MXPA99007335A - Sistema de iluminacion con reciclaje de luz para mejorar el brillo - Google Patents

Abstract

Un sistemaóptico de iluminación consiste de:(a) de un dispositivo de fuente de luz que tiene una superficie emisora reflectora y una luminancia intrínseca (brillo);(b) un medio de transmisión de luz;(c) un medio de reflexión de luz para reflejar y reciclar una parte de la luz emitida por el dispositivo de fuente de luz de regreso al dispositivo de fuente de luz;y (d) un medio de extracción de luz para extraer una parte de la luz proveniente del medio de transmisión de luz y dirigir la luz hacia la salida del sistema de iluminación. El sistema de iluminación resultante logra una luminancia de salida realzada. Bajo ciertas condiciones, es posible lograr una luminancia de salida que es mayor que la luminancia intrínseca de la fuente de luz desnuda.

Description

SISTEMA DE ILUMINACIÓN CON RECICLAJE DE LUZ PARA MEJORAR EL BRILLO CAMPO TÉCNICO Esta invención se refiere, en términos generales, a sistemas de iluminación y a dispositivos electrónicos de visualización, incluyendo sistemas de iluminación para dispositivos de visualización de paneles planos. INTRODUCCIÓN Varios dispositivos emplean o incorporan sistemas de iluminación, ya sea para actuar como fuentes de luz per se o bien proporcionando luz para algún otro propósito. Por ejemplo, computadoras portátiles, pequeñas como, por ejemplo, laptops y las computadoras notebook más recientes han tenido una demanda creciente en años recientes. Conforme ha mejorado la tecnología, las unidades de notebook han imitado cada vez sus contrapartes de escritorio. Para hacerlo, la potencia de cómputo y las capacidades de presentación visual han tenido que mejorar de manera importante. En cuanto a la presentación visual, la mayoría de los usuarios esperan pantallas de visualización, claras, grandes, brillantes que se equiparan con el desempeño de los monitores de tubo de rayos catódicos (XCRT") que se encuentran en sus escritorios. Para cumplir con esta necesidad, los fabricantes de computadoras han intentado construir una presentación visual de panel plana que ofrece una resolución superior, mejor color y contraste mientras que requiere al mismo tiempo de una cantidad minima de energia. Una de las dificultades encontradas en cuanto a este aspecto es la producción de una presentación visual que ofrece una luminancia suficiente (brillo) en una amplia variedad de situaciones de luz ambiental. Típicamente el sistema de iluminación para tales presentaciones visuales de panel plano emplea una fuente de luz difusa como, por ejemplo, una fuente fluorescente, que proporciona una salida a una estructura de luz posterior que dirige los rayos de luz difusa a través del dispositivo de visualización. Por difusa, entendemos que la distribución de la luz tiene un ancho total a medio máximo (FWHM) mayor que aproximadamente 50° (más o menos 25° desde el centro de la distribución) . El sistema de iluminación puede consistir de un medio de transmisión de luz como por ejemplo, una guia de ondas (conducto de luz) que transmite luz desde la fuente de luz ubicada adyacente a la superficie de entrada del medio de transmisión de luz y distribuye la luz a través de la superficie de salida del sistema de iluminación algunos tipos de sistema de iluminación que utilizan una guia de ondas como el medio de transmisión de luz pueden tener caracteristicas de dispersión de luz, como por ejemplo puntos blancos impresos o gravados en la guia de ondas, que dirigen la luz fuera de la superficie de salida del sistema de iluminación.

El área de la superficie de salida, área (fuera) , de dicho sistema de iluminación es típicamente mucho mayor que el área de la superficie de entrada del medio de transmisión de luz, Área (dentro), ubicada adyacente a la fuente de luz. Además, la luminancia de salida, L (fuera), del sistema de iluminación es mucho menor que la luminancia intrínseca, L (intrínseca) , de la fuente desnuda. Por fuente desnuda, entendemos una fuente de luz que opera sin ninguna otra estructura óptica cerca que pueda perturbar la salida. Existen muchas aplicaciones, especialmente aplicaciones en donde Área (fuera) es mayor que Área (dentro) en donde seria deseable tener un sistema de iluminación que tuviera una luminancia de salida realzada, L( fuera). En esta invención, presentaremos cómo lograr una luminancia de salida realzada, y mostraremos cómo en algunos casos se puede lograr una luminancia de salida que es mayor que la luminancia intrínseca de la fuente desnuda. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se enfoca hacia un sistema de iluminación óptica que comprende: (1) un medio de fuente de luz que tiene una superficie emisora reflectora y una luminancia intrínseca, L (intrínseca) ; (2) un medio de transmisión de luz que tiene una superficie de entrada de luz cerca del medio de fuente de luz; (3) un medio de reflexión de luz separado del medio de fuente de luz para reflejar y reciclar una parte de la luz emitida del medio de fuente de luz de regreso al medio de fuente de luz; y (4) un medio de extracción de luz que comprende (a) una superficie de entrada de luz en contacto óptico con una superficie del medio de transmisión de luz donde al menos una parte de la luz en el medio de transmisión de luz es extraída del medio de transmisión de luz, (b) una superficie de salida de luz a través de la cual la luz extraída es dirigida y, opcionalmente, (c) un medio de colimación de luz interpuesto entre y contiguo con las superficies de entrada de luz y de salida de luz del medio de extracción de luz por lo que la sal-Lda del sistema de iluminación es más colimada que la luz de entrada hacia el medio de transmisión de luz. Mediante el reciclaje de una porción de la luz proveniente de la fuente devuelta hacia la fuente, la fuente de luz presentará una luminancia realzada, L (realzada), que es mayor que L (intrínseca) de la fuente desnuda sola y, además, la luminancia de salida, L( fuera), del sistema de iluminación será realzada. Sin embargo, esto en si no significa necesariamente que L (fuera) sea mayor que L (intrínseca) de la fuente desnuda. Solamente bajo ciertas condiciones que dependen del área de entrada, Área (dentro) , del medio de transmisión, el área de salida, Area(fuera), del sistema de iluminación la colimación de luz de entrada o bien ángulo sólido, O (dentro), en la superficie de entrada del medio de transmisión de luz y la colimación de luz de salida o bien ángulo sólido, O (fuera) en la superficie de salida del sistema de iluminación, es posible que la luminancia de salida L(out) del sistema sea mayor que la luminancia intrínseca, L (intrínseca) del medio de fuente de luz desnuda. En una modalidad de esta invención, un medio de fuente de luz con una superficie emisora reflejante y una luminancia intrínseca, L (intrínseca) , de posición adyacente a una superficie de aceptación de la luz del medio de transmisión de luz. El medio de transmisión de luz puede ser cualquier estructura que transmite luz. Ópticamente conectada a una cara del medio de transmisión de luz se encuentra un medio de extracción de luz que extrae una porción de la luz que pasa a través del medio de transmisión de luz y dirige la luz hacia la superficie de salida del sistema de iluminación. Un medio de reflexión de luz se posiciona adyacente a una superficie de aceptación de luz del medio transmisor de luz colocado de manera opuesta en relación con el medio de fuente de luz. Al menos una porción de la luz proveniente del medio de fuente de luz a traviesa el medio de transmisión de luz hacia el medio de reflexión de luz, es reflejada de regreso al medio de fuente de luz y después se refleja de la superficie de emisión reflectora del medio de fuente de luz incrementando asi la luminancia del medio de fuente de luz e incrementando la luminancia de salida del sistema de iluminación. Mediante la manipulación de Área (dentro) , Área (fuera), O (dentro) y O( fuera), es posible lograr una luminancia de salida para el sistema de iluminación que es mayor que la luminancia intrínseca del medio de fuente de luz. En otra modalidad de esta invención, dos medios de fuente de luz, cada uno con superficies emisoras receptoras y luminancias intrínsecas, L (intrínseca) , se posicionan adyacentes a superficies aceptadoras de luz dispuestas de manera opuesta de un medio de transmisión de luz. El medio de transmisión de luz puede ser cualquier estructura que transmite luz. Ópticamente conectado a una cara del medio de transmisión de luz se encuentra un medio de extracción de luz que extrae una porción de la luz que pasa a través del medio de transmisión de luz y dirige la luz hacia la superficie de salida del sistema de iluminación. El segundo medio de fuente de luz actúa como el medio reflector para la primera fuente de luz y a la inversa. Al menos una porción de la luz proveniente del primer medio de fuente de luz se desplaza