de emisión de luz. De nuevo, una cantidad significativa de área de abertura sin área activa de emisión de luz es cubierta con el reflector interespacial 195 para minimizar las pérdidas de absorción.

Como se muestra en las figuras 21 y 22, el lente moldeado por encima 184 es formado sobre los LED 102 y el reflector interespacial 195 para fijar la ubicación del reflector interespacial 195 con respecto a los LED 102. El lento moldeado por encima 184 provee protección para el área de molde sensible de los LED 102. Además la forma del lente moldeado por encima 184 puede seleccionarse para promover la extracción de luz de cada LED 102. Por ejemplo, el lente moldeado por encima 184 pueden ser de forma esférica para maximizar el ángulo de escape para luz emitida desde cada LED 102. El lente moldeado por encima 184 puede estar construido de material cuyo índice coincide con el del material de molde de cada LED 12 para maximizar la extracción de luz. En algunas modalidades, el lente moldeado por encima 184 es aplicado sobre los LED empacados 102 que ya incluyen una estructura cristalina. En estas modalidades, el material del lente moldeado por encima puede seleccionar para coincidir con el índice de la estructura cristalina del LED empacado 102 para minimizar las pérdidas en la interfaz. En algunas modalidades, (por ejemplo, la modalidad representada en la figura 12), el lente moldeado por encima 184 puede ser individualmente formado sobre cada LED 102. En algunas otras modalidades, (por ejemplo, la modalidad representada en la figura 22), el lente moldeado por encima 184 puede ser formado sobre un grupo de LED 102.

La figura 23 es ilustrativa de una vista lateral en sección transversal de un módulo de iluminación basado en LED 100 en una modalidad. Como se ilustra, el módulo de iluminación basado en LED 100 incluye una pluralidad de LED 102A-102C, una pared lateral 107, una ventana de salida 108, un reflector interespacial 195 y un lente moldeado por encima 184. Como se discutió con respecto a la figura 6, la pared lateral 107 incluye un material de conversión de longitud de onda (por ejemplo, un material fosforescente de emisión de luz roja) y la ventana de salida 108 incluye un material de conversión de longitud de onda con una propiedad de conversión de color diferente que el material de conversión de longitud de onda incluido en la pared lateral 107 (por ejemplo, un material fosforescente de emisión de luz amarilla). La cavidad de conversión de color 160 es delimitada por la pared lateral 107, la ventana de salida 108, y el reflector interespacial 195 del módulo de iluminación basado en LED 100. En algunas modalidades, el reflector interespacial 195 incluye un material de conversión de longitud de onda 180. En estas modalidades, por ejemplo un fotón reflejado 177 incidente sobre una superficie del reflector interespacial 195 es cambiado de color y dirigido hacia la ventana de salida 108 como un fotón 178.

El reflector interespacial 195 está configurado de manera que la luz reflejada (luz que es reflejada de la cavidad de conversión de color 160 hacia el tablero de montaje 104 y los LED 102) es redirigida dentro de la cavidad de conversión de color 160. Al incluir un reflector interespacial 195 entre los LED 102, la luz que de otra manera puede ser absorbida por el tablero de montaje es redolada. En consecuencia, se mejora la eficiencia de extracción de luz de la cavidad de conversión de color 160.

La figura 24 es ilustrativa de otra modalidad del módulo de iluminación basado en LED 100. La modalidad representada en la figura 24 es análoga a la ilustrada en la figura 23, excepto que el reflector interespacial 195 incluye superficies formadas para promover la extracción de luz de los LED 102. En algunas modalidades, el reflector interespacial 195 incluye una superficie de forma parabólica para colimar la luz emitida de cada LED 102. En algunas otras modalidades, el reflector interespacial 195 incluye una superficie de forma elíptica para enfocar la luz emitida desde cada LED. Otros perfiles pueden ser contemplados (por ejemplo, esférico, no esférico, etc.).

La figura 25 es ilustrativa de otra modalidad del módulo de iluminación basado en LED 100. La modalidad ¡lustrada en la figura 25 es análoga a la representada en las figuras 23 y 24, excepto que el lente moldeado por encima 184 es formado sobre diferentes LED 102. Por ejemplo, como se ilustra en la figura 25, el lente moldeado 184A sobre el LED 102B localizado en el centro de la cavidad de conversión de color 160 es formado para promover la extracción de luz hacia la ventana de salida 108. Sin embargo, el lente moldeado 184B sobre el LED 102B localizado en la periferia de la cavidad de conversión de color 160 es formado para promover la extracción de luz hacia la pared lateral 107. De esta manera, los diferentes lentes moldeados formados son utilizados para dirigir la luz hacia diferentes superficies para promover una conversión de color eficiente.

La figura 26 es ilustrativa de otra modalidad ejemplar del módulo de iluminación basado en LED 100. En un aspecto, la capa reflejante modelada 210 es sujetada al elemento de lente 200 y es colocada entre el elemento de lente 200 y los LED 102. El elemento de lente 200 es acoplado mecánica y ópticamente a una pluralidad de LED (por ejemplo los LED 102A-D) por un material de unión ópticamente transparente 202. En algunas modalidades, una característica de montaje 203 es incluido para posicionar el elemento de lente 200 encima de los LED 102. Por ejemplo, la característica de montaje 203 puede incluir una superficie de referencia mecánica para establecer la distancia entre el elemento de lente 200 y las superficies superiores de los LED 102.

