ES2286170T3 - Cuerpo luminoso para iluminacion de espacios. - Google Patents

Abstract

Cuerpo luminoso para la iluminación de espacios con un cuerpo hueco delimitado por una pared (15), que está provisto para la reflexión múltiple de la luz en el interior con superficies interiores reflectantes, en el que las superficies interiores (14) del cuerpo hueco presentan un grado de reflexión de al menos 90 % y están configurados para la dispersión de la luz y en la pared (14) del cuerpo hueco está previsto al menos un orificio de salida de la luz (16) que atraviesa la pared (15), caracterizado porque a partir de la superficie interior A0 de la pared (15) del cuerpo hueco, de la suma A1 de todas las superficies de los orificios (16, 20) en la pared (15) y a partir del grado de reflexión Rho durante el cálculo del rendimiento Eta de acuerdo con la fórmula Eta = Rho x f / (1 - Rho (1 - f)) se obtiene un rendimiento Eta de al menos 40 %, con preferencia de al menos 65 %, en el que f = A1 / (A1 + A0) y porque la relación de la superficie interior de la pared (15) del cuerpo hueco con respecto a la suma de todas las superficies de todos los orificios, con preferencia de todos los orificios de salida de la luz (16), en la pared (15) del cuerpo hueco es mayor que 5 : 1, con preferencia mayor que 10 : 1.

Description

Cuerpo luminoso para la iluminación de espacios.

La invención se refiere a un cuerpo luminoso para la iluminación de espacios con un cuerpo hueco delimitado por una pared, que está provisto para la reflexión múltiple de la luz en el interior con superficies interiores reflectantes, en el que las superficies interiores del cuerpo hueco presentan un grado de reflexión de al menos 90% y están configurados para la dispersión de la luz y en la pared del cuerpo hueco está previsto al menos un orificio de salida de la luz que atraviesa la pared.

Se conocen cuerpos luminosos para la iluminación de espacios en el estado de la técnica en una gran variedad y con las más diferentes características. Las diferentes características de los cuerpos luminosos se ajustan según el tipo de su utilización. Aquí se puede distinguir, en general, entre cuerpos luminosos, que sirven pata la iluminación puntual de una superficie determinada. Para este tipo de luces se pueden indicar como ejemplo una lámpara de lectura o una luz puntual para la iluminación de escenarios en teatros o similares. Otro tipo de cuerpos luminosos sirve para la iluminación lo más uniforme posible de lugares. Para esta finalidad se utilizan con frecuencia lámparas de techo, una disposición de tubos fluorescentes, etc. El cometido de la iluminación puntual de determinadas superficies limitadas como también el cometido de la iluminación uniforme de espacios se plantea con frecuencia al mismo tiempo en espacios cerrados. En el estado de la técnica, deben emplearse en combinación con frecuencia para la solución de estos cometidos cuerpos luminosos de diferentes tipos. Con frecuencia, sin embargo, el cometido planteado no se soluciona tampoco a través de la combinación de lámparas de diferentes tipos. Por otro lado, los problemas más frecuentes se refieren a que en diferentes tipos de lámparas se provocan efectos de color no deseados a través de un espectro limitado de la luz emitida. Así, por ejemplo, una lámpara de vapor de mercurio emite luz marrón hacia abajo a través del "sumidero de mercurio" que está presente en la parte inferior de la fuente de luz, mientras que la porción de la luz irradiada, que no debe atravesar el sumidero, tiene un color azul. Por otro lado, las personas que se encuentran en los espacios a iluminar son deslumbradas parcialmente a través de los cuerpos luminosos utilizados en el estado de la técnica. A través de la forma de construcción de las lámparas (soporte, casquillo, aplastamiento...) como también a través de las propiedades de las fuentes de luz utilizadas se irradia, en los cuerpos luminosos habituales de acuerdo con el estado de la técnica una cantidad diferente de luz en diferentes direcciones espaciales (intensidad), con lo que con reflectores habituales apenas se puede conseguir una distribución uniforme. De una manera diferente, a través del cometido planteado de una lámpara específica se predetermina en gran medida con frecuencia la forma exterior de la lámpara, lo que significa una fuerte limitación en el diseño de una lámpara.

Se conocen a partir de las publicaciones DE 4 439 507 A1 y US 4.459.642 A cuerpos luminosos con cuerpos huecos, en los que los cuerpos huecos presentan superficies interiores reflectantes. En los cuerpos luminosos mostrados en estas publicaciones, se irradia tanto la luz solar como también la luz artificial. En el cuerpo hueco tiene lugar una nivelación o mezcla de la luz irradiada por las diferentes fuentes de luz. Esta nivelación se basa en una reflexión múltiple de la luz irradiada en el cuerpo hueco, en sus superficies interiores reflectantes. La emisión de la luz desde el cuerpo luminoso se lleva a cabo en el documento US 4.459.642 a través de zonas semi-transparentes en la pared del cuerpo hueco y en el documento DE 4 439 507 A1 a través de los llamados sistemas de salida de la luz, en los que la luz puede salir de la misma manera a través de zonas semi-transparentes. Todos los cuerpos luminosos mostrados en estas publicaciones tienen el inconveniente de que se pueden utilizar, en efecto, para la iluminación uniforme y suficientemente clara de espacios, pero no para la iluminación selectiva de espacios parciales limitados con elevada necesidad de luz, como por ejemplo para la iluminación de puestos de trabajo. A tal fin, en los cuerpos luminosos mencionados anteriormente, conocidos en el estado de la técnica, no es suficiente la densidad de la luz generada en los cuerpos huecos respectivos.

