ES2971425T3 - Dispositivo de iluminación - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de iluminación (1) que comprende una envolvente (2), una base (3), una fuente de luz de estado sólido (4) y medios ópticos (5) como elemento no integrado con la envolvente (2).). La fuente de luz de estado sólido (4) está acoplada ópticamente a los medios ópticos (5), y los medios ópticos (5) están provistos de una superficie de desacoplamiento de luz que permite el desacoplamiento de la luz de los medios ópticos (5) por una superficie rugosidad de los medios ópticos (5). La rugosidad de la superficie se proporciona a lo largo de los medios ópticos (5) de modo que el desacoplamiento de la luz procedente de los medios ópticos (5) se asemeja a la emisión de una lámpara incandescente convencional, tal como una lámpara de filamento de carbono. La larga vida útil y la alta eficiencia de los LED como fuente de luz de estado sólido (4) harán de este dispositivo de iluminación (1) una alternativa muy atractiva a la lámpara incandescente convencional. El dispositivo de iluminación (1) según la presente invención tiene la ventaja adicional de que se puede elegir y ajustar una amplia gama de colores utilizando, por ejemplo, LED rojos, verdes y azules en el dispositivo de iluminación (1). En el dispositivo de iluminación (1) se puede incorporar la electrónica de conducción y control de los ajustes de intensidad y color. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de iluminación
Campo de la invención
La invención se refiere a un dispositivo de iluminación que comprende una envolvente, una fuente de luz de estado sólido y un medio óptico como un elemento no integrado en la envolvente.
Antecedentes de la invención
Un dispositivo de iluminación como el mencionado en el párrafo inicial se conoce a partir del documento US 6.586.882. Esta patente estadounidense describe un sistema de iluminación que comprende elementos optoelectrónicos, tales como, por ejemplo, diodos emisores de luz, que emiten luz en un primer intervalo de longitud de onda, preferiblemente luz azul. Además, el sistema de iluminación está provisto de medios de conversión para absorber la luz emitida por los elementos optoelectrónicos y reemitir luz en un segundo intervalo de longitud de onda. Los medios de conversión pueden estar previstos en un cuerpo que sea una bobina en forma de espiral. Con una envolvente con forma de la conocida bombilla, este sistema de iluminación se asemeja a una lámpara de incandescencia de carbono.
Aunque es posible tener una apariencia de alta eficiencia del filamento de carbono con el sistema de iluminación como se describe en el documento Us 6.586.882, este sistema de iluminación tiene el inconveniente de que la luz emitida por los elementos optoelectrónicos tiene que convertirse en luz que tiene la longitud de onda adecuada, lo que resulta complicado y perjudicial para su eficiencia. Otro inconveniente es el revestimiento óptico multicapa en el lado interior de la envolvente, que es necesario para reflejar la luz emitida por los LED hacia los medios de conversión. Esto hace que este sistema de iluminación sea complejo y costoso.
El documento WO 2003/059012 Al describe una lámpara que tiene un elemento de bombilla que está dispuesto en un casquillo y que rodea un volumen de espacio. La lámpara está provista de al menos un elemento LED para emitir luz LED al elemento de bombilla. Como resultado de la reflexión sobre las superficies definitorias del elemento de bombilla, se produce una transmisión de la luz LED dentro del elemento de bombilla.
El documento WO 2004/100213 A2 un documento relevante según el art. 54(3) EPC, describe una lámpara que tiene un LED y una guía de luz en forma de fibra óptica enrollada que están dispuestas dentro de un recinto. Se aplica fósforo directamente al LED de modo que la luz emitida se convierte en luz visible en el LED. La guía de luz está dispuesta encima del LED de tal manera que la luz visible incide sobre la guía de luz. La guía de luz tiene difusores superficiales, internos u otros, para permitir que la luz escape a los lugares deseados.
Sumario de la invención
Un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo de iluminación según el párrafo inicial, que no tenga los inconvenientes mencionados anteriormente y en donde la luz emitida por la fuente de luz de estado sólido se utilice directamente con fines de iluminación. Otra ventaja de la presente invención es la gran variedad de colores que puede generar este dispositivo de iluminación.
Según la presente invención, este objetivo se logra mediante un dispositivo de iluminación que comprende una envolvente, una base, una fuente de luz de estado sólido y un medio óptico. La fuente de luz de estado sólido está acoplada ópticamente al medio óptico. El medio óptico es un elemento interior del dispositivo de iluminación separado y no integrado con la envolvente. El medio óptico está provisto de una superficie de desacoplamiento de luz que permite el desacoplamiento de luz de los medios ópticos mediante una rugosidad superficial de los medios ópticos. La rugosidad superficial se proporciona de tal manera que la emisión del medio óptico se asemeja a la emisión de una lámpara de filamento de carbono.
