ES2342440T3 - Dispositivo de iluminacion que comprende una fuente de luz y una guia de luz. - Google Patents
Dispositivo de iluminacion que comprende una fuente de luz y una guia de luz. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2342440T3 ES2342440T3 ES07825886T ES07825886T ES2342440T3 ES 2342440 T3 ES2342440 T3 ES 2342440T3 ES 07825886 T ES07825886 T ES 07825886T ES 07825886 T ES07825886 T ES 07825886T ES 2342440 T3 ES2342440 T3 ES 2342440T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- light
- lighting device
- light guide
- optical system
- cross
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
- F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
- F21K9/61—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using light guides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
Dispositivo (1) de iluminación que comprende: un sistema (20) óptico primario que comprende una guía de luz que tiene una primera parte (21) de extremo, una segunda parte (22) de extremo que tiene una cara (24) de extremo con espejo, un eje (23) óptico que se extiende entre las partes de extremo primera y segunda, y una estructura (25) de desacoplamiento ubicada entre las partes de extremo primera y segunda para el desacoplamiento de la luz, un medio (10) de fuente de luz semiconductor, dispuesto para acoplar la luz hacia la primera parte de extremo, y un sistema (30) óptico secundario, disponiéndose la guía de luz para dirigir la luz desacoplada hacia el sistema óptico secundario para lograr un patrón de radiación de luz deseado, caracterizado porque las partes de extremo primera (21) y segunda (22) de la guía de luz tienen diferentes secciones transversales poligonales.
Description
Dispositivo de iluminación que comprende una
fuente de luz y una guía de luz.
La invención se refiere a un dispositivo de
iluminación que comprende un medio de fuente de luz semiconductor,
un sistema óptico primario que comprende una guía de luz que tiene
una primera parte de extremo, una segunda parte de extremo, un eje
óptico que se extiende entre las partes de extremo primera y
segunda, y una estructura de desacoplamiento ubicada entre las
partes de extremo primera y segunda para el desacoplamiento de la
luz, disponiéndose el medio de fuente de luz para acoplar la luz
hacia la primera parte de extremo, un sistema óptico secundario,
disponiéndose la guía de luz para dirigir la luz desacoplada hacia
el sistema óptico secundario para lograr un patrón de radiación de
luz deseado. Un dispositivo de iluminación de este tipo se
dimensiona especialmente para sustituir un dispositivo de
iluminación convencional que usa un mechero o bombilla de descarga
de gas, de halógeno o incandescente.
Se conoce una realización de un dispositivo de
iluminación del tipo expuesto a partir de la solicitud
WO2006054199. Ese documento da a conocer una fuente de luz que comprende un motor de luz, especialmente con al menos un elemento emisor de luz semiconductor como un LED y/o un diodo láser, una guía de luz como sistema óptico primario, que se readapta de manera que puede usarse en combinación con un sistema óptico secundario convencional como un reflector y/o una lente, que está diseñado especialmente para las fuentes de luz convencionales mencionadas anteriormente y puede sustituir éstas sin degradar sustancialmente las características del patrón de radiación.
WO2006054199. Ese documento da a conocer una fuente de luz que comprende un motor de luz, especialmente con al menos un elemento emisor de luz semiconductor como un LED y/o un diodo láser, una guía de luz como sistema óptico primario, que se readapta de manera que puede usarse en combinación con un sistema óptico secundario convencional como un reflector y/o una lente, que está diseñado especialmente para las fuentes de luz convencionales mencionadas anteriormente y puede sustituir éstas sin degradar sustancialmente las características del patrón de radiación.
La ventaja de este enfoque reside en el hecho de
que pueden aplicarse sistemas ópticos secundarios conocidos en
combinación con el rendimiento mejorado de los LED en relación con
las fuentes de luz convencionales, tal como vida útil más larga y
menor consumo de energía. Además, puede fabricarse el dispositivo
completo en un factor de forma convencional, por ejemplo una lámpara
reflectora dicroica o PAR halógena de bajo voltaje.
Sin embargo, una característica del patrón de
radiación de luz final que no queda cubierta por el documento
WO2006054199 es la homogeneidad del color en el caso de que se usen
una multitud de elementos emisores de luz, cada uno con un color
diferente. La homogeneidad del color es bastante importante para una
iluminación de alta calidad puesto que el ojo humano es muy sensible
a las diferencias de color entre dos puntos a corta distancia. El
problema existe especialmente cuando se utiliza una serie multicolor
de chips de LED para producir luz blanca en un dispositivo con una
óptica de generación de haces. Un ejemplo de un dispositivo de este
tipo sería una readaptación para un dispositivo de iluminación a
base de halógeno emisor de luz blanca, tal como una lámpara
reflectora parabólica dicroica de 50 mm de diámetro con una base
GU5.3, en la que la serie comprende un LED rojo, verde y azul.
Entonces resulta bastante evidente que el origen de la luz roja,
verde y azul está separado espacialmente. Entonces, esta separación
espacial se vuelve evidente en el patrón de radiación del
dispositivo si no se toman precauciones especiales para mezclar
estos colores diferentes.
Se han propuesto varias soluciones para
solucionar el problema del mezclado, pero todas tienen la desventaja
de que se sacrifican uno o más criterios, tales como: el tamaño de
la luminaria, la anchura angular del haz o la eficiencia global.
Además, ciertas soluciones de mezclado tienen requisitos de
alineación muy rigurosos.
