ES2281780T3 - Conjunto multiple para un dispositivo de iluminacion de led y dispositivo de iluminacion de led que comprende un conjunto optico de este tipo. - Google Patents

Conjunto multiple para un dispositivo de iluminacion de led y dispositivo de iluminacion de led que comprende un conjunto optico de este tipo. Download PDF

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Abstract

Conjunto (10) óptico múltiple para un dispositivo de iluminación LED, que comprende un número de unidades (30) modulares que presentan lentes (31) respectivas asociadas con LED respectivos, y medios (32; 72) de conexión para conectar las unidades (30) modulares entre sí y para mantener las lentes (31) en posiciones predeterminadas unas respecto a las otras; estando definidas las lentes mediante superficies (46) laterales curvadas respectivas que definen superficies (45) ópticas marcadas que son superficies reflectantes para transmitir luz internamente a cada lente entre dos extremos opuestos de la lente; estando el conjunto óptico caracterizado porque dichas superficies (46) laterales curvadas están biseladas para comprender partes (53) de superficie sustancialmente planas; y lentes (31) adyacentes están posicionadas con las partes (53) de superficie respectivas enfrentadas y sustancialmente en contacto entre sí.

Description

Conjunto múltiple para un dispositivo de iluminación de LED y dispositivo de iluminación de LED que comprende un conjunto óptico de este tipo.
La presente invención se refiere a un conjunto óptico múltiple para un dispositivo de iluminación LED, y a un dispositivo de iluminación LED que comprende un conjunto óptico de este tipo.
Para dispositivos de iluminación interior, se usan con mucha frecuencia luces concentradas de tamaño estándar, que pueden instalarse en una variedad de configuraciones, y que son por esta razón de una forma y tamaño específico. Típicos de estos son, por ejemplo, luces dicroicas de la norma MR - 16.
Recientemente, se han propuesto luces de este tipo que, en lugar de lámparas normales de vapor de yodo con cubierta de cuarzo, emplean fuentes de luz de estado sólido, en particular diodos emisores de luz (LED). Las soluciones actualmente disponibles, sin embargo, no son aun completamente satisfactorias en términos de eficacia de iluminación y diseño simple. Esto es, por un lado, las luces de un solo LED no proporcionan intensidad de luz adecuada, mientras que, dado el espacio limitado (impuesto por el estándar) disponible, el uso de bancos de LED asociados con lentes respectivas pide usar lentes pequeñas, y por tanto de baja eficacia. Un ejemplo de esta clase de dispositivos de iluminación LED se describe en el documento US-B-640223471.
Descripción de la invención
Es un objeto de la presente invención proporcionar un conjunto óptico y un dispositivo de iluminación diseñado para eliminar las desventajas anteriormente mencionadas del estado de la técnica conocido, y que, particularmente, sean compactos, sean baratos y sencillos de producir, y proporcionan un rendimiento superior.
Según la presente invención, se proporciona un conjunto óptico múltiple y un dispositivo de iluminación, según se define en las reivindicaciones 1 y 17 respectivamente, y, según se contempla en las características auxiliares en las reivindicaciones dependientes.
El conjunto óptico múltiple según la invención es altamente eficaz y compacto, y puede producirse de manera barata y sencilla. Además, las superficies ópticas, estando separadas, no interfieren entre sí, garantizando por tanto un rendimiento óptimo.