El documento GB 23402145 A publica un cuerpo luminoso del tipo indicado al principio para la iluminación de espacios con un cuerpo hueco delimitado por una pared, que está provisto para la reflexión múltiple de luz en el interior con superficies interiores reflectantes, en el que las superficies interiores del cuerpo hueco presentan un grado de reflexión de al menos 90% y están configurados para la dispersión de la luz y en la pared del cuerpo hueco está previsto al menos un orificio de salida de la luz que atraviesa la pared.

El cometido de la presente invención es mejorar adicionalmente la efectividad de los cuerpos luminosos del tipo indicado al principio.

Esto se consigue de acuerdo con la invención porque a partir de la superficie interior A0 de la pared del cuerpo hueco, de la suma A1 de todas las superficies de los orificios en la pared y a partir del grado de reflexión Tho durante el cálculo del rendimiento Eta de acuerdo con la fórmula Eta = Rho x f/(1 - Rho (1 - f)) se obtiene un rendimiento Eta de al menos 40%, con preferencia de al menos 65%, en el que f = A1/(A1 + A0) y porque la relación de la superficie interior de la pared del cuerpo hueco con respecto a la suma de todas las superficies de todos los orificios, con preferencia de todos los orificios de salida de la luz, en la pared del cuerpo hueco es mayor que 5 : 1, con preferencia mayor
que 10 : 1.

Por lo tanto, también en la invención está previsto que el cuerpo luminoso presente un orificio de salida de la luz que atraviesa la pared del cuerpo hueco. Este desacoplamiento selectivo de la luz se puede utilizar para la iluminación concentrada de superficies limitadas, pero también para la iluminación selectiva de espacios. En este caso, en general, se consigue una iluminación claramente mejorada que con las lámparas de cuerpos huecos conocidas en el estado de la técnica. La aplicación de orificios de salida de la luz es posible ya a través de una densidad suficientemente alta de la luz en el interior del cuerpo luminoso. La alta densidad de la luz y, por lo tanto, un funcionamiento económico de tales lámparas con un rendimiento del funcionamiento de las lámparas correspondientemente alto es posible ya a través del grado de reflexión de acuerdo con la invención de las superficies interiores del cuerpo hueco de al menos 90%. A través de la configuración de dispersión de la luz de las superficies interiores del cuerpo hueco se consigue, además, por una parte, que las fuentes de luz u otros componentes dentro del cuerpo hueco no se representen hacia el exterior. Por otra parte, la acción de dispersión de la luz de las superficies interiores hace que desde el cuerpo luminoso se irradie solamente luz dispersa difusa agradable. Por dispersión de la luz se designa en este caso no sólo una dispersión ideal totalmente independiente de la dirección sino, en general, un ensanchamiento del rayo de luz reflejado. En general, la acción de dispersión de la luz de acuerdo con la invención se caracteriza porque la luz que abandona el cuerpo luminoso no presenta ya direcciones preferidas. Esto se puede conseguir, como se indica más adelante, a través de diferentes medidas.

La densidad de la luz en un cuerpo hueco con una superficie interior en gran medida cerrada se incrementa a medida que aumenta el grado de reflexión desde una densidad de la luz = 0 con un grado de reflexión = 0% teóricamente hasta una densidad de la luz indefinidamente grande con un grado de reflexión de las superficies interiores de 100%. Por lo tanto, las superficies interiores del cuerpo hueco en las formas de realización preferidas presentan un grado de reflexión mayor que 95% o bien 97% o mayor que 98% o bien 99%. A este respecto, se aplica que el efecto de acuerdo con la invención descrito anteriormente se puede aprovechar tanto mejor cuando más se aproxime el grado de reflexión de la superficie interior del cuerpo hueco al 100%.

Puesto que todos los orificios en el cuerpo hueco del cuerpo luminoso no son superficies reflectantes o sólo con reducida capacidad de reflexión, se reduce el grado de reflexión efectivo de las superficies interiores a través de éstos. Esto conduce a una reducción de la densidad de la luz en el interior del cuerpo luminoso o bien del cuerpo hueco. Por lo tanto, de acuerdo con la invención está previsto que la relación de la superficie interior de la pared del cuerpo hueco con respecto a la suma de todas las superficies de todos los orificios, con preferencia de todos los orificios de salida de la luz, en la pared del cuerpo hueco sea mayor que 5 : 1, con preferencia mayor que 10 : 1. De acuerdo con el cometido planteado al cuerpo luminoso, de una manera más favorable, se puede pretender también la relación de la superficie de la pared del cuerpo hueco con respecto a la suma de todas las superficies de todos los orificios, en la pared del cuerpo hueco mayor que 20 : 1 o mayor que 30 : 1, o con preferencia incluso mayor que 40 : 1.

