ES2522995B1 - Reflector de revolución con micro-estructuras superficiales complejas - Google Patents

Abstract

El objeto de la presente invención consiste en un sistema óptico para aplicaciones en iluminación formado por una fuente de luz y un reflector cuya cara interna contiene una superficie compleja, esencialmente con simetría axial, formada por una multiplicidad de micro-estructuras con la particularidad de estar dispuestas según una distribución específica, conforme a una parametrización y división del espacio superficial particular que permite una destrucción adecuada de la imagen proyectada de la propia fuente de luz, y proporciona un patrón de la luz proyectada uniforme, con la posibilidad de una regulación local de la forma y orientación entre micro-estructuras adyacentes mediante deformación, translación y/o rotación, que permite un mayor control de la luz proyectada y posibilita patrones luminosos sin simetría axial, y, además, el reflector puede presentar una superficie interna libre de aristas en la unión entre micro-estructuras adyacentes, de forma que reduce las pérdidas ópticas y ofrece mayor control del haz luminoso. También se describe un nuevo método para la construcción de la superficie compleja del reflector de forma que extiende las limitaciones actuales.

Description

DESCRIPCIÓN

Reflector de revolución con micro-estructuras superficiales complejas.

El objeto de la presente invención consiste en un sistema óptico para aplicaciones en iluminación formado fundamentalmente por una fuente de luz y un reflector (1), esencialmente con simetría axial, cuya cara interna (2) contiene una superficie compleja formada por una 5 multiplicidad de micro-estructuras (3) con la particularidad de estar dispuestas según una distribución específica, conforme a una parametrización concreta, y con una división del espacio superficial (teselado) particular (6), lo que permite una destrucción adecuada de la imagen proyectada de la propia fuente de luz, y proporciona un patrón de la luz proyectada uniforme y bien definido. El reflector puede presentar una superficie interna libre de aristas (71) 10 en la unión entre micro-estructuras adyacentes, de forma que reduce las pérdidas ópticas y la dispersión lumínica. Además, puede existir una regulación local de la forma y orientación entre micro-estructuras adyacentes mediante deformación, translación y/o rotación, que permite un mayor control de la luz proyectada y posibilita patrones luminosos sin simetría axial. También se describe un nuevo método para la construcción de la superficie interna compleja del reflector 15 que permite las características técnicas novedosas mencionadas, de forma que extiende y mejora algunas limitaciones actuales.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Un reflector (1) permite dirigir la luz producida por una fuente de luz en unas direcciones particulares, con objeto de aprovechar la luz generada eficientemente y dar el efecto luminoso 20 deseado.

La proyección de luz proveniente de un reflector con su superficie interior lisa, generalmente, presenta sombras molestas correspondientes a la imagen de la propia fuente de luz. Con objeto de eliminar esta imagen proyectada de la fuente y así obtener un patrón luminoso uniforme, se confiere una superficie facetada (20) en la cara interna del reflector. Normalmente, 25 se emplea una estructura regular similar a la presentada en la figura 1.

Sin embargo, con la incorporación de facetas (30) el sistema es susceptible de producir nuevas sombras indeseadas en la luz proyectada que son propias de esta estructura facetada. Esto es debido a la existencia de direcciones y orientaciones predominantes en la superficie del reflector, propias de la estructura. En particular, la existencia de sombras radiales surge por un 30 alineamiento radial de la estructura de facetas, mientras que las sombras anulares son motivo de una simetría axial de la propia estructura de facetas.

Por este motivo, una adecuada distribución espacial de las facetas en la superficie del reflector puede reducir dichas direcciones predominantes y, por consiguiente, disminuir las sombras no deseadas propias de la estructura. Por esta razón, fueron planteadas una serie de 35 distribuciones existentes que evitan dicho alineamiento radial, como la distribución de facetas radialmente curva (figura 2b), ampliamente utilizada, o una estructura pseudo-aleatoria según patente ES 2 312 260 A1 (figura 2c).

La gran mayoría de los métodos usados para el diseño de un reflector se basan en operaciones de copia y rotación de superficies con curvaturas principales constantes, 40 generalmente planos o esferas, de forma que la superficie global interna facetada resulta de la intersección de esta pluralidad de superficies básicas, que están dispuestas según una distribución regular. Estas operaciones geométricas básicas están integradas en las herramientas CAD actuales, por lo que la construcción de un reflector actual es relativamente sencilla. Sin embargo, éstas presentan limitaciones técnicas, como por ejemplo originar una 45 distribución con simetría axial, y por tanto, susceptible de sombras anulares debido al uso de dichas operaciones de rotación (figura 2).

También se han planteado otras distribuciones que rompen, además de la correlación radial, la simetría axial, como una distribución superficialmente aleatoria o aquélla basada en el número áureo según patentes WO 2010/112637 A1 y ES 2 346 395 B1, aunque estas soluciones son sustancialmente más complejas de implementar.

El objeto de la presente invención contempla cuatro nuevos tipos de parametrizaciones que 5 determinan distribuciones espaciales de las facetas, o cualquier otra micro-estructura (3) en la superficie del reflector, que evitan o disminuye alineamientos entre micro-estructuras y orientaciones superficiales preferentes, lo que reduce las sombras indeseadas de la propia estructura. Éstas son: la distribución espiral (figura 3), la distribución raíz (figura 4), distribución inversa raíz (figura 6) y la distribución hiperbólica (figura 7), que serán descritas más adelante. 10

Por otro lado, el teselado, es decir, la división, fragmentación o partición superficial del reflector asociada a cada micro-estructura según un mosaico que cubre toda la superficie del reflector, ha de entenderse en un nuevo orden de cosas distinto al concepto de distribución y/o parametrización espacial de dichas estructuras, anteriormente mencionadas. Es decir, un reflector puede tener micro-estructuras dispuestas según la misma distribución espacial, por 15 ejemplo, en forma regular como en la figura 2a pero con distinta división espacial como se observa en las figuras 8b y 8c. En concreto, el reflector correspondiente a la figura 1 y el correspondiente a la figura 14 tienen la misma distribución y/o parametrización, pero su teselado es manifiestamente distinto.

Resulta que el uso de un teselado determinado influye en las direcciones y orientaciones 20 preferentes promedios de las facetas y, consecuentemente, en la generación de sombras propias de la estructura y en la calidad y definición del patrón de luz proyectado. Además, por otro lado, el teselado también influye en el control de la exposición de la luz en regiones susceptibles de generar dispersión descontrolada (81) y múltiples reflexiones (80). Por ejemplo, un teselado adecuado similar al mostrado en la figura 18a evita que la luz interaccione con las 25 aristas de unión entre micro-estructuras y sus proximidades, y, consecuentemente, mejora el control lumínico, la definición del patrón luminoso y la eficiencia del sistema óptico. La elección del teselado depende de las especificaciones técnicas. Por tanto, el control del teselado es una extensión del control de la distribución superficial de las micro-estructuras.