El dispositivo de iluminación que caracteriza el conjunto óptico múltiple según la invención y un número de LED asociados con lentes respectivas del conjunto óptico múltiple es a su vez extremadamente compacto, barato y sencillo de producir, de rendimiento superior, y adecuado para, entre otras cosas, producir luces de tamaño estándar.
reve descripción de los dibujos
Una realización no limitativa de la presente invención se describirá a modo de ejemplo con referencia a los dibujos que se adjuntan, en los que:
la figura 1 muestra, de manera esquemática, una vista en despiece ordenado en perspectiva de un dispositivo de iluminación que ofrece un conjunto óptico múltiple según una primera realización de la invención;
la figura 2 muestra una vista frontal del dispositivo de iluminación de la figura 1 ensamblado;
la figura 3 muestra una vista lateral parcialmente seccionada del dispositivo de iluminación de la figura 1 ensamblado;
las figuras 4 y 5 muestran una vista frontal y una vista lateral, respectivamente, del conjunto óptico múltiple del dispositivo de iluminación de la figura 1;
las figuras 6, 7, 8 muestran una vista frontal y dos vistas laterales perpendiculares, respectivamente, de un componente separado del conjunto óptico múltiple de las figuras 4 y 5;
la figura 9 muestra, de manera esquemática, una vista en despiece ordenado de un dispositivo de iluminación que ofrece un conjunto óptico múltiple según una segunda realización de la invención.
Mejor manera de llevar a cabo la invención
En referencia a las figuras 1 a 3, un dispositivo 1 de iluminación LED, que puede usarse en particular como una luz concentrada interior, comprende una cubierta 2 que presenta una cámara 3 interna, por ejemplo sustancialmente cilíndrica, definida mediante una pared 4 inferior y una pared 5 lateral. Un disipador 6 de calor se proyecta axialmente desde la pared 4 inferior, en el lado opuesto a la cámara 3, y comprende, por ejemplo, una columna central, desde la que se extienden aletas anulares radialmente. La cámara 3 aloja un módulo 7 de iluminación que comprende una estructura 8 de soporte que soporta un número de LED 9 (u otro tipo similar de fuentes de luz de estado sólido), y un conjunto 10 óptico múltiple conectado de manera mecánica a los LED 9 mediante la estructura 8 de soporte y diseñados para transportar la luz emitida por los LED 9 en un patrón predeterminado.
La estructura 8 de soporte comprende una placa 15 plana que se ajusta con los LED 9 y que se apoya en la pared 4 inferior; y elementos 16 de conexión para conectar el conjunto 10 óptico de manera axial y circunferencial a la placa 15. En el ejemplo que se muestra, tres LED 9 coplanares están previstos y dispuestos en la forma de un triángulo equilátero. Los LED 9 están ajustados a monturas 17 conocidas respectivas fijadas de una manera conocida a la placa 15 y presentan cuellos 18 respectivos para la conexión al conjunto 10 óptico; y los LED 9 están conectados eléctricamente a un generador externo de manera conocida que no se muestra por motivos de simplicidad.
Los elementos 16 de conexión tienen forma de varillas, estando insertada y fijada cada varilla 16 con sus extremos opuestos dentro de asientos 19, 20 respectivos formados en la placa 15 y el conjunto 10 óptico respectivamente. Sin embargo se entiende, que el conjunto 10 óptico puede estar conectado mecánicamente a la placa 15 que soporta los LED 9 de cualquier manera distinta a la descrita e ilustrada puramente a modo de ejemplo.
El dispositivo 1 de iluminación también comprende un anillo 22 de ensamblaje que presentan un cuerpo 23 anular sustancialmente cilíndrico, que presenta a su vez, en extremos axiales opuestos, una brida 24 radialmente interna para la conexión al conjunto 10 óptico, y una brida 25 radialmente externa para la conexión a un elemento externo (no mostrado).
Con referencia también a las figuras 4 a 8, el conjunto 10 óptico comprende un número de unidades 30 modulares que presentan lentes 31 respectivas; y medios 32 de acoplamiento, en particular mecánicos, por ejemplo junta articulada, medios de acoplamiento, para conectar unidades 30 modulares entre sí y para mantener lentes 31 en posiciones predeterminadas unas respecto a las otras.