a través del medio de transmisión de luz hacia un medio de reflexión de luz (el segundo medio de fuente de luz) , es reflejada de regreso al primer medio de fuente de luz y después se refleja de la superficie emisora reflectora del primer medio de fuente de luz incrementando asi la luminancia del primer medio de fuente de luz e incrementando la luminancia de salida del sistema de iluminación. De manera similar, al menos una porción de la luz del segundo medio de fuente de luz se desplaza a través del medio de transmisión de luz hacia un medio reflector de luz (el primer medio de fuente de luz) , se refleja de regreso hacia el segundo medio de fuente de luz y después se refleja de la superficie emisora reflectora del segundo medio de fuente de luz incrementando asi la luminancia del segundo medio de fuente de luz e implementando la luminancia de salida del sistema de iluminación. Mediante la manipulación de Área (dentro) , Área (fuera), O (dentro), y O (fuera), es posible lograr una luminancia de salida para el sistema de iluminación que es mayor que la luminancia intrínseca del medio de fuente de luz . En otra modalidad de esta invención, un medio de fuente de luz con una superficie emisora reflectora y una luminancia intrínseca, L (intrínseca) , se posiciona adyacente a una superficie aceptadora de luz del medio de transmisión de luz. El medio de transmisión de luz puede ser cualquier estructura que transmita luz. Ópticamente conectado a una cara del medio de transición de luz se encuentra un medio de extracción de luz que extrae al menos una parte de la luz que pasa a través del primer medio de transmisión de luz y dirige la luz hacia la superficie de salida del sistema de iluminación. Un medio de reflexión de luz se posiciona para rodear parcialmente el medio de fuente de luz. Una porción de la luz proveniente del medio de fuente de luz es transmitida a través del medio de transmisión de luz y medio de extracción de luz y sale de la superficie de salida del sistema de iluminación. Al menos una porción de la luz proveniente del medio de fuente de luz se desplaza hacia un medio reflector de luz, dicha luz es reflejada de regreso al medio de fuente de luz y después se refleja a partir de la superficie emisora reflectora del medio de fuente de luz incrementando asi la luminancia del medio de fuente de luz y la luminancia de salida del sistema de iluminación. Mediante la manipulación de Área (dentro) , Área (fuera), O (dentro), O (fuera), y el área del medio reflector de luz, es posible lograr una luminancia de salida para el sistema de iluminación que es mayor que la luminancia intrínseca del medio de fuente de luz. En otra modalidad de esta invención un medio de fuente de luz con una superficie emisora reflectora y una luminancia intrínseca, L (intrínseca) , se posiciona en cercanía estrecha de una superficie de aceptación de luz del medio de transmisión de luz. El medio de transmisión de luz puede ser cualquier estructura que transmite luz. Ópticamente conectado a una cara del medio de transmisión de luz se encuentra un medio de extracción de luz que extrae al menos una porción de la luz que pasa a través del medio de transmisión de luz y dirige la luz hacia la superficie de salida del sistema de iluminación. Un medio de reflexión de luz se posiciona para rodear parcialmente el medio de fuente de luz. Una porción de la luz proveniente del medio de fuente de luz se transmite a través del medio de transmisión de luz y medio de extracción de luz y sale por la superficie de salida del sistema de iluminación. Al menos una parte de la luz proveniente del medio de fuente de luz viaja hacia el medio de reflexión de luz, es reflejada de regreso al medio de fuente de luz y después se refleja a partir de la superficie emisora reflectora del medio de fuente de luz realzando asi la luminancia del medio de fuente de luz y la luminancia de salida del sistema de iluminación. Mediante la manipulación de Área (dentro) , Área (fuera), O (dentro), y O (fuera), es posible lograr una luminancia de salida para el sistema de iluminación que es mayor que la luminancia intrínseca del medio de fuente de luz. Otras configuraciones podrían utilizar varias fuentes de luz arregladas para reflejar la luz de regreso entre ellas. Además, fuentes únicas o múltiples pueden combinarse con reflectores que rodean parcialmente las fuentes con el objeto de incrementar la capacidad de reflexión del sistema de iluminación. Los sistemas de iluminación descritos aqui tienen una aplicación amplia en sistemas que utilizan un sistema de iluminación. Pueden emplearse en dispositivos de iluminación directa, dispositivos de visualización por proyección, visualizaciones en paneles planos para paneles de instrumentos para automóviles, juegos, receptores de televisión, aplicaciones militares, aeroespaciales, y relacionadas con la aeronáutica, monitores de computadora, y cualquier otro dispositivo que proporciona información alfanumérica, numérica, de datos o de video. Otras aplicaciones incluyen numerosos tipos de aplicaciones de alumbramiento residencial, comercial e industrial. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Una comprensión más completa de la presente invención asi como de otros objetos y ventajas de la misma no enumerados aqui será aparente al tomar en cuenta la siguiente descripción detallada y los dibujos anexos, donde: La figura 1 es un diagrama en corte transversal de un sistema de iluminación que comprende un medio único de fuente de luz que tiene una superficie emisora reflectora y un reflector opuesto; La figura 2 es un diagrama en corte transversal de un sistema de iluminación que tiene dos medios de fuente de luz emisores reflectores; La figura 3 es un diagrama en corte transversal de un sistema de iluminación que tiene un medio de fuente de luz con un reflector que lo rodea; La figura 4 es un diagrama en corte transversal de un sistema de iluminación que tiene un medio de reflexión situado entre el medio de fuente de luz y el medio de transmisión de luz; La figura 5 es un diagrama en corte transversal de un medio de reflexión que puede emplearse con el sistema de iluminación de la figura 4. La figura 6 es un diagrama en corte transversal de otro medio de reflexión que puede emplearse con el sistema de iluminación de la figura 4. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Las modalidades preferidas de la presente invención se entenderán mejor por parte de los expertos en la materia con referencia a las figuras anteriores. Las modalidades preferidas de esta invención ilustradas en las figuras no son exhaustivas ni limitan la invención a la forma precisa presentada. Se escogen para describir o para explicar mejor los principios de la invención y su aplicación y uso práctico para permitir de esta forma a otros expertos en la materia el mejor uso de la invención. Una modalidad de esta invención es el sistema de iluminación 10 como se muestra en el diagrama en corte transversal de la figura 1. Se observará que este dibujo es simplemente una representación de la estructura; las dimensiones reales y relativas serán diferentes. El sistema de iluminación 10 tiene un medio de fuente de luz 20 con una superficie emisora reflectora 25. Ejemplos de medios de fuente de luz que tienen una superficie emisora reflectora incluyen, sin limitarse a ellos, lámparas fluorescentes, lámparas de fósforo luminiscente de cátodo, lámparas de fósforo cristalizado único, fuentes delgadas de fósforo de pelicula, diodos emisor de luz (LED) , diodos emisor de luz orgánica, fuentes de pelicula delgada electroluminiscente, fuentes de pelicula gruesa electroluminiscente, radiadores de cuerpo gris como por ejemplo fuentes incandescentes, y fuentes de descarga de plasma. Las fuentes de luz preferidas son lámparas fluorescentes y diodos emisores de luz. El medio de transmisión de luz 30 puede ser cualquier estructura que transmite luz. El medio de transmisión de luz incluye, sin limitarse a ellos, estructuras que transmiten la luz a través de reflexión como por ejemplo guias de ondas, tubos de luz, cuña de luz, guias de onda huecas parcialmente rodeadas por reflectores, o bien cualquier otra estructura conocida de los expertos en la materia. De preferencia, el medio de transmisión de luz 30 es una guia de ondas que tiene una superficie de entrada 35 que acepta luz de un medio de fuente de luz 20. A través de la reflexión interna total (TIR) , la guia de ondas 30 provoca que los rayos de luz generados por una fuente de luz 20 se reflejen substancialmente dentro de la guia de onda 30. Un medio de reflexión de luz 40 con una superficie de reflexión 45 se posiciona en el extremo opuesto de la guia de onda 30 en relación al medio de fuente de luz 20. El medio de reflexión de luz puede ser cualquier superficie que refleje al menos una parte de la luz incidente sobre la superficie. La superficie puede tener espejos o bien reactividad difusa y puede ser plana, con