A pesar de ello, sin embargo, actualmente no se tiene constancia de la existencia de ninguna 30 consideración o análisis sobre el control del teselado en el diseño de reflectores, debido a la mayor complejidad que esto conlleva, pues exige un cambio sustancial de los métodos de construcción utilizados. La presente invención contempla el control del teselado como mejora técnica en el estado de la técnica.

Hoy en día, dado que la creación de un reflector parte de una pluralidad de superficies básicas 35 de manera que intersecan unas con otras para componer la estructura facetada (figura 23a), existe una limitación en la partición superficial resultante, pues con los métodos de diseño existentes no es posible controlar efectivamente la fragmentación superficial resultante de dicha intersección. Generalmente, estos métodos actuales producen patrones superficiales no uniformes y no controlables debido a su forma de construcción y a cuestiones meramente 40 geométricas.

En la presente invención se plantean reflectores con un control del teselado, así como un nuevo método de construcción de reflectores que permite definir un teselado arbitrario gracias a micro-estructuras complejas de formas libres. El método supone un cambio sustancial de filosofía en el diseño de reflectores. Actualmente, se parte de una pluralidad de superficies 45 sencillas que intersecan para formar una estructura facetada no controlada de la superficie del reflector. Por el contrario, el método propuesto en la presente invención es justamente lo contrario: los reflectores se construyen a partir de una división superficial (teselado) específica y, posteriormente, se componen o crecen las micro-estructuras tridimensionales en cada

tesela. Esto exige, salvo excepciones triviales en las que hay un alto grado de simetría, el uso de micro-estructuras con superficies complejas que tengan curvaturas principales variables (33). Dicho de otra forma, con superficies básicas que tienen alguna de sus curvaturas principales constantes, que son las superficies empleadas actualmente, como son las superficies planas, esféricas, cilíndricas o superficies elipsoidales de revolución, por ejemplo, 5 no es posible un control efectivo del teselado por cuestiones meramente geométricas, pues para dicho control es preciso la existencia de más grados de libertad, que son aportados por unas superficies con curvaturas variables. La invención se fundamenta en estas superficies complejas con curvaturas variables de forma que amplía varias limitaciones propias existentes actualmente. 10

Por otro lado, las tecnologías existentes se basan en reflectores facetados, es decir, con facetas, que se fundamentan y se limitan, en parte, en la viabilidad en su propia construcción, que está vinculada a las herramientas CAD actuales. Ello provoca, entre otras cosas, cambios abruptos en la orientación (figura 19a) de las facetas vecinas del reflector, que complica el control del haz luminoso, pudiendo ocasionar sombras indeseadas, a diferencia de un reflector 15 con cambios suaves de orientación (figura19b).

Además, los reflectores actuales poseen aristas (7) de unión entre facetas (30) como resultado de la intersección de sus correspondientes superficies adyacentes (figura 20a). Estas aristas reducen el control luminoso, pues los rayos luminosos (9) que interfieren en estas uniones/aristas se dispersan en direcciones descontroladas (81). Por otro lado, los rayos que 20 son reflejados en puntos de las facetas próximos al vértice de intersección (izquierda de la figura 20a), son susceptibles de interaccionar con facetas adyacentes ocasionando, igualmente, descontrol de dichos rayos y múltiples reflexiones (80), lo que también provoca pérdidas lumínicas por reflexión y, por consiguiente, menor eficiencia del sistema óptico.

Asimismo, desde el punto de vista de fabricación, la existencia de las aristas (7) que poseen los 25 actuales reflectores facetados es también un inconveniente, pues provoca una relativamente rápida degradación del útil o molde de fabricación en dichas aristas, tanto en los procesos de entallado, estampación como los de inyección. Ello provoca costes mayores por rectificación o renovación de utillaje por desgaste.

La forma más efectiva de eliminar los problemas derivados de la existencia de facetas (30) y 30 aristas (7) es eliminar las facetas y las aristas. En la presente invención se propone una superficie cuyas micro-estructuras se unen a sus micro-estructuras adyacentes sin cambios abruptos de pendientes, es decir, sin aristas de unión (71), como se muestra, sin carácter limitativo en la figuras 19b, 20b, 21b, 21c, 22, 26 y 32.

Por último, debido a la complejidad de diseño y a las limitaciones existentes de las 35 herramientas CAD actuales, apenas se han explorado las capacidades que ofrece un diseño de un reflector avanzado con una regulación local de la forma y de la orientación de las micro-estructuras como mejora en el control luminoso.

Actualmente, en algún caso, existe un control del escalado y/o posición de las facetas del reflector. Esta regulación se ilustra en la figura 23b. Las superficies que intersecan para formar 40 las facetas son semejantes, idénticas salvo un factor de escala y un cambio de posición y orientación. Generalmente, el control se realiza en función de la posición z de la faceta con respecto al eje axial del sistema. En algún caso muy particular el reflector puede estar dividido en dos o más regiones globales y puede usar dos o más superficies básicas. Se emplean facetas con superficies elementales, generalmente con sus dos curvaturas principales 45 constantes, como superficies esféricas o cilíndricas, en donde el factor de escala se controla mediante la variación del radio. Este control mediante un mero escalado proporciona una pobre definición de las direcciones de la luz y es poco efectivo puesto que realmente no hay una

regulación de la forma específica para cada micro-estructura. Además, provoca un cambio de la división y densidad de micro-estructuras en la superficie del reflector que complica el diseño.

En la presente invención se plantean reflectores micro-estructurados que permiten un control adecuado de la luz para proporcionar patrones no axiales basados en una regulación individual de la forma y orientación de cada micro-estructura mediante deformaciones, rotaciones y 5 translaciones entre micro-estructuras vecinas, para micro-estructuras con superficies complejas con al menos una curvatura principal variable (figura 23c), y para micro-estructuras con superficies con al menos una de sus caras expuestas a la luz esencialmente plana (figura 24), de forma que dirige la luz de manera controlada.

La fabricación de los reflectores resultantes de la invención pueden ser efectuada, sin carácter 10 limitativo, por los procesos de industrialización existentes como mediante entallado, molde de inyección, estampación o plegado de una o varias planchas planas segmentadas, pudiendo tener, o no, alguna abertura central o lateral para ubicar correctamente la fuente de luz, dependiente las características específicas del sistema.

