PT1768746E - Unidade de iluminação para produzir luz linearmente polarizada dirigida para uma superfície alvo - Google Patents

Description

ΡΕ1768746 1 DESCRIÇÃO "UNIDADE DE ILUMINAÇÃO PARA PRODUZIR LUZ LINEARMENTE POLARIZADA DIRIGIDA PARA UMA SUPERFÍCIE ALVO" A invenção refere-se a uma unidade de iluminação para produzir luz linearmente polarizada dirigida para uma superfície alvo, compreendendo a unidade de iluminação pelo menos uma unidade de fonte que produz luz pelo menos na gama espectral visível e uma unidade frontal de polarização opticamente translúcida que confere protecção contra efeitos exteriores, sendo que a unidade de fonte e a unidade frontal de polarização estão colocadas numa caixa cujo interior é atravessado por um cabo eléctrico.

Sabe-se que a luz polarizada, especialmente a luz linearmente polarizada é benéfica para as funções vitais e é capaz de reforçar o organismo para combater desordens. No caso dos seres humanos, pode ser usado para o acondicionamento geral. No caso da criação de animais, pode ser usada para aumentar o rendimento e para tratar certas doenças inflamatórias.

Consequentemente, é necessária uma unidade de iluminação compacta que possa ser facilmente instalada e seja fácil de emitir luz com a intensidade pretendida na direcção apropriada. Vantajosamente, as unidades são 2 ΡΕ1768746 extensíveis por simples multiplicação das mesmas, dependendo do efeito e das circunstâncias. 0 pedido EP 0 279 002 descreve um arranjo para produzir luz polarizada onde a gama espectral da luz emitida é basicamente encontrada na gama de UV. Não há propostas para o uso especial da luz polarizada na gama espectral visível ou próxima de visível.

Ao mesmo tempo, o pedido US 4 612 604 descreve um polarizador do tipo Brewster para criar bioestimulação. A eficiência de emissão de luz não está, contudo, devidamente tratada. 0 documento WO 9309847 divulgou um dispositivo para estimulação fotométrica de células vivas, onde os díodos produzem luz em três comprimentos de onda separados. Falta à solução um comprimento de onda de luz emitida contínua nas gamas de comprimento de onda visível ou próximas. Portanto, não se experimentaram efeitos suficientes sobre as células vivas. O Documento DE 203 11 041U divulga uma unidade de iluminação para produzir luz polarizada na gama espectral visível e próxima de infravermelho tendo um painel com um número de dispositivos LED. Este documento divulga o preâmbulo da reivindicação 1.

Verificou-se que os dispositivos recentemente 3 ΡΕ1768746 disponíveis e relativamente baratos designados por LED de alta intensidade com produção de luz cada vez maior e melhor eficiência são adequados para modelos de realização de unidades divididas ou painéis que, substancialmente, emitem luz a partir de um plano num continuo visível ou em gamas de comprimento de onda de infravermelho próximas de visível e podem ser usados para formar uma unidade de luz de acordo com o objecto da invenção.

Em conformidade, a unidade de fonte do equipamento de luz descrito no preâmbulo contém pelo menos um painel que tem um número de dispositivos LED de alta densidade dispostos num padrão predeterminado num dos seus lados. A unidade frontal de polarização contém pelo menos um suporte rígido opticamente transparente e uma folha metálica de filtro de polarização aplicada sobre o suporte. Pelo menos uma porção da caixa é feita de material condutor de calor e mantém a unidade frontal de polarização numa posição fixa de maneira a confinar um espaço interior hermeticamente fechado. 0 painel é posicionado de maneira fixa, paralelo à unidade de polarização contida no espaço interior, de maneira que os dispositivos LED de alta intensidade fiquem virados para a unidade frontal de polarização. A unidade de fonte e a unidade frontal de polarização são cilindricamente curvas numa dimensão e a direcção de polarização da referida folha metálica de filtro de polarização é paralela ao eixo do cilindro.