En general, un cuerpo luminoso solamente se puede accionar de una manera conveniente cuando su rendimiento Eta está por encima de un cierto valor mínimo. En este caso, el rendimiento Eta depende de la superficie interior de la pared de la suma de todas las superficies de todos los orificios y del grado de reflexión de las superficies interiores. Por lo tanto, de acuerdo con la invención, está previsto que a partir de la superficie interior A0 de la pared del cuerpo hueco, de la suma A1 de todas las superficies de todos orificios en la pared y a partir del grado de reflexión Tho durante el cálculo del rendimiento Eta de acuerdo con la fórmula

Eta = Rho x f/(1 - Rho (1 - f))

se obtenga un rendimiento Eta de al menos 40%, con preferencia de al menos 65%, en el que f = A1/(A1 + A0). El rendimiento Eta se define en este caso, en general, como relación de la corriente de luz, que sale a través de A1 desde el cuerpo hueco con respecto a la corriente de luz de las fuentes luminosas a alimentar. En la práctica, en muchas formas de realización de cuerpos luminosos se puede prever que la superficie del/los orificio(s) de salida de la luz se mantenga lo más pequeña posible, puesto que de esta manera se simplifica una conducción siguiente de la luz de la corriente de luz emitida a través de los orificios de salida de la luz a través de una óptica correspondiente. Éste es el caso, por ejemplo, cuando deben utilizarse reflectores de conducción siguiente de la luz. A partir de la fórmula indicada anteriormente para el rendimiento Eta resulta, por ejemplo, que debe conseguirse un rendimiento del 65% con los grados de reflexión buenos de 85% aproximadamente conocidos en el estado de la técnica, debiendo ser la relación superficial f mayor que 32%. Sin embargo, si se utiliza un grado de reflexión alto, por ejemplo, del 95%, entonces resulta para la relación superficial f un valor de 9,7%, lo que significa de nuevo que la superficie de los orificios de salida de la luz se puede mantener esencialmente menor gracias al grado de reflexión alto, sin que deben tolerarse mermas en el rendimiento. Con grados de reflexión correspondientemente más elevados se pueden utilizar todavía orificios de salida de la luz correspondientemente más pequeños con un rendimiento constante.

Una forma de realización preferida del cuerpo luminoso de acuerdo con la invención prevé que en el cuerpo luminoso esté dispuesto al menos un orificio de entrada de la luz, con preferencia para la entrada de luz diurna y/o de luz solar y/o de al menos una fuente luminosa artificial. El cuerpo hueco con superficie interior reflectante difusa puede presentar también uno o varios orificios de entrada de la luz para alimentar de una manera alternativa o adicional a una fuente luminosa integrada, luz natural o artificial desde el exterior a través de los orificios en el cuerpo hueco. Debido a la reflexión múltiple de la luz en las superficies interiores del cuerpo hueco, la posición del orificio de entrada de la luz o de la fuente de luz artificial en el cuerpo hueco del cuerpo luminoso es independiente de la acción luminosa irradiada, en general, desde el cuerpo luminoso. Esto posibilita una libertad muy grande en la configuración de la forma del cuerpo luminoso. Además, se garantiza que la distribución de la luz que sale desde el orificio de salida de la luz sea dispersada siempre de una manera difusa y sea independiente de la distribución de la luz de la fuente luminosa que se encuentra en el cuerpo hueco e independiente de la distribución de la luz de la fuente luminosa que afluye a través del orificio de entrada. Cuando se irradia tanto luz natural como también luz artificial en el cuerpo hueco, entonces a través de un control correspondiente de la porción de luz artificial se puede mantener una intensidad casi uniforme de la luz irradiada por el cuerpo luminoso cuando existe una porción de luz solar máxima posible durante todo el ciclo diurno en espacios interiores.

Una forma de realización preferida prevé que en el cuerpo luminoso estén dispuestas dos o más fuentes de luz u orificios de entrada de la luz, con preferencia para la entrada de luz diurna y/o de luz solar, en el que la reflexión múltiple en las superficies interiores de alta capacidad de reflexión mezcla la luz introducida en el cuerpo hueco, con preferencia de forma prácticamente completa. De esta manera, se mezcla luz de diferentes colores, ya sea irradiada desde una o desde diferentes fuentes luminosas en el cuerpo hueco del cuerpo luminoso, a través de reflexiones múltiples de la luz en las superficies interiores del cuerpo hueco, de tal forma que abandona las superficies de salida de la luz siempre como luz mixta, con preferencia como luz blanca. De este modo, se puede mezclar de una manera selectiva luz diurna con luz artificial o luz de diferentes colores de diferentes fuentes luminosas en el cuerpo hueco del cuerpo luminoso.

A través de la acción de mezcla de la luz del cuerpo luminoso de acuerdo con la invención, éste puede estar configurado también de tal forma que está prevista al menos una fuente luminosa, que irradia luz de diferentes colores en diferentes direcciones espaciales con diferente distribución espectral, donde la reflexión múltiple de la luz en la superficie interior de alta capacidad de reflexión del cuerpo hueco mezcla la luz de diferente distribución espectral de la luz o bien de diferente distribución de colores -con preferencia para obtener luz blanca-. En este caso puede estar previsto de una manera alternativa también que estén previstas dos o más fuentes luminosas, que irradian luz con diferente distribución espectral de la luz o bien con diferente contenido de color, donde la reflexión múltiple de la luz en la superficie interior de alta capacidad de reflexión del cuerpo hueco mezcla luz de diferente distribución espectral -con preferencia para obtener luz blanca-.