En otro aspecto, la capa protector reflejante 173 es sujetada al elemento de lente 200 y es colocada entre el elemento de lente 200 y los LED 102. En algunas modalidades, la placa protectora reflejante 173 incluye el elemento de lente 200 sujeto a, o moldeado dentro de, una superficie de la capa transmisiva 174. La estructura cristalina puede mejorar la extracción n de luz por medio de dirigir la luz emitida de los LED 102 hacia la ventana de salida 108. Por ejemplo, la placa protectora reflejante 173 puede incluir un arreglo de estructuras de forma cónica, de forma piramidal, o de forma de lente.

En algunas modalidades, el elemento de lente 200 es construido de un material plástico mediante un proceso de moldeo por inyección para proveer una ventaja de alto volumen y bajo costo. Sin embargo, pueden emplearse otros materiales (por ejemplo, vidrio, alúmina, cerámica, etc.) y otros procesos de fabricación (por ejemplo, maquinado, molido, vaciado, etc.). En algunas modalidades, al menos un material de conversión de longitud de onda puede ser incluido en el material combinado y moldeado con el elemento de lente 200.

El material de enlace 202 es seleccionado para proveer de una transmisión óptica eficiente al elemento de lente 200. En algunas modalidades, el índice refractivo del material de enlace 202 debe coincidir mucho con el índice refractivo del elemento de lente 200 para minimizar las pérdidas de Fresnel en la interfaz entre el material de enlace 202 y el elemento de lente 200. El material de enlace 202 debe ser un material dócil que sea capaz de adaptarse a los cambios geométricos en el módulo de iluminación basado en LED 100. Por ejemplo, durante la operación, el módulo de iluminación basado en LED 100 puede someterse a un intervalo amplio de temperaturas ambientales y ciclos de operación. Debido a diferencia en los coeficientes geométrico y térmico de expansión de varios elementos del módulo de iluminación basado en LED 100, las interfaces mecánicas entre el material de enlace 202 y los LED 102 y entre el material de enlace 202 y el elemento de lente 200 están sujetas a movimiento relativo. El material de enlace 202 debe adaptarse a estos movimientos sin fallar o generar un estrés excesivo sobre los LED 102 o el elemento de lente 200. En una modalidad, el material de enlace 202 es un material basado en silicona cuyo índice coincide con el del material del elemento de lente 200. En algunas otras modalidades, el material de enlace 202 incluye un material dócil que está unido al LED mediante una capa delgada de adhesivo óptico. En algunas modalidades, la capa de adhesivo óptico es delgada para minimizar la propagación del haz desde la fuente de luz de LED.

En algunas modalidades, la capa reflejante modelada 201 está unida al elemento de lente 200. En algunas modalidades, la capa reflejante modelada 201 esta hecha con un material muy conductivo térmicamente, tal como un material a base de aluminio que es procesado para hacer el material sumamente reflector y duradero. A manera de ejemplo, un material referido como Miro®, fabricado por Alanod, una compañía Alemana, puede ser utilizado. El material puede ser pinchado para proveer aberturas en la capa reflejante modelada 201 para que la luz pase. En algunas otras modalidades, la capa reflejante modelada 201 incluye un material reflejante adecuado o una combinación de materiales (por ejemplo, plata, aluminio) laminados sobre el elemento de lente 200. En algunas otras modalidades, la capa reflejante modelada 201 incluye un material de película delgada altamente reflejante, tal como PTFE sinterizado, Vikuiti® ESR, como el vendido por 3M (E.U.A.), Lumirror® E60L fabricado por Toray (Japón), o el tereftalato de polietileno microcristalino (MCPET) unido al elemento de lente 200. En algunas otras modalidades la capa reflejante modelada 201 incluye recubrimientos reflejantes aplicados al elemento de lente 200. Tales recubrimientos pueden incluir partículas de dióxido de titanio(Ti02), óxido de zinc (ZnO), y sulfato de bario (BaS04), modeladas sobre el elemento de lente 200. El patrón de la capa reflejante modelada 201 es configurada de modo tal que la luz emitida de los LED 102 pasa a través del elemento de lente 200 con un mínimo de bloqueo de luz. Sin embargo, la capa reflejante modelada 201 es configurada de manera que la luz reflejada (por ejemplo, luz que es reflejada de la cavidad de conversión de color 160 hacia el tablero de montaje 104 y los LED 102) es redirigida dentro de la cavidad de conversión de color 160. Al incluir una capa reflejante modelada 201 por arriba del tablero de montaje 104, la luz que de otra manera puede ser absorbida por el tablero de montaje es reciclada. En consecuencia, se mejora la eficiencia de extracción de luz de la cavidad de conversión de color 160.

La figura 27 es ilustrativa de otra modalidad ejemplar del módulo de iluminación basado en LED 100. La modalidad de la figura 27 incluye características similares somo se discutió con referencia a la figura 26. En un aspecto de la modalidad ilustrada, la superficie opuesta hacia afuera del elemento de lente 200 incluye un recubrimiento dicroico que pasa la luz emitida de los LED 102, pero refleja la luz emitida de un material de conversión de longitud de onda incluido en la cavidad de conversión de color 160. En la modalidad representada, la ventada de salida 108 incluye un material de conversión de longitud de onda 135 (por ejemplo, un recubrimiento de material fosforescente de emisión de luz amarilla). En la modalidad representada, un fotón azul 205 es emitido del LED 102C. El fotón azul pasa a través del recubrimiento dicroico 204 y es absorbido por una partícula fosforescente del material de conversión de longitud de onda 135. La partícula fosforescente absorbe el fotón azul 205 y emite luz amarilla generalmente en un patrón de emisión Lambertiano. Algo de la luz amarilla emitida es transmitida a través de la ventana de salida 108 y es parte de la luz combinada 141. Sin embargo, una porción de la luz amarilla emitida se emite hacia elemento de lente 200. Por ejemplo, el fotón amarillo 206 es emitido de una partícula fosforescente y es reflejado de la superficie del elemento de lente 200 por el recubrimiento dicroico 204. De esta manera, la luz reflejada (por ejemplo, el fotón amarillo 206) es redirigida hacia la ventana de salida 108 y fuera del módulo de iluminación basado en LED 100 en vez de ser reabsorbida por un módulo elemental 100 (por ejemplo, los LED 102). En consecuencia, se mejora la eficiencia de extracción del módulo de iluminación basado en LED 100.