Uma descrição pormenorizada dos modelos de 4 ΡΕ1768746 realização da unidade de luz de acordo com a invenção será agora divulgada em referência aos desenhos em anexo nos quais: A figura 1 é uma vista em perspectiva de um fragmento de uma unidade de iluminação exemplar; A figura 2 é uma vista em secção da unidade de iluminação da Figura 1; A figura 3 é uma vista em secção de um primeiro exemplo de modelo de realização da unidade frontal de polarização; A figura 4 é uma vista em secção de um segundo exemplo de modelo de realização da unidade frontal de polarização; A figura 5 mostra os dispositivos LED dispostos num primeiro padrão; A figura 6 mostra os dispositivos LED dispostos num segundo padrão; A figura 7 mostra os dispositivos LED dispostos num terceiro padrão; A figura 8 mostra a forma e partes de um dos elementos da figura 7; 5 ΡΕ1768746 A figura 9 mostra os dispositivos LED dispostos num quarto padrão; A figura 10 mostra os dispositivos LED dispostos num quinto padrão; A figura 11 é um diagrama em bloco que mostra a colimação dos feixes de luz dos dispositivos LED; A figura 12 mostra um modelo de realização da unidade de iluminação de acordo com a invenção quando está dobrada (curvada) cilíndricamente numa dimensão; A figura 13 mostra outro modelo de realização da unidade de iluminação de acordo com a invenção quando está dobrada (curvada) cilíndricamente numa dimensão. A figura 14 é uma vista esquemática de uma unidade de iluminação de forma cilíndrica de acordo com a invenção; e A figura 15 é uma vista esquemática de uma unidade de iluminação alargada compreendendo várias unidades ligadas umas às outras. A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um fragmento de uma unidade de iluminação exemplar, na qual se pode ver uma unidade de fonte 1 que produz luz na gama espectral visível e, eventualmente, numa gama espectral 6 ΡΕ1768746 próxima de infravermelho e uma unidade frontal 4 de polarização opticamente translúcida que confere protecção contra efeitos exteriores. A unidade de fonte 1 e a unidade de polarização 4 são colocadas numa caixa 8. A unidade de fonte 1 contém pelo menos um painel 2 que tem um número de dispositivos LED 3 de alta intensidade dispostos num padrão predeterminado num dos seus lados. Na Figura 1 este padrão é uma matriz. Um cabo eléctrico (não apresentado) que passa algures através da caixa 8 fornece energia aos dispositivos LED 3. A mesma unidade de fonte 1 pode conter um número de painéis separados 2 ou estes painéis podem ser ligados uns aos outros de maneira destacável.

De acordo com a Figura 2, a unidade frontal de polarização 4 contém pelo menos um suporte rigido 5 opticamente transparente e uma folha metálica de filtro de polarização 7 aplicada sobre o suporte 5, que pode compreender uma estrutura de lente Fresnel. Pelo menos uma porção da caixa 8 é feita a partir de material condutor de calor, por exemplo, metal, para reduzir o calor que se desenvolve durante a operação. Para reduzir o calor do espaço interior 11 também pode ser apropriado o uso de qualquer outro meio conhecido, por exemplo, uma camada de tinta de isolamento térmico. A unidade frontal de polarização 4 é fixa à caixa 8 por meio de um quadro 9 de maneira a confinar um espaço interior hermeticamente fechado 11. 0 painel 2 está posicionado de maneira fixa paralelo à unidade frontal de polarização 4 dentro do espaço interior 11 de maneira que os dispositivos LED de 7 ΡΕ1768746 alta intensidade fiquem virados para a unidade frontal de polarização 4. Eventualmente, o rebordo de arrefecimento 16 também pode ser aplicado na porção do fundo da caixa 8 para reduzir o calor que se desenvolve no espaço interior 11.

