ES2967977T3 - Dispositivo óptico para aparatos de iluminación LED - Google Patents

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Abstract

Se describe un dispositivo óptico (10) para aparatos de iluminación LED, que comprende una zona central (11), en la que se ubica una fuente de luz LED, y porciones alargadas periféricas (12), especulares con respecto a la zona central (10), cada una de que tiene internamente una guía de luz (13) configurada para llevar (F) la luz proveniente de la fuente de luz a zonas predeterminadas del dispositivo óptico (10) donde al menos una porción de luz puede extraerse de manera controlada y según reglas predeterminadas. direcciones; esto con el fin de obtener un sólido fotométrico diseñado para aplicaciones de iluminación ordinaria y de emergencia y una superficie iluminada que sea grande y que reduzca el deslumbramiento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo óptico para aparatos de iluminación LED
La presente invención se refiere, en general, a un dispositivo óptico para aparatos de iluminación LED adecuado para aplicaciones de iluminación ordinaria y/o de emergencia.
Más concretamente, la invención se refiere a una lente para aparatos de iluminación LED, es decir, a un dispositivo óptico que comprende un sistema híbrido que utiliza una guía de luz para llevar la luz a una zona de la lente donde es posible extraerla de manera controlada, gracias a geometrías específicas, con el fin de obtener un sólido fotométrico adecuado para aplicaciones de iluminación ordinaria y de iluminación de emergencia y con el fin de disponer de una superficie iluminada amplia y tal que reduzca el deslumbramiento.
Una iluminación ordinaria y de emergencia correcta debe garantizar una iluminación suficientemente elevada y racionalmente distribuida en el campo de visión para permitir la percepción de las zonas importantes; en particular, las lámparas de emergencia deben garantizar un flujo luminoso suficiente para permitir una identificación fácil y rápida de las vías de evacuación, especialmente en caso de peligro.
Por otro lado, una iluminación ordinaria correcta debe reducir al máximo el deslumbramiento con una iluminación y uniformidad adecuadas en el campo de visión.
Entre las diversas realizaciones utilizadas para la iluminación LED, todavía se conoce un primer tipo de aparatos de iluminación LED, que presentan un panel continuo de LED para la difusión directa de la luz, y un segundo tipo de aparatos de iluminación LED, que están equipados con una serie de lentes ubicadas en una zona sustancialmente central del aparato.
Aunque el primer tipo de aparatos tiene la ventaja de presentar una luminancia muy baja y, por tanto, un deslumbramiento mínimo, otros inconvenientes vienen determinados por el amarilleamiento de la superficie, la escasa disipación térmica de los diodos LED y el complejo diseño de la estructura.
Por otro lado, los aparatos de iluminación LED equipados con lentes centrales, a pesar de la sencilla construcción de su estructura, la excelente disipación térmica de los diodos LED y la ausencia de fenómenos de amarilleamiento, presentan una luminancia elevada y, por tanto, fenómenos de deslumbramiento, debido a los LED expuestos.
Se conoce un dispositivo óptico para aparatos de iluminación LED que presenta las características técnicas descritas en el preámbulo de la reivindicación 1 adjunta, por ejemplo, a partir de los documentos DE202016002197U1, KR2011/0033699A, WO2015/089517A1, EP3015761A1, US2012/313534A1 y CA2961624A1. El objetivo de la invención es, por tanto, realizar un aparato de iluminación LED capaz de alcanzar una luminancia mínima, con el fin de limitar los fenómenos de deslumbramiento, manteniendo al mismo tiempo una excelente disipación térmica de los LED y evitando los fenómenos de amarilleamiento de la superficie y/o de la estructura. En el marco del objetivo antes mencionado, la invención tiene por objeto realizar un sistema óptico compacto, capaz de producir un sólido fotométrico adecuado para satisfacer las normas en materia de iluminación ordinaria y de emergencia con un buen confort visual y, por tanto, con una luminancia reducida, a partir de una fuente luminosa puntual o lineal.
Un objetivo adicional de la invención es realizar un dispositivo óptico que pueda incorporarse en un aparato de iluminación LED y que tenga una construcción relativamente sencilla, segura y fiable, utilizando tecnologías sustancialmente conocidas y componentes relativamente económicos.