Una solución ampliamente conocida de este tipo
para el problema del mezclado es una guía de luz. Una "varilla de
mezclado" de este tipo tiene la ventaja de que conserva la
anchura angular del haz (en combinación con la óptica adicional para
la colimación) así como la eficiencia global de un dispositivo. Sin
embargo, la desventaja de estas varillas de mezclado reside en el
hecho de que un buen mezclado de colores requiere una razón de
longitud con respecto a espesor grande. La disminución del espesor
de la guía de luz puede aumentar la razón de longitud con respecto a
espesor. Sin embargo, esto también disminuirá la eficiencia de
acoplamiento interno y, por tanto, la eficiencia global del
dispositivo. La alternativa es un aumento de la longitud de la guía
de luz. Sin embargo, esto va en desacuerdo con el objeto del
dispositivo dado a conocer en el documento WO2006054199 de realizar
el dispositivo de iluminación en factores de forma para lámparas
existentes. Dado que el punto focal de un reflector parabólico se
ubica cerca de la base de la copa del reflector y la estructura de
desacoplamiento de la guía de luz tiene que colocarse en ese punto
focal, la solución obvia para una mejora de la homogeneidad sería
una extensión de la guía de luz hasta la parte posterior del
reflector y hacia el interior de la base. Sin embargo, la longitud
de la base es fija, dados los factores de forma existentes. El
documento WO 02/50590 da a conocer un dispositivo de iluminación
según el preámbulo de la reivindicación 1.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar un dispositivo de iluminación del tipo expuesto, en el
que se realiza un buen mezclado de la luz con una guía de luz que es
suficientemente corta para adecuarse a en factores de forma para
lámparas existentes. Se logra este objeto con el dispositivo de
iluminación según la invención tal como se define en la
reivindicación 1. El dispositivo de iluminación comprende un medio
de fuente de luz semiconductor, un sistema óptico primario que
comprende una guía de luz que tiene una primera parte de extremo,
una segunda parte de extremo, un eje óptico que se extiende entre
las partes de extremo primera y segunda, y una estructura de
desacoplamiento ubicada entre las partes de extremo primera y
segunda para el desacoplamiento de la luz, disponiéndose el medio de
fuente de luz para acoplar la luz hacia la primera parte de extremo,
un sistema óptico secundario, disponiéndose la guía de luz para
dirigir la luz desacoplada hacia el sistema óptico secundario para
lograr un patrón de radiación de luz deseado, en el que la segunda
parte de extremo de la guía de luz tiene una cara de extremo con
espejo y en el que las partes de extremo primera y segunda tienen
diferentes secciones transversales poligonales.
La invención proporciona un dispositivo de
iluminación de haz estrecho que tiene la compacidad deseada de los
factores de forma para lámparas existentes, como una lámpara PAR,
con la capacidad de variar y controlar el color y la potencia.
Aplicando un espejo a la segunda parte de
extremo de la guía de luz, la luz se refleja de vuelta hacia la guía
de luz, alargando de manera eficaz la trayectoria que atraviesa la
luz dentro de la guía de luz. Desde un punto de vista óptico, la
guía de luz se pliega a través de la aplicación de un espejo a su
cara de extremo. Una ventaja considerable de la solución descrita
anteriormente es un uso más económico del espacio dentro del sistema
óptico secundario. Esto crea de manera eficaz la longitud prolongada
que de otra manera necesariamente hubiera sobresalido hacia la parte
posterior.
En una realización de la presente invención, no
cubierta por las reivindicaciones, la homogeneidad del patrón de
radiación de luz se aumenta adicionalmente proporcionando un
dispositivo de iluminación en el que la guía de luz tiene una
sección transversal poligonal ortogonal con respecto al eje
óptico.
En una realización del dispositivo de
iluminación según la invención, las partes de extremo primera y
segunda tienen, cada una, un área de sección transversal,
caracterizada porque el área de sección transversal de la segunda
parte de extremo es más grande que el área de sección transversal de
la primera parte de extremo.
En una realización de la invención, la razón del
área de sección transversal de las partes de extremo segunda y
primera es mayor que 2. Preferiblemente esta razón es mayor que
9.
En una realización, las partes de extremo
primera y segunda encierran una parte de transición, dicha parte de
transición tiene una superficie exterior, encerrando dicha
superficie exterior y el eje óptico un ángulo (\alpha) menor de
90º.
En una realización, la parte de transición tiene
una superficie exterior, eligiéndose la superficie exterior del
grupo que consiste en superficies cónica y facetada.
Según una realización, la estructura de
desacoplamiento se ubica en la parte de transición y se extiende
sobre al menos una parte de la circunferencia de la guía de luz.
Para una eficiencia óptima del dispositivo de iluminación se
prefiere que la estructura de desacoplamiento esté dispuesta para
desacoplar la luz sustancialmente de manera transversal con respecto
al eje óptico.
Esto puede lograrse ventajosamente porque la
estructura de desacoplamiento tiene una superficie recubierta con
una capa reflectante. Alternativamente, la estructura de
desacoplamiento puede tener una superficie con una textura para
emitir luz difusa.
En una realización, la estructura de
desacoplamiento se extiende sobre un volumen de la parte de
transición, comprendiendo dicho volumen un material de dispersión
difusa. Alternativamente, el volumen de la parte de transición
comprende una rejilla holográfica.
Estos y otros aspectos de la invención
resultaran evidentes a partir de y se dilucidarán con referencia a
las realizaciones descritas a continuación en el presente
documento.
Se dan a conocer ventajas, características y
detalles adicionales de la invención en la siguiente descripción de
realizaciones preferidas y a modo de ejemplo en relación con los
dibujos.
La figura 1 es una sección transversal
longitudinal a través de una primera realización de un dispositivo
de iluminación.
La figura 2 muestra una serie de posibles
secciones transversales poligonales ortogonales con respecto al eje
óptico de la guía de luz.