Además de la mezcla de colores, se puede utilizar una forma de realización de acuerdo con la invención del cuerpo luminoso también para eliminar la dependencia de la dirección de la intensidad de la luz, que está provocada por la curva característica de radiación de una fuente luminosa. Así, por ejemplo, una forma de realización preferida prevé que esté prevista al menos una fuente luminosa que irradia luz con diferente intensidad en diferentes direcciones espaciales, conduciendo la reflexión múltiple de la luz en la superficie interior de alta capacidad de reflexión del cuerpo hueco a que la intensidad de la luz emitida por el cuerpo luminoso -con preferencia a través de al menos un orificio de salida de la luz- sea totalmente independiente de la dirección. A través de la reflexión múltiple (difusa) en el lado interior se convierte, de una manera independiente de su curva característica de irradiación original, cada fuente luminosa (luz solar paralela, luz difusa de lámpara fluorescente, luz de lámpara de incandescencia, etc.) en una "fuente de luz superficial de radiación difusa", que se puede dominar bien -con preferencia con reflectores-. La nivelación de la intensidad alcanzada a través de la reflexión múltiple, de la dirección y del contenido de color de la luz irradiada por la o las fuentes luminosas es conveniente especialmente también para la utilización de fuentes luminosas puntuales y lineales de diferentes colores o de lámparas de descarga de alta presión de diferentes colores. Además, el efecto de nivelación se puede utilizar también en la aplicación de varias fuentes luminosas de semiconductores (por ejemplo, LEDs).

Las propiedades de alta reflexión, de acuerdo con la invención, de la superficie interior del cuerpo hueco se pueden conseguir, como ya se ha indicado anteriormente, a través de diferentes medidas. Así, por ejemplo, una variante preferida prevé que las superficies interiores de dispersión de la luz de alta capacidad de reflexión presenten al menos por regiones, con preferencia totalmente, una lámina con preferencia blanca de dispersión de la luz. Una lámina blanca de este tipo se puede fabricar, por ejemplo, de politetrafluoretileno (PTFE). En otra variante de realización puede estar previsto también, de una manera alternativa a ello, que las superficies interiores de dispersión de la luz de alta capacidad de reflexión presenten al menos por regiones, con preferencia totalmente, una superficie de dispersión de la luz rugosa, mate o decapada.

A diferencia de estas dos posibilidades, puede estar previsto, además, también que las superficies interiores de dispersión de la luz de alta capacidad de reflexión presenten al menos por regiones, con preferencia totalmente, una estructura superficial macroscópica de dispersión de la luz -formada con preferencia por salientes, bordes múltiples, muescas u otras irregularidades rectas o inclinadas-. En esta forma de la configuración de las superficies de dispersión de la luz de alta capacidad de reflexión puede estar previsto incluso que la estructura de la superficie macroscópica esté constituida por material brillante o altamente brillante. Un ejemplo de esta variante consiste, por ejemplo, en utilizar una lámina altamente brillante o una chapa de reflexión altamente brillante, cuya superficie está realizada con salientes, con muescas, con bordes múltiples o similares. También de esta manera se pueden conseguir grados de reflexión de las superficies interiores del cuerpo hueco mayores que 95% o 98%. Sin embargo, todas estas variantes diferentes de la configuración de las superficies interiores de dispersión de la luz y de alta capacidad de reflexión tienen en común que la luz que abandona en último término el cuerpo luminoso a través del orificio de salida de la luz está dispersa de una manera difusa agradable.

Una forma de realización especialmente preferida prevé que al menos una óptica espejo de conducción de la luz, formada con preferencia de forma parabólica, u otra instalación de conducción de la luz estén dispuestas en la zona del orificio de salida de la luz del cuerpo luminoso y delimite en cuanto al ángulo la luz saliente. De una manera alternativa, se pueden utilizar también ópticas de refracción u ópticas de difracción. De esta manera se consigue, por una parte, que la luz saliente sea concentrada de una manera selectiva acorde con las necesidades sobre la superficie a iluminar. Por otra parte, se impide que una persona sea deslumbrada a través de la luz que sale desde el cuerpo luminoso. Adicionalmente, pueden estar previstas también pantallas en el interior del cuerpo hueco, impidiendo estas pantallas la visión directa sobre la fuente luminosa o el orificio de entrada de la luz en el cuerpo hueco.