En resumen, los reflectores actuales se basan en superficies facetadas que resultan de una 15 pluralidad de superficies elementales con curvaturas constantes, generalmente plana o esféricas, que intersecan entre sí. Los métodos para diseñarlos y desarrollarlos se fundamentan en operaciones geométricas básicas de translación y rotación integradas en las herramientas CAD actuales. Todo ello limita las posibilidades de diseño del sistema óptico en cuanto a la distribución de las facetas, teselado de la superficie del reflector y control local de 20 cada faceta. Como resultado, los reflectores existentes adoptan soluciones triviales con facetadas, que presenta aristas (dispersión lumínica incontrolada y pérdidas ópticas), con distribuciones con simetría axial (sombras radiales), y sin un control de la partición de la superficie (sin teselado particular) ni una regulación local efectiva de las micro-estructuras, que permitiría mayor control de la luz y patrones lumínicos más definidos y más complejos. 25

Por el contrario, la presente invención establece una solución más compleja que ofrece distribuciones superficiales de las micro-estructuras no triviales (figuras 3, 4, 6, 7) que reducen las sombras de la propia estructura del reflector, con una partición superficial (teselado) particular (figuras 8, 9, 13, 14, 15, 16, 17, 18 y 31a), que suaviza en promedio la transición de orientación superficial entre facetas vecinas, y reduce la interacción de la luz con las aristas y 30 sus proximidades, lo que mejora el patrón luminoso proyectado, con la posibilidad de una regulación local efectiva de la micro-estructura (figura 23c y 24) y con la posibilidad de una superficie estructurada libre de aristas entre micro-estructuras adyacentes (figura 20b, 21b, 21c, 22, 26 y 32), que reduce el esparcimiento descontrolado de la luz y pérdidas ópticas.

También se establece un nuevo método para construir estos reflectores complejos objeto de la 35 invención, que posibilitan sistemas ópticos más eficientes, libres de sombras y con mayor control de la luz proyectada.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

El objeto de la presente invención consiste en un sistema óptico para aplicaciones en iluminación formado fundamentalmente por una fuente de luz y un reflector (1), esencialmente 40 con simetría axial, cuya cara interna (2) contiene una superficie compleja formada por una multiplicidad de micro-estructuras (3) con la particularidad de estar dispuestas según una distribución específica, conforme a una parametrización concreta y con una división del espacio superficial (teselado) particular (6), lo que permite una destrucción adecuada de la imagen proyectada de la propia fuente de luz, y proporciona un patrón de la luz proyectada uniforme y 45 bien definido. El reflector puede presentar una superficie interna libre de aristas (71) en la unión entre micro-estructuras adyacentes, de forma que reduce las pérdidas ópticas y la dispersión lumínica. Además, puede existir una regulación local de la forma y orientación entre micro-estructuras adyacentes mediante deformación, translación y/o rotación, que permite un mayor

control de la luz proyectada y posibilita patrones luminosos sin simetría axial. También se describe un nuevo método para la construcción de la superficie interna compleja del reflector que permite las características técnicas novedosas mencionadas, de forma que extiende y mejora algunas limitaciones actuales.

VENTAJAS DE LA INVENCIÓN 5

A continuación señalamos las ventajas de la presente invención, siendo éstas meramente enunciativas y no limitativas de la misma:

 Mayor eficiencia óptica, como resultado de la disminución de reflexiones múltiples por la eliminación de aristas en la superficie interna del reflector, o bien, por la reducción en la interacción de la luz en las proximidades de las aristas, ello mediante un teselado 10 adecuado, es decir, mediante una distribución y partición de la superficie apropiada que “esconde” las aristas a la luz proveniente de la fuente luminoso.

 Mayor control lumínico, gracias a la reducción de dobles reflexiones y reflexiones en aristas, que producen dispersión descontrolada de la luz, mediante un control adecuado del teselado y una regulación local de la forma, posición y orientación de cada micro-15 estructura.

 Menores sombras no deseadas en la luz proyectada por el sistema que son propias de las micro-estructuras y de la imagen de la fuente de luz, gracias a un control adecuado de la distribución de las micro-estructuras y de la partición de la superficie micro-estructurada, que reduce orientaciones superficiales preferentes. 20

 Menor desgaste del utillaje o molde para su fabricación, como consecuencia de la reducción o eliminación de aristas.

DESCRIPCIÓN DE LOS DISEÑOS

Para una mejor comprensión de la presente memoria, seguidamente se acompañan las figuras adjuntas que describen, sin carácter limitativo, el objeto de la invención. 25

Figura 1. Se muestran un reflector (1) compuesto por una pluralidad de facetas (30) ubicados según una distribución regular correspondiente a la figura 2a. El reflector presenta aristas (7), y un alineamiento radial y angular de las facetas que puede provocar sombras radiales y anulares en la luz proyectada. La presente invención mejora estas deficiencias.

Figura 2. Se representan distribuciones típicas (40) de facetas correspondientes a reflectores 30 existentes. Todas ellas presentan simetría axial, por lo que son susceptibles de generar sombras anulares en la luz proyectada. La intersección de dos líneas determina un punto que define la posición de cada faceta o micro-estructura que compone el reflector.

Figura 3. Se representan distribuciones y/o parametrizaciones espirales (41) que definen la ubicación de las micro-estructuras que componen un reflector con una distribución compleja, 35 objeto de la invención. Estas distribuciones no presentan simetría axial, por lo que son menos propensas a producir sombras anulares en la luz proyectada que en las distribuciones típicas (figura 2). La distribuciones correspondientes a las figuras 3a y 3d presentan un alineamiento radial entre micro-estructuras mientras que las relativas a las figuras 3b y 3c no, lo que además reduce la aparición de sombras radiales. La figura 3d presenta tres espirales adyacentes, 40 mientras que el resto sólo presenta una única espiral.

Figura 4. Se muestran algunas distribuciones y/o parametrizaciones raíz (42), según la expresión z2/k, que determinan la posición de las micro-estructuras que constituye un reflector para valores de k iguales a 3, 4 y 5.

Figura 5. Se presenta la parametrización raíz de la superficie interna extendida propia del reflector para k = 3 (figura 5a). En la figura 5b se presenta la parametrización de la superficie del reflector.

Figura 6. Se muestran diversas distribuciones y/o parametrizaciones inversa raíz (43), para valores de k igual a 3, 4 y 5, según la expresión z-2/k. La intersección de cada línea representa 5 la posición de cada micro-estructura que compone la superficie del reflector.