La figura 3 muestra una vista a lo largo del eje
óptico de la guía de luz desde la primera parte de extremo hacia la
segunda parte de extremo.
Las figuras 4 A-D muestran
esquemáticamente una serie de secciones transversales longitudinales
de la guía de luz con diferentes estructuras de desacoplamiento.
La figura 1 muestra una sección transversal
longitudinal a través de una primera realización de un dispositivo 1
de iluminación según la invención. El dispositivo de iluminación
comprende una fuente 10 de luz semiconductora para generar luz, un
sistema 20 óptico primario para alimentar la luz a un sistema 30
óptico secundario, que se proporciona para irradiar la luz y para
lograr un patrón de radiación deseado.
La fuente 10 de luz semiconductora comprende al
menos un elemento emisor de luz, como por ejemplo un LED o un diodo
láser.
El sistema 20 óptico primario comprende una guía
de luz con una primera parte 21 de extremo, una segunda parte 22 de
extremo, un eje 23 óptico que se extiende entre las partes de
extremo primera y segunda, una cara 24 de extremo con espejo y una
estructura 25 de desacoplamiento ubicada entre las partes de extremo
primera y segunda para dirigir la luz desacoplada hacia el sistema
30 óptico secundario.
El sistema 30 óptico secundario comprende de un
reflector y/o de un sistema de lentes, diseñado para lograr un
patrón de radiación de luz deseado. Preferiblemente, la estructura
25 de desacoplamiento se coloca en la zona focal de este sistema
óptico secundario.
De manera ventajosa, la luz generada mediante la
fuente 10 de luz se sitúa fuera del sistema 30 óptico secundario, de
modo que puede aplicarse fácilmente un disipador de calor (no
mostrado) para extraer el exceso de energía de los LED sin obstruir
la función óptica del sistema 30 óptico secundario. La luz generada
mediante los LED se colima aplicando elementos ópticos
convencionales (no mostrados) y se dirige a la primera parte 21 de
extremo de la guía de luz de tal manera que esté dentro del ángulo
de TIR de la guía de luz.
La fuente 10 de luz puede contener diferentes
LED o diodos láser de colores, por ejemplo LED rojos, verdes, azules
y ámbar, para crear una luz de color (o temperatura - blanco de
temperatura) ajustable. Alternativamente, la fuente 10 de luz puede
contener LED recubiertos con fósforo. Resulta bastante evidente que
el origen de la luz roja, verde, azul y ámbar está separado de
manera espacial. Como consecuencia, se tienen que tomar precauciones
especiales para mezclar estos diferentes colores para formar un
patrón de radiación homogéneo. Se conoce bien que una guía de luz,
fabricada de un material transparente con un índice de refracción
mayor que 1, puede realizar esta función de mezclado. Se conoce bien
que el vidrio y los plásticos, tales como poli(metacrilato de
metilo) (PMMA) o policarbonato (PC) son materiales adecuados.
También se conoce bien que el mezclado de la luz mejora con un
aumento de la longitud de la guía de luz.
Dado que el punto focal del sistema 30 óptico
secundario (por ejemplo, un reflector parabólico, segmentado o
hiperbólico), está ubicado cerca de su base y la estructura de
desacoplamiento de la guía de luz tiene que colocarse en ese punto
focal, la solución obvia para una mejora de la homogeneidad sería
una extensión de la guía de luz hacia la parte posterior del sistema
óptico secundario.
Si se desea realizar un dispositivo de
iluminación a base de LED usando una guía de luz como varilla de
mezclado en un factor de forma para lámparas existentes, tal como
una lámpara reflectora parabólica dicroica de 50 mm de diámetro de
la línea convencional de Philips con una base GU5.3 (no mostrada),
este factor de forma establece condiciones límite para la longitud
total del dispositivo. Entonces, la extensión de la guía de luz
hacia la parte posterior del sistema óptico secundario está en
desacuerdo con las condiciones límite del objetivo de diseño.
Mediante la aplicación de un espejo a la cara 24
de extremo de la segunda parte 22 de extremo de la guía de luz, la
luz se refleja de vuelta hacia la guía de luz, prolongando de manera
eficaz la trayectoria atravesada por la luz dentro de la guía de
luz. Para construir el espejo puede proporcionarse un recubrimiento
de plata o aluminio en la cara 24 de extremo. Alternativamente,
puede usarse una pila de múltiples capas con un índice de refracción
alto/bajo alternante que forma un recubrimiento de
interferencia.
Como consecuencia de la aplicación del espejo,
aumenta el número de reflexiones de TIR en las paredes laterales de
la guía de luz antes de que la luz se desacople. Esto dará como
resultado una homogeneidad mejorada del haz de luz irradiado desde
el dispositivo. Una ventaja considerable de esta solución es un uso
más económico del espacio dentro del sistema 30 óptico
secundario.
Considerando por ejemplo la lámpara de la línea
convencional de Philips anteriormente mencionada, la longitud total
de este dispositivo, desde la parte frontal de la copa hasta la
parte posterior de las patillas de conexión eléctrica, es de 53 mm.
Además, la distancia entre la parte frontal de la copa del reflector
y la base del reflector es de 30 mm. Esto deja al diseñador un poco
más de 20 mm de distancia entre el punto focal del reflector
parabólico y el extremo posterior de la lámpara para acomodar la
guía de luz. Además se observa que habitualmente esta longitud se
reduce debido a la distribución de los LED, un disipador de calor,
dispositivos electrónicos de control y la óptica de acoplamiento
interno. Por otra parte, se encontró que una varilla de mezclado
lineal según la descripción en el documento WO2006054199 necesita
una longitud de al menos 30 mm para una homogeneidad aceptable.