En el ejemplo no limitativo mostrado, se proporcionan tres unidades 30 modulares idénticas, definida cada una mediante una pieza 33 monolítica moldeada a partir de material polímero y, en vista en planta, sustancialmente en la forma de un sector de un ángulo predeterminado igual a un submúltiplo de un círculo - en el ejemplo mostrado, 120°. Las tres unidades 30 modulares en el ejemplo mostrado son adyacentes entre sí y están dispuestas separadas 120° alrededor de un eje C central a lo largo del que el conjunto 10 óptico se extiende. En un extremo 34 axial, el conjunto 10 óptico presenta un borde 35 de extremo periférico sustancialmente circular.
Con referencia específica a las figuras 6 a 8, las lentes 31 son lentes de reflexión interna total o colimadores, altamente eficaces, y comprenden cuerpos 40 respectivos fabricados de material polímero transparente, y diseñados para reflejar y transmitir luz internamente. Cada lente 31 presenta una superficie 41 de entrada y una superficie 42 de salida ubicadas en extremos 43, 44 axiales opuestos respectivos de la lente 31; y una superficie 45 reflectante óptica definida mediante una superficie 46 lateral curvada de cuerpo 40 ubicada entre la superficie 41 de entrada y la superficie 42 de salida. Las superficies 45 ópticas son superficies reflectantes para transmitir luz internamente a cada lente 31 entre los extremos 43, 44 opuestos de la lente.
En el ejemplo que se muestra, aunque no necesariamente, los cuerpos 40 son cuerpos de revolución, y presentan ejes A centrales respectivos que definen ejes ópticos respectivos de la lente 31.
El extremo 43 de cada lente 31 presenta un rebaje 47 definido mediante la superficie 41 de entrada y aloja un LED 9; el extremo 44 de cada lente 31 presenta un orificio 48 ciego, por ejemplo conformado sustancialmente cilíndrico o a modo de cono truncado, que se extiende a lo largo del eje A desde la superficie 42 de salida hacia el extremo 43 y presenta un superficie 49 inferior; y una superficie 42 de salida y una superficie 49 inferior puede presentar números respectivos de microlentes 50, por ejemplo lentes cóncavas dispuestas en un patrón hexagonal.
El orifico 48 está alineado con el rebaje 47, y está separada del rebaje 47 mediante una separación 54 que define una lente de refracción. Aunque las lentes 31 pueden estar definidas generalmente como "lentes de reflexión interna total", en realidad, cada lente 31 comprende por tanto una parte, definida mediante una superficie 45 óptica, que es de hecho internamente reflectante, y una parte, definida por la separación 54, que es refractante.
Las superficies 46 laterales curvadas de las lentes 31 están biseladas para comprender partes 53 de superficie sustancialmente planas respectivas. De manera más específica, cada lente 31 presenta dos partes 53 de superficie biseladas que forman una V de 120°; las lentes 31 están dispuestas adyacentes y lado a lado; y las lentes 31 adyacentes, es decir las lentes 31 de unidades 30 modulares adyacentes, están dispuestas con respecto a las partes 53 de superficie respectivas enfrentadas y sustancialmente en contacto entre sí, para que las lentes 31 presenten superficies 45 ópticas marcadas respectivas.
Los ejes A de las lentes 31 son sustancialmente paralelos entre sí y al eje C central del conjunto 10 óptico.
Cada unidad 30 modular comprende una lente 31; y dos apéndices 55 de conexión proyectándose radialmente en direcciones sustancialmente opuestas desde un borde 56 de la lente 31 ubicado en el extremo 44 de la lente 31. Los apéndices 55 de conexión de cada unidad 30 modular tienen forma de palas planas y presentan elementos 57, 58 de unión. De manera más específica los apéndices 55 de conexión de cada unidad 30 modular comprenden un diente 57, por ejemplo un diente de cola de milano, y respectivamente, un asiento 58 complementario, para que el diente de cada unidad modular enganche el asiento de la unidad modular adyacente.