La invención se basa en el reconocimiento de que será posible transferir la luz emitida por una fuente de luz de estado sólido a los medios ópticos acoplando ópticamente la fuente de luz de estado sólido a los medios ópticos. Estos medios ópticos forman un elemento separado en el interior del dispositivo de iluminación y no están integrados con la envolvente. Además, los medios ópticos deben estar provistos de una superficie que permita el desacoplamiento de la luz de los medios ópticos. Esto se puede lograr eligiendo una rugosidad superficial apropiada de los medios ópticos.
De esta manera, el dispositivo de iluminación según la presente invención emitirá la luz desde la fuente de luz de estado sólido con la misma distribución espectral que la generada por la fuente de luz de estado sólido.
En una realización preferida, la fuente de luz de estado sólido comprende al menos un diodo emisor de luz (LED). El uso de LED está muy extendido en las aplicaciones de iluminación actuales. La gran disponibilidad y el interesante precio hacen de los LED la fuente de luz preferida para este tipo de dispositivos de iluminación. Al utilizar un LED, el color del dispositivo de iluminación está determinado por la elección del LED. Por ejemplo, utilizando un LED de color ámbar se puede crear una luz agradable y acogedora para el salón.
En otra realización, la fuente de luz de estado sólido comprende tres LED que, durante el funcionamiento, emiten luz de diferentes colores. El uso de tres LED proporciona la posibilidad de elegir el color deseado entre una amplia gama cromática del Diagrama de Cromaticidad CIE de 1931: es decir, todos los colores encerrados por el triángulo, con los colores de los tres LED en los vértices. Al cambiar la relación de intensidades entre los tres LED de diferentes colores, se pueden ajustar todos los colores dentro del triángulo.
En realizaciones adicionales, el medio óptico comprende una fibra óptica, que puede estar enrollada en espiral. El uso de fibras ópticas permite realizar una gran variedad de lámparas muy decorativas. Uno o ambos extremos de la fibra deben estar acoplados ópticamente al LED. Cuando se utilizan tres LED, es posible utilizar sólo una fibra óptica que se acopla a los tres LED. De este modo, la fibra óptica recibe y emite el color mezclado generado por los tres<l>E<d>. Alternativamente, es posible utilizar fibras ópticas separadas, acopladas a cada LED individual.
En consecuencia, la lámpara tendrá tres fibras ópticas, cada una de las cuales emitirá un color de luz diferente. También es posible acoplar uno o ambos extremos de la fibra óptica al LED o LED. Esta última situación, con ambos extremos acoplados, permite una distribución de la luz más homogénea a lo largo de la fibra óptica.
Otra realización está caracterizada por que la envolvente tiene una superficie interior provista de un revestimiento de material luminiscente.
Al revestir la superficie interior con un material luminiscente, será posible fabricar una variedad aún mayor de lámparas de colores, incluso cuando se utilice solo un LED.
El dispositivo de iluminación presenta preferiblemente una base de rosca o una base de bayoneta.
La mayoría de las bombillas convencionales actuales están provistas de un casquillo de rosca, como los conocidos casquillos E14, E26 o E27, o de bayoneta. Al proporcionar un dispositivo de iluminación según la presente invención con el mismo tipo de base, es compatible con las bombillas existentes de modo que es muy fácil reemplazar la lámpara existente con el nuevo dispositivo de iluminación.
Además, la base del dispositivo de iluminación puede comprender medios de accionamiento electrónicos provistos de un suministro de energía para accionar la fuente de luz de estado sólido. Estos medios de accionamiento electrónicos transferirán la entrada de tensión de red del dispositivo de iluminación a un valor de salida adecuado para activar una fuente de luz de estado sólido. Además, los medios de accionamiento electrónicos están provistos además de una unidad de control que está dispuesta para controlar la salida de luz y/o el color del dispositivo de iluminación. Esta característica permitirá controlar la intensidad de la luz (una función de atenuación) y/o controlar el color del dispositivo de iluminación. Por ejemplo, este control puede llevarse a cabo mediante una interfaz de usuario de control remoto.
Breve descripción de los dibujos
Estos y otros aspectos de la invención son evidentes y se aclararán mediante ejemplos no limitantes con referencia a los dibujos y las realizaciones que se describen a continuación.
En los dibujos:
la Figura 1 muestra esquemáticamente el dispositivo de iluminación según la invención;
la Figura 2 muestra una realización según la invención, con tres LED y una fibra óptica común;
la figura 3 muestra una realización según la invención, con tres LED, cada uno con una fibra óptica independiente.