Relativamente a esta invenção, o termo dispositivos LED é usado para todos os dispositivos semicondutores de emissão de luz com alta eficiência e estruturas actualmente fabricadas em massa e disponíveis no comércio. Estes dispositivos e estruturas são desenvolvidos continuamente de maneira a atingirem uma eficiência luminosa cada vez maior. Esses dispositivos emitem luz pelo menos dentro da gama espectral visível ou também numa gama espectral próxima de infravermelho na forma de luz emitida numa gama espectral contínua, cuja luz pode ter várias temperaturas de cor. Na presente invenção, o termo dispositivos LED 3 é usado com um significado compreensível, especialmente para os conhecidos dispositivos LED (Light Emitting Diode) ou OLED (Organic Light Emitting Diode) de alta intensidade e alta potência. Estes últimos tornam possível o uso de uma folha metálica plana e luminosa que - em teoria - pode ser cortada num tamanho eventual. Também podem ser usados os dispositivos LEP (Light Emitting Polymer). Resumindo, de acordo com a presente invenção, todos esses dispositivos podem ser considerados como dispositivos LED 3 que são conhecidos como dispositivos electrónicos SSL (Solid State Lighting) no estado da técnica. As actuais possibilidades no comércio fazem com que, predominantemente, seja possível o uso de 8 ΡΕ1768746 dispositivos LED discretos. A figura 3 mostra a secção de uma possível estrutura da unidade frontal de polarização 4. 0 suporte rígido opticamente transparente 5, juntamente com um suporte similar 6, forma uma estrutura em sanduíche que rodeia a folha metálica de filtro de polarização 7. Esta folha metálica de filtro de polarização pode ser aplicada sobre quer o suporte 5 quer o suporte 6. A aplicação pode ser efectuada por colagem, tratamento térmico, etc. Também é possível que a folha metálica de filtro de polarização 7 seja simplesmente mantida no seu lugar pelo exercício de uma força mecânica. As folhas metálicas de filtro de polarização são conhecidas e estão disponíveis no comércio. Vantajosamente, a folha metálica de filtro de polarização 7 é altamente transparente, preferivelmente tem uma capacidade de transmissão de luz superior a 40%. Vantajosamente, os suportes 5 e 6 são efectuados de acrílico, policarbonato transparente ou matéria plástica similar. Contudo, o vidro ou o vidro endurecido também pode ser apropriado.

De acordo com a figura 4 só é usado um único suporte 5. Neste caso, a unidade frontal de polarização 4 contém uma folha metálica de filtro de polarização 7 aplicada sobre o suporte 5 usando um dos métodos de aplicação anteriormente descritos.

Como foi mencionado, os dispositivos LED 3 estão 9 ΡΕ1768746 dispostos sobre um dos lados do painel 2 num padrão predeterminado. Este padrão pode ser uma matriz contendo um número de filas m e colunas n como está apresentado na figura 5 ou os dispositivos LED 3 podem estar dispostos concentricamente como se pode ver na figura 6. Além disso, os dispositivos LED 3 podem estar dispostos numa linha ondulada como está apresentado na figura 9 ou podem estar distribuídos ao longo de uma linha recta de acordo com a figura 10. Tal como está apresentado na figura 7, a fonte de luz pode ser diferente no mesmo padrão. Neste caso, além dos dispositivos LED 3, podem ser usados dispositivos LED compostos 13 contendo vários componentes LED 3' dispostos num padrão de tipo estrela tal como apresentado na Figura 8. Estes dispositivos LED 13 estão disponíveis no comércio. Os dispositivos LED 3 e os dispositivos LED compostos 13 podem ser dispostos de maneira afim, como está apresentado na figura 6.