Figura 7. Se muestran dos distribuciones y/o parametrizaciones hiperbólicas (44), que están caracterizadas por tener distinto número de micro-estructura en diferentes planos axiales. Las intersecciones de cada línea representan las posiciones de cada micro-estructura que componen la superficie del reflector. 10

Figura 8. Se representan diversos mosaicos (5) regulares en un plano. La distribución de las teselas en la figura 8b y 8c son idénticas, según una distribución cuadrada. Existen teselados compuestos por un solo tipo de teselas desplazada, como en el caso de la figura 8b o 8j, desplazada y/o rotada, como en la figura 8d, 8e, 8g y 8h, o constituido por varios tipos de teselas, como en la figura 8a, 8c, 8f o 8i. 15

Figura 9. Se muestran dos mosaicos (5) no periódicos de la superficie en un plano. La primera (figura 9a) corresponde a un teselado cuasi-cristalino con simetría pentagonal compuesto por dos tipos de teselas, mientras que la segunda (figura9b) no.

Figura 10. En la figura 10a se muestran una partición de la superficie interna del reflector (6) según la partición correspondiente a la figura 8g. En la figura 10b se presenta las micro-20 estructuras tridimensionales de la superficie compleja resultante. En la figura 10c se muestra un detalle de estas micro-estructuras.

Figura 11. Se presenta un esquema que ilustra la transformación que sufre el mosaico (5) correspondiente a la figura 8c definido en un plano según la parametrización espiral (41) correspondiente a la figura 3a, que se deforma resultando una partición compleja de la 25 superficie del reflector (6).

Figura 12. Se representan un diagrama que detalla el proceso de transformación de un mosaico (5) regular propio de la figura 8c definido en un plano según la parametrización raíz (42) relativa a la figura 4b para formar el teselado (6) de la superficie del reflector. El proceso se compone de una deformación mediante una transformación conforme, dos operaciones de 30 duplicado/rotación y un corte apropiado para adecuarse a la geometría del reflector.

Figura 13. Se muestra la transformación del mosaico (5) correspondiente a la figura 8c representado en un plano según la parametrización espiral (41) correspondiente a la figura 3a.

Figura 14. Se muestra un teselado (6) complejo sobre la superficie del reflector que resulta de una transformación del mosaico (5) regular de un plano correspondiente a la figura 8c según a 35 la parametrización estándar (40) mostrada en la figura 2a.

Figura 15. Se presenta un teselado (6) complejo sobre la superficie del reflector que resulta de una transformación de la fragmentación (5) regular de un plano correspondiente a la figura 8c según la parametrización raíz (42) mostrada en la figura 4b.

Figura 16. Se ilustran diversas particiones (6) no regulares de la superficie del reflector 40 correspondientes a mosaicos aperiódicos.

Figura 17. Se muestra un teselado (6) complejo sobre superficie del reflector basado en una transformación conforme de un mosaico (5) no periódico propio de un cuasi-cristal con simetría pentagonal en un plano.

Figura 18. Se muestran un teselado superficial del reflector en forma de escamas (figura 18a). En la figura 18b se muestra la superficie resultante formada por superficies complejas con curvaturas variables. En la figura 18c se ilustra un detalle de las micro-estructuras (3).

Figura 19. Se ilustra la influencia de la dispersión de los rayos (9) debido a un cambio abrupto de orientación entre facetas vecinas, propio de las estructuras facetadas (figura 19a), frente a 5 un cambio suave (figura 19b) que reduce la aparición de sombras indeseadas.

Figura 20. Se muestra el efecto de la interacción de los rayos luminosos (9) en las proximidades de la unión de dos facetas (30), que corresponde a la figura 20a, frente a una estructura sin facetas y sin aristas de unión (71), tal y como se muestra en la figura 20b. Una micro-estructura con aristas (7) es susceptible de presentar múltiples reflexiones (80) por la 10 reflexión de los rayos próximos a las aristas entre facetas, y dispersión descontrolada (81) de la luz correspondiente a la reflexión de la luz en la propia arista.

Figura 21. Se representan distintos tipos de micro-estructuras superficiales. En la figura 21a se presenta la solución estándar constituida por la intersección de superficies esféricas, lo que produce aristas de unión (7). Las figuras 21a y 21c se componen de micro-estructuras cuyas 15 uniones con sus micro-estructuras adyacentes son suaves (71), libres de aristas.

Figura 22. Se muestra un detalle de una posible superficie de un reflector con micro-estructuras (3) suave (71), sin aristas. La altura de las micro-estructuras están intencionadamente aumentadas y se observa en la cara externa con el propósito de hacer más clara la comprensión visual de la figura. 20

Figura 23. Se ilustra esquemáticamente en la figura 23c una regulación local de las micro-estructuras por deformación como objeto de la invención. Ésta es implementada mediante ligeros cambios de la forma entre facetas contiguas con curvatura variable (33), en contraste con la figura 23a, en la que no existen deformaciones entre facetas o con la figura 23b, que presenta una regulación actualmente utilizada en la que no existen un cambio de la forma de la 25 superficie constituyente de la faceta, lo que limita sustancialmente cualquier regulación local efectiva de la luz.

Figura 24. Se representa una regulación local de cada micro-estructura para obtener patrones lumínicos no axiales. En particular, a título meramente ilustrativo, se presenta una estructura en forma de escamas con una cara plana (32) en la que cada escama puede rotarse, moverse e 30 inclinarse sin alterar el teselado para dirigir la luz en la dirección deseada, según las especificaciones de diseño.

Figura 25. Se representan distintas estructuras superficiales complejas con una cara plana que permite una regulación local de la luz reflejada por reflexión según el objeto de la invención.

Figura 26. Se representan una superficie interna con una regulación local suave de la forma de 35 micro-estructuras cuya superficie tiene una curvatura variable (33) libres de aristas de unión (71). Las micro-estructuras del lado derecho adoptan configuraciones distintas a las micro-estructuras del lado izquierdo.

Figura 27. Se representan distintas estructuras correspondientes a superficies propias de conos (34) o superficies regladas (35). En la figura 27a la superficie está compuesta por conos 40 con base circular, mientras que en la figura 27b son conos con base elíptica.

Figura 28. Se describe el procedimiento para el diseño y desarrollo de superficies complejas propio de la invención. Éste consiste en definir la superficie micro-estructurada según un crecimiento desde los puntos ro(u,v) de la superficie S, con una parametrización (u,v) concreta, a lo largo de los vectores w(u,v) una distancia f(u,v). Este caso particular, y sin carácter 45 limitativo, contempla una parametrización regular propia de la figura 2a.

Figura 29. Se ilustra un detalle relativo al procedimiento para la construcción de superficies complejas del reflectores S* definida por los puntos r(u,v), que crece desde el punto ro(u,v) de la superficie S a lo largo de las líneas de campo w(f) una distancia f = f(u,v).

Figura 30. Se muestra con un ejemplo ilustrativo el método de construcción de superficies complejas objeto de la presente invención, por el cual se define la superficie compleja del 5 reflector S* en base a una función f(u,v).