Descripción detallada de las realizaciones
La Figura 1 muestra un ejemplo de un dispositivo 1 de iluminación según la presente invención. Este dispositivo de iluminación presenta una envolvente 2 , por ejemplo una bombilla de cristal, como es habitual en las conocidas bombillas incandescentes. Cabe señalar que un dispositivo de iluminación de estado sólido no requiere una envolvente 2 al vacío. La envolvente 2 puede también contener aire o algún otro gas. Esta envolvente 2 está conectada a una base 3 conformada a modo de base 8 de rosca o de bayoneta en su cara exterior para hacerla compatible con las bombillas actuales.
El interior del dispositivo 1 de iluminación comprende una fuente 4 de luz de estado sólido, tal como, por ejemplo, uno o más LED, y medios 7 de accionamiento electrónicos para transformar la entrada de tensión de red (230 V CA o 110 V CA) en una señal adecuada para accionar la fuente 4 de luz de estado sólido.
El dispositivo 1 de iluminación tiene además una fibra óptica 5 que está acoplada a la fuente 4 de luz de estado sólido. Durante el funcionamiento, la fuente 4 de luz de estado sólido emite luz y transmite esta luz a la fibra óptica 5. La fibra óptica 5 está provista de una superficie de salida de luz, gracias a la cual la luz se emite desde la fibra óptica 5. Esta superficie de desacoplamiento de luz puede diseñarse de tal manera que la fibra óptica 5 emita la luz de manera homogénea en toda su superficie. Alternativamente, para una fibra óptica enrollada en espiral, puede diseñarse para emitir relativamente más luz desde la parte 52 en espiral y menos desde las partes 51, formando la conexión entre la parte 52 en espiral y la fuente 4 de luz de estado sólido. Esto se puede lograr, por ejemplo, mediante la elección de la rugosidad superficial a lo largo de la fibra óptica 5. De esta manera, la emisión a lo largo de la fibra se parecerá mucho a la emisión de una lámpara de incandescencia de carbono.
En la Figura 1, ambos extremos 10 de la fibra óptica 5 están conectados a la fuente 4 de luz de estado sólido. La luz emitida por la fuente 4 de luz de estado sólido llega ahora por ambos lados a la fibra óptica 5, lo que conduce a una distribución de la luz más homogénea a través de la fibra óptica 5. Alternativamente, sólo uno de los extremos 10 de la fibra óptica 5 puede acoplarse ópticamente a la fuente 4 de luz de estado sólido, en cuyo caso el otro extremo 10 no está en contacto óptico con la fuente 4 de luz de estado sólido.
Una opción adicional es acoplar ópticamente ambos extremos 10 de la fibra óptica 5 a diferentes LED de la fuente 4 de luz de estado sólido, permitiendo así una mayor salida de luz del dispositivo 1 de iluminación.
En la realización de la Figura 1, un blindaje 9, que impide la visión directa de la fuente de luz, rodea la fuente 4 de luz de estado sólido.
Si la envolvente 2 está hecha de vidrio transparente, este dispositivo 1 de iluminación tendrá un alto valor decorativo. Mediante el uso de LED ámbar y una fibra óptica enrollada en espiral, este dispositivo 1 de iluminación se parecerá mucho a las conocidas lámparas de filamento de carbono que se utilizan frecuentemente para crear un ambiente agradable. La lámpara de incandescencia de carbono tiene el inconveniente de que es cara y vulnerable, y de que tiene una eficacia luminosa muy baja. El dispositivo 1 de iluminación según la presente invención supera estos inconvenientes: puede usarse para crear una atmósfera agradable, proporcionando al mismo tiempo una alta potencia luminosa, junto con una vida útil extremadamente larga. A modo de comparación, los LED ámbar tienen una eficacia luminosa convencional de 20-40 Im/W y una vida útil de más de 75.000 horas, frente a las lámparas de filamento de carbono con una eficacia luminosa de 2-3 Im/W y una vida útil de menos de 1000 horas. Esto hace que este tipo de dispositivos de iluminación sean especialmente adecuados para aplicaciones decorativas profesionales, en donde es de gran importancia tener bajos costes de servicio y un bajo consumo energético.
Una característica adicional que puede incorporarse en el dispositivo 1 de iluminación es un revestimiento 6 de material luminiscente dispuesto en el lado interior de la envolvente 2. Este recubrimiento 6 puede cambiar el color de la luz emitida desde la fuente 4 de luz de estado sólido. Además, la apariencia del dispositivo 1 de iluminación - cuando la envolvente 2 tiene forma de bombilla - será similar a la de una lámpara incandescente difusa. Estos dispositivos de iluminación son muy adecuados para sustituir las lámparas incandescentes.