facetas o bien curva. Un medio de extracción de luz 50 se encuentra en contacto óptico con una guia de ondas 30 y tiene una superficie de entrada 52 y una superficie de salida 54. Un medio de extracción de luz 50 extrae una porción del flujo de luz que pasa a través de la guia de ondas 30. La luz extraída pasa a través de la superficie de entrada 52 y sale por la superficie de salida 54 del medio de extracción de luz 50. La superficie de salida 54 del medio de extracción de luz 50 es también la superficie de salida para el sistema de iluminación 10. El medio de extracción de luz 50 puede ser cualquier estructura óptica, como por ejemplo un lente simple, prisma, un área rubosa en una superficie, o bien cualquier otra estructura conocida por parte de los expertos en la materia que puede colocarse en contacto óptico con el medio de transmisión de luz y que remueve al menos una parte de la luz del medio de transmisión de luz. Si el área de la superficie de salida del sistema de iluminación es mayor que el área de la superficie de entrada del medio de transmisión de luz, de preferencia el medio de extracción de luz 50 incluye también un medio de colimación de luz. Ejemplos de medios de colimación de luz se presentan en la patente norteamericana número 5,396,350, expedida el dia 7 de marzo de 1995, de Beeson et al, para 'Backlighting Apparatus Employing an Array of Microprisms" (aparato de alumbramiento posterior mediante el empleo de un conjunto de microprismas) , en la patente norteamericana número 5,428,468, expedida el dia 27 de junio de 1995, de Zimmerman et al, para "Illumination System Employing an Array of Microprisms" (sistema de iluminación que emplea un conjunto de microprismas) , y en la patente norteamericana número 5,521,725, expedida el dia 28 de mayo de 1996 de Beeson et al, para Illumination System Employing an Array of Microprisms" (sistema de iluminación que emplea un conjunto de microprismas) , todas las cuales incorporándose aqui por referencia. Un ejemplo de un medio de colimación de luz es un conjunto de microprimas donde cada icroprisma comprende: (i) una superficie de entrada de luz ópticamente conectada con un medio de transmisión de luz, (ii) una superficie de salida de luz distal de la superficie de entrada de luz, (iii) una primera pared lateral colocada entre y contigua con la superficie de entrada de luz y la superficie de salida de luz y formando un ángulo de inclinación en relación a la normal de la superficie del medio de transmisión de luz. Como segundo ejemplo, el medio de extracción de luz 50 puede emplearse en combinación con una capa con bajo Índice de refracción colocada entre el medio de transmisión de luz 30 y el medio de extracción de luz 50. Esta capa con bajo índice de refracción sirve para colimar parcialmente la luz de salida del sistema de iluminación permitiendo solamente que una porción seleccionada de la distribución angular de luz inicial surja de la salida del sistema. Como opción adicional, se puede emplear un conjunto de microlentes en combinación con el conjunto de microprismas de tal manera que la salida de cada microprisma este dirigida hacia al menos un microlentes correspondiente. Otros tipos de medios de colimación de luz conocidos por parte de los expertos en la materia pueden también emplearse para esta invención. Con el objeto de entender mejor cómo funciona un sistema de iluminación 10, se ilustran en la figura 1 algunas flechas representativas que representan una secuencia de eventos que pueden ocurrir a una parte de la luz dentro del sistema de iluminación 10. Estas flechas se muestran para propósitos de ilustración solamente y no pretenden implicar que toda la luz estará sometida a la misma secuencia de eventos. Al principio de la secuencia, la luz es emitida por una superficie 25 de medio de fuente de luz 20. Además de ser una superficie emisora, esta superficie es también una superficie reflectora que tiene una reflectividad de r(l). La luminancia intrínseca o brillo del medio de fuente de luz 20, medida sin ninguna estructura óptica en la cercanía del medio de fuente de luz 20, es L (intrínseca) . Una parte de la luz penetra en la guía de onda 30 en la superficie de entrada de guia de onda 35 que tiene un área superficial, Área (dentro) . La luminancia de la luz en la superficie de entrada 35 es L (dentro) . La distribución de ángulo sólido (en el aire) de la luz que pasa en la superficie de entrada 35 es O (dentro) . El flujo de luz que ha penetrado una guía de ondas 30 se indica por medio de la flecha 60. Una fracción (x) de la luz 60, indicada por la flecha 62, será extraída por un medio de extracción de luz 50 y surgirá del sistema de iluminación 10 a través de la superficie de salida 54. El valor de (x) puede ubicarse entre 0 y 1, Es preferible que (x) se encuentre entre 0.01 y 0.80. con mayor preferencia, (x) se encuentra entre 0.01 y 0.60. se prefiere especialmente que (x) se encuentre entre 0.01 y 0.40. la distribución de ángulo sólido (en el aire) de la luz que surge de la superficie de salida 54 es O (fuera) y el área de superficie de salida 54 es rea (fuera) . La fracción restante (1-x) de la luz 60, indicada por la flecha 64, continuará a través de la guía de onda 30 por TIR y saldrá de la guía de onda 30 en la superficie 36. Una parte de la luz 64 será reflejada por la superficie de reflexión 45 del reflector 40 y penetrará de nuevo en la guia de ondas 30 en la superficie 36. La reflectividad de la superficie reflectora 45 es r(2). La fracción de la luz inicial 60 que penetra de nuevo en la guía de ondas 30 es (1-x) (r(2)) y de indica por medio de la flecha 70. Una fracción (x) de luz 70, o bien la equivalencia de una fracción (x) (1-x) (r(2)) de la luz inicial 60, será extraída por el medio de expresión 50 y surgirá del sistema de iluminación 10 a través de una superficie de salida 54 (ilustrada como flecha 72) con distribución de ángulo sólido del O (fuera). La fracción restante (1-x) de la luz 70 (indicado por la flecha 74) , o bien una fracción de equivalencia (1-x) (1-x) (r(2)) de la luz inicial 60, será reciclada de nuevo al medio de fuente de luz 20 después de un viaje redondo. La fracción de la luz inicial 60 que es reciclada de nuevo al medio de fuente de luz de luz 20 después de un viaje redondo a partir del medio de la fuente e luz 20 hacia el reflector 4Q y de regreso al medio de fuente de luz 20 que indica por R, donde la magnitud de R se proporciona mediante: (1) R= [1-x] [1-x] [r(2) ] Puesto que la superficie emisora 25 del medio de fuente de luz 20 refleja con una reflectividad r(l) una fracción de la luz 74 igual a [r(l)R] será reflejada de regreso hacia la guía de ondas 30 y se indica por medio de la flecha 80. La luminancia de la fuente de luz será realzada por la luz reflejada. La luminancia realzada L (realzada), que resulta de un viaje redondo de la luz desde el medio de fuente de luz 20 hacia el reflector 40 y de regreso al medio de fuente de luz 20 se proporciona mediante (2) L(realzada)= [L (intrínseca) ] [1 + r(l)R], Donde r(l) es la reflectividad del medio de fuente de luz 20 y R se proporciona mediante la ecuación (1) . La luz 80 que ha sido reflejada de regreso a la guía de ondas 30 puede repetir la misma secuencia de eventos que la luz inicial 60. Una porción de la luz 80 puede ser reflejada de regreso al medio de fuente de luz 20 y resulta en un realce adicional de la luminancia de fuente. Después del segundo viaje redondo de la luz que permanece de la luz inicial 60, la luminancia de la fuente se vuelve (3) L (realzada) = [L (intrínseca) ] [1+r (1) R2] . Esta secuencia de eventos puede ocurrir muchas veces. La ecuación (3) se vuelve entonces una serie geométrica infinita donde cada término de la serie se calcula tomando el término precedente de la serie y multiplicándolo por el factor [r(l)R]. la suma de una serie geométrica se proporciona por medio de una expresión matemática sencilla. En el caso del ejemplo anterior, la luminancia realzada que resulta cuando una porción de la luz inicial 60 hace un gran número de viajes redondos desde el medio de fuente de luz 20 hacia el reflector 40 y de regreso al medio de fuente de luz 20 se proporciona mediante (4) L(realzada) = [L (intrínseca) [ {1/ [1-r (1) R] } . En la ecuación (4) el valor de r(l), la reflectividad de la superficie emisora 25, es un número entre 0 y 1. La fracción de la luz reciclada, R es también un número entre 0 y 1. Por consiguiente, el producto, r(l)R, de los dos números es también un número entre 0 y 1. Uno puede observar cómo la reflectividad r(l) y la fracción de luz reciclada, R afectan el realce da la luminancia mediante la substitución de valores específicos para r(l) y R en la ecuación (4). Por ejemplo, sí r(l)=0.9 (un número relativamente elevado), y el reciclaje R=0.1, la luminancia realzada es solamente 1.1° veces la luminancia intrínseca. Si r(l)=0.9 y R=0.5, la luminancia realzada es 1.82 veces la luminancia