Aunque la figura 27 ilustra un solo recubrimiento dicroico 204 localizado en la superficie opuesta hacia afuera del elemento de lente 200, pueden contemplarse otras configuraciones. Por ejemplo el recubrimiento dicroico puede estar localizado sobre algunas porciones del elemento de lente 200 y no sobre otras. En otro ejemplo, las porciones del elemento de lente 200 puede ser recubiertas con diferentes recubrimientos dicroicos. Por ejemplo, las porciones del elemento de lente 200 colocadas cerca de la capa de conversión de color 135 que incluye un material fosforescente de emisión de luz amarilla pueden ser recubiertas con un recubrimiento dicroico que refleja luz amarilla. Sin embargo, las porciones del elemento de lente 200 colocadas cerca de la capa de conversión de color 172 que incluye un material fosforescente de emisión de luz roja pueden ser recubiertas con un recubrimiento dicroico diferente que refleja luz roja. En otro ejemplo, el elemento de lente 200 puede incluir múltiples superficies. Estas superficies pueden ser recubiertas con diferentes recubrimientos dicroicos.

La figura 28 es ilustrativa de otra modalidad ejemplar del módulo de iluminación basado en LED 100. En un aspecto de la modalidad ilustrada, el elemento de lente 200 incluye dos perfiles de superficie diferentes empalmados sobre la superficie opuesta hacia afuera del elemento de lente 200. Como se ilustra, una porción del elemento de lente 200 incluye un perfil de superficie 207. Otra porción del elemento de lente 200 incluye un perfil de superficie 208 que es diferente del perfil de superficie 207. En otras palabras, una función matemática que describe los perfiles de superficie 207 y 208 puede ser continua (por ejemplo, los perfiles de superficie 207 y 208 están conectados), pero no son lisos (por ejemplo, un derivado espacial de la función evaluada a un punto de intersección de los dos perfiles es discontinua). Diferentes perfiles pueden ser contemplados para los perfiles 207 y 208 (por ejemplo, esférico, no esférico, elíptico, parabólico, Bezier, etc.).

En una modalidad, el perfil superficial 207 puede tener una forma parabólica. Esta forma generalmente promueve la extracción de luz de los LED 102 físicamente localizados dentro de una primera zona de los LED 102 (por ejemplo, la zona 1) y generalmente dirige la luz de estos LED hacia la ventana de salida 108. El perfil superficial 208 también puede tener una forma parabólica que promueve la extracción de luz de los LED 102 localizados dentro de una zona diferente de los LED 102 (por ejemplo, la zona 2) y generalmente dirige la luz hacia la pared lateral 107. De esta manera, los diferentes perfiles de superficie del elemento de lente 200 se colocan sobre diferente grupos de LED para dirigir la luz a diferentes superficies de conversión de color (por ejemplo, la capa de conversión de color 172 y la capa de conversión de color 135). Adicionalmente, los LED colocados en diferentes zonas pueden emitir luz coloreada que relaciona más estrechamente los espectros de absorción de los diferentes materiales de conversión de longitud de onda en diferentes ubicaciones.

La figura 29 es ilustrativa de otra modalidad ejemplar del módulo de iluminación basado en LED 100. En un aspecto de la modalidad ilustrada, una porción de la pared lateral 107 está orientada a un ángulo oblicuo con respecto al tablero de montaje 104. Más específicamente, la porción de la pared lateral 107 más cercana al tablero de montaje 104 se estrecha hacia afuera desde el tablero de montaje 104. De esta manera, la luz emitida del elemento de lente 200 a ángulos grandes es reflejada hacia arriba por la pared lateral 107 hacia la ventana de salida 108. De esta manera, se promueve la extracción de luz del módulo de iluminación basado en LED 100. En la modalidad ilustrada, una porción de la pared lateral 107 más cercana a los LED 102 no es recubierta con un material de conversión de longitud de onda y es, por ejemplo, especularmente reflejante. Sin embargo, una porción de la pared lateral 107 que se encuentra alejada de los LED 102 es recubierta con una capa de conversión de longitud de onda 172. De esta manera, la luz transmitida del elemento de lente 200 a ángulos grandes es reflejada hacia afuera sin conversión de color. Sin embargo, al localizar la capa de conversión de color 172 más lejos de los LED, se reduce la probabilidad de que la luz cambiada de color emitida de la capa de conversión de color 172 sea reabsorbida por cualquiera de los LED 102. En consecuencia, se aumenta la eficiencia de la cavidad de conversión de color 160.