Figura 31. En la figura 31a se presenta la transformación del mosaico (5) correspondiente a la figura 8c sobre la superficie interna del reflector S. En la figura 31b se muestra la superficie tridimensional compleja S* de un reflector cuyas micro-estructuras (3) son facetas (30) que se ubican según este teselado. Las facetas tienen una forma tridimensional compleja con 10 curvatura variable (33) necesaria para adaptarse a dicho teselado (6) particular, que no es posible obtenerse con las superficies básicas generalmente empleadas, como planos o esferas.

Figura 32. Se representa un reflector con una distribución raíz (42), según la figura 4d, y con una superficie sin aristas de unión (71) entre micro-estructuras. 15

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se basa en conferir varias características novedosas y no obvias a las soluciones ya existentes relativas a sistemas ópticos formados por una fuente de luz y un reflector (1) esencialmente de revolución compuesto por una pluralidad de micro-estructuras (3) para aplicaciones en iluminación. Estas características son, fundamentalmente, i) ubicar las 20 micro-estructuras según nuevas distribuciones y/o parametrizaciones superficiales que evitan orientaciones preferentes, lo que reduce las aparición de sombras indeseadas, ii) conferir un teselado (6) particular, es decir, una partición concreta del espacio superficial del reflector y construir las micro-estructuras según esta división, lo que permite suavizar las transición en las orientaciones de las micro-estructuras vecinas y reducir la dispersión y pérdidas causadas por 25 la interacción de la luz con las aristas, permitiendo un patrón luminoso más uniforme y más definido, iii) implementar reflectores con micro-estructuras cuya superficie queda libre de aristas de unión (71) entre dichas micro-estructuras, lo que elimina problemas de reflexiones múltiples y esparcimiento lumínico indeseado y iv) efectuar una regulación local de la forma y orientación de las micro-estructuras con objeto de proporcionar patrones sin simetría axial. También se 30 describe un método novel que permite el diseño y realización de sistemas ópticos basados en superficies complejas con estas novedades características, y que extiende las limitaciones de diseño de los métodos actualmente empleados.

1. PARAMETRIZACIÓN DEL ESPACIO SUPERFICIAL DEL REFLECTOR

Con objeto de reducir las sombras generadas por la propia estructura de la superficie interior 35 del reflector, la presente invención establece cuatro nuevos tipos de parametrizaciones de la superficie del reflector que distribuyen las micro-estructuras de una forma particular. Éstas son: distribución espiral (41) propia de la figura 3, distribución raíz (42) relativa a la figura 4, distribución inversa raíz (43) conforme a la figura 6 y distribución hiperbólica (44) ilustrada en la figura 7. 40

Por simplicidad y claridad en la presentación, en algunos casos las distribuciones se presentan en un plano. La distribución real de la superficie curva del reflector se establece mediante una correspondencia con la distribución definida en el plano: a cada punto del plano, representado en coordenada polares, (r,), le corresponde un punto de la superficie del reflector dado por (ρ=f(r),, z(r)), representado en coordenadas cilíndricas, en donde f(r) puede ser cualquier 45 función monótona.

En las figuras 2, 3, 4, 5, 6 y 7 las líneas representan su correspondiente sistema de parametrización, siendo los puntos de intersección entre las líneas aquéllos en donde se posicionan las micro-estructuras. A continuación se describe cada una de las distribuciones propuestas.

1.1. Distribución Espiral: 5

Esta distribución evita una simetría axial de las micro-estructuras con lo que reduce la aparición de sombras anulares. Las micro-estructuras se distribuyen según una o más espirales según las figuras 3 que se mapean en la propia superficie del reflector de la forma descrita anteriormente.

En la distribución más sencilla, correspondiente a la figura 3a, así como en la distribución 10 ilustrada en la figura 3d, existe un alineamiento radial entre micro-estructuras. Sin embargo, este tipo de distribución y/o parametrización permite evitar tanto el alineamiento angular como el alineamiento radial, como es ilustrado sin carácter limitativo en las figuras 3b y 3c, de forma que minimiza la aparición de sombras de la propia superficie del reflector

A la derecha de las figuras 3 se muestran las distribuciones en la superficies extendidas del 15 reflector. Mediante una operación de corte se descartan las regiones que quedan fuera de la superficie real del reflector.

1.2. Distribución Raíz

Se trata de una distribución que mapea el plano complejo según la transformación z → z2/k, siendo k un número entero mayor que cero. Ésta reduce las sombras indeseadas al reducir 20 orientaciones preferentes. En la figura 4 se representan varias distribuciones para k = 3, 4 y 5.

Puesto que el dominio angular asociado con el ángulo acimutal  correspondiente a las coordenadas polares se decrementa bajo la transformación descrita anteriormente, es preciso duplicar y rotar el espacio resultante k-1 veces. Por ejemplo, si k = 3 (figura 4a), el espacio resultante ha de duplicarse dos veces, el primero ha de rotarse 1*2π/k respecto al eje axial y el 25 segundo 2*2π/k.

En la figura 5a se presenta dicha parametrización raíz para k = 3 sobre una superficie extendida del reflector. Posteriormente, mediante una operación de corte, se desestiman las regiones que quedan fuera de la propia superficie del reflector tal y como se presenta en la figura 5b, o bien, como se refleja en las representaciones situadas a la derecha de la figura 4, 30 en donde las distribuciones resultantes están contenidas en un disco.

1.3. Distribución Inversa Raíz

Se trata de una distribución que mapea el plano complejo según la transformación z → z-2/k, siendo k un número entero mayor de cero, que reduce los alineamientos radiales y anulares sustancialmente, y que, por tanto, reduce la aparición de sombras de la propia estructura de la 35 superficie del reflector. En la figura 6 se representan varias distribuciones para k = 3, 4 y 5.

Este tipo de distribución es análogo a la distribución raíz, por lo que también es preciso realizar operaciones de duplicación/rotación/corte para obtener las distribuciones resultantes presentadas a la derecha de la figura 6, que quedan contenidas en un disco.

1.4. Distribución Hiperbólica 40

La distribución hiperbólica se basa en una representación del espacio hiperbólico en un círculo según el conocido modelo de disco de Poincaré. Se ilustra en la figura 7 sin carácter limitativo, en donde las líneas son círculos y cortan entre sí perpendicularmente. Cada región anular tiene un número determinado de micro-estructuras de forma que cuanto mayor sea el anillo mayor

número de micro-estructuras hay. Posteriormente, se mapea esta distribución plana sobre la superficie curva del reflector de la manera descrita anteriormente.