intrínseca. Se r(l)=0.9 y R=0.9, la luminancia realzada es 5.26 veces la luminancia intrínseca. Con el objeto de obtener un realce importante de la luminancia de la fuente, se prefiere que la reflectividad de la fuente de luz se encuentre entre 0-.5 y 1.0. se prefiere más que la reflectividad de la fuente de luz se encuentre entre 0.7 y 1.0. Se prefiere especialmente que la reflectividad de la fuente de luz se encuentre entre 0.9 y 1.0. Con el objeto de tener un realce de la luminancia de fuente de luz, no debe existir una fracción R cero de la luz emitida por la fuente de luz que es reciclada a la fuente. Es preferible que la fracción R de la luz reciclada se encuentre entre 0.10 y 0.99. se prefiere todavía más que la fracción R de la luz reciclada se encuentre entre 0.29 y 0.99. se prefiere especialmente que la fracción R de la luz reciclada se encuentre entre 0.40 y 0.99. Como antes establecido, aún si una parte de la luz emitida por la fuente es reciclada de regreso a la fuente lo que resulta en una fuente con luminancia realzada, L (realzada), donde L (realzada) es mayor que la luminancia de fuente intrínseca, L (intrínseca) , no se llega necesariamente a la conclusión que la luminancia de salida, L (fuera), del sistema de iluminación 10 será mayor que L (intrínseca) . La magnitud de L (fuera) depende de manera importante de (a) el área de entrada, rea (dentro) , de la superficie del medio de transmisión de luz adyacente al medio de fuente de luz, (b) el área de salida, Área (fuera) de la superficie de salida del sistema de iluminación, (c) de la colimación de luz de entrada o ángulo sólido, O (dentro), en la superficie de entrada, y (d) la colimación de luz de salida o ángulo sólido, O (fuera), en la superficie de salida del sistema de iluminación. En todos los casos, el valor máximo que puede tener L(out) es L(realzada). Como ejemplo ilustrativo, para un sistema de iluminación en el cual una parte de la luz es reciclada de nuevo a la fuente, considere que la distribución angular de la luz en la superficie de entrada del medio de transición de luz y la distribución angular de la luz en la salida del sistema de iluminación son ambas iguales [O (dentro) = O(fuera)]. Si el área de la superficie de entra del medio de transición de luz, Área (dentro) , es igual al área de salida del sistema de iluminación, Área (fuera), y sino hay pérdidas de luz en el sistema, entonces, L (fuera) será igual a L (realzada) y la luminancia de salida del sistema L(out) será mayor que la luminancia intrínseca de la fuente L (intrínseca) . En la mayoría de los sistemas prácticos de iluminación, Área (fuera) es mucho más grande que Área (dentro) . En este último ejemplo, es posible que el sistema de iluminación tenga una luminancia de salida mayor que la luminancia intrínseca de la fuente solamente si el medio de extracción de luz 50 incluye un medio de colimación de luz de tal manera que el ángulo sólido subtendido por la distribución de salida de luz O (fuera), es menor que el ángulo sólido subtendido por la distribución de entrada de luz, O (dentro), (es decir, la distribución de salida de luz es más colimada que la distribución de entrada de luz) . Si consideramos, por razones de simplicidad que las distribuciones de entrada y salida son ya sea distribuciones Lambertianas o bien distribuciones Lambertianas truncadas, y si consideramos que el sistema no tiene pérdidas y se encuentra en equilibrio, entonces la conservación del flujo resulta en: (5) [L (fuera) ] [ rea (fuera) ] [ O (fuera) ]=[L (realzada) ] [Área (dentro) ] [ O (dentro)] por Lambertiana entendemos una distribución de luz que tiene la misma luminancia o brillo cuando se observa desde cualquier ángulo. Una distribución Lambertiana truncada es una distribución que es Lambertiana desde cierto ángulo de corte y después es cero después del corte. La resolución para L (fuera) proporciona lo siguiente (6) [L (fuera) ]={ [L (realzada) ] [Área (dentro) ] [ O (dentro) ] }/{ [ rea (fuera) ] [ O (fuera) ] } a partir de la ecuación (6), se puede lograr el valor máximo L (fuera) = L (realzada) si la distribución de salida de luz es más colimada que la distribución de entrada de luz y la colimación de salida de luz se proporciona mediante (7) O(fuera)={ [Área (dentro) ] [ O (dentro) }/ [Área (fuera) ] Los ejemplos anteriores fueron expresados de manera simplificada considerando sistemas sin pérdidas con el objeto de ilustrar los conceptos. En situaciones reales, como lo entenderán los expertos en la materia, pérdidas de luz debido a dispersión o bien absorción complican los análisis matemáticos y las ecuaciones (5) -(7) deben de ser modificadas. Otra modalidad de esta invención es un sistema de iluminación 100 como se ilustra en el diagrama en corte transversal de la figura 2. Esta modalidad tiene dos medios de fuente de luz, cada uno con una superficie reflectora. Se observará que este dibujo es simplemente una representación de la estructura; las dimensiones reales y relativas serán diferentes. El sistema de iluminación 100 tiene un medio de fuente de luz 120 con una superficie emisora reflectora 125. El medio de transmisión de luz 130 es, por ejemplo, una guía de ondas que tiene una superficie de entrada 135 que acepta luz de un medio de fuente de luz 120. Otros ejemplos de medios de transmisión de luz fueron comentados en la primera modalidad. A través de una reflexión interna total (TIR) , la guía de onda 130 provoca que los rayos de luz generados por el medio de fuente de luz 120 se reflejen sustancialmente dentro de la guía de ondas 130. Un medio de fuente de luz adicional 140 con una superficie reflectora 145 puede emplearse como fuente de luz y como reflector y se posiciona en el extremo opuesto de la guia de onda 130 en relación a la media de fuente de luz 120. Un medio de extracción de luz 150 se encuentra en contacto óptico con una guía de onda 130 y tiene una superficie de entrada 152 y una superficie de salida 154. Un medio de extracción de luz 150 extrae una porción del flujo de luz que pasa a través de la guía de onda 130. La luz extraída pasa a través de una superficie de entrada 152 y sale por la superficie de salida 154 de un medio de extracción de luz 150. La superficie de salida 154 del medio de extracción de luz 150 es también la superficie de salida para el sistema de iluminación 100. Con el objeto de entender cómo funciona un sistema de iluminación 100, algunas flechas representativas se ilustran en la figura 2 las cuales representan una secuencia de eventos que pueden ocurrir a una parte de la luz dentro del sistema de iluminación 100. Estas flechas se muestran para propósitos ilustrativos solamente y no pretenden implicar que toda la luz será sometida a la misma secuencia de eventos. Observando primero el medio de fuente de luz 120, al principio de la secuencia, la luz es emitida por la superficie 125 de medio de fuente de luz 120. Además de ser una superficie emisora, esta superficie es también una superficie reflectora que tiene una reflectividad de r(l) . La luminancia intrínseca o bien brillo del medio de luz 120, medida sin otra estructura óptica en la cercanía del medio de fuente de luz 120, es L (intrínseca) . Una parte de la luz proveniente del medio de fuente de luz 120 penetra una guía de onda 130 en la superficie de entrada de guía de onda 135 que tiene un área superficial, Área (dentro) . La luminancia de la luz en la superficie de entrada 135 es L (dentro) . La distribución de ángulo sólido (en el aire) de la luz que pasa en la superficie de entrada 135 es O(dentro). El flujo de luz que ha penetrado la guia de onda 130 se indica por medio de una flecha 160. Una fracción (x') de la luz 160, marcado por la flecha 162, será extraída por el medio de extracción de luz 150 y surgirá del sistema de iluminación 100 a través de la superficie de salida 154. El valor de (x') puede ubicarse dentro del rango de 0 a 1. Se prefiere que (x')se encuentre entre 0.01 y 0.80. Se prefiere más que (x') se encuentre entre 0.01 y 0.60. se prefiere todavía más que (x') se encuentre entre 0.01 y 0.40. La distribución de ángulo sólido (en el aire) de la luz que surge de la superficie de salida 154 es O (fuera) y el área de superficie de salida 154 es Área (fuera). La fracción restante (1-x') de la luz 160, indicado por la flecha 164, seguirá a través de la guía de onda 130 mediante TIR y saldrá de la guía de onda 130 en la superficie 136. Una parte de la luz 164 será reflejada por la superficie reflectora 145 del medio de fuente de luz 140 y penetrará de nuevo en la guia de ondas 130 en la superficie 136. La reflectividad de la superficie de reflexión 145 del medio de fuente de luz 140 es r(2) . La fracción de la luz inicial 160 que penetra de nuevo en la guía de ondas 130 es [1-x'] [r(2)] y se indica por medio de la flecha 170. Una fracción [x'] de luz 170, o bien equivalentemente una fracción [x' ] [1-x' ] [r (2) ] de la luz inicial 160, será extraída por el medio de