Una forma de realización preferida del cuerpo luminoso de acuerdo con la invención prevé que presente una pared de dispersión con preferencia difusa, esencialmente transparente a la luz para la porción de luz no reflejada. De esta manera se genera una iluminación especialmente uniforme y agradable de un espacio. A través de la densidad de la luz fuertemente concentrada, generada a través del grado de reflexión alto, dentro del espacio hueco del cuerpo luminoso la porción de luz muy reducida no reflejada en la superficie interior del cuerpo hueco, sino dispersada de forma difusa transmitida a través de la pared es suficiente para una iluminación uniforme de un espacio, agradable para el ojo humano. Por medio de la transmisión de la luz residual no reflectante a través de la pared se eleva adicionalmente, por lo tanto, el rendimiento del cuerpo luminoso, puesto que casi toda la luz como también siempre la luz alimentada abandona el cuerpo luminoso como luz útil.

Para impedir un calentamiento innecesario de la pared o bien del cuerpo luminoso, es favorable que la pared o bien el cuerpo luminoso absorba la menos cantidad de energía luminosa posible en forma de calor. Esto se aplica sobre todo para las regiones espectrales de la luz que se encuentran fuera de la región visible, especialmente para la región de longitud de onda infrarroja. Se puede conseguir una absorción reducida de calor a través de un grado de transmisión alto. A este respecto, está en primer término una buena transmisión de las regiones de longitudes de ondas infrarrojas de la luz. Así, por ejemplo, es especialmente favorable la utilización de superficies interiores con un grado de reflexión de al menos 90% para porciones de luz visible y un grado de reflexión de sólo 20% aproximadamente para la región infrarroja. Pero de una manera alternativa pueden estar previstas también nervaduras de refrigeración o similares en el cuerpo hueco. Para impedir quemaduras, otra variante prevé una protección térmica frente a contacto, por ejemplo en forma de rejillas, nervaduras de plástico o similares.

Si la superficie A0 del cuerpo hueco debe mantenerse lo más pequeña posible, para impedir un calentamiento inadmisible del cuerpo hueco, hay que procurar que el coeficiente de transmisión de calor k de la pared del cuerpo hueco sea suficientemente grande. A través de la ecuación A0 = P/(dT * k) se puede calcular para una potencia dada de la lámpara P y para una elevación máxima admisible de la temperatura dT el coeficiente de transmisión térmica k mínimo necesario del material utilizado para la pared.

Una forma de realización preferida prevé que el cuerpo luminoso sea un cuerpo hueco con preferencia en forma de paralelepípedo, que está revestido con una lámina de alta capacidad de reflexión, en el que en el cuerpo hueco está dispuesta al menos una lámpara o al menos un orificio de entrada de la luz -con preferencia para luz diurna y/o luz solar-, y al menos una pantalla, estando protegida por la pantalla la porción de radiación directa. De esta manera se impide un deslumbramiento de personas con una distribución de la luz selectiva por otro lado muy agradable.

Otras características y detalles de la presente invención se deducen a partir de la siguiente descripción de las figuras. En este caso:

Las figuras 1 a 3 muestran una representación esquemática de una lámpara de incandescencia o bien de cuerpos luminosos de acuerdo con el estado de la técnica.

Las figuras 4 a 10 muestran diferentes formas de realización de acuerdo con la invención de un cuerpo luminoso.

Las figuras 11 a 14 muestran diferentes variantes de realización de ópticas de espejo, ópticas de refracción y ópticas de difracción.

En las representaciones esquemáticas mostradas en las figuras 1 a 3 se muestran los inconvenientes de numerosos cuerpos de iluminación conocidos en el estado de la técnica. La figura 1 muestra una lámpara de incandescencia sencilla, en la que no se irradia ninguna luz en la dirección del porta-lámparas de la lámpara de incandescencia. Éste es un ejemplo esquemático que muestra que las fuentes luminosas presentan, en general, una dependencia de la dirección en la intensidad irradiada de la luz. En la figura 2 se ilustra esto con la ayuda de una fuente luminosa 1 que se encuentra en un cuerpo luminoso 2. La fuente luminosa 1 en la figura 2 irradia luz en diferentes direcciones con diferente intensidad. Esto da luz en último término a que en la zona angular perpendicularmente debajo de la fuente luminosa 1 o bien del orificio de salida de la luz 3 del cuerpo luminoso 2 se irradie luz con una intensidad relativamente alta. Esto se ilustra de forma esquemática a través del rayo de luz 4. En oposición a ello, la intensidad de la luz irradiada se reduce, a medida que se incrementa el ángulo hacia la dirección de radiación vertical ilustrada a través del rayo 4. De esta manera se reduce la intensidad de la luz hacia los lados. Esta luz irradiada lateralmente de intensidad más reducida se representa a modo de ejemplo a través de los rayos 5 y 6.