Estos y otros objetivos según la invención se consiguen mediante la realización de un dispositivo óptico o lente, adecuado para su montaje en un aparato de iluminación LED ordinario y/o de emergencia, según la reivindicación 1 adjunta. Otros objetivos y ventajas de un dispositivo óptico para aparatos de iluminación LED según la invención, se desprenderá más claramente de la siguiente descripción, de un ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, en los que:
- la Figura 1 es una vista en perspectiva de una realización preferida pero no limitativa de un dispositivo óptico utilizado en el aparato de iluminación LED según la invención;
- la Figura 2 es una vista lateral del dispositivo óptico de la Figura 1, según la invención;
- la Figura 3 es una vista en planta desde arriba del dispositivo óptico de las Figuras 1 y 2, según la invención; - la Figura 4 es una vista esquemática en sección transversal a lo largo de la línea IV-IV de la Figura 2 del dispositivo óptico de las Figuras 1 y 2, según la invención;
- la Figura 5 muestra el detalle ampliado indicado por A en la Figura 2, según la invención;
- la Figura 6 muestra el detalle ampliado indicado por B en la Figura 4, según la invención.
Haciendo referencia a los mencionados dibujos, el aparato de iluminación LED objeto de la invención comprende un dispositivo óptico 10, de manera ventajosa de tipo híbrido, y que presenta una zona central 11, con una base plana donde se ubica la fuente de luz LED, y porciones alargadas periféricas 12, especulares con respecto a la zona central 10, en cuyo interior está dispuesta una guía de luz 13, adecuada para llevar la luz procedente de la fuente de luz a zonas del dispositivo óptico 10 donde es posible extraerla de manera controlada, gracias a geometrías específicas del dispositivo 10. De esta forma, se obtiene un sólido fotométrico adecuado para aplicaciones de iluminación ordinaria y de emergencia, con la ventaja añadida de una superficie iluminada amplia tal que se reduce el deslumbramiento.
Las geometrías de extracción de luz para controlar la luz en términos de distribución fotométrica están diseñadas para tener control en dos planos perpendiculares.
En particular, el dispositivo óptico 10 permite obtener un resultado según el cual sustancialmente el 100 % de la luz emitida por la fuente de luz LED es guiada por reflexión interna total en el interior de las porciones alargadas 12 y no hay ningún componente de luz directa refractada.
De esta manera, la fuente de luz LED nunca es directamente visible desde el exterior y el control se lleva a cabo enteramente por las estructuras superior e inferior de las porciones alargadas 12, lo que significa que la estructura del dispositivo óptico 10 permite controlar la distribución fotométrica tanto en el plano XZ como en el plano YZ. Más concretamente, el dispositivo óptico 10 consta de una zona central de entrada de luz 11, en la que se ubica la fuente de luz LED, cuya emisión de luz directa tiene una dirección de emisión coincidente con el eje indicado por Z en la Figura 1, y una guía de luz 13, que, colocada en el interior de cada porción alargada 12 y gracias a un perfil curvo, transporta la emisión de luz, procedente de la fuente de luz LED (flechas F de la Figura 2), hacia las porciones alargadas periféricas 12, desde donde puede salir de la guía 13, en el plano XZ, en superficies de emisión 15 predeterminadas, que tienen una estructura interna con una geometría bien definida.
Cada estructura interna de la respectiva porción alargada 12 presenta, en y a lo largo de toda la longitud de la superficie de emisión 15, una serie de elementos estructurales 16, con forma triangular, tales como prismas y/o tetraedros triangulares, colocados en sucesión entre sí y en lados opuestos con respecto a la superficie de emisión 15.
Preferiblemente, los elementos estructurales 16 tienen al menos dos lados, que forman respectivos ángulos a, p predeterminados y, de manera ventajosa, respectivamente iguales a aproximadamente 10° y 46° con respecto al eje Z que es ortogonal a la superficie 15, pudiendo cada uno de estos ángulos a y p, sin embargo, variar de 1° a 89°. De forma perpendicular a los citados elementos estructurales 16 y en el lado opuesto con respecto a la guía de luz 13 (es decir, en contacto con cada superficie de emisión 15) están previstos otros elementos estructurales 17, que presentan una sección transversal triangular, tales como prismas y/o tetraedros triangulares, colocados en sucesión a lo largo de toda la superficie de emisión 15.
Los elementos estructurales 17 tienen al menos dos lados, que forman respectivos ángulos<y>, 6, predeterminados e idénticos entre sí e iguales a 76°, con respecto al eje Z que es ortogonal a la superficie 15.