extracción de luz 150 y surgirá del sistema de iluminación 100 a través de la superficie de salida 154 (ilustrada a través de una flecha 172) con distribución de ángulo sólido O (fuera). La fracción restante [1-x'] de luz 170, o bien equivalentemente la fracción [x'] [1-x'] [r(2)] de la luz inicial 160 (marcada por la flecha 174) , será reciclada de nuevo al medio de fuente de luz 120 después de un viaje redondo. La fracción de la luz inicial 160 que es reciclada de nuevo al medio de fuente de luz 120 después de un viaje redondo desde el medio de fuente de luz 120 hacia el medio de fuente de luz 140 y de regreso al medio de fuente de luz 120 se indica por medio de R, donde la magnitud de R' se proporciona mediante (8) R'=[l-x'] [1-x'] [r(2)]. Puesto que la superficie emisora 125 del medio de fuente de luz 120 es reflejante con una selectividad r(l), una parte de la luz 174 igual a [r(l)R'] será reflejada de nuevo hacia la guia de ondas 130 y estos se indica por medio de la flecha 180. La luminancia de la fuente de luz será realzada por la luz reflejada. La luminancia realzada, L (realzada), que resulta de un viaje redondo de la luz desde el medio de fuente de luz 120 hacia el medio de fuente de luz 140 y de regreso al medio de fuente de luz 120 se proporciona mediante (9) L (realzada) =[L (intrínseco) ] [l+r(l)R'], donde r(l) es la reflectividad de un medio de fuente de luz 120 y R' se proporciona por medio de la ecuación (8) . La luz 180 que ha sido reflejada de nuevo hacia la guia de onda 130 puede repetir la misma secuencia de eventos que la luz inicial 160. Una porción de la luz 180 puede ser reflejada de nuevo hacia el medio de fuente de luz 120 y esto resulta en un realce adicional de la luminancia de la fuente, después del segundo viaje redondo de la luz restante de la luz inicial 160, la luminancia de la fuente se vuelve (10) L (realzada) = [L (intrínseco) ] [1+r (1) R'+ [r (1) R' ] 2] . Esta secuencia de eventos puede ocurrir muchas veces. Una ecuación (10) se vuelve entonces una serie geométrica infinita donde cada término de la serie se calcula tomando el térmico precedente de la serie y multiplicándolo por el factor [r(l)R']. La suma de una serie geométrica se proporciona por una expresión matemática sencilla. En el caso del ejemplo anterior, la luminancia realzada que resulta cuando una porción de la luz inicial 160 hace un número muy importante de viajes redondos desde el medio de fuente de luz 120 hacia el medio de fuente de luz 140 y de regreso al medio de fuente de luz 120 se proporciona por (11) L (realzada) =[L (intrínseca) ] { 1/ [1-r (1) R' ] } . La ecuación (11) es una expresión para la luminancia realzada de un medio de fuente de luz 120 debido al reciclaje de la luz emitida por el medio de fuente de luz 120 devuelta al medio de fuente de luz 120. La ecuación (11) no incluye un realce adicional de la luminancia del medio de fuente de luz 120 debido a la luz emitida por el medio de fuente de luz 140. Este realce adicional se ilustra también en la figura 2. Al principio de esta segunda secuencia de eventos como se muestra en la figura 2, la luz es emitida por la superficie 145 de un medio de fuente de luz 140. Como antes establecido, una superficie 145 tiene una reflectividad de r(2). La luminancia intrínseca o bien brillo de un medio de fuente de luz 140, medida sin otras estructuras ópticas en la cercanía del medio de fuente de luz 140, se considera que es igual a la luminancia del medio de fuente de luz 120 o bien L (intrínseca) . Para mayor simplicidad, se considera también que los valores de L(dentro), Área (dentro) , y O(dentro) para un medio de fuente de luz 140 son iguales a los valores equivalentes para un medio de fuente de luz 120. Como lo saben los expertos en la materia, no es necesario que estos valores para medios de fuente de luz 140 y 120 sean iguales. Una parte de la luz proveniente del medio de fuente de luz 140 penetra una guía de ondas 130 en la guía de ondas en la superficie 136 que tiene un área superficial, Área (dentro) . La luminancia de la luz en la superficie de entrada 136 es L (dentro) . La distribución de ángulo sólido (en el aire) de la luz que pasa en la superficie de entrada 136 es O (dentro) . El flujo de luz que ha penetrado en la guía de onda 130 se indica por medio de una flecha 190. Una fracción [x'J de la luz 190, indicado por la flecha 192, será extraída por el medio de extracción 150 y surgirá del sistema de iluminación 100 a través de la superficie de salida 154. La distribución de ángulo sólido (en el aire) de la luz que surge de la superficie de salida 154 es O (fuera) y el área de la superficie de salida 154 es Area(fuera). La fracción restante [1-x'] de la luz 190, indicado por la flecha 194, seguirá a través de la guia de ondas 130 mediante TIR y saldrá de la guia de onda 130 en la superficie 135. Una parte de la luz 194 será reflejada por la superficie reflectora 125 del medio de fuente de luz 120 y penetrará de nuevo en la guía de onda 130 en la superficie 135. La reflectividad de la superficie reflectora 125 del medio de fuente de luz 120 es r(l) . La fracción de la luz inicial 190 que penetra de nuevo en la guía de ondas 130 es [1-x'] [r(l)] y se indica por medio de una flecha 200. Esta luz se agregará a la luminancia superficial del medio de fuente de luz 120. Esta luz adicional 200 reflejada a partir del medio de fuente de luz 120 será después ciclada a través de la misma secuencia de eventos que la luz 160. El brillo realzado resultante, L (realzada), del medio de fuente de luz 120 es la suma de los efectos de reciclaje de luz emitida a partir del medio de fuente de luz 120 devuelta al medio de fuente de luz 120 más el efecto de reflexión y reciclaje de luz originalmente emitida por el medio de fuente de luz 140 de regreso al medio de fuente de luz 120. El brillo realzado total, L (realzada), debido a ambas fuentes de luz se proporciona mediante (12) L (realzada) = [L (intrínseca) ] {l+[l-x'] [r (1) ] } { 1/ [1-r(l)R']}. La relación proporcionada por la ecuación (12) es similar a la ecuación (11) pero con un término adicional debido a la luz emitida del medio de fuente de luz 140. La luminancia del medio de fuente de luz 140 será sometida a un realce similar debido a la luz proveniente del medio de fuente de luz 140 que es reciclada de nuevo hacia el medio de fuente de luz 140 y luz proveniente del medio de fuente de luz 120 que se refleja a partir del medio de fuente de luz 140. En la ecuación (14), [x'] es la fracción de luz en la guia de onda 130 que es extraída por medio de un medio de extracción de luz 150 en un pasaje de la luz a través de la guía de onda 130. El valor de [x'] puede ubicarse dentro de un rango de 0 a 1. De preferencia el valor de [x'] se encuentra entre 0.01 y 0.80. con mayor preferencia, el valor de [x'] se encuentra entre 0.01 y 0.60. con mayor preferencia, el valor de [x'] se encuentra entre 0.01 y 0.40. con el objeto de obtener un realce significativo de la luminancia de la fuente, se prefiere que la reflectividad de los medios de fuente de luz 120 y 140 se encuentre entre 0.5 y 1.0. se prefiere más que la reflectividad de los medios de fuente de luz 120 y 140 se encuentre entre 0.7 y 1.0. se prefiere especialmente que la reflectividad de los medios de fuente de luz 120 y 140 se encuentren entre 0.9 y 1.0. con el objeto de obtener incrementos de la luminancia de la fuente de luz, no debe existir una fracción R' cero de la luz emitida por las fuentes de luz que se recicla de regreso a la fuente. Se prefiere que la fracción R' de la luz reciclada se encuentre entre 0.10 y 0.99. se prefiere más que la fracción R' de la luz reciclada se encuentre entre 0.25 y 0.99. se prefiere especialmente que la fracción R' de la luz reciclada se encuentre entre 0.40 y 0.99. En el ejemplo ilustrado en la figura 1, aún si una parte de la luz es emitida por los dos medios de fuente de luz es reciclada de vuelta a las fuentes, lo que resulta en fuentes con luminancia realzada, no se desprende necesariamente que la luminancia de salida del sistema de iluminación 100 será mayor que la luminancia intrínseca de la fuente. Como en la figura 1, los parámetros Área (dentro) , Area(fuera), O(dentro) y O (fuera) son también importantes. Los cálculos de las relaciones entre la luminancia de salida y estos parámetros son similares a los cálculos ilustrados en las ecuaciones (5) -(7). En muchas aplicaciones prácticas, rea (fuera) es mucho mayor que Área (dentro) para cada fuente de luz. En un caso de este tipo, el medio de extracción de luz puede requerir de la inclusión de un medio de colimación de luz con el objeto de lograr una situación en donde L (fuera) es mayor que L (intrínseca) . Ejemplos de medios de colimación de luz se proporcionan arriba en la primera modalidad en relación a la figura 1. Otra modalidad de esta invención es un sistema de iluminación 300 como se muestra en el diagrama en corte transversal de la figura 3. Esta