Preferivelmente, em certas aplicações a maioria dos dispositivos LED 3 colocados na unidade de iluminação emitem uma luz branca quente. Contudo, é possível que também seja aplicado um pequeno número de dispositivos LED 3 que emitam luz colorida. É um objecto da unidade de iluminação de acordo com a invenção produzir luz polarizada relativa e linearmente dirigida em vez de luz difusa com feixes divergentes. Para este efeito, um elemento óptico adicional 15 diminuindo o ângulo do espaço emissor de luz α dos 10 ΡΕ1768746 dispositivos LED 3 pode ser colocado antes dos dispositivos LED 3 ou pelo menos antes de alguns deles. Isto pode ser uma lente como está apresentada na Figura 11. 0 ângulo do espaço original α da luz emitida a partir do dispositivo LED 3 é cortado para o ângulo do espaço β por meio do elemento óptico (lente) 15. O ângulo do espaço β é menor do que o ângulo do espaço a. Prova ser bom se o resultante ângulo do espaço β à frente da unidade frontal de polarização 4 tiver um ângulo de abertura de 10-50°. Para efeitos práticos, no caso de grandes superfícies, os suportes rígidos opticamente transparentes 5 ou 6 da unidade frontal de polarização 4 podem conter uma lente Fresnel. A unidade de iluminação de acordo com a invenção pode ser usada para certos efeitos terapêuticos - não pormenorizados na presente descrição - se a intensidade da luz resultante medida a uma distância de 0,5 m a partir da unidade frontal de polarização estiver entre 5-60 mW/cm2. Vantajosamente, este valor está entre 30-40 mW/cm2.

Uma unidade de iluminação de acordo com a invenção descrita com referência à figura 1 pode ser vista na figura 12. 0 painel 12 da unidade de fonte é dobrado (curvado) de maneira a ter uma superfície convexa relativamente à unidade frontal de polarização 14. A unidade frontal de polarização é dobrada (curvada) similarmente. Desta maneira, a distância entre o painel 12 e a unidade frontal de polarização é constante. Estas 11 ΡΕ1768746 dobragens (curvas) devem ser efectuadas numa dimensão (para garantir a polarização linear) e podem resultar numa superfície cilíndrica como está apresentada na figura 12. A direcção da polarização da folha metálica do filtro de polarização 7 é paralela ao eixo do cilindro. A forma da caixa 18 é facultativa, pode ser diferente da que está apresentada na figura. Vantajosamente, a sua superfície interior está revestida com material reflector de luz.

Noutro modelo de realização alternativo apresentado na figura 13 o filtro e a fonte de luz estão trocados e o painel 12' contendo dispositivos LED 3 está dobrado de maneira a ter uma superfície côncava relativamente à unidade frontal de polarização 14'. Novamente, a forma da caixa 18' é eventual, pode ser diferente da que está apresentada na figura.

Uma versão alargada dos modelos de realização apresentados nas figuras 12 e 13 pode ser vista na figura 14 na qual as dobragens (curvas) resultam num cilindro completo. As superfícies do cilindro 20 e 21 não são designadas como painéis 12, 12' ou unidades frontais de polarização 14, 14' indicando assim que são intermutáveis. A unidade de iluminação pode, na sua totalidade, ter a forma de disco ou de paralelepípedo. Especialmente, esta última tem uma vantagem de que a forma das unidades de iluminação individual torna possível alargá-la com outras unidades, isto é, várias unidades de iluminação podem ser 12 ΡΕ1768746 facilmente ligadas (tanto mecânica como electricamente) umas às outras. Na figura 15 o lado da caixa 8 está provido com um elemento de ligação mecânico 10 por meio do qual uma pluralidade de unidades de iluminação rectangular 22 podem ser ligadas umas às outras de maneira que as suas unidades frontais de polarização fiquem no mesmo plano. Os elementos de ligação 10 podem estar providos, em todos os quatro lados da caixa 8 enquanto são formadas contrapartes nos lados opostos. Desta maneira, de acordo com a figura 15, pode ser facilmente efectuada uma extensão. O elemento de ligação 10 também está simbolicamente apresentado na figura 1 . A unidade de iluminação de acordo com a presente invenção tem várias vantagens, por exemplo, na utilização especifica da melhoria de produtividade em quintas produtoras de lacticinios. Qualquer outra espécie de animais de criação também pode ser um âmbito de utilização da presente invenção. Pode ser simplesmente implementado, é móvel e pode ser facilmente alargado sem a necessidade de se alterarem as unidades já instaladas. Além disso, não sobreaquece apesar da caixa fechada resistente ao pó e ao vapor.