En una realización de un dispositivo de
iluminación del tipo expuesto, la guía de luz tendría una longitud
total de 20 mm con una estructura de desacoplamiento en
aproximadamente el punto medio. Debido a la aplicación del espejo en
la cara de extremo de la segunda parte de extremo, la longitud
óptica de la varilla de mezclado alcanza 30 mm, de los que
aproximadamente 20 mm están dentro de la copa del reflector. Sin
embargo, la longitud física dentro de la copa es sólo
aproximadamente de 10 mm.
En vista del hecho que la guía de luz se
encuentra en un grado considerable dentro de la copa del reflector,
tienen que tomarse precauciones para evitar que la propia guía de
luz obstruya la luz reflejada desde el sistema óptico secundario.
Por tanto, se prefiere que la luz se desacople de la guía de luz en
una dirección sustancialmente ortogonal al eje óptico 23 de la guía
de luz.
Con el fin de optimizar la eficiencia del
dispositivo de iluminación, preferiblemente la cantidad luz extraída
desde la guía de luz en la estructura 25 de desacoplamiento es lo
mayor posible. Una manera ingeniosa de realizar esto es diseñando la
guía de luz con una primera parte 21 de extremo y una segunda parte
22 de extremo que tienen un área de sección transversal, es decir
ortogonal con respecto al eje óptico, diferente de modo que existe
una parte de transición ubicada entre las dos partes de extremo.
Preferiblemente, la estructura 25 de desacoplamiento está ubicada en
esta parte de transición y se extiende sobre al menos parte de la
circunferencia de la guía de luz. Si el área de sección transversal
de la primera parte de extremo de la guía de luz se indica mediante
a, mientras que A indica el área de sección
transversal de la segunda parte de extremo, la eficiencia del
desacoplamiento se ajusta a escala con la razón A/a. Es
decir, si A = 9a, aproximadamente el 90% de la luz acoplada
hacia la primera parte de extremo de la guía de luz alcanzará la
estructura 25 de desacoplamiento. Por tanto, se prefiere que la
razón A/a sea al menos de 2, o mejor aún mayor que 9.
La figura 2 muestra varias secciones
transversales de la guía de luz. Aunque la sección transversal de la
guía de luz puede ser circular, preferiblemente tiene una forma no
redonda para mejorar adicionalmente el mezclado de los diferentes
colores de luz. La sección transversal puede tener forma de un
triángulo, un cuadrado, un pentágono, un hexágono o un polígono
superior. Preferiblemente, el orden del polígono es menor de 12,
dado que polígonos de orden superior se aproximarán demasiado a una
sección transversal circular, disminuyendo de ese modo la mejora en
el mezclado del color. La elección de qué polígono usar para la
sección transversal de la guía de luz se determina, entre otras
cosas, mediante la configuración de los chips de LED en la fuente 10
de luz. Se encontró que una sección transversal pentagonal era muy
adecuada para mezclar la luz de los chips de LED dispuestos en las
esquinas de un cuadrado. También se encontró que una ventaja
adicional de los sistemas de iluminación del tipo expuesto es que la
alineación óptica de los LED con respecto al eje 23 óptico de la
guía de luz se vuelve menos crítica.
Especialmente en el caso en el que las partes y
de extremo primera 21 y segunda 22 de la guía de luz tienen
diferentes áreas de sección transversal, es ventajoso tener
diferentes secciones transversales poligonales para las dos partes
de extremo. Preferiblemente, la parte de extremo de mayor espesor
tiene un polígono de dos veces el orden del polígono de la parte de
extremo más delgada. La ventaja reside en la facilidad con que puede
diseñarse el número de segmentos de superficie de la parte de
transición, puesto que entonces a su vez serán polígonos. Esto puede
discernirse de la figura 3, en la que se proporciona una vista a lo
largo del eje 23 óptico de la guía de luz desde la primera parte 21
de extremo hasta la segunda parte 22 de extremo. En este caso, la
primera parte 21 de extremo es más delgada y tiene una sección
transversal pentagonal, mientras que la segunda parte 22 de extremo
de mayor espesor tiene una sección transversal decagonal. Los
segmentos de la superficie de la parte de transición son a su vez
pentágonos en este caso. Alternativamente, puede diseñarse la
superficie de la parte de transición para tener una superficie
cónica.
En el último caso en el que la parte de
transición tiene una superficie cónica, esta superficie encierra un
ángulo \alpha con el eje 23 óptico, dado que el cono se especifica
mediante su ángulo de vértice. Cuando el ángulo \alpha es menor de
90º, la parte de transición es cóncava, tal como en la figura 4A.
Cuando el ángulo \alpha es mayor de 90º la parte de transición es
convexa, tal como en la figura 4B. Con una superficie facetada de la
parte de transición, el ángulo del vértice no se define de manera
única, dado que esta superficie no tiene una simetría C_{\infty}.
El ángulo \alpha encerrado por la superficie facetada y el eje 23
óptico tiene un intervalo limitado, tal como puede discernirse del
ejemplo presentado en la figura 3. Mientras que los puntos de
vértice del pentágono en la figura 3 se sitúan en un solo plano
ortogonal al eje 23 óptico, los puntos del vértice del decágono no
se sitúan en un solo plano transversal. De hecho, existen dos grupos
de cinco puntos de vértice colocados en dos planos transversales.