modalidad tiene un medio de fuente de luz que tiene una superficie emisora reflectora. Este medio de fuente de luz se encuentra parcialmente rodeado por un medio de reflexión que tiene una superficie reflectora. Se observará que este dibujo es simplemente una representación de la estructura; las dimensiones reales y relativas serán diferentes. El sistema de iluminación 300 tiene un medio de fuente de luz 320 con una superficie emisora reflectora 325. Un medio de fuente de luz 320 se encuentra parcialmente rodeado por un medio de reflexión 340 con una superficie reflectora de la luz 345. Un medio de transmisión de luz 330 es, por ejemplo, una guía de ondas ahusada que tiene una superficie de entrada 335 que acepta luz proveniente de un medio de fuente de luz 320. Otros ejemplos de medios de transmisión de luz se proporcionan en la primera modalidad. A través de una reflexión interna total (TIR) , la guia de ondas 330 provoca que los rayos de luz generados por el medio de fuente de luz 320 se reflejen sustancialmente dentro de la guía de onda 330. Un medio de extracción de luz 350 se encuentra en contacto óptico con una guia de onda 330 y tiene una superficie de entrada 352 y una superficie de salida 354. Un medio de extracción de luz 350 extrae al menos una porción del flujo de luz que pasa a través de una guía de ondas 330. La luz extraída pasa a través de la superficie de entrada 352 y sale por la superficie de salida 354 del medio de extracción de luz 350. Una superficie de salida 354 de un medio de extracción de luz 350 es también la superficie de salida para el sistema de iluminación 300. Con el objeto de entender cómo funciona un sistema de iluminación 300, algunas flechas representativas aparecen en la figura 3 que representan una secuencia de eventos que pueden ocurrir a una parte de la luz dentro de un sistema de iluminación 300. Estas flechas se ilustran solamente para propósitos ilustrativos y no implican que toda la luz será sometida a la misma secuencia de eventos. Observando primero el medio de fuente de luz 320, al principio de la secuencia, la luz es emitida por la superficie 325 de un medio de fuente de luz 320. Esta luz se indica por medio de la flecha 360 en la figura 3. Además de ser una superficie emisora, esta superficie es también un reflector que tiene una reflectividad de r(l). La luminancia intrínseca o bien brillo de un medio de fuente de luz 320, medida sin otras estructuras ópticas en la cercanía del medio de fuente de luz 320, es L (intrínseca) . Una fracción [x" ] de la luz proveniente del medio de fuente de luz 320 penetra en la guía de ondas 330 en la superficie de entrada de guía de ondas 335 que tiene un área de superficie, rea (dentro) . El valor de [x"] puede ubicarse dentro de un rango de 0 a 1. Se prefiere que [x" ] se encuentre entre 0.01 y 0.80. se prefiere todavía más que [x"J esté entre 0.01 y 0.60. se prefiere todavía más que [x" ] se encuentre entre 0.01 y 0.40. la luminancia de la luz en la superficie de entrada 335 es L (dentro). La distribución de ángulo sólido (en el aire) de la luz que pasa en la superficie de entrada 335 es O (dentro) . El flujo de luz [x"] que ha penetrado en una guía de ondas 330 se indica por medio de la flecha 362. Al menos una parte o bien la totalidad de la luz que penetra en la guía de ondas 330 y marcada por la flecha 362 será extraída por un medio de extracción de luz 350 y surgirá del sistema de iluminación 300 a través de una superficie de salida 354. La distribución de ángulo sólido (en el aire) de la luz que surge de la superficie de salida 354 es O( fuera) y el área de la superficie de salida 354 es rea (fuera). La fracción restante [1-x"] de la luz 360, indicada por la flecha 364, viajará hacia un medio de reflexión 340. La reflectividad de la superficie de reflexión 345 de n medio de reflexión 340 es r(2) . La fracción de la luz inicial 360 que es reflejada de la superficie de reflexión 345 es [1-x"] [r(2)] y se indica por medio de la flecha 370. Una fracción [y] de la luz 370, o bien equivalentemente una fracción [y] [1-x"] [r(2)] de la luz inicial 360, será reciclada de nuevo a un medio de fuente de luz 320, y se indica por medio de la flecha 374. El valor de [y] puede ubicarse dentro de un rango de 0 a 1. Se prefiere que el valor de [y] se encuentre entre 0.10 y 0.99. se prefiere todavía más que el valor de [y] se encuentre entre 0.20 y 0.99. se prefiere todavía más que el valor de [y] se encuentre entre 0.3 y 0.99. la luz 374 que es reciclada de nuevo hacia el medio de fuente de luz 320 después de un viaje redondo desde el medio de fuente de luz 320 hacia el medio de reflexión 340 y de regreso al medio de fuente de luz 320 se indica por medio de R" , donde la magnitud de R" se proporciona por (13) R" [y] [1-x'] [r(2)] . La fracción restante [1-y] de la luz 370, o bien una fracción equivalente [1-y] [1-x" ] [r (2) ] de la luz inicial 360, se desplazará hacia otra porción del medio de reflexión 340 y se indica por medio de la flecha 372. Puesto que la superficie de emisión 325 del medio de fuente de luz 320 es reflectiva con una reflectividad r(l), una fracción de la luz 374 igual a [r(l)R"] será reflejada a partir de la superficie 325 y se indica por medio de la flecha 380. La luminancia del medio de fuente de luz será realzada por la luz reflejada. La luminancia realzada, en L (realzada), que resulta de un viaje redondo de la luz desde el medio de fuente de luz 320 hacia el medio de reflexión 340 y de regreso al medio de fuente de luz 320 se proporciona mediante (14) L (realzada) =[L (intrínseca) ] [l+r(l)R"], donde r(l) es la reflectividad del medio de fuente de luz 320 y R" se proporciona mediante la ecuación (13) . La luz 380 que ha sido reflejada de la superficie 325 puede repetir la misma secuencia de eventos que la luz inicial 360. Una porción de la luz 380 puede ser reflejada hacia el medio de fuente de luz 320 y resulta en un realce adicional de la luminancia de fuente. Después del segundo viaje redondo de la luz que permanece de la luz inicial 360, la luminancia de la fuente se vuelve (15) L (realzada) =[L (intrínseca) ] [1+r (1) R"+ [r (1) R" ] 2] . Esta secuencia de eventos puede ocurrir muchas veces. La ecuación (15) se vuelve entonces una serie geométrica infinita donde cada término de la serie se calcula tomando el término precedente de la serie y multiplicándolo por el factor [r(l)R"] donde RE" se proporciona mediante la ecuación (13) . La suma de una serie geométrica se proporciona por una sencilla expresión matemática. Para el ejemplo anterior, la luminancia realzada que resulta cuando una porción de la luz inicial 360 hace un gran número de viajes redondos desde el medio de fuente de luz 320 hacia el medio de reflexión 340 y de regreso al medio de fuente de luz 320 se proporciona mediante (16) L (realzada) =[L (intrínseca) ] {1/ [1-r (1) R" ] } . La ecuación (16) es una expresión para la luminancia realzada de un medio de fuente de luz 320 debido al hecho que la luz emitida por el medio de fuente de luz 320 es reciclada de regreso al medio de fuente de luz 320. Con el objeto de obtener una mejoría significativa de la luminancia de la fuente, se prefiere que la reflectividad r(l) del medio de fuente de luz 320 se encuentre entre 0.5 y 1.0. se prefiere todavía más que la reflectividad del medio de fuente de luz 320 se encuentre entre 0.7 y 1.0. se prefiere aún más la reflectividad del medio de fuente de luz 320 se encuentre entre 0.9 y 1.0. Para obtener un realce de la luminancia de la fuente de luz, no debe haber una fracción R" cero de la luz emitida por las fuentes de luz que es reciclada de regreso a la fuente. Se prefiere que la fracción R" (proporcionada por la ecuación (13) ) de la luz reciclada se encuentre entre 0.10 y 0.99. Se prefiere más que la fracción R" de la luz reciclada se encuentre entre 0.25 y 0.99. Se prefiere especialmente que la fracción R" de la luz reciclada se encuentre entre 0.40 y 0.99. En el ejemplo "ilustrado en la figura 3, aún si una parte de la luz emitida por la fuente es reciclada de regreso a la fuente, lo que resulta en una fuente con luminancia realzada, no se desprende necesariamente de esto que la luminancia de salida del - sistema de iluminación 300 sea mayor que la luminancia intrínseca de la fuente. Como en la figura 1, los parámetros rea (dentro) , Área (fuera), O (dentro) y O( fuera) son también importantes. Los cálculos de las relaciones entre la luminancia de salida y estos parámetros son similares a los cálculos ilustrados en las ecuaciones (5) -(7). En muchas aplicaciones prácticas, Área (fuera) es mucho mayor que rea (dentro) de cada fuente de luz. En un caso de este tipo, el medio de extracción de luz puede tener que incluir un medio de colimación de luz con el objeto de lograr una situación en la cual L (fuera) es mayor que L (intrínseca) . Ejemplos de medios de colimación de luz se proporcionan arriba en la primera modalidad relacionada con la figura 1.