Además del problema de la dependencia de la dirección de la intensidad de la luz irradiada en cuerpos luminosos se acuerdo con el estado de la técnica, existe en el estado de la técnica en diferentes fuentes luminosas también el problema de que existe una dependencia de la dirección en la distribución espectral de la luz irradiada. Esto se muestra en la figura 3 con la ayuda de una representación esquemática de un cuerpo luminoso con una lámpara de descarga. En una lámpara de descarga 8 se forma en el fondo un sumidero de la lámpara 9. Éste modifica el contenido espectral (el color) de la luz que pasa a través del mismo. De esta manera, la luz generada por la lámpara de descarga de gas es filtrada durante el paso a través del sumidero de la lámpara 9 de tal manera que una luz marrón abandona la lámpara de descarga de gas hacia abajo. Un rayo de luz de este tipo con luz marrón se representa de forma esquemática como rayo 10 en la figura 3. En oposición a ello, la trayectoria de los rayos 11 no pasa a través del sumidero de la lámpara y la luz que se extiende en su camino no es filtrada de esta manera a través del sumidero de la lámpara. Abandona en su camino a través de una reflexión en el reflector 7 la lámpara de descarga de gas como luz azul. La acción luminosa general de un cuerpo luminoso de este tipo se caracteriza, por lo tanto, porque existen manchas de color perturbadoras sobre el plano útil 12, puesto que el plano útil 12 es iluminado por regiones con luz de diferentes colores. Estos problemas explicados aquí de la técnica de iluminación hasta ahora no se pueden solucionar en una medida suficiente tampoco a través de las lámparas de cuerpos huecos conocidas en el estado de la técnica, puesto que éstas no se pueden utilizar para la iluminación selectiva de regiones delimitadas (por ejemplo, de puestos de trabajo).

La figura 4 muestra ahora una forma de realización de acuerdo con la invención de un cuerpo luminoso. La luz irradiada por la fuente luminosa 13 es reflejada varias veces en la superficie interior 14 del cuerpo hueco 15 que está configurada para la dispersión de la luz y con alta capacidad de reflexión, antes de que una parte de la luz abandone el cuerpo luminoso a través del orificio de salida de la luz 16. Las propiedades de dispersión de la luz y de alta capacidad de reflexión de las superficies interiores 14 se pueden conseguir en todos los ejemplos de realización, por ejemplo, a través de pinturas adecuadas, estructuras superficiales macroscópicas o la adhesión de láminas adecuadas. Tales láminas pueden estar formadas, por ejemplo, por láminas de politetraetileno o por películas de polímero de varias capas con una capa exterior de tereftalato de polietileno (PEN).

En el orificio de salida de la luz 16 se puede colocar, según las necesidades, una óptica de espejo 17 u otra instalación de conducción de la luz (ver las figuras 11 a 14). A este respecto, está previsto que se puedan colocar las más diferentes ópticas de retículos de espejo en el orificio de salida de la luz y de esta manera se puedan conseguir una pluralidad de diferentes efectos luminosos adaptados a la necesidad respectiva. La pantalla 18 impide que la luz pueda abandonar el cuerpo luminoso por vía directa desde la lámpara 13 a través del orificio de salida de la luz 16. Con ello se impide que una persona sea deslumbrada a través de luz irradiada directamente desde la fuente luminosa. La luz que abandona el cuerpo luminoso a través del orificio de salida de la luz 16 ha sido reflejada con efecto de dispersión de la luz antes de abandonar el cuerpo luminoso varias veces en la superficie interior 14 de alta capacidad de reflexión y, por lo tanto, es una luz difusa agradable, totalmente mezclada espectralmente, totalmente independiente de la dirección. Adicionalmente a la iluminación del espacio a través del orificio de salida de la luz 16 se puede emitir desde el cuerpo luminoso también luz difusa a través de la pared del cuerpo hueco 15, cuando la pared del cuerpo hueco 15 está configurada de forma transparente a la luz. A este respecto, hay que tener en cuenta que a pesar del alto grado de reflexión de la superficie interior 14 del cuerpo hueco 15 se puede transmitir una cantidad de luz, suficiente para la iluminación de un espacio, a través de la superficie interior de alta capacidad de reflexión y a través de la pared del cuerpo hueco 15, puesto que, por una parte, con una pared adecuada, su absorción es insignificante y, por otra parte, a través de la reflexión múltiple genera una densidad de la luz tan alta en el espacio interior 19 del cuerpo hueco que la porción porcentual reducida de la luz residual transmitida es siempre todavía suficiente para la iluminación agradable de espacios. La relación entre la luz que sale a través de la pared 15 del cuerpo luminoso y la cantidad de la luz que sale a través del orificio de salida de la luz 16 se determina esencialmente a través de la relación de la superficie del orificio de salida de la luz 16 y la superficie total de la pared interior 14 de alta capacidad de reflexión del cuerpo hueco 15 y se puede adaptar a las necesidades respectivas. Por lo tanto, es posible un control exacto entre las porciones de la iluminación general del espacio con luz difusa agradable y la iluminación concentrada de superficies limitadas.

A través de una forma de realización correspondiente del cuerpo luminoso de acuerdo con la invención, se puede conseguir para puestos de trabajo de oficina una limitación del deslumbramiento en todas las direcciones espaciales para zonas angulares sobre 65º sobre la vertical sobre menos de 1000 cd/m^{2}.

La figura 5 muestra una variante con dos fuentes luminosas 13, en la que el cuerpo hueco 15 presenta una forma de la sección transversal generalmente ovalada y una óptica de retículo de espejo 17 integrada en la pared. La figura 6 muestra de forma esquemática una variante con varios orificios de salida de la luz 16.