En la vista en planta, las lentes 31 se inscriben en el borde 35 de extremo periférico, que está definido mediante partes 59 de borde consecutivas respectivas de unidades 30 modulares. Los bordes 56 de las lentes 31 están cortados desde el borde 35 de extremo periférico, tal que la superficie 45 óptica de cada lente 31 comprende una parte 60 periférica que varía en curvatura con respecto a la superficie 45 óptica total. La superficie 45 óptica de cada lente está por tanto definida mediante la superficie 46 lateral curvada del cuerpo 40 respectivo, mediante las dos partes 53 de superficie biseladas, y mediante la parte 50 periférica de diferente curvatura.
El borde 35 de extremo periférico se proyecta radialmente hacia fuera para definir un reborde 60 que coopera con la brida 24 del anillo 22 de ensamblaje.
Se entiende que la cubierta 2 puede estar conformada en formas y tamaños compatibles con cualquier norma comercial, y en particular la norma MR - 16 o similares, como se muestra de manera esquemática, no a escala, a la izquierda de la figura 1; en dicho caso, la cubierta 2 tiene forma sustancialmente de embudo, la cámara 3 interna está definida mediante una pared 5 lateral curvada, y la cubierta 2 también comprende un bloque 62 de conexión que presenta conectores 63 estándar y que aloja posiblemente una unidad 64 conocida (sólo mostrada de manera esquemática) para controlar de manera electrónica los LED 9.
En una realización preferida, el LED 9 emite en diferentes bandas, por ejemplo correspondientes a los tres colores básicos (rojo, verde, azul) para definir un sistema de emisión RGB; en cuyo caso, la unidad 64 de control electrónica puede también usarse de manera ventajosa para controlar la emisión de color del dispositivo 1.
En la variación de la figura 9, en la que cualquier detalle similar a o idéntico a aquellos ya descritos se indica usando los mismos números de referencia, la estructura 8 de soporte comprende una carcasa 70 que aloja unidades 30 modulares. La carcasa 70 se extiende sustancialmente a lo largo del eje C, está dispuesta para cubrir las lentes 31, comprende un cuerpo 71 monolítico hueco moldeado a partir de un material polímero, y tiene asientos 72 que alojan y mantienen las lentes 31 respectivas en sus posiciones predeterminadas.
Cada asiento 72 presenta una superficie 73 lateral interna que se ajusta a la superficie 45 óptica de la lente 31 alojada dentro del asiento 72. La superficie 73 lateral interna de cada asiento está dispuesta para cubrir sustancialmente la superficie 45 óptica de la lente 31 respectiva, y está separada de la superficie 45 óptica mediante un espacio (no mostrado), que puede formarse mediante el intersticio de acoplamiento de las lentes 31 dentro de los asientos 72 (si las unidades 30 modulares y la carcasa 70 se forman separadamente y después se ensamblan), o mediante la contracción de los materiales a partir de los que se moldean las unidades 30 modulares y la carcasa 70 ( si las unidades 30 modulares y la carcasa 70 están co - moldeadas o moldeadas una encima de la otra a partir de dos materiales).
La carcasa 70 comprende tres salientes 75 que se extienden paralelos al eje C y que presentan asientos 72 respectivos. En extremos opuestos, los salientes 75 presentan cuellos 76 respectivos para conectarse a monturas 17 respectivas, y tres partes 77 de conexión, que unen los salientes 75 entres í y están equipados con elementos 16 de conexión con forma de varilla de proyección respectivos fijados a orificios 19 respectivos formados en la placa 15.
Se proporcionan elementos 78 de bloqueo para conectar las unidades 30 modulares a la carcasa 70 y fijar las lentes 31 dentro de asientos 72 respectivos. El ejemplo mostrado, los elementos 78 de bloqueo comprenden clavijas 79 que se proyectan axialmente desde las partes 77 de conexión, en la dirección opuesta a los elementos 16 de conexión, y que enganchan orificios 80 respectivos formados al conectar los apéndices 55 de las unidades 30 modulares.