2. DIVISIÓN SUPERFICIAL (TESELADO)

Como se explicaba en el estado de la técnica, una distribución y/o parametrización particular permite múltiples tipos de particiones superficiales (6), que influyen significativamente en la 5 transición promedio de orientaciones entre micro-estructuras vecinas y en la exposición de la luz a regiones del reflector susceptibles de ocasionar múltiples reflexiones (80) y dispersión descontrolada (81). Consecuentemente, el teselado influye en la calidad, eficiencia y definición del patrón luminoso proyectado.

En el diseño de los reflectores actuales no se tiene constancia de estrategias para beneficiarse 10 de un control de teselado, según las especificaciones lumínicas deseadas, el cual mejora el control lumínico y la eficiencia del sistema.

Los métodos empleados actualmente para la construcción de reflectores se basan en la intersección de una pluralidad de superficies básicas, tal y como se ilustra en las figuras 23a y 23b, y no permite un control de la partición superficial del reflector. 15

Un control de la división superficial del reflector (6) requiere construir micro-estructuras (3) a partir de un teselado (5) en la superficie lisa del reflector S y, posteriormente, crecer o colocar las micro-estructuras tridimensionales sobre cada división de la superficie del reflector. Por cuestiones geométricas, estas micro-estructuras precisan ser superficies complejas con curvatura variable, o bien, micro-estructuras constituidas por varias caras. Es importante 20 señalar que en algún caso trivial y concreto, con un alto grado de simetría de la micro-estructura y de su distribución, como el representado en la figura 1, es posible llegar a soluciones aproximadas y similares con los métodos existentes actualmente. Sin embargo, los resultados son distintos desde un punto geométrico y técnico.

Por todo ello, la invención presenta reflectores con la particularidad de tener una estructura que 25 respeta un teselado particular, es decir, una división superficial concreta.

El control del teselado (6) se establece mediante una transformación de un mosaico (5) particular regular o irregular definido en un plano, como aquéllas mostradas en la figura 8, sobre la superficie del reflector.

En la figura 11 se presenta el proceso por el cual un mosaico (5) particular definido en un plano 30 correspondiente a la figura 8c se transforma según la parametrización espiral (41) descrita anteriormente (figura 3a), lo que proporciona una división compleja de la superficie del reflector (6).

Análogamente, en la figura 12 se ilustra la transformación del mismo mosaico (5) regular correspondiente a la figura 8c bajo la parametrización raíz (42) anteriormente descrita. En la 35 figura 15 se muestra el resultado tridimensionalmente del teselado (6). También se presenta en la figura 14 el mismo mosaico bajo la parametrización regular (40) correspondiente a la figura 2a.

Por otro lado, en las figuras 16 y 17 se muestran divisiones (6) no regulares que parten de mosaicos no periódicos como los presentado en la figuras 9a que reducen considerablemente 40 la correlación entre facetas y proporciona un patrón luminoso uniforme.

3. SUPERFICIE MICRO-ESTRUCTURADA LIBRE DE ARISTAS DE UNIÓN

Como ya fue dicho en la sección sobre el estado de la técnica, las aristas (7) son susceptibles de generar, con mayor probabilidad, múltiples reflexiones (80), y reflexiones en las aristas (81), lo que provoca rayos con direcciones no deseadas y pérdidas ópticas. 45

En la figura 20a se representa una estructura facetada típica en donde, a la izquierda de la figura, se muestra una reflexión múltiple (80) como consecuencia de la interacción de la luz en la región de la superficie próxima a la arista (7) de unión entre facetas, y a la derecha, una dispersión (81) descontrolada de la luz al interaccionar en la propia arista.

En la figura 20b se presenta una estructura con la misma inclinación máxima que en la 5 estructura correspondiente a la figura 20a, pero libre de aristas (71). Se observa que en este caso, por cuestiones geométricas, no existen reflexiones múltiples, ni difusión descontrolada. Además, el grado de esparcimiento controlado es más efectivo que el correspondiente al de la figura 20a.

Por todo ello, en la presente invención se propone una superficie compleja libre de aristas, con 10 uniones suaves entre micro-estructuras adyacentes, por ejemplo, como las mostradas en las figuras 21b, 21c, 22, 26, 30 y 32. De esta forma, es posible reducir la aparición de múltiples reflexiones con buena efectividad en la dispersión controlada de la luz reflejada (figura 20b).

El concepto es sencillo pero no es posible implementarlo adecuadamente con las herramientas CAD actuales. La complejidad de diseño con respecto a los reflectores existentes es 15 sustancialmente mayor. Posteriormente se describe un método que posibilita implementar dicha mejora.

4. REGULACIÓN LOCAL DE LA FORMA Y ORIENTACIÓN DE LAS MICRO-ESTRUCTURAS

Dada la complejidad de diseño con los métodos actuales, generalmente, los reflectores existentes tienen micro-estructuras curvas, con curvaturas constantes (como esferas o 20 cilindros), que son semejantes unas con otras bajo un escalado, una rotación y un desplazamiento. Este tipo de soluciones es suficiente para la gran mayoría de las aplicaciones, las cuales requieren de una iluminación con simetría axial. Sin embargo, este tipo de regulación es pobre, limitando el diseño y la obtención de patrones más complejos, sin simetría axial.

En la presente invención se plantean reflectores micro-estructurados que permiten el control de 25 la luz para proporcionar patrones no axiales basados en una regulación individual de la forma y orientación de cada micro-estructura mediante deformaciones, rotaciones y translaciones entre micro-estructuras vecinas, ello para superficies complejas con al menos una curvatura principal variable (figura 23c), o bien para superficies con al menos una de sus caras expuestas a la luz esencialmente plana (figura 24), de forma que dirige la luz reflejada en las micro-estructuras 30 según la dirección deseada acorde con las especificaciones técnicas.

En la figura 24 se describe, sin carácter limitativo, el control local de una micro-estructura con su cara principal plana y en configuración de escama. Mediante la orientación de la micro-estructura se regula localmente la dirección de los rayos (9) incidentes hacia la dirección deseada. En la figura 23c se ilustra esquemáticamente una regulación local para micro-35 estructuras con curvatura principal variable en una vista esquemática en dos dimensiones, puesto que una representación visual en tres dimensiones en difícil de interpretar visualmente.

Esta regulación es propia de la posición absoluta de cada micro-estructura en la superficie del reflector, por lo que es función de las dos variables (u,v) que parametrizan los puntos de la micro-estructura y puede ser optimizada mediante computación numérica. 40

Por otro lado, esta regulación es referida a aquellos cambios de la forma, orientación y posición de cada micro-estructura para regular la dirección de la luz reflejada localmente, y es independiente de las deformaciones naturales que sufre la propia micro-estructura debido a un teselado y/o una parametrización particulares del reflector.