La figura 7 muestra una forma de realización de acuerdo con la invención, en la que luz solar paralela entra a través de un orificio de entrada de la luz 20 en el espacio interior 19 del cuerpo hueco 15. A través de reflexión múltiple de la luz entrante en la superficie interior 14 configurada con alta capacidad de reflexión del cuerpo hueco 15 se convierte la luz solar entrante en una luz difusa totalmente independiente de la dirección y sale a continuación desde el orificio de salida de la luz 16. Adicionalmente de nuevo la pared 15 del cuerpo hueco puede estar configurada de forma transparente a la luz, con lo que también una parte de la luz es transportada a través de la pared 15 del cuerpo luminoso y es emitida como luz dispersa difusa. En el orificio de salida de la luz 16 se puede colocar, como en la forma de realización de la figura 4, también una óptica de retículo de espejo 17 adaptada a las necesidades respectivas. La pantalla 18 impide de nuevo que la luz solar que entre a través del orificio de entrada de la luz 20 abandone de nuevo directamente el cuerpo luminoso a través del orificio de salida de la luz 16, antes de que sea reflejada varias veces en las paredes interiores 14.

El transporte de la luz solar hacia el cuerpo luminoso se puede realizar, como se conoce en el estado de la técnica, en un canal de prismas totalmente reflectantes o en conductores de guías de ondas. Como alternativa, son posibles también materiales de espejo de alta capacidad de reflexión. En general, se pueden utilizar como sistema para la captación, concentración y transporte de la luz solar hasta el espacio a iluminar unos dispositivos de acuerdo con el estado de la técnica. Una forma de realización preferida a este respecto prevé que el cuerpo luminoso esté conectado ópticamente a través de una línea de luz con un helióstato, que conduce la luz solar a través de la línea de luz hasta el cuerpo luminoso. El helióstato está constituido en este caso, de acuerdo con el estado de la técnica, esencialmente por una disposición de espejos, cuya alineación es controlada posteriormente de acuerdo con el avance del sol, de manera que, tan pronto como es posible, se acopla la cantidad óptima de luz en la línea de luz.

Adicionalmente al orificio de entrada de la luz 20, a través del cual se introduce luz solar o la luz de fuentes luminosas artificiales externas, se puede colocar todavía una fuente luminosa 13 artificial adicional. Esta combinación de al menos un orificio de entrada de la luz y al menos una fuente luminosa adicional debe ilustrar de forma esquemática la pluralidad de las posibilidades de combinación entre luz artificial y luz natural o de diferentes fuentes luminosas artificiales con diferentes características de radiación y diferentes distribuciones de los rayos irradiados de la luz.

En la figura 8 se ilustra una vez una variante para el aprovechamiento de la acción de mezcla de la reflexión múltiple de la luz irradiada en el cuerpo hueco del cuerpo luminoso de acuerdo con la invención. Aquí se disponen a modo de ejemplo una pluralidad de fuentes luminosas pequeñas (por ejemplo, diferentes LEDs) en el cuerpo hueco.

Además de la mezcla para obtener luz mixta blanca, a través de la utilización de fuentes luminosas correspondientes, que irradian luz con distribuciones (colores) con preferencia espectrales, se puede mezclar también luz con un efecto de color especial de una manera selectiva, en el caso de que esto sea necesario.

La figura 9 muestra una variante de realización, en la que como fuente luminosa 13 está dispuesto un tubo fluorescente en el cuerpo hueco. La figura 10 muestra de forma esquemática una variante, en la que la acción de dispersión de la luz de las superficies interiores 14 del cuerpo hueco se consigue a través de una estructura superficial macroscópica. En esta variante, las superficies interiores pueden estar realizadas incluso brillantes, puesto que la acción de dispersión de la luz se consigue a través de la estructura superficial.

En general, a través de la utilización de las superficies internas de alta capacidad de reflexión del cuerpo hueco de acuerdo con la invención se obtiene que la luz emitida en último término por el cuerpo hueco es dispersada en una manera casi totalmente difusa de forma independiente de la forma real del cuerpo hueco y, por lo tanto, del cuerpo luminoso y es independiente de la dirección. Esto significa una gran libertad en la configuración del cuerpo luminoso, sin que se influya de una manera negativa sobre su acción luminosa. En este caso, en general, es favorable que la relación entre la superficie del cuerpo hueco y el volumen rodeado del cuerpo hueco no exceda el doble de esta relación en una esfera con el mismo volumen. Como otra directriz de dimensionado se puede tener en cuenta de la misma manera que la dilatación diagonal máxima no sea mayor que el triple de la dilatación diagonal mínima. En el caso de cuerpo huecos en forma de elipse o de forma esférica, se consigue, en general, un rendimiento especialmente alto. Otras formas favorables se componen por segmentos superficiales planos o por segmentos superficiales enrollados de forma cilíndrica y/o por segmentos superficiales enrollados en forma cónica. Estas formas son ventajosa, puesto que se pueden fabricar fácilmente a partir de material de lámina a través de laminación, canteado y unión. Otras formas favorables son poliedros esencialmente convexos, como por ejemplo poliedros regulares (tetraedro, hexaedro, octaedro, decaedro e icosaedro) así como poliedros regulares distorsionados (por ejemplo, paralelepípedos y pirámides generales). Estas formas de realización tienen la ventaja de que están constituidas por pocos segmentos superficiales planos y, por lo tanto, se pueden fabricar de una manera sencilla.