La figura 30 es ilustrativa de otra modalidad ejemplar del módulo de iluminación basado en LED 100. En un aspecto de la modalidad ilustrada, el elemento de lente 200 es físicamente y ópticamente acoplado a los LED 102 y es ópticamente acoplada a la pared lateral 107 de la cavidad de conversión de color 160. En la modalidad ilustrada, el elemento de lente 200 es acoplado a los LED 102 y la pared lateral 107 por el material de enlace 202 como se discutió en la presente. En la modalidad ilustrada, la capa de conversión de color 172 se une al elemento de lente 200 y el elemento de lente 200 con la capa de conversión de color 172 se inserta dentro de la cavidad de conversión de color 160 y se sujeta a la cavidad de conversión de color 160 por medio del material de enlace 202. En algunas otras modalidades, la capa de conversión de color 172 se une a la pared lateral 107 y el elemento de lente 200 se inserta dentro de la cavidad de conversión de color 160 y se sujeta por medio del material de enlace 202. En algunas otras modalidades, el elemento de lente 200 se inserta dentro de la cavidad de conversión de color 160 y se sujeta a los LED 102 mediante el material de enlace 202, pero no se sujeta físicamente a la pared lateral 107 mediante el material de enlace 202. En algunas de estas modalidades, el elemento de lente 200 puede ser ajustado cerca de la pared lateral 107. En algunas otras modalidades, existe una brecha entre el elemento de lente 200 y la pared lateral 107.

En la modalidad ilustrada, el elemento de lente 200 incluye dos superficies diferentes cada una caracterizada por un perfil de superficie diferente. Las dos superficies están empalmadas sobre la superficie opuesta hacia afuera del elemento de lente 200. Como se ilustra, una porción del elemento de lente 200 incluye un perfil de superficie 210. Otra porción del elemento de lente 200 incluye un perfil de superficie 211 que es diferente del perfil de superficie 210.

Como se ilustra en la figura 30, el perfil de superficie se coloca sobre los LED (por ejemplo, los LED 102B-C) agrupados conjuntamente en base a su ubicación física dentro del módulo de iluminación basado en LED 100 (por ejemplo, dentro de la zona 1). El perfil de superficie 210 es formado para promover la extracción de luz de los LED 102, y en particular, los LED 102B y 102C. Por ejemplo, un fotón 213 emitido del LED 102B es dirigido hacia la ventana de salida 108.

En algunas modalidades, el perfil de superficie 210 incluye un recubrimiento dicroico que pasa la luz emitida de los LED 102, pero refleja la luz emitida de un material de conversión de longitud de onda incluido en la cavidad de conversión de color 160. En la modalidad representada, la ventada de salida 108 incluye un material de conversión de longitud de onda 135 (por ejemplo, un recubrimiento de material fosforescente de emisión de luz amarilla). En la modalidad representada, un fotón azul 212 es emitido del LED 102A. El fotón azul pasa a través del recubrimiento dicroico aplicado en la superficie 210 y es absorbido por una partícula fosforescente del material de conversión de longitud de onda 135. La partícula fosforescente absorbe el fotón azul 212 y emite luz amarilla generalmente en un patrón de emisión Lambertiano. Algo de la luz amarilla emitida es transmitida a través de la ventana de salida 108 y se vuelve parte de la luz combinada 141. Sin embargo, una porción de la luz amarilla emitida se emite hacia elemento de lente 200. Sin embargo, los fotones amarillos son reflejados de la superficie 210 del elemento de lente 200 por el recubrimiento dicroico. De esta manera, la luz reflejada es redirigida hacia la ventana de salida 108 y fuera del módulo de iluminación basado en LED 100 en vez de ser reabsorbida por un módulo elemental 100 (por ejemplo, los LED 102).

Como se ilustra en la figura 30, el perfil de superficie se coloca sobre los LED (por ejemplo, los LED 102A y 102D) agrupados conjuntamente con base en su ubicación física dentro del módulo de iluminación basado en LED 100 (por ejemplo, dentro de la zona 2). El perfil de superficie 211 está formado para dirigir la luz de los LED 102, y en particular los LED 102A y 102D, hacia la pared lateral 107 donde la luz emitida puede ser cambiada de color por el material de conversión de longitud de onda colocado dentro de la capa de conversión de color 172. Por ejemplo, un fotón 214 emitido del LED 102A pasa directamente a la capa de conversión de color 172. Si la superficie 210 fuera extendida sobre el LED 102A, el fotón 214 podría ser dirigido hacia la ventana de salida 108 por refracción en lugar de interactuar con la capa de conversión de color 172.

En algunas modalidades, el perfil de superficie 211 incluye un recubrimiento dicroico que pasa la luz emitida de la capa de conversión de color 172 (por ejemplo, luz roja), pero refleja la luz emitida de la capa de conversión de color 135 (por ejemplo, luz amarilla) y refleja la luz emitida de los LED 102. De esta manera, algo de la luz emitida de los LED 102, en particular la luz emitida de los LED 102A y 102D es canalizada hacia la capa de conversión de color 172, promoviendo así la conversión de color. Por ejemplo, como se ilustra en la figura 30, el fotón emitido del LED 102A pasa a través del elemento de lento 200, y se refleja desde la superficie 211 por la acción del recubrimiento dicroico. El fotón reflejado entonces interactúa con la capa de conversión de color 172. La emisión de la capa de conversión de color 172 pasa a través del perfil de superficie 211 , promoviendo así la combinación de luz y la extracción del módulo de iluminación basado en LED 100. Adicionalmente, la emisión de la capa de conversión de color 135 es reflejada de la superficie 211. Esto reduce la probabilidad de que la luz cambiada de color a partir de la capa de conversión de color 135 es reabsorbida por elementos del módulo de iluminación basado en LED 100 antes de la extracción.

En algunas modalidades, el perfil de superficie 211 incluye un recubrimiento reflejante. De esta manera, algo de la luz emitida de los LED 102, en particular la luz emitida de los LED 102A y 102D es canalizada hacia la capa de conversión de color 172, promoviendo así la conversión de color. Adicionalmente, la emisión de la capa de conversión de color 135 es reflejada de la superficie 211 en lugar de entrar en elemento de lente 200.