Son excluidas aquellas pseudo-regulaciones de facetas curvas que pueden realizarse mediante 45 una operación de escalado y corte de una superficie básica, tal y como se ilustra en la figura

23b, pues no hay deformación ni cambio real de la forma de la figura base que constituye la faceta y, además, no permite un control adecuado de la luz.

A continuación destacamos las distintas micro-estructuras con aplicación en la regulación de la forma y orientación para un control extendido de la luz reflejada, según objeto de la invención.

PLANAS: Es especialmente interesante una regulación de facetas en la que alguna de sus 5 caras expuestas a la radiación de la fuente de luz es plana, de forma que puedan dirigir el haz luminoso en la dirección deseada mediante esta cara plana. Este tipo de micro-estructuras precisa necesariamente, por cuestiones geométricas, tener más de una cara para llevar a efecto la regulación local descrita.

ESCAMAS: Como ejemplo, y sin carácter limitativo, una disposición particularmente útil basada 10 en la descripción anterior, inspirada en la naturaleza, es disponer las micro-estructuras de manera que forman una estructura en escama (32) como en la figura 25a. Este tipo de estructuras permite, mediante un cambio que no altera la división superficial del reflector, orientar las superficies planas de las micro-estructuras para dirigir adecuadamente la luz, tal y como se ilustra en la figura 24, y según el teselado correspondiente de la figura 18, de forma 15 que posibilita obtener patrones complejos sin simetría axial. Además, esta configuración es efectiva para evitar interacciones de la luz con las superficies susceptibles de generar reflexiones múltiples y dispersión indeseada por interacción con aristas.

POLIGONALES: Existen situaciones de interés en las que la micro-estructura está formada por superficies poligonales (31), tal y como se ilustra en la figura 25b. Además, la posibilidad de 20 tener, por ejemplo, dos caras expuesta a la luz proveniente de la fuente de luz propia de una pirámide, posibilita que la luz reflejada de la faceta se dirija según dos orientaciones particulares, lo que permite, por ejemplo, obtener patrones de luz con dos regiones luminosas diferenciadas.

SUPERFICIES CON CURVATURA VARIABLE: En aquellos casos en los que se desea 25 suavizar la distribución y/o simplificar la fabricación y reducir costes de industrialización es conveniente emplear micro-estructuras complejas con superficies curvas en vez de caras planas. Una regulación de la forma de la micro-estructura bajo deformaciones conforme a un teselado particular precisa de superficies con una curvatura principal variable (33), como en la figura 23c. 30

Este tipo de superficies también permite una regulación para reflectores que no tengan aristas de unión entre facetas vecinas. Como ejemplo, en la figura 26 se muestra una superficie interna (2) de un reflector que proporciona un patrón luminoso desplazado del eje axial, en donde las micro-estructuras de la parte derecha tienen unas características ópticas y geométricas distintas de las micro-estructuras de la parte izquierda. 35

CONOS: Una aplicación de interés industrial basada en una regulación local de las micro-estructuras con curvaturas principales variables, tal y como se describe anteriormente, es implementar micro-estructuras con superficies correspondientes a conos (34) o superficies regladas (35). Estas superficies tiene la capacidad óptica y geométrica especial para esparcir la luz proveniente de una dirección determinada en un plano, por lo que, convenientemente 40 dispuestas, las superficies pueden irradiar luz en el mismo plano, aproximadamente, por lo que proporcionan una franja luminosa en forma de línea o un óvalo. En la figura 27 se muestras tres casos. La figura 27a y 27b está formada por superficies cónicas con base circular y elíptica, respectivamente, mientras que en la figura 27c las superficies de las micro-estructuras son superficies regladas. Estas micro-estructuras pueden incluir o no el propio vértice del cono, o 45 de otras superficies regladas, dependiendo de la orientación de éstas respecto del plano a radiar, de su densidad y de la posición de la fuente de luz.

REGULACIÓN EN AJEDREZ: Por otro lado, es posible sofisticar la regulación entre micro-estructuras vecinas: consideremos una división regular del reflector en micro-cuadrados según la figura 1, por ejemplo. Imaginemos que se trata de un tablero de ajedrez con regiones blancas y regiones negras. Puede darse una regulación específica para las micro-estructuras que se encuentran en las regiones negras, por ejemplo, orientando los rayos en una dirección 5 particular, y otra regulación independiente para las micro-estructuras que se encuentran en la región blanca, por ejemplo, dirigiendo la luz principalmente hacia otra dirección. Este tipo de regulación es especialmente útil para evitar reflexiones múltiples entre facetas vecinas. En esta solución puede considerarse que la micro-estructura engloba cuatro regiones, dos blancas y dos negras, y sufre una regulación determinada con sus micro-estructuras adyacentes. 10

5. MÉTODO DE CONSTRUCCIÓN DE SUPERFICIES COMPLEJAS MEDIANTE CRECIMIENTO

A continuación se detalla un procedimiento que permite construir sistemas ópticos con superficies complejas que integran las novedades técnicas objeto de la presente invención, permitiendo un control adecuado de la parametrización y del teselado, así como una regulación local de cada micro-estructura. 15

El procedimiento parte de una parametrización (distribución) y división superficial del reflector (teselado) y, posteriormente, se crecen o posicionan las micro-estructuras conforme a ello. Los métodos actuales proceden de forma contraria: parten de una pluralidad de superficies básicas que se intersecan para posteriormente formar una división superficial del reflector que es determinada a posteriori. 20

Dada una curva generatriz se define la superficie lisa S del reflector mediante rotación de esta curva sobre su eje axial z. Sea una parametrización particular de dicha superficie S, por ejemplo, una parametrización espiral (41) como la descrita anteriormente y caracterizada por los parámetros u y v. De esta forma, un punto ro de la superficie lisa S queda definido por su posición ro = ro(u,v)  S. Por otro lado, sea w = w(u,v) el conjunto de vectores no coplanario 25 con el plano tangente de la superficie lisa S en el punto ro(u,v) de forma que sus direcciones en puntos próximos de la superficie no intersecan entre sí. Generalmente, los vectores w(u,v) representan los vectores normales a la superficie S en el punto ro(u,v), aunque pueden definirse otro criterio con otras direcciones, fundamentalmente para evitar problemas de fabricación en ángulos de contrasalida para determinadas tecnologías de fabricación. Estos 30 parámetros se presentan en la figura 28.