Como ya se ha mencionado, se puede influir de una manera selectiva sobre el tipo de la salida de la luz desde el orificio de salida de la luz 16 a través de instalaciones de conducción de la luz de diferentes tipos. Las figuras 11 y 12 muestran a este respecto como una variante diferentes ópticas de espejo 17. En la variante mostrada en la figura 13, se utiliza para ejercer una influencia sobre la luz saliente un cuerpo transparente esencialmente en forma de placa con estructuras de defracción representadas de forma esquemática, como por ejemplo prismas, troncos de pirámides o espacios huecos totalmente reflectantes con recubrimientos superficiales, dado el caso, parcialmente reflectantes. Las estructura de refracción 21 tienen la ventaja de que se pueden configurar planas y pequeñas y apenas presentas pérdidas de absorción. Las porciones de luz reflejada en el espacio hueco salen de nuevo desde el espacio hueco, después de que han sido reflejadas varias veces en las diferentes superficies interiores. El ejemplo de realización mostrado en la figura 14 consta de un cuerpo esencialmente en forma de placa con estructuras de difracción ópticas representadas de forma esquemática. Estas estructuras se conocen como elementos ópticos holográficos o elementos ópticos defractivos o como estructuras de difracción generadas por ordenador, por decirlo así como "kinoformas" u "óptica binaria". Las estructuras de defracción tienen las mismas ventajas que las estructuras refractivas 21. Además, se pueden multiplicar y fabricar de una manera muy económica.

Claims (11)

1. Cuerpo luminoso para la iluminación de espacios con un cuerpo hueco delimitado por una pared (15), que está provisto para la reflexión múltiple de la luz en el interior con superficies interiores reflectantes, en el que las superficies interiores (14) del cuerpo hueco presentan un grado de reflexión de al menos 90 % y están configurados para la dispersión de la luz y en la pared (14) del cuerpo hueco está previsto al menos un orificio de salida de la luz (16) que atraviesa la pared (15), caracterizado porque a partir de la superficie interior A0 de la pared (15) del cuerpo hueco, de la suma A1 de todas las superficies de los orificios (16, 20) en la pared (15) y a partir del grado de reflexión Rho durante el cálculo del rendimiento Eta de acuerdo con la fórmula Eta = Rho x f/(1 - Rho (1 - f)) se obtiene un rendimiento Eta de al menos 40%, con preferencia de al menos 65%, en el que f = A1/(A1 + A0) y porque la relación de la superficie interior de la pared (15) del cuerpo hueco con respecto a la suma de todas las superficies de todos los orificios, con preferencia de todos los orificios de salida de la luz (16), en la pared (15) del cuerpo hueco es mayor que 5 : 1, con preferencia mayor que 10 : 1.

2. Cuerpo luminoso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las superficies interiores (14) del cuerpo hueco presentan un grado de reflexión mayor que 95% -con preferencia mayor que 98%-.

3. Cuerpo luminoso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en el mismo está dispuesto al menos un orificio de entrada de la luz (20) -con preferencia para la entrada de luz diurna y/o de luz solar- y/o al menos una fuente de luz artificial (13).

4. Cuerpo luminoso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en el mismo están dispuestas dos o más fuentes de luz (13) u orificios de entrada de la luz (20) -con preferencia para la entrada de luz diurna y/o de luz solar-, en el que la reflexión múltiple en las superficies interiores (14) de alta capacidad de reflexión mezcla la luz introducida en el cuerpo hueco -con preferencia de forma prácticamente completa-.

5. Cuerpo luminoso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las superficies interiores de dispersión de la luz y de alta capacidad de reflexión presentan al menos por regiones, con preferencia totalmente, una lámina de dispersión de la luz, con preferencia blanca.

6. Cuerpo luminoso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las superficies interiores (14) de dispersión de la luz y de alta capacidad de reflexión presentan al menos por regiones, con preferencia totalmente, una superficie de dispersión de la luz rugosas, mate o decapada.

7. Cuerpo luminoso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las superficies interiores (14) de dispersión de la luz, de alta capacidad de reflexión, presentan al menos por regiones, con preferencia totalmente, una estructura superficial macroscópica de dispersión de la luz -formada con preferencia por salientes, bordes múltiples, muescas u otras irregularidades rectas o inclinadas-.

8. Cuerpo luminoso de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque la estructura superficial macroscópica está constituida por material brillante o altamente brillante.

9. Cuerpo luminoso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque al menos una óptica espejo (17) de conducción de la luz, formada con preferencia de forma parabólica, u otra instalación de conducción de la luz están dispuestas en la zona del orificio de salida de la luz (16) del cuerpo luminoso y delimita en cuanto al ángulo la luz saliente.

10. Cuerpo luminoso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque al menos una óptica de refracción de conducción de la luz u óptica de difracción está dispuesta en la zona del orificio de salida de la luz (16) del cuerpo luminoso y delimita en cuanto al ángulo la luz saliente.

11. Cuerpo luminoso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque presenta una pared de dispersión con preferencia difusa, esencialmente transparente a la luz para la porción de luz no reflejada.