Otra modalidad de esta invención es un sistema de iluminación 400, como se ilustra en el diagrama en corte transversal de la figura 4. Esta modalidad tiene un medio de fuente de luz que tiene una superficie emisora reflectora. Se observará que este dibujo es solamente una representación de la estructura; las dimensiones reales y relativas serán diferentes. El sistema de iluminación 400 tiene un medio de fuente de luz 420 con una superficie emisora reflectora 425. El medio de reflexión de luz 440 se ubica entre el medio de fuente de luz 420 y el medio de transmisión de luz 430. Un medio de reflexión de luz 440 es cualquier componente o estructura óptica parcialmente reflectora que refleja de manera selectiva una porción del área o una porción de la distribución angular de la luz que proviene del medio de fuente de luz 420 de regreso al medio de fuente de luz 420 y transmite otra porción de la luz proveniente del medio de fuente de luz 420 hacia el medio de transmisión de luz 430. Ejemplos de medios reflectores de luz 440 incluyen, sin limitarse a ellos, un conjunto de primas lenticulares, un conjunto de guias de ondas ópticas ahusadas, un conjunto de guias de ondas ópticas ahusadas lenticulares, o bien una combinación de estos elementos. Ejemplos de medios de reflexión de luz 440 se ilustran en las figuras 5 y 6. La figura 5 muestra un conjunto 500 de prismas lenticulares 505 que pueden emplearse como medio de reflexión de luz en la figura 4. La forma y longitud de los lados del prisma 520, el ángulo de prisma 530, y la orientación de los prismas 505 pueden variar. Se prefiere que la superficie plana 510 esté orientada para estar adyacente al medio de fuente de luz 420 (figura 4) Y que los puntos 540 de los prismas 505 estén orientados para que estén adyacentes a las superficies de entrada 435 del medio de transmisión de luz 430. Se prefiere que el ángulo de prisma 530 se encuentre dentro de un rango de 5° a 170°. Se prefiere más que el ángulo de prisma se encuentre dentro de este rango de 80° a 130°. La figura 6 muestra un conjunto 600 de "guías de ondas ópticas ahusadas 605 que pueden emplearse como medio de reflexión de luz en la figura 4. Las guias de ondas ópticas ahusadas 605 tienen superficies de entrada 610, superficies de salida 620, y paredes laterales 630. El corte transversal de cada guía de onda ahusada 605 puede tener cualquier forma incluyendo, sin limitarse a ellos, un cuadrado, un rectángulo de cualquier dimensión, un polígono, un circulo, o bien un eclipse. Las guías de onda ahusadas 605 pueden también ser guías de ondas ahusadas lenticulares. Los lados 630 de las guias de ondas ahusadas 605 pueden ser rectos, curvos o bien en forma de facetas. El área de los extremos de guia de ondas 610 pueden ser diferentes del área de los extremos de guia de onda 620. De preferencia, los extremos de guia de onda 610 están orientados adyacentes al medio de fuente de luz 420 (figura 4) y tienen un área menor que los extremos de guía de onda 620. Las regiones 640 entre las guias de onda ahusadas están de preferencia rellenas o recubiertas con un material reflector. Un medio de transmisión de luz 430 de la figura 4 es, por ejemplo, una guía de onda ahusada que tiene una superficie de entrada 435 que acepta luz proveniente de un medio de fuente de luz 420. Otros ejemplos de medios de transmisión de luz se proporcionan en la primera modalidad. A través de una reflexión interna total (TIR) , la guía de ondas comprendida provoca que los rayos de luz generados por el medio de fuente de luz 420 se reflejen substancialmente dentro de la guia de onda 430. Un medio de extracción de luz 450 se encuentra en contacto óptico con una guia de ondas 430 y tiene una superficie de entrada 452 y una superficie de salida 454. Un medio de extracción de luz extrae al menos una parte del flujo de luz que pasa a través de la guía de onda 430. La luz extraída pasa a través de la superficie de entrada 452 y sale por la superficie de salida 454 del medio de extracción de luz 450. Una superficie de salida 454 del medio de extracción de luz 450 es también la superficie de salida para el sistema de iluminación 400. Con el objeto de entender cómo funciona un sistema de iluminación 400, se ilustran en la figura 4 algunas flechas representativas que representan una secuencia de eventos que pueden ocurrir a una parte de la luz dentro del sistema de iluminación 400. Estas flechas se muestran solamente para propósitos ilustrativos y no implican que toda la luz será sometida a la misma secuencia de eventos. Observando primero un medio de fuete de luz 420, al principio de la secuencia, la luz es emitida por la superficie 425 de un medio de fuente de luz 420. Esta luz es indicada por la flecha 460 en la figura 4. Además de ser una superficie emisora, esta superficie es también un reflector. La luminancia intrínseca o bien brillo de un medio de fuente de luz 420, medida sin ninguna otra estructura óptica en la cercanía del medio de fuente de luz 420, es L (intrínseca) . Alguna fracción [x'''] de la luz, indicado por las flecha 462, proveniente del medio de fuente de luz 420 pasa a través de un medio de reflexión 440 y penetra una guía de ondas 430 en la superficie de entrada de guía de ondas 435 que tiene un área de superficie Área (dentro) . El valor de [x'"] puede ubicarse dentro de un rango de 0 a 1. Se prefiere que [x'"] se encuentre entre 0.01 y 0.80. se prefiere todavía más que [x'"] se encuentre entre 0.01 y 0.60. se prefiere especialmente que [x'"] se encuentra entre 0.01 y 0.40. la luminancia de la luz en la superficie de entrada 435 es L (dentro). La distribución de ángulo sólido (en el aire) de la luz que pasa en la superficie de entrada 435 es O (dentro). Al menos una porción o bien la totalidad de la luz que penetra en la guia de onda 430 y que se indica por medio de la flecha 462 será extraída por el medio de extracción de luz 450 y surgirá del sistema de iluminación 400 a través de la superficie de salida 454. La distribución de ángulo sólido (en el aire) de la luz que surge de la superficie de salida 454 es O (salir) y el área de la superficie de salida 454 es rea (fuera) . La fracción restante [1-x'"] de la luz 460, indicado por la flecha 464, será reciclada de nuevo hacia la fuente 420 por el medio de reflexión 440. La reflectividad de la superficie de reflexión 425 del medio de cambio de luz 420 es r(l) . La fracción de la luz inicial 460 que es reflejada a partir de la superficie de reflexión 425 es [1-x'"] [r(l)] y se indica por medio de la flecha 470. La luminancia del medio de fuente de luz 420 será realzada por la luz reflejada. Como en las modalidades anteriores, la luz puede seguir sometiéndose a reflexiones múltiples a partir del medio de reflexión 440 y del medio de fuente de luz 420 realzando adicionalmente la luminancia del medio de fuente de luz 420. En el ejemplo ilustrado en la figura 4, aún si una parte de la luz emitida por la fuente es reciclada de nuevo a la fuente lo que resulta de una fuente con luminancia realzada, no se desprende necesariamente que la luminancia de salida del sistema de iluminación 400 sea mayor que la luminancia intrínseca de la fuente. Como en la figura 1, los parámetros rea (dentro), rea (fuera), O (dentro) y O (fuera) son también importantes. Los cálculos de las relaciones entre la luminancia de salida y estos parámetros son similares a los cálculos ilustrados en las ecuaciones (5) -(7). En muchas aplicaciones prácticas, Área (fuera es mucho mayor que Área (dentro) de cada fuente de luz. En un caso de este tipo el medio de extracción de luz puede tener que incluir un medio de colimación de luz con el objeto de lograr una situación en la cual L (fuera) es mayor que L (intrínseca) . Ejemplos de medios de colimación de luz se proporcionan arriba en la primera modalidad en relación con la figura 1.