Bajo estas definiciones, la superficie compleja del reflector S* queda determinada por el conjunto de puntos r = r(u,v) tal que r = ro + f w  S*, siendo f = f(u,v) una función que define las micro-estructuras del reflector, que se construye o crecen en la dirección w según la cantidad f. 35

La definición anterior describe un crecimiento de las micro-estructuras sobre la superficie del reflector a lo largo de un vector w recto. Esta definición se puede generalizar a micro-estructuras que crecen a lo largo de unas líneas de un campo vectorial que no han de ser necesariamente rectas, tal y como se ilustra en la figura 29. De esta forma, w(f) puede designar la línea de un campo vectorial, parametrizado por el valor f = f(u,v), que pasa por el punto (u,v) 40 de la superficie lisa S cuando f = 0. De esta forma, el conjunto de puntos r de la superficie compleja del reflector S* puede ser descrito como aquellos puntos que resultan de desplazar cada punto ro de la superficie S una distancia f a lo largo de la línea de campo w que interseca la superficie lisa S en el punto ro.

Alternativamente, los puntos r según la definición anterior también pueden representar puntos 45 de interpolación de la propia superficie o bien los puntos de control asociados a una superficie parametrizable, como, sin carácter limitativo, superficies Bézier, Splines, B-Splines o Nurbs, las tres últimas con sus correspondientes vectores knots, o cualquier punto de control propio a otra

representación de superficies derivadas de éstas. Esto simplifica significativamente el proceso de diseño y optimización mediante algoritmos numéricos existentes.

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PARTICULAR

Dado que las mejoras técnicas descritas que son objeto de la presente invención con respecto a las soluciones existentes son varias, existen múltiples realizaciones posibles que resultan de 5 combinaciones entre las citadas mejoras. Por ello, hay un gran número de realizaciones particulares que pueden ser preferentes según las especificaciones deseadas.

Sin carácter limitativo, se muestra en la figura 32 un reflector con una distribución raíz (42) según la figura 4c, en donde las micro-estructuras (3) están libre de aristas de unión (71).

Para facilitar la interpretación de la estructura del reflector, en la figura 32a se muestra la cara 10 externa del mismo, si bien, la cara ópticamente activa es la cara interna, la cual comparte la misma estructura superficial que la cara mostrada.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1: Sistema óptico para aplicaciones en iluminación que contiene una fuente de luz y un reflector (1) con una superficie interna (2) esencialmente de revolución constituida por una pluralidad de micro-estructuras (3) caracterizada por estar distribuida según una parametrización espiral (41), raíz (42), inversa raíz (43) o hiperbólica (44), que evita alineamientos entre micro-5 estructuras y orientaciones superficiales preferentes.

   2: Sistema óptico para aplicaciones en iluminación que contiene una fuente de luz y un reflector (1) con una superficie interna (2) esencialmente de revolución constituida por una pluralidad de micro-estructuras (3) caracterizado porque el teselado (6), es decir, la división de la superficie interna del reflector, se realiza según una transformación de un mosaico (5) definido en un 10 plano sobre la superficie interna del reflector.

   3: Sistema óptico para aplicaciones en iluminación que contiene una fuente de luz y un reflector (1) con una superficie interna (2) esencialmente de revolución constituida por una pluralidad de micro-estructuras (3) caracterizado porque las uniones entre micro-estructuras adyacentes no presentan aristas (7), es decir, la superficie del reflector está libre de cambios abruptos de 15 orientación en la unión entre micro-estructuras vecinas, sino que tiene uniones suaves (71).

   4: Sistema óptico para aplicaciones en iluminación que contiene una fuente de luz y un reflector (1) con una superficie interna (2) esencialmente de revolución caracterizada por ser combinación de alguna de las reivindicaciones precedentes.

   5: Sistema óptico para aplicaciones en iluminación que contiene una fuente de luz y un reflector 20 con una superficie interna (2) esencialmente de revolución constituida por una pluralidad de micro-estructuras (3) caracterizado porque: i) al menos alguna de las superficies de las micro-estructuras expuestas a la luz proveniente de la fuente es esencialmente plana, ii) las micro-estructuras presentan una regulación local de su forma y/u orientación mediante deformaciones, translaciones y/o rotaciones entre micro-estructuras adyacentes para el control 25 lumínico, y iii) el haz luminoso proyectado por el sistema presenta un patrón sin simetría axial respecto del eje del reflector.

   6: Sistema óptico para aplicaciones en iluminación que contiene una fuente de luz y un reflector (1) con una superficie interna (2) esencialmente de revolución constituida por una pluralidad de micro-estructuras (3) de acuerdo con la reivindicación quinta, caracterizado porque las micro-30 estructuras son superficies poligonales (31) o escamas (32).

   7: Sistema óptico para aplicaciones en iluminación que contiene una fuente de luz y un reflector (1) con una superficie interna (2) esencialmente de revolución constituida por una pluralidad de micro-estructuras (3) caracterizado porque: i) alguna de las superficies de las micro-estructuras tienen una de sus curvaturas principales variable (33), ii) las micro-estructuras 35 presentan una regulación local de su forma mediante deformaciones entre micro-estructuras adyacentes para el control lumínico, excluyendo aquellas transformaciones que pueden implementarse con una operación de escalado y corte de la micro-estructura, y iii) el haz luminoso proyectado por el sistema presenta un patrón sin simetría axial respecto del eje del reflector. 40

   8: Sistema óptico para aplicaciones en iluminación que contiene una fuente de luz y un reflector (1) con una superficie interna (2) esencialmente de revolución constituida por una pluralidad de micro-estructuras (3) de acuerdo con la reivindicación séptima, caracterizado porque i) las superficies que componen las micro-estructuras son esencialmente propias de conos (34), o superficies regladas (35), y ii) la luz proyectada es una distribución luminosa oval o lineal. 45

   9: Sistema óptico para aplicaciones en iluminación que contiene una fuente de luz y un reflector (1) con una superficie interna (2) esencialmente de revolución caracterizada por ser

   combinación de las reivindicaciones primera, segunda y quinta, o bien, combinación de las reivindicaciones primera, segunda y sexta, o combinación de las reivindicaciones cuarta y séptima, o combinación de las reivindicaciones cuarta y octava.

   10: Método para la construcción de un reflector (1) con una superficie interna compleja S* que parte de una superficie de revolución lisa S definida por su correspondiente curva generatriz 5 caracterizado porque el conjunto de puntos r de la superficie compleja S* resulta de desplazar cada punto ro de la superficie lisa S respecto a un vector w no coplanario con el plano tangente a la superficie S en dicho punto ro, generalmente el vector normal, una distancia determinada f dada por una función bidimensional f = f(u,v), es decir, r = ro + f w, o, alternativamente, el conjunto de puntos r de la superficie compleja S* resulta de desplazar cada punto ro una 10 distancia f = f(u,v) a lo largo de la línea de un campo vectorial que interseca la superficie lisa S en dicho punto ro.