Claims (15)

1. Conjunto (10) óptico múltiple para un dispositivo de iluminación LED, que comprende un número de unidades (30) modulares que presentan lentes (31) respectivas asociadas con LED respectivos, y medios {32; 72) de conexión para conectar las unidades (30) modulares entre sí y para mantener las lentes (31) en posiciones predeterminadas unas respecto a las otras; estando definidas las lentes mediante superficies (46) laterales curvadas respectivas que definen superficies (45) ópticas marcadas que son superficies reflectantes para transmitir luz internamente a cada lente entre dos extremos opuestos de la lente; estando el conjunto óptico caracterizado porque dichas superficies (46) laterales curvadas están biseladas para comprender partes (53) de superficie sustancialmente planas; y lentes (31) adyacentes están posicionadas con las partes (53) de superficie respectivas enfrentadas y sustancialmente en contacto entre sí.
2. Conjunto óptico según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios (32; 72) de conexión son medios de conexión mecánicos, en particular juntas articuladas.
3. Conjunto óptico según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las lentes (31) se extienden a lo largo de ejes (A) respectivos y están dispuestas adyacentes y lado a lado.
4. Conjunto óptico según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque cada lente (31) comprende una parte (45) de reflexión interna y una parte (54) de refracción.
5. Conjunto óptico según la reivindicación 4, caracterizado porque cada lente (31) comprende un orificio (48) ciego central que discurre a lo largo de un eje (A) óptico de la lente y está limitado por una separación (54).
6. Conjunto óptico según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las unidades (30) modulares están definidas mediante piezas (33) monolíticas respectivas moldeadas a partir material polímero.
7. Conjunto óptico según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque cada unidad (30) comprende una lente (31) que se extiende sustancialmente a lo largo de un eje (A); y apéndices {55) de conexión que se proyectan radialmente desde un extremo (44) axial de la lente y que presentan dichos medios (32) de conexión.
8. Conjunto óptico según la reivindicación 7, caracterizado porque dichos medios (32) de conexión comprenden elementos (57, 58) de unión entre dichos apéndices (55) de conexión.
9. Conjunto óptico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por comprender una carcasa (70) para alojar dichas unidades (30) modulares; presentando la carcasa (70) un cuerpo (71) hueco que presenta asientos (72) para alojar lentes (31) respectivas; y manteniéndose las lentes (31) en dichas posiciones predeterminadas mediante asientos (72) respectivos.
10. Conjunto óptico según la reivindicación 9, caracterizado porque cada asiento (72) comprende una superficie (73) lateral interna que se ajusta a la superficie (45) óptica de la lente (31) alojada dentro del asiento; estando dispuesta dicha superficie (73) lateral interna para cubrir sustancialmente dicha superficie (45) óptica, y estando separada de dicha superficie óptica mediante un espacio.
11. Conjunto óptico según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado por comprender medios (78) de bloqueo para conectar las unidades (30) modulares a la carcasa (70) y para fijar las lentes (31) dentro de los asientos (72) respectivos.
12. Conjunto óptico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por extenderse sustancialmente a lo largo de un eje (C) y comprender un borde (35) de extremo periférico en un extremo (34) axial; estando inscritas las lentes (31) en dicho borde (35) de extremo periférico.
13. Conjunto óptico según la reivindicación 12, caracterizado porque dicho borde (35) de extremo periférico es sustancialmente circular.
14. Conjunto óptico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las unidades (30) modulares están conformadas, en vista en planta, sustancialmente en la forma de un sector de un ángulo predeterminado igual a un submúltiplo de un círculo, y están dispuestas alrededor de un eje (C) central.
15. Dispositivo (1) de iluminación LED, caracterizado por comprender un conjunto (10) óptico múltiple según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y un número de LED (9); estando asociado cada LED (9) con una lente (31) del conjunto (10) óptico.
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