Por tanto, una línea que cruza el eje 23 óptico en un punto V
y que toca una de las caras facetadas de la parte de transición
formará un ángulo \alpha máximo cuando se conecte con uno de los
puntos de vértice del decágono en el plano transversal cercano al
punto V. Alternativamente, una línea similar formará un
ángulo \alpha mínimo cuando se conecte con uno de los puntos de
vértice del decágono en el plano transversal más alejado del punto
V. Cuando se habla del ángulo \alpha en conjunto con una
parte de transición facetada, se entiende que debe tomarse el ángulo
máximo.
Las figuras 4 A a D muestran 4 estructuras 25 de
desacoplamiento diferentes. La figura 4A muestra una realización en
la que la parte de transición tiene una superficie exterior,
encerrando dicha superficie exterior y el eje óptico un ángulo
\alpha menor de 90º. Con el fin de desacoplar la luz 51 de la guía
de luz en una dirección sustancialmente ortogonal al eje óptico, la
superficie exterior se recubre con una capa 40 reflectante. Como en
el caso de la cara 24 de extremo de la segunda parte 22 de extremo,
esta capa reflectante puede fabricarse de plata, aluminio, una pila
de múltiples capas de interferencia o cualquier otro recubrimiento
altamente reflectante conocido en la técnica.
La figura 4B muestra una realización en la que
la parte de transición tiene una superficie exterior, encerrando
dicha superficie exterior y el eje óptico un ángulo \alpha mayor
de 90º. En este caso la superficie exterior de la parte de
transición preferiblemente tiene una textura 41 para emitir luz 52
difusa fuera de la guía de luz. Una textura que emite de manera
difusa en la superficie exterior de la parte de transición tiene, en
el caso de \alpha > 90º, una ventaja sobre un recubrimiento
reflectante. En el primer caso, la luz se desacopla directamente de
la guía de luz. En el último caso, la luz atraviesa la guía d luz
hasta el lado opuesto de la circunferencia de la parte de
transición. Allí la luz puede reflejarse de vuelta hacia la guía de
luz, disminuyendo la eficiencia del desacoplamiento.
Las figuras 4C y 4D muestran realizaciones en
las que la parte de transición tiene una superficie exterior,
encerrando dicha superficie exterior y el eje óptico un ángulo
\alpha igual a 90º. Además, las figuras muestran de manera
esquemática que, en vez de que la superficie exterior de la parte de
transición forme la estructura de desacoplamiento, la estructura de
desacoplamiento se extiende sobre un volumen de la parte de
transición. El volumen puede comprender un material 42 de dispersión
difusa fabricado, por ejemplo, de pequeñas partículas, que tienen un
índice de refracción diferente del material principal y que se
dispersan por todo el volumen de la parte de transición de la guía
de luz. Alternativamente, el volumen puede comprender una rejilla 43
holográfica, fabricada por ejemplo de una estructura que tiene una
rejilla de índice de refracción repetitivo. Es ventajoso maximizar
el volumen disponible de la estructura de desacoplamiento cuando se
usan tales estructuras de desacoplamiento basadas en el volumen. Por
tanto, es ventajoso combinar tales estructuras de desacoplamiento
basadas en el volumen en las que la parte de transición tiene una
superficie exterior, encerrando dicha superficie exterior y el eje
óptico un ángulo \alpha igual a 90º.
Aunque se ha dilucidado la invención con
referencia a las realizaciones descritas anteriormente, resultará
evidente que alternativamente puedan usarse otras realizaciones para
lograr el mismo objetivo. Por tanto, el alcance de la invención no
se limita a las realizaciones descritas anteriormente, sino que
también puede aplicarse a cualquier dispositivo de aplicación donde
se desea un patrón de radiación de luz específico tal como, por
ejemplo, sistemas de iluminación frontal de automóvil o sistemas de
proyección en pantalla.
Además, debería observarse que el uso del verbo
"comprender/comprendiendo" y sus conjugaciones en esta memoria
descriptiva, incluyendo las reivindicaciones, se entiende que
especifica la presencia de características, elementos individuales,
etapas o componentes establecidos, pero no excluye la presencia o
adición de una o más características, elementos individuales,
etapas, componentes, o grupos de los mismos. También debería
observarse que el artículo indefinido "un" o "una"
precediendo a un elemento en una reivindicación no excluye la
presencia de una pluralidad de tales elementos. Además, cualquier
símbolo de referencia no limita el alcance de las reivindicaciones;
la invención puede implementarse por medio tanto de hardware como de
software, y varios "medios" pueden representarse por el mismo
artículo de hardware. Además, la invención reside en todas y cada
una de las características novedosas o combinación de
características.
Claims (14)
1. Dispositivo (1) de iluminación que comprende:
un sistema (20) óptico primario que comprende una guía de luz que
tiene una primera parte (21) de extremo, una segunda parte (22) de
extremo que tiene una cara (24) de extremo con espejo, un eje (23)
óptico que se extiende entre las partes de extremo primera y
segunda, y una estructura (25) de desacoplamiento ubicada entre las
partes de extremo primera y segunda para el desacoplamiento de la
luz, un medio (10) de fuente de luz semiconductor, dispuesto para
acoplar la luz hacia la primera parte de extremo, y un sistema (30)
óptico secundario, disponiéndose la guía de luz para dirigir la luz
desacoplada hacia el sistema óptico secundario para lograr un patrón
de radiación de luz deseado, caracterizado porque las partes
de extremo primera (21) y segunda (22) de la guía de luz tienen
diferentes secciones transversales poligonales.
2. Dispositivo de iluminación según la
reivindicación 1, en el que las partes de extremo primera (21) y
segunda (22) tienen cada una un área de sección transversal,
caracterizado porque el área de sección transversal de la
segunda parte de extremo es más grande que el área de sección
transversal de la primera parte de extremo.