En algunas modalidades, las superficies del elemento de lente 200 incluyen recubrimientos antireflejantes (AR). Con los recubrimientos AR pueden reducirse las pérdidas reflejantes. Por ejemplo, las pérdidas reflejantes de las superficies ópticas no tratadas (por ejemplo, una pérdida de 4%) puede ser reducida por la adición de un recubrimiento AR (por ejemplo, una pérdida de 0.5%).

La figura 31 es ilustrativa de otra modalidad ejemplar del módulo de iluminación basado en LED 100. En un aspecto de la modalidad ilustrada, el elemento de lente 200 está física y ópticamente acoplado a los LED 102, el elemento de lente 220 está física y ópticamente acoplado a la pared lateral 107, y el elemento de lente 230 está física y ópticamente acoplado a la ventana de salida 108 de la cavidad de conversión de color 160. En la modalidad ilustrada, el elemento de lente 200 está acoplado a los LED 102, el elemento de lente 220 está acoplado a la pared lateral 107, y elemento de lente 230 está acoplado a la ventana de salida 108 mediante cualesquiera de un material de enlace y un ajuste mecánico (por ejemplo, ajuste de interferencia, soldadura, característica de sujeción, etc.).

En la modalidad ilustrada, la capa de conversión de color 172 se sujeta a la pared lateral 107. Sin embargo, en algunas modalidades, la capa de conversión de color 172 puede sujetarse al elemento de lente 220 y ajustarse dentro de la cavidad de conversión de color 160. De esta manera, la capa de conversión de color 172 puede ser ajustada (por ejemplo, por abrasión, ablación de láser, etc.) para afinar las propiedades de conversión de color de la capa 172 antes del ensamble final del módulo de iluminación basado en LED 100. Como se ilustra no hay una brecha de aire entre la capa de conversión de color 172 y la pared lateral 107. Sin embargo, en algunas otras modalidades una brecha de aire puede estar presente entre la capa de conversión de color 172 y la pared lateral 107.

En la modalidad ilustrada, una brecha de aire 221 separa los elementos de lente 200 y 220. En algunas otras modalidades, la brecha de aire 221 puede llenarse con un material sólido. En algunas otras modalidades, los elementos de lente 200 y 220 pueden no estar separados por una brecha de aire 221.

En la modalidad ilustrada, el elemento de lente 200 incluye el perfil de superficie 210 y el elemento de lente 220 incluye los perfiles de superficie 221 y 222. Como se ilustra en la figura 21, el perfil de superficie 210 está ubicado sobre los LED 102.

El perfil de superficie 210 está formado para promover la extracción de luz de los LED 102. Por ejemplo, un fotón 213 emitido del LED 102B es dirigido hacia la ventana de salida 108. En algunas modalidades, la superficie del elemento de lente 200 puede volverse áspera para promover la extracción de los LED 102. En algunas modalidades, como se discutió con referencia a la figura 20, el perfil de superficie 210 incluye un recubrimiento dicroico que pasa la luz emitida de los LED 102, pero refleja la luz emitida de un material de conversión de longitud de onda incluido en la cavidad de conversión de color 160.

Como se ilustra en la figura 31 , el perfil de superficie está ubicado sobre los LED (por ejemplo, los LED 102A y 102D) agrupados conjuntamente en base a su ubicación física dentro del módulo de iluminación basado en LED 100 (por ejemplo, dentro de la zona 2). El perfil de superficie 211 está formado para dirigir la luz de los LED 102, y en particular los LED 102A y 102D, hacia la pared lateral 107 donde la luz emitida puede ser cambiada de color por el material de conversión de longitud de onda ubicado dentro de la capa de conversión de color 172. En algunas modalidades, el perfil de superficie 211 incluye un recubrimiento dicroico que pasa la luz emitida de la capa de conversión de color 172 (por ejemplo, luz roja), pero refleja la luz emitida de la capa de conversión de color 135 (por ejemplo, luz amarilla) y refleja la luz emitida de los LED 102. De esta manera, algo de la luz emitida de los LED 102, en particular la luz emitida de los LED 102A y 102D es canalizada hacia la capa de conversión de color 172, promoviendo así la conversión de color.

La luz emitida de la capa de conversión de color 172 generalmente es emitida en un patrón Lambertiano. Al separar el elemento de lente 220 del elemento de lente 210 mediante la brecha 221 , una cantidad de la luz emitida de la capa de conversión de color 172 hacia los LED 102 refleja por debajo de la superficie 222 en lugar de ser transmitida hacia los LED 102. Esta luz reflejada después puede emerger del elemento de lente 220 a través de la superficie 211 en lugar de ser reabsorbido por los LED 102. Por consiguiente, se mejora la eficiencia de extracción.

El elemento de lente 230 incluye un perfil de superficie 231. La luz emitida de la capa de conversión de color 135 generalmente es emitida en un patrón Lambertiano. Algo de la luz emitida de la capa de conversión de color 135 hacia los LED 102 se refleja por debajo de la superficie 231 en lugar de ser transmitida hacia los LED 102. Esta luz reflejada después puede emerger de la ventana de salida 108 en lugar de ser reabsorbida por los LED 102. Por consiguiente, se mejora la eficiencia de extracción. En la modalidad ilustrada, el lente 230 tiene una forma convexa. La forma del perfil de superficie 231 es seleccionado para dirigir hacia adelante la luz a través de la ventana de salida 108.

En algunas modalidades, las superficies de cualquiera de los elementos de lente 200, 220, y 230 incluyen recubrimientos anti-reflejantes (AR). Con los recubrimientos AR pueden reducirse las pérdidas reflejantes. Por ejemplo, las pérdidas reflejantes de las superficies ópticas no tratadas (por ejemplo, una pérdida de 4%) puede ser reducida por la adición de un recubrimiento AR (por ejemplo, una pérdida de 0.5%).