Lisboa, 8 de Março de 2012

Claims (9)

1. ΡΕ1768746 1 REIVINDICAÇÕES 1. Unidade de iluminação para produzir luz linearmente polarizada dirigida para uma superfície alvo, compreendendo a referida unidade de iluminação pelo menos uma unidade de fonte (1) produzindo luz pelo menos na gama espectral visível e, eventualmente, na gama espectral próxima de infravermelho, e uma unidade frontal de polarização opticamente translúcida (4) conferindo protecção contra efeitos exteriores. A referida unidade de fonte (1) e a referida unidade frontal de polarização (4) estão colocadas numa caixa (8) na qual um cabo eléctrico passa através da referida caixa, mantendo a referida unidade frontal de polarização (4) numa posição fixa de maneira a confinar um espaço interior fechado (11), a referida unidade de fonte (1) contém pelo menos um painel (2) tendo um número de dispositivos LED (3) de alta intensidade dispostos num padrão predeterminado num dos seus lados, o referido painel (2) está posicionado de maneira fixa paralelo à referida unidade de polarização (4) dentro do referido espaço interior (11) de maneira que os referidos dispositivos LED (3) de alta intensidade fiquem virados para a referida unidade frontal de polarização (4), caracterizado por a referida unidade frontal de polarização (4) conter pelo menos um suporte rígido opticamente transparente (5,6); pelo menos uma porção da referida caixa (8) é feita de material condutor de calor, sendo o referido espaço interior hermeticamente fechado; e a referida 2 ΡΕ1768746 unidade de fonte (1) e a referida unidade frontal de polarização (4, 14, 14') são cilindricamente curvas numa dimensão e a direcção da polarização da folha metálica de filtro de polarização (7) é paralela ao eixo do cilindro.
2. 2. Unidade de iluminação de acordo com a reivindicação 1 caracterizada por a referida unidade de fonte (1) conter um número de painéis (2) quer separadamente quer ligados uns aos outros de maneira a poderem ser desmontados.
3. 3. Unidade de iluminação de acordo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizada por a referida folha metálica do filtro de polarização (7) ter uma capacidade transmissora de luz superior a 40%.
4. 4. Unidade de iluminação de acordo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizada por a maioria dos referidos dispositivos LED (3) incluídos na referida unidade de iluminação emitirem uma luz branca quente e, eventualmente, uma minoria dos referidos dispositivos LED colocados na referida unidade de iluminação emitirem luz colorida.
5. 5. Unidade de iluminação de acordo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizada por um elemento óptico adicional (15) estar pelo menos posicionado à frente de alguns dos referidos dispositivos LED (3) para diminuir o ângulo (a) do espaço emissor de luz dos referidos 3 ΡΕ1768746 dispositivos LED (3).
6. 6. Unidade de iluminação de acordo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizado pelo facto de a intensidade da luz resultante medida a uma distância de 0,5 m da referida unidade frontal de polarização (4) estar entre 5-60 mW/cm2.
7. 7. Unidade de iluminação, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por as curvas resultarem num cilindro completo.
8. 8. Unidade de iluminação de acordo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizada por o lado da referida caixa (8) estar provido com um elemento de ligação mecânico (10) para ligar um número de unidades de iluminação (22) umas às outras de maneira que as suas unidades frontais de polarização (4) fiquem no mesmo plano.
9. 9. Unidade de iluminação de acordo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizada por a superfície interna da referida caixa (8, 18, 18') ser revestida com material reflector de luz. Lisboa, 8 de Março de 2012