3. Dispositivo de iluminación según la
reivindicación 2, en el que la razón del área de sección transversal
de las partes de extremo segunda (22) y primera (21) es mayor que
2.
4. Dispositivo de iluminación según la
reivindicación 3, en el que la razón del área de sección transversal
de las partes de extremo segunda (22) y primera (21) es mayor que
9.
5. Dispositivo de iluminación según la
reivindicación 2, en el que las partes de extremo primera (21) y
segunda (22) encierran una parte de transición, dicha parte de
transición tiene una superficie exterior, encerrando dicha
superficie exterior y el eje óptico un ángulo (\alpha) menor de
90º.
6. Dispositivo de iluminación según la
reivindicación 2, en el que la parte de transición tiene una
superficie exterior, eligiéndose la superficie exterior del grupo
que consiste en superficies cónica y facetada.
7. Dispositivo de iluminación según la
reivindicación 2, en el que la estructura (25) de desacoplamiento
está ubicada en la parte de transición y se extiende sobre al menos
una parte de la circunferencia de la guía de luz.
8. Dispositivo de iluminación según la
reivindicación 7, en el que la estructura de desacoplamiento se
dispone para desacoplar la luz sustancialmente de manera ortogonal
con respecto al eje óptico.
9. Dispositivo de iluminación según la
reivindicación 7, en el que la estructura (25) de desacoplamiento
tiene una superficie recubierta con una capa (40) reflectante.
10. Dispositivo de iluminación según la
reivindicación 7, en el que la estructura (25) de desacoplamiento
tiene una superficie con una textura (41) para emitir luz
difusa.
11. Dispositivo de iluminación según la
reivindicación 7, en el que la estructura (25) de desacoplamiento se
extiende sobre un volumen de la parte de transición, comprendiendo
dicho volumen un material (42) de dispersión difusa.
12. Dispositivo de iluminación según la
reivindicación 7, en el que la estructura (25) de desacoplamiento se
extiende sobre un volumen de la parte de transición, comprendiendo
dicho volumen una rejilla (43) holográfica.
13. Dispositivo de iluminación según la
reivindicación 1, en el que la guía de luz se compone de un material
elegido del grupo que consiste en vidrio y plástico.
14. Dispositivo de iluminación según la
reivindicación 13, en el que el plástico es poli(metacrilato
de metilo) (PMMA) o policarbonato (PC).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP06118651 | 2006-08-09 | ||
EP06118651 | 2006-08-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2342440T3 true ES2342440T3 (es) | 2010-07-06 |
Family
ID=38988276
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES07825886T Active ES2342440T3 (es) | 2006-08-09 | 2007-07-05 | Dispositivo de iluminacion que comprende una fuente de luz y una guia de luz. |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7854539B2 (es) |
EP (1) | EP2052181B1 (es) |
JP (1) | JP5220743B2 (es) |
CN (1) | CN101501392B (es) |
AT (1) | ATE462928T1 (es) |
DE (1) | DE602007005658D1 (es) |
ES (1) | ES2342440T3 (es) |
TW (1) | TWI451140B (es) |
WO (1) | WO2008017968A2 (es) |
Families Citing this family (46)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050259424A1 (en) | 2004-05-18 | 2005-11-24 | Zampini Thomas L Ii | Collimating and controlling light produced by light emitting diodes |
US7766511B2 (en) | 2006-04-24 | 2010-08-03 | Integrated Illumination Systems | LED light fixture |
US7729941B2 (en) | 2006-11-17 | 2010-06-01 | Integrated Illumination Systems, Inc. | Apparatus and method of using lighting systems to enhance brand recognition |
US8013538B2 (en) | 2007-01-26 | 2011-09-06 | Integrated Illumination Systems, Inc. | TRI-light |
US8742686B2 (en) | 2007-09-24 | 2014-06-03 | Integrated Illumination Systems, Inc. | Systems and methods for providing an OEM level networked lighting system |
US8255487B2 (en) | 2008-05-16 | 2012-08-28 | Integrated Illumination Systems, Inc. | Systems and methods for communicating in a lighting network |
JP2010157381A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-15 | Helios Techno Holding Co Ltd | 発光装置 |
US9977169B2 (en) | 2009-04-09 | 2018-05-22 | Philips Lighting Holding B.V. | Lamp for laser applications |
US8585245B2 (en) | 2009-04-23 | 2013-11-19 | Integrated Illumination Systems, Inc. | Systems and methods for sealing a lighting fixture |
US8488937B2 (en) * | 2009-08-06 | 2013-07-16 | Tyco Electronics Canada, Ulc | Light distribution assembly |
JP2011065979A (ja) * | 2009-08-18 | 2011-03-31 | Sharp Corp | 光源装置 |
US8807799B2 (en) * | 2010-06-11 | 2014-08-19 | Intematix Corporation | LED-based lamps |
TWI452360B (zh) * | 2010-12-10 | 2014-09-11 | Ind Tech Res Inst | 準直光學元件、準直光學組件、準直光學陣列及準直光學模組 |
US8278806B1 (en) * | 2011-03-02 | 2012-10-02 | Osram Sylvania Inc. | LED reflector lamp |