En algunas modalidades, cualquier placa protectora reflejante 173 (por ejemplo, la estructura reflejante 190) y el reflector interespacial 195 pueden construirse a partir de o incluir un material de PTFE. En algunos ejemplos un componente puede incluir una capa de PTFE revestida por una capa reflejante tal como una capa metálica pulida. El material de PTFE puede estar formado por partículas de PTFE sinterizadas. En algunas modalidades, las porciones de cualquiera de las superficies interiores opuestas de la cavidad de conversión de color 160 pueden construirse a partir de un material de PTFE. En algunas modalidades, el material de PTFE puede recubrirse con un material de conversión de longitud de onda. En otras modalidades, un material de conversión de longitud de onda puede mezclarse con el material de PTFE.

En otras modalidades, cualesquiera de la placa protectora reflejante 173 (por ejemplo, la estructura reflejante 190) y el reflector interespacial 195 puede construirse a partir de o incluir un material reflejante, cerámico, tal como el material cerámico producido por CerFlex International (Países Bajos). En algunas modalidades, las porciones de cualquiera de las superficies interiores opuestas de la cavidad de conversión de color 160 pueden construirse a partir de un material cerámico. En algunas modalidades, el material cerámico puede recubrirse con un material de conversión de longitud de onda.

En otras modalidades, cualesquiera de la placa protectora reflejante 173 (por ejemplo, la estructura reflejante 190) y el reflector interespacial 195 puede construirse a partir de o incluir un material reflejante, metálico, tal como aluminio o el material de la marca Miro® producido por Alanod (Alemania). En algunas modalidades, las porciones de cualquiera de las superficies interiores opuestas de la cavidad de conversión de color 160 pueden construirse a partir de un material reflejante, metálico. En algunas modalidades, el material reflejante, metálico, puede recubrirse con un material de conversión de longitud de onda.

En otras modalidades, cualquiera de la placa protectora reflejante 173 (por ejemplo, la estructura reflejante 190) y el reflector interespacial 195 puede construirse a partir de o incluir un material reflejante, plástico, tal como Vikuiti™ ESR, como el vendido por 3M (E.U.A.), LumirrorTM E60L fabricado por Toray (Japón), o tereftalato de polietileno microcristalino (MCPET) tal como el fabricado por Furukawa Electric Co. Ltd. (Japón). En algunas modalidades, las porciones de cualquiera de las superficies opuestas interiores de la cavidad de conversión de color 160 pueden construirse a partir de un material reflejante, plástico. En algunas modalidades, el material reflejante, plástico, puede recubrirse con un material de conversión de longitud de onda.

La cavidad 160 puede ser llenada con un material no sólido, tal como aire o un gas inerte, de manera que los LED 102 emitan luz dentro del material no sólido. A manera de ejemplo, la cavidad puede ser sellada herméticamente y usarse gas Argón para llenar la cavidad. Alternativamente, nitrógeno puede ser usado. En otras modalidades, la cavidad 160 puede llenarse con un material encapsulante sólido. A manera de ejemplo, puede utilizarse silicona para llenar la cavidad. En algunas otras modalidades, la cavidad de conversión de color 160 puede ser llenado con un fluido para promover la extracción de calor de los LED 102. En algunas modalidades, el material de conversión de longitud de onda puede ser incluido en el fluido para lograr la conversión de color en todo el volumen de la cavidad de conversión de color 160.

Aunque ciertas modalidades específicas fueron descritas arriba para propósitos de instrucción, las enseñanzas de este documento de patente tienen aplicabilidad general y no son limitadas a las modalidades específicas descritas arriba. Por ejemplo, aunque el módulo de iluminación basado en LED 100 es representado como emitiendo desde la parte superior del módulo (es decir, el lado opuesto al tablero de montaje de LED 104), en algunas otras modalidades, el módulo de iluminación basado en LED 100 puede emitir luz del lado del módulo (es decir, un lado adyacente al tablero de montaje de LED 104). En otro ejemplo, cualquier componente de la cavidad de conversión de color 160 puede ser adornado con material fosforescente. Tanto el patrón mismo como la composición del material fosforescente pueden variar. En una modalidad, el dispositivo de iluminación puede incluir diferentes tipos de materiales fosforescentes que están ubicados en diferentes áreas de la cavidad de combinación de luz 160. Por ejemplo, un material fosforescente rojo puede ser colocado en cualquiera o tanto en el inserto 107 como en el inserto reflector inferior 106 y materiales fosforescentes amarillos y verdes pueden ser colocados sobre las superficies superior o inferior de la ventana 108 o embebidos dentro de la ventana 108. En una modalidad, diferentes tipos de materiales fosforescentes, por ejemplo, rojo y verde, pueden ser ubicados sobre diferentes áreas en las paredes laterales 107. Por ejemplo, un tipo de material fosforescente puede formar un patrón en el inserto de pared lateral 107 en una primera área, por ejemplo, en tiras, puntos, u otros patrones, mientras otro tipo de material fosforescente es situado en una segunda área diferente del inserto 107. Si se desea, materiales fosforescentes adicionales pueden utilizarse y ubicarse en áreas diferentes de la cavidad 160. Adicionalmente, si se desea, sólo un tipo único de material de conversión de longitud de onda puede ser utilizado y modelado en la cavidad 160, por ejemplo, en las paredes laterales. En otro ejemplo, el cuerpo de cavidad 105 es utilizado para sujetar el tablero de ensamblaje 104 directamente a la base de ensamblaje 101 sin el uso del anillo de retención del tablero de ensamblaje 103. En otros ejemplos la base de ensamblaje 101 y el difusor de calor 120 pueden ser un componente único. En otro ejemplo, el módulo de iluminación a base de LED 100 se muestra en las figuras 1-3 como parte de una luminaria 150. Como se ilustra en la figura 3, un módulo de iluminación basado en LED 100 puede ser una parte de una lámpara de reemplazo o una lámpara de reconversión. Pero, en otra modalidad, el módulo de iluminación basado en LED 100 puede formarse como una lámpara de reemplazo o lámpara de reconversión y puede considerarse como tal. En otro ejemplo, las ubicaciones del LED y los elementos de lente 184, 200, 220 y 230 se ilustran como simétricos en la forma. Pero, en otras modalidades, cualquiera de las ubicaciones de LED y cualquiera de los elementos de lente 184, 200, 220 y 230 puede ser simétrico en la forma. Por consiguiente, varias modificaciones, adaptaciones, y combinaciones de varias características de las modalidades descritas pueden ser practicadas sin separarse del alcance de la invención como se expone en las reivindicaciones.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un dispositivo de iluminación basado en LED, que comprende: al menos un LED con un área de molde activa, el área de molde activa siendo menor que un área de apertura del dispositivo de iluminación basado en LED; una placa protectora reflejante dispuesta sobre el al menos un LED, la placa protectora reflejante incluye una capa reflejante modelada con un área de abertura alineada con el área de molde activa, la capa reflejante modelada tiene un área reflejante que es menor que el área de apertura, en donde el área de apertura del dispositivo de iluminación basado en LED es al menos tan grande como el área de molde activa combinada con el área reflejante; y un material de conversión de longitud de onda dispuesto sobre la placa protectora reflejante por arriba del área de molde activa del al menos un LED.