El control de la distribución fotométrica se produce, por consiguiente, tanto en el plano YZ a través de los elementos estructurales 17 de la superficie 15, como en el plano XZ a través de los elementos estructurales 16 formados en el lado opuesto con respecto a la superficie 15.
Así pues, las zonas estructuradas correspondientes a las superficies de emisión 15 del dispositivo óptico 10 se iluminan con una emisión de luz de deslumbramiento medio-bajo. En otras palabras, al observar directamente tales superficies 15, no se aprecia la luminosidad directa de la fuente LED, como ocurre con los aparatos tradicionales, ya que la superficie de emisión se encuentra en una zona más alejada (debido a que la luz es guiada por la guía 13) y mucho más grande que la superficie de la fuente LED; por tanto, la luminancia es reducida.
En la práctica, las estructuras ópticas de geometría variable presentes en los extremos alargados 12 del dispositivo óptico 10 están configuradas de tal manera que extraen la luz guiada por la guía 13 y la emiten al exterior del dispositivo óptico 10, según direcciones adecuadas, lo que permite la formación de un sólido fotométrico apropiado, diseñado para producir las ventajas deseadas.
La luz residual, que no se extrae de las estructuras geométricas descritas anteriormente, se utiliza para iluminar los extremos o zonas laterales 14, desde donde se emite luz indirecta, es decir, luz con una dirección orientada hacia el hemisferio posterior a la dirección de emisión de la fuente LED (según la dirección del eje -Z).
Este aporte es importante para garantizar una cantidad de luz ambiente destinada a reducir el contraste existente con respecto a la luz extraída directamente en las superficies de emisión 15.
El dispositivo óptico 10 consigue así un aporte de luz directa y, al mismo tiempo, un aporte de luz indirecta con deslumbramiento medio-bajo. Por último, el dispositivo óptico 10 puede tener una longitud variable y dependiente de la longitud de la fuente de luz.
Se ha constatado, en la práctica, que el dispositivo óptico para aparatos de iluminación LED según la invención es particularmente innovador y ventajoso y consigue los objetivos y ventajas pretendidos; en particular, entre las ventajas antes mencionadas, cabe destacar las siguientes:
- luminancia media-baja para evitar deslumbramientos;
- excelente disipación del LED;
- ausencia de amarilleamiento de la estructura;
- sencillez de construcción.
De la descripción realizada se desprenden claramente las características del dispositivo óptico para aparatos de iluminación LED según la invención, así como sus ventajas.
Por último, es evidente que el dispositivo óptico para aparatos de iluminación LED en cuestión puede ser objeto de numerosas variaciones, sin apartarse del alcance de la invención tal como se expresa en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (2)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo óptico (10) para aparatos de iluminación LED que comprende una zona central (11) donde se ubica una fuente de luz LED y porciones alargadas periféricas (12) que son especulares con respecto a dicha zona central (11), teniendo cada una de dichas porciones (12), en su interior, una guía de luz (13) configurada para transportar (F) la luz procedente de dicha fuente de luz a zonas predeterminadas de dicho dispositivo óptico (10) donde es posible extraer al menos una porción de luz de manera controlada y según direcciones predeterminadas, con el fin de obtener un sólido fotométrico para aparatos de iluminación ordinaria y de emergencia y de disponer de una superficie iluminada amplia con reducción del deslumbramiento, en el que dicha luz se extrae en las superficies de emisión (15) que pertenecen a dichas porciones alargadas periféricas (12), y en el que cada porción alargada periférica (12) presenta, en una respectiva superficie de emisión (15), una serie de primeros elementos estructurales (16) con forma triangular, colocados uno tras otro y en el lado opuesto con respecto a dicha superficie de emisión (15) , y en el que segundos elementos estructurales (17) están previstos de forma perpendicular a dichos primeros elementos estructurales (16) y en el lado opuesto con respecto a dicha guía de luz (13), presentando dichos segundos elementos estructurales (17) una forma triangular y estando colocados uno tras otro a lo largo de dicha superficie de emisión (15),caracterizado por quedichos segundos elementos estructurales (17) tienen al menos dos lados que forman respectivos ángulos (<y>, 8) con una amplitud igual a 76° con respecto a un eje (Z) perpendicular a dicha superficie de emisión (15).
2. Dispositivo óptico (10) según la reivindicación 1,caracterizado por quedichos primeros elementos estructurales (16) tienen al menos dos lados que forman respectivos ángulos (a, p) con una amplitud de 10° a 46° respectivamente, con respecto a un eje (Z) perpendicular a dicha superficie de emisión (15).
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