US9066381B2 (en) | 2011-03-16 | 2015-06-23 | Integrated Illumination Systems, Inc. | System and method for low level dimming |
DE102011017725A1 (de) * | 2011-04-28 | 2012-10-31 | Zumtobel Lighting Gmbh | Anordnung zur Lichtabgabe |
US10874003B2 (en) | 2011-07-26 | 2020-12-22 | Hunter Industries, Inc. | Systems and methods for providing power and data to devices |
US8710770B2 (en) | 2011-07-26 | 2014-04-29 | Hunter Industries, Inc. | Systems and methods for providing power and data to lighting devices |
US20150237700A1 (en) | 2011-07-26 | 2015-08-20 | Hunter Industries, Inc. | Systems and methods to control color and brightness of lighting devices |
US9609720B2 (en) | 2011-07-26 | 2017-03-28 | Hunter Industries, Inc. | Systems and methods for providing power and data to lighting devices |
US9521725B2 (en) | 2011-07-26 | 2016-12-13 | Hunter Industries, Inc. | Systems and methods for providing power and data to lighting devices |
US11917740B2 (en) | 2011-07-26 | 2024-02-27 | Hunter Industries, Inc. | Systems and methods for providing power and data to devices |
US9081125B2 (en) | 2011-08-08 | 2015-07-14 | Quarkstar Llc | Illumination devices including multiple light emitting elements |
CN103858244B (zh) | 2011-08-08 | 2018-08-10 | 夸克星有限责任公司 | 包括多个发光元件的照明装置 |
US8573823B2 (en) * | 2011-08-08 | 2013-11-05 | Quarkstar Llc | Solid-state luminaire |
DE102011112222A1 (de) | 2011-09-02 | 2013-03-07 | Osram Ag | Beleuchtungseinheit mit optischen System |
DE102012205435A1 (de) | 2012-04-03 | 2013-10-10 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug |
GB2515962A (en) * | 2012-05-04 | 2015-01-07 | Excelitas Tech Corp | Color temperature tunable LED-based lamp module |
US8894437B2 (en) | 2012-07-19 | 2014-11-25 | Integrated Illumination Systems, Inc. | Systems and methods for connector enabling vertical removal |
US9746173B2 (en) | 2012-09-13 | 2017-08-29 | Quarkstar Llc | Illumination devices including enclosure panels with luminaire modules |
CN110094666A (zh) | 2012-09-13 | 2019-08-06 | 夸克星有限责任公司 | 提供直接和间接照明的照明系统 |
US9379578B2 (en) | 2012-11-19 | 2016-06-28 | Integrated Illumination Systems, Inc. | Systems and methods for multi-state power management |
US9420665B2 (en) | 2012-12-28 | 2016-08-16 | Integration Illumination Systems, Inc. | Systems and methods for continuous adjustment of reference signal to control chip |
US9485814B2 (en) | 2013-01-04 | 2016-11-01 | Integrated Illumination Systems, Inc. | Systems and methods for a hysteresis based driver using a LED as a voltage reference |
WO2014124229A1 (en) | 2013-02-08 | 2014-08-14 | Quarkstar Llc | Illumination system based on active and passive illumination devices |
WO2014124285A2 (en) | 2013-02-08 | 2014-08-14 | Quarkstar Llc | Illumination device providing direct and indirect illumination |
EP2986892B1 (en) * | 2013-04-19 | 2017-06-28 | Quarkstar LLC | Illumination devices with adjustable optical elements |
JP2015011976A (ja) * | 2013-07-02 | 2015-01-19 | 東芝ライテック株式会社 | 発光装置および照明装置 |
WO2015010087A1 (en) | 2013-07-18 | 2015-01-22 | Quarkstar Llc | Illumination device in which source light injection is non-parallel to device's optical axis |
CN110286437A (zh) | 2013-09-17 | 2019-09-27 | 夸克星有限责任公司 | 照明装置 |
WO2016073937A1 (en) | 2014-11-07 | 2016-05-12 | Quarkstar Llc | Troffer luminaire |
US10228711B2 (en) | 2015-05-26 | 2019-03-12 | Hunter Industries, Inc. | Decoder systems and methods for irrigation control |
US10918030B2 (en) | 2015-05-26 | 2021-02-16 | Hunter Industries, Inc. | Decoder systems and methods for irrigation control |
US10060599B2 (en) | 2015-05-29 | 2018-08-28 | Integrated Illumination Systems, Inc. | Systems, methods and apparatus for programmable light fixtures |
US10030844B2 (en) | 2015-05-29 | 2018-07-24 | Integrated Illumination Systems, Inc. | Systems, methods and apparatus for illumination using asymmetrical optics |
US10801714B1 (en) | 2019-10-03 | 2020-10-13 | CarJamz, Inc. | Lighting device |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5764845A (en) * | 1993-08-03 | 1998-06-09 | Fujitsu Limited | Light guide device, light source device, and liquid crystal display device |
JP3383412B2 (ja) * | 1993-08-03 | 2003-03-04 | 富士通ディスプレイテクノロジーズ株式会社 | 導光体群、列状導光体、、光源装置及び液晶表示装置 |
US5485291A (en) * | 1994-02-22 | 1996-01-16 | Precision Lamp, Inc. | Uniformly thin, high efficiency large area lighting panel with two facet grooves that are spaced apart and have light source facing facets with smaller slopes than the facets facing away from the light source |
JPH0943562A (ja) * | 1995-07-31 | 1997-02-14 | Sharp Corp | 投影型カラー液晶表示装置 |
JP4004178B2 (ja) * | 1999-04-16 | 2007-11-07 | 日本板硝子株式会社 | ライン照明装置 |