2 - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende: un segundo material de conversión de longitud de onda dispuesto sobre la placa protectora reflejante por arriba del área de molde activa de un segundo LED.

3.- El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende: una cavidad de conversión de color (CCC) que incluye una ventana de salida, la cavidad de conversión de color (CCC) dispuesta por arriba de la placa protectora reflejante.

4. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque la cavidad de conversión de color (CCC) incluye una primera área superficial, en donde el primer área superficial es recubierta con un primer material de conversión de longitud de onda, y la ventana de salida incluye una segunda área superficial, en donde la segunda área superficial es recubierta con un segundo material de conversión de longitud de onda.

5. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende: una primera cavidad de conversión de color (CCC) que comprende una primera área superficial recubierta con un primer material de conversión de longitud de onda, una segunda cavidad de conversión de color (CCC) que comprende una segunda área superficial recubierta con un material de conversión de longitud de onda, en donde la luz emitida del al menos un LED directamente entra en la primera CCC y no entra directamente en la segunda CCC; y un segundo LED, en donde la luz emitida del segundo LED directamente entra en la segunda CCC y no entra directamente en la primera CCC.

6. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque comprende: una capa transmisiva montada arriba de la primera CCC y la segunda CCC, en donde una primera porción de la capa transmisiva cubre la primera CCC, y en donde una segunda porción de la capa transmisiva cubre la segunda CCC.

7.- El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque la capa transmisiva es recubierta con un tercer material de conversión de longitud de onda.

8. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la placa protectora reflejante está dispuesta por arriba y en contacto con el al menos un LED.

9. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la placa protectora reflejante está separada por arriba del al menos un LED por menos de un milímetro.

10. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la placa protectora reflejante está separada por arriba del al menos un LED por una distancia que es menor a una distancia entre un primer LED y un segundo LED.

11. - Un dispositivo de iluminación basado en LED, que comprende: un primer LED que incluye un área superficial de emisión de luz, el área superficial de emisión de luz siendo menor que un área de apertura del dispositivo de iluminación basado en LED; un reflector interespacial dispuesto adyacente al primer LED, el reflector interespacial incluye un área superficial reflejante, en donde el área de apertura del dispositivo de iluminación basado en LED es al menos tan grande como el área superficial de emisión de luz combinado con el área superficial reflejante; y un lente moldeado por encima formado sobre el primer LED y el reflector interespacial, en donde el lente moldeado por encima sujeta el reflector interespacial con respecto al primer LED.

12. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque comprende: una cavidad de conversión de color (CCC), el CCC comprende, una primera pared y una segunda pared, en donde la luz emitida del primer LED es dirigida dentro del CCC.

13. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque la primera pared es una pared lateral y la segunda pared es una ventana de salida, en donde la ventana de salida es translúcida, y en donde la salida de luz por el dispositivo de iluminación basado en LED sale por la ventana de salida.

14. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque la primera pared es una pared lateral y la segunda pared es una ventana de salida, en donde la pared lateral es translúcida, y en donde la salida de luz por el dispositivo de iluminación basado en LED sale por la pared lateral.

15. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 1 1, caracterizado además porque el reflector interespacial incluye un perfil de forma parabólica de modo tal que la luz emitida del primer LED es dirigida por el reflector interespacial hacia una ventana de salida del dispositivo de iluminación basado en LED.

16. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque el reflector interespacial incluye un perfil de forma elíptica de modo tal que la luz emitida del primer LED es dirigida por el reflector interespacial hacia una ventana de salida del dispositivo de iluminación basado en LED.

17. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el lente moldeado por encima es de forma esférica.

18. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque comprende: un segundo LED, el lente moldeado por encima formado sobre el primer LED, el segundo LED, y el reflector interespacial, en donde el lente moldeado por encima sujeta el reflector interespacial con respecto al primer LED y al segundo LED.

19. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque comprende: una almohadilla alzada, el primer LED montado sobre la almohadilla alzada, la almohadilla alzada eleva una superficie de montaje del primer LED por encima de una superficie superior de un tablero de montaje.

20. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el reflector interespacial dispuesto adyacente al primer LED está separado por arriba del primer LED por menos de un milímetro.

21. - Un dispositivo de iluminación basado en LED, que comprende: una pluralidad de diodos emisores de luz (LED); un elemento de lente dispuesto por arriba de la pluralidad de LED; y una capa reflejante modelada dispuesta entre la pluralidad de LED y el elemento de lente, en donde un vacío en la capa reflejante modelada es llenado con un material que conecta mecánica y ópticamente la pluralidad de LED y el elemento de lente.

22. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque el elemento de lente incluye un primer y un segundo perfil superficial.

23. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque el elemento está dispuesto dentro de una cavidad de conversión de color.

24.- El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque la cavidad de conversión de color incluye una ventana de salida y al menos una pared lateral.

25. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque la al menos una pared lateral incluye un primer material de conversión de longitud de onda, y en donde la ventana de salida incluye un segundo material de conversión de longitud de onda.

26. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque comprende: una característica de montaje que ubica el elemento de lente con respecto a la pluralidad de LED.

27.- El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque la placa protectora reflejante está separada por arriba de la pluralidad de LED por menos de un milímetro.

28. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque la placa protectora reflejante está separada por arriba de la pluralidad de LED por una distancia que es menor a una distancia entre un primer LED y un segundo LED de la pluralidad de LED.

29. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque la capa reflejante modelada es acoplada al elemento de lente.

30. - Un dispositivo de iluminación basado en LED, que comprende: una pluralidad de LED, la pluralidad de LED operable para emitir luz con un primer color; un elemento de lente dispuesto por arriba y físicamente acoplado a la pluralidad de LED, el elemento de lente incluye un filtro dicroico; y una cavidad de conversión de color envuelve el elemento de lente, la cavidad de conversión de color incluye una ventana de salida, un primer material de conversión de longitud de onda operable para absorber luz con el primer color y emitir luz con un segundo color, en donde el filtro dicroico transmite luz con el primer color y refleja luz con el segundo color.

31. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado además porque la cavidad de conversión de color incluye al menos una pared lateral.

32. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado además porque la ventana de salida incluye el primer material de conversión de longitud de onda y la al menos una pared lateral incluye un segundo material de conversión de longitud de onda.

33. - Un dispositivo de iluminación basado en LED, que comprende: una pluralidad de LED; y un elemento de lente dispuesto por arriba y físicamente acoplado a la pluralidad de LED, el elemento de lente incluye un primer perfil superficial dispuesto por encima de un primer grupo de la pluralidad de LED y un segundo perfil superficial dispuesto por arriba de un segundo grupo de la pluralidad de LED, en donde el primer perfil superficial y el segundo perfil superficial están unidos en una superficie de salida del elemento de lente y en donde el primer perfil superficial dirige la luz emitida del primer grupo de LED hacia una primera área superficial, y en donde el segundo perfil superficial dirige la luz emitida del segundo grupo de LED hacia una segunda área superficial.

34. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado además porque comprende: una cavidad de conversión de color que envuelve el elemento de lente, la cavidad de conversión de color incluye una ventana de salida y al menos una pared lateral.

35. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado además porque el primer grupo de la pluralidad de LED está ubicado más cerca de la al menos una pared lateral que el segundo grupo de la pluralidad de LED.

36. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado además porque una forma del primer perfil superficial y una forma del segundo perfil superficial es cualquier de una forma elíptica, una forma parabólica, y una forma esférica.

37. - Un dispositivo de iluminación basado en LED, que comprende: una pluralidad de LED montada en un plano; un elemento de lente dispuesto por arriba y físicamente acoplado a la pluralidad de LED, el elemento de lente incluye un primer perfil superficial dispuesto por encima de un primer grupo de la pluralidad de LED y un segundo perfil superficial dispuesto por arriba de un segundo grupo de la pluralidad de LED, en donde el primer perfil superficial y el segundo perfil superficial están unidos en una superficie de salida del elemento de lente y en donde el primer perfil superficial dirige la luz emitida del primer grupo de LED hacia una primera área superficial, y en donde el segundo perfil superficial dirige la luz emitida del segundo grupo de LED hacia una segunda área superficial; y una cavidad de conversión de color envuelve el elemento de lente, la cavidad de conversión de color incluye una pared lateral, en donde el elemento de lente está físicamente acoplado a la pared lateral.

38. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado además porque la cavidad de conversión de color incluye un primer material de conversión de longitud de onda operable para absorber la luz emitida de la pluralidad de LED y emitir una luz coloreada diferente.

39. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado además porque el elemento de lente incluye un primer perfil superficial y un segundo perfil superficial.

40. - El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado además porque la cavidad de conversión de color incluye un primer material de conversión de longitud de onda operable para absorber la luz emitida de la pluralidad de LED y emitir una primera luz cambiada de color, en donde el elemento de lente incluye una primera superficie con un primer perfil superficial, y en donde al menos una porción de la primera superficie incluye un primer filtro dicroico que pasa la luz emitida de la pluralidad de LED y refleja la primera luz cambiada de color.

41.- El dispositivo de iluminación basado en LED de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado además porque la cavidad de conversión de color incluye un segundo material de conversión de longitud de onda operable para absorber la luz emitida de la pluralidad de LED y emitir una segunda luz cambiada de color, en donde el elemento de lente incluye una segunda superficie con un segundo perfil superficial, y en donde al menos una porción de la segunda superficie incluye un segundo filtro dicroico que pasa la segunda luz cambiada de color y refleja la primera luz cambiada de color.