Los ejemplos ilustrados en la figuras 1-4 tienen el propósito de proporcionar modalidades posibles de esta invención y no pretenden limitar el alcance de la invención. Como lo observará un experto en la materia, se pueden colocar reflectores adicionales alrededor del medio de fuente de luz en las figuras 1,2 y 4 de manera similar a la figura 3 sin salirse del alcance y espíritu de la presente invención. Se pueden agregar también medios de fuente de luz adicionales a las configuraciones ilustradas en las figuras 1-4 o bien en configuraciones modificadas. Un brillo realzado a través del reciclaje de los rayos de luz fue demostrado en el laboratorio de conformidad con lo comentado en los siguientes 3 ejemplos. En el primer ejemplo, se construyó un sistema de iluminación de una lámpara. Ese sistema fue compuesto de una lámpara fluorescente tubular de 0.102 pulgadas (2.6 mm) de diámetro, un reflector difuso tubular Spectralon ® hueco que rodeaba la lámpara y presentaba una hendidura de aproximadamente 0.07 pulgadas de ancho a lo largo de la longitud del tubo, una guia de ondas acrílica (4 pulgadas de ancho, 6 pulgadas de largo y 0.062 pulgadas de espesor) con un borde (4 pulgadas por 0.062 pulgadas) iluminado por una lámpara fluorescente a través de la hendidura en el reflector de lámpara Spectralon®, un reflector difuso (4 pulgadas por 0.062 pulgadas) colocado en el borde de la guía de ondas opuesto a la lámpara, y una tira de 0.035 pulgadas por 4 pulgadas de hoja de colimación fijada sobre una de las superficies de 4 pulgadas por 6 pulgadas de la guia de ondas con un adhesivo sensible a la presión. La hoja de colimación estaba compuesta de prismas y lentes diseñados de conformidad con las enseñanzas de la patente norteamericana número 5,521,725, para un llu ination System Employing an Array of Microprisms" (sistema de iluminación que emplea un conjunto de microprismas) , asignado al mismo beneficiario de la presente invención e incorporada aquí por referencia. La hoja de colimación presentaba una distribución de salida de luz elípticas con una dispersión angular (a 50% de la luminancia pico) de aproximadamente +/- 8° a lo largo de un eje de la elipse y +/- 13° a lo largo del eje perpendicular de la elipse. La luminancia intrínseca de la lámpara fluorescente sin ningún componente óptico cercano se midió en 8,000 pies-Lamberts(fL) . La luminancia de salida de luz del sistema de iluminación configura de conformidad con lo descrito en el párrafo anterior (medida en la salida de la hoja de colimación) con la lámpara colocada en el sistema de conformidad con lo descrito arriba fue de aproximadamente 15,000fL. Por consiguiente, la luminancia de salida del sistema de iluminación fue más que 1.8 veces mayor que la luminancia intrínseca de la fuente de lámpara. Cuando el reflector difuso ubicado al final de la guia de ondas opuestas a la lámpara fue removido para evitar que la luz fuera reciclada a partir de la guía de onda de regreso a la fuente de lámpara, la luminancia de salida del sistema bajo por debajo de 8,000fL (es decir, a un nivel menor que la luminancia de fuente intrínseca) . En el segundo ejemplo, se construyo un sistema de iluminación de 2 lámparas. Ese sistema fue compuesto de una guía de ondas acrílica de 3.2 pulgadas de ancho por 2.4 pulgadas de largo por 0.25 pulgada de espesor, dos lámparas fluorescente tubulares de 0.157 pulgadas (4.0 mm) de diámetro colocadas a lo largo de los bordes opuestos de 3.2 pulgadas x 0.25 pulgadas de la guía de ondas acrílica, reflectores especulares revestidos con plata curvos rodeando cada lámpara fluorescente y dirigiendo la luz proveniente de cada lámpara hacia la guia de ondas, y una tira de 3.2 pulgada por 2.0 pulgadas de hoja de colimación fijada sobre una de las superficies de 3.2 pulgada por 2.4 pulgadas de la guia de ondas con un adhesivo sensible a la presión. La hoja de colimación estaba compuesta de primas y lentes diseñados de conformidad con las enseñanzas de la patente norteamericana número 5,521,725, para un * Illumination System Employing an Array of Microprisms" (sistema de iluminación que emplea un conjunto de microprismas) , asignada al mismo beneficiario que la presente solicitud. La hoja de colimación presentaba una distribución de salida de luz elíptica con una dispersión angular (al 50% de iluminancia pico) de aproximadamente +/-8° a lo largo de un eje de la elipse y +/- 13° a lo largo del eje perpendicular de la elipse. La luminancia intrínseca de cada lámpara fluorescente sin componentes ópticos aledaños se midió como 10,000 pies-Lamberts (fL) . La luminancia de salida de luz del sistema de iluminación configurado de conformidad con lo descrito en el párrafo anterior (medido en la salida de la hoja de colimación) con la lámpara colocada en el sistema de conformidad con lo descrito arriba alcanzo 22,000 fL. Por consiguiente, la luminancia de salida del sistema de iluminación fue de aproximadamente 2.2 veces mayor que la luminancia intrínseca de la fuente de lámpara. En el tercer ejemplo, se construyó un sistema de iluminación de 6 lámparas. Ese sistema fue compuesto de una guía de onda acrílica de 6 pulgadas de ancho por 6 pulgadas de largo por una pulgada de espesor, 6 lámparas fluorescentes de cátodo caliente tubulares de 7 mm de diámetro colocadas a lo largo de los bordes opuestos de 6 pulgadas x 1 pulgada de la guia de ondas acrilica (3 lámparas de cada lado), reflectores difusos blancos rodeando cada una de las tres lámparas fluorescentes y dirigiendo la luz proveniente de las lámparas hacia la guía de ondas y un primas de ángulo recto de vidrio de una pulgada por una pulgada fijado sobre una de las superficies de 6 pulgadas por 6 pulgadas de la guía de onda con un adhesivo sensible a la presión. La luminancia intrínseca de cada una de las lámparas fluorescentes sin componentes ópticos aledaños se midió como 23, 667 candelas por metro cuadrado (Cd/m2) . La luminancia de salida de luz del sistema de iluminación configurado de conformidad con lo descrito en el párrafo anterior (medida en la salida del prisma de ángulo recto) con la lámpara colocada en el sistema de conformidad con lo descrito arriba fue de aproximadamente 235,000 Cd/m2. Por consiguiente, la luminancia de salida del sistema de iluminación fue más que 9.9 veces mayor que la luminancia intrínseca de la fuente de lámpara. Se entenderá que esta invención se aplica a una amplia variedad de dispositivos tales como dispositivos de iluminación directa, dispositivos de visualización de proyección, así como dispositivos de visualización de panel planos para paneles de instrumentos automotrices, juegos, receptores de televisión, propósitos militares, aplicaciones aeroespaciales y relacionadas con la aviación, monitores de computadora, y cualquier otro dispositivo que proporciona un información alfa numérica, numérica, de datos, o de video. Mientras se ha descrito lo que se considera como la modalidad preferida de la presente invención, los expertos en la materia observarán que otras modificaciones adicionales pueden llevarse a cabo sin salirse de la invención, y se pretende reclamar todas estas modalidades que caen dentro del alcance verdadero de la invención. Por ejemplo, se entenderá que otras variaciones y combinaciones son posibles empleando las estructuras presentadas en la solicitud de patente mencionadas .

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES 1. Un sistema óptico de iluminación, que comprende: (a) un medio de fuente de luz para generar rayos de luz, donde el medio de fuente de luz tiene una superficie emisora reflectora y una luminancia intrínseca, L (intrínseca) ; (b) un medio de transmisión de luz que tiene una superficie de entrada de luz cercana a dicho medio de fuente de luz; (c) un medio de reflexión de luz separado del medio de fuente de fuente de luz para reflejar y reciclar una porción de la luz emitida a partir de dicho medio de fuente de luz de regreso a dicho medio de fuente de luz; y (d) un medio de extracción de luz para extraer una porción de la luz en dicho medio de transmisión de luz, dicho medio de extracción de luz comprende: (i) una superficie de entrada de luz en contacto óptico con una superficie de dicho medio de transmisión de luz; (ii) una superficie de salida de luz a través de la cual se dirige la luz extraída; y opcionalmente (iii) un medio de colimación de luz interpuesto entre y contiguo con las superficies de entrada de luz y salida de luz de dicho medio de extracción de luz por lo que la salida del sistema de iluminación es más colimada que la luz de entrada al medio de transmisión de luz, por lo que, la luminancia de salida del sistema de iluminación óptica es realzada.
2. 2. Un sistema óptico de iluminación de conformidad con la reivindicación 1, donde dicha luminancia de salida de dicho sistema óptico de iluminación es mayor que la luminancia intrínseca, L (intrínseca) , de dicho medio de fuente de luz.
3. 3. Un sistema óptico de iluminación de la reivindicación 1, donde dicho medio de fuente de luz es una fuente de luz fluorescente o al menos un diodo emisor de luz.
4. 4. Un sistema óptico de iluminación de la reivindicación 1, donde dicho medio de transmisión de luz es una guía de ondas óptica o bien una guía de ondas hueca.
5. 5. Un sistema óptico de iluminación de la reivindicación 1, donde dicho medio de extracción de luz incluye un medio de colimación de luz para dirigir los rayos de luz en un patrón de luz substancialmente colimada.
6. 6. Un sistema óptico de iluminación de la reivindicación 5, donde dicho medio de colimación de luz comprende un conjunto de microprismas, donde cada microprisma comprende : (i) una superficie de entrada de luz ópticamente conectada a dicho medio de transmisión de luz; (ii) una superficie de salida de luz distal de dicha superficie de entrada de luz; y (iii) una primera pared lateral colocada entre y contigua con dicha superficie de entrada de luz y dicha superficie de salida de luz y que forma un ángulo de inclinación en relación a la normal de la superficie de dicho medio de transmisión de luz.
7. 7. Un sistema óptico de iluminación de la reivindicación 5, donde dicho medio de colimación de luz comprende una capa de bajo Índice de refracción colocada entre dicho medio de transmisión de luz y dicho medio de colimación de luz.
8. 8. Un sistema óptico de iluminación de conformidad con la reivindicación 6, que comprende además un conjunto de microlentes, donde la salida de cada microprisma es dirigida hacia al menos un microlente correspondiente.
9. 9. Un sistema óptico de iluminación de la reivindicación 1, donde dicho medio fuente de luz y dicho medio de reflexión de luz se colocan en extremos opuestos de dicho medio de transmisión de luz de tal manera que una porción de los rayos de luz provenientes del medio de fuente de luz viaje hacia el medio de reflexión de luz y de regreso hacia el medio de fuente de luz .
10. 10. Un sistema óptico de iluminación de la reivindicación 1, donde dicho medio de reflexión de luz rodea parcialmente el medio de fuente de luz.
11. 11. Un sistema óptico de iluminación de la reivindicación 1, donde dicho medio de reflexión de luz se encuentra ubicado entre dicho medio de fuente de luz y dicho medio de transmisión de luz. Un sistema óptico de iluminación de la reivindicación 11, donde dicho medio de reflexión de luz comprende un conjunto lenticular de prismas, o bien un conjunto de guias de ondas ahusadas.