US6350041B1 (en) * | 1999-12-03 | 2002-02-26 | Cree Lighting Company | High output radial dispersing lamp using a solid state light source |
US6385371B1 (en) * | 2000-04-03 | 2002-05-07 | Cogent Light Technologies, Inc. | Optical system including coupling for transmitting light between a single fiber light guide and multiple single fiber light guides |
JP3864677B2 (ja) * | 2000-07-21 | 2007-01-10 | 松下電工株式会社 | 照明装置及び演色性改善フィルタ |
WO2002050590A1 (en) * | 2000-12-21 | 2002-06-27 | Led Products, Inc. | Light conduit with radial light ejecting structure |
US6969834B2 (en) * | 2001-07-03 | 2005-11-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Line type luminous device and induction heating cooker employing same |
US6796698B2 (en) * | 2002-04-01 | 2004-09-28 | Gelcore, Llc | Light emitting diode-based signal light |
JP4274766B2 (ja) * | 2002-09-12 | 2009-06-10 | オリンパス株式会社 | 照明装置及びその照明装置を使用した画像投影装置 |
EP1418459A1 (en) * | 2002-11-08 | 2004-05-12 | 3M Innovative Properties Company | Optical device comprising cubo-octahedral polyhedron as light flux splitter or light diffusing element |
JP4049260B2 (ja) * | 2003-03-11 | 2008-02-20 | 株式会社小糸製作所 | 車両用灯具 |
DE10314125B4 (de) * | 2003-03-28 | 2005-02-24 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Anordnung zur Beleuchtung von Objekten mit Licht unterschiedlicher Wellenlänge |
JP2005070443A (ja) * | 2003-08-25 | 2005-03-17 | Olympus Corp | 光学装置、照明装置及びプロジェクタ |
KR20050037085A (ko) * | 2003-10-17 | 2005-04-21 | 삼성전자주식회사 | 광터널, 균일광 조명장치 및 이를 채용한 프로젝터 |
JP2005327660A (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Led光源 |
US7168839B2 (en) * | 2004-09-20 | 2007-01-30 | Visteon Global Technologies, Inc. | LED bulb |
JP2008521232A (ja) | 2004-11-17 | 2008-06-19 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 少なくとも一つの発光素子を有する光源および照明装置 |
JP2007173177A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Stanley Electric Co Ltd | 照明装置 |
KR101261449B1 (ko) * | 2006-05-03 | 2013-05-10 | 삼성디스플레이 주식회사 | 백라이트 유닛 및 이를 포함는 액정 표시 장치 |
US7386214B1 (en) * | 2007-02-01 | 2008-06-10 | The Boeing Company | Homogenizing optical beam combiner |
JP2008244985A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Mitsubishi Electric Corp | ライン照明装置及びこれを用いた画像入力装置 |
-
2007
- 2007-07-05 WO PCT/IB2007/052626 patent/WO2008017968A2/en active Application Filing
- 2007-07-05 CN CN200780029567XA patent/CN101501392B/zh active Active
- 2007-07-05 DE DE602007005658T patent/DE602007005658D1/de active Active
- 2007-07-05 ES ES07825886T patent/ES2342440T3/es active Active
- 2007-07-05 AT AT07825886T patent/ATE462928T1/de not_active IP Right Cessation
- 2007-07-05 JP JP2009523375A patent/JP5220743B2/ja active Active
- 2007-07-05 EP EP07825886A patent/EP2052181B1/en active Active
- 2007-07-05 US US12/374,320 patent/US7854539B2/en active Active
- 2007-08-06 TW TW096128882A patent/TWI451140B/zh active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010500710A (ja) | 2010-01-07 |
WO2008017968A2 (en) | 2008-02-14 |
US20090231878A1 (en) | 2009-09-17 |
TWI451140B (zh) | 2014-09-01 |
WO2008017968A3 (en) | 2008-05-02 |
CN101501392A (zh) | 2009-08-05 |
EP2052181A2 (en) | 2009-04-29 |
EP2052181B1 (en) | 2010-03-31 |
TW200834137A (en) | 2008-08-16 |
ATE462928T1 (de) | 2010-04-15 |
JP5220743B2 (ja) | 2013-06-26 |
US7854539B2 (en) | 2010-12-21 |
DE602007005658D1 (de) | 2010-05-12 |
CN101501392B (zh) | 2011-11-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2342440T3 (es) | Dispositivo de iluminacion que comprende una fuente de luz y una guia de luz. | |
ES2550263T3 (es) | Fuente de luz con ledes, guía de luz y reflector | |
RU2544393C2 (ru) | Светоизлучающее устройство и осветительный прибор | |
JP5536043B2 (ja) | 丸い照明装置 | |
ES2327069T3 (es) | Dispositivo optico para crear una ventana de iluminacion. | |
US7866845B2 (en) | Optical device for mixing and redirecting light | |
JP6058831B2 (ja) | 湾曲プリズムシートを有する発光モジュール | |
TW201821730A (zh) | 透鏡陣列、使用透鏡陣列的車燈透鏡組及使用車燈透鏡組的車燈總成 | |
US10473292B2 (en) | Solid state illumination devices including spatially-extended light sources and reflectors | |
JP2010192439A (ja) | 発光装置及びその導光部材 | |
CA2757196A1 (en) | Led collimation optics module and luminaire using same | |
CA2757048A1 (en) | Optics device for stage lighting | |
KR102050653B1 (ko) | 발광 다이오드 램프 | |
JP2020520079A (ja) | レーザベースの光源における色混合 | |
JPWO2015020229A1 (ja) | 照明装置および広配光レンズ | |
ES2895377T3 (es) | Iluminación LED urbana y para carreteras de alto confort visual | |
TWI480489B (zh) | 發光二極體光控制透鏡及其光源裝置 | |
JP7155458B1 (ja) | 照明デバイス | |
JP6868995B2 (ja) | リモートフォスファ照明装置及び方法 | |
Chaves et al. | Virtual filaments that mimic conventional light bulb filaments | |
TWM375840U (en) | Improved illumination device | |
Kwon et al. | Optical Design of Multimedia-Embedded LED Dental Astral Lighting using the Reverse Dual Reflector Method |