Las Figuras 2 y 3 muestran realizaciones con una fuente de luz de estado sólido que comprende tres LED 41, 42, 43. Estos tres LED 41,42, 43 tienen preferiblemente tres colores diferentes, por ejemplo, rojo, verde y azul. Entonces será posible ajustar el dispositivo 1 de iluminación a todos los colores según el triángulo de colores del diagrama de cromaticidad CIE de 1931, con los tres colores de LED en los vértices. En particular, esto permite la elección de una gran variedad de ajustes de blanco.
En la Figura 2, la luz emitida por los tres LED 41, 42, 43 se mezcla antes de entrar en los medios ópticos 5, como, por ejemplo, la fibra óptica. Los tres colores pueden mezclarse mediante un elemento 11 de dispersión de luz que está colocado encima y está en contacto óptico con los LED 41,42, 43. Los extremos 10 de la fibra óptica están en contacto óptico con este elemento 11 de dispersión de luz para captar la luz mezclada homogénea.
En la Figura 3, se aplica una fibra óptica para cada LED 41, 42, 43 de la fuente 4 de luz de estado sólido. La fibra óptica se puede acoplar a cada LED 41, 42, 43 de forma similar a como en el caso de un solo LED. Este dispositivo 1 de iluminación tiene un valor decorativo aún mayor, porque dispondrá de tres fibras ópticas, emitiendo cada una luz de un color diferente.
Es una ventaja que un dispositivo 1 de iluminación según la presente invención pueda usarse como sustituto de las lámparas incandescentes comúnmente utilizadas. Por lo tanto, se prefiere que la base 3 del dispositivo 1 de iluminación sea una base de rosca o una base de bayoneta. En particular, para las lámparas se utilizan frecuentemente casquillos roscados del tipo E14, E26 o E27.
Para que el dispositivo 1 de iluminación sea totalmente compatible con la lámpara incandescente estándar, se requiere que el dispositivo 1 de iluminación contenga medios 7 de accionamiento electrónicos provistos de un suministro de energía para convertir el suministro de tensión de la red eléctrica (normalmente 230 V CA o 110 V CA) en una señal de salida adecuada para accionar una fuente 4 de luz de estado sólido, normalmente de aproximadamente 2 V CC. Además, estos medios 7 de accionamiento electrónicos pueden contener circuitos electrónicos para controlar los ajustes de color e intensidad (o salida de luz) del dispositivo 1 de iluminación. El color y la intensidad pueden controlarse mediante una unidad de control remoto, botones en la base 3 o mediante otro tipo de interfaz de usuario. Para ello, los medios 7 de accionamiento pueden comprender un suministro de energía y una unidad de control para la configuración de intensidad y color. Estos medios de accionamiento electrónicos pueden estar previstos en la base 3.
Esta invención no se limita a dispositivos de iluminación con forma de bombillas convencionales con una envolvente transparente o con una envolvente revestida con un material luminiscente en su lado interior y provistos de una base normalizada. La invención es aplicable también a lámparas de forma tubular con, por ejemplo, conectores en ambos extremos del tubo, pero también se pueden considerar dispositivos de iluminación no compatibles.
En sumario, la invención se refiere a un dispositivo 1 de iluminación que comprende una envolvente 2, una base 3, una fuente 4 de luz de estado sólido y medios ópticos 5 provistos de una superficie de salida de luz, estando la fuente 4 de luz de estado sólido acoplada ópticamente a los medios ópticos 5. El uso de una fibra óptica enrollada en espiral como medio óptico 5 y una envolvente transparente 2 con forma de bombilla convencional proporciona un dispositivo 1 de iluminación que se parece mucho a la lámpara incandescente convencional, tal como, por ejemplo, la lámpara de filamento de carbono. La larga vida útil y la alta eficiencia de los LED como fuente 4 de luz de estado sólido harán de este dispositivo 1 de iluminación una alternativa muy atractiva a la lámpara incandescente convencional. El dispositivo 1 de iluminación según la presente invención tiene la ventaja adicional de que se puede elegir y ajustar una amplia gama de colores utilizando, por ejemplo, LED rojos, verdes y azules en el dispositivo 1 de iluminación. En el dispositivo 1 de iluminación se puede incorporar la electrónica para el accionamiento y control de los ajustes de intensidad y color.
Claims (12)
- REIVINDICACIONESi.Un dispositivo (1) de iluminación que comprende una envolvente (2), una fuente (4) de luz de estado sólido, y un medio óptico (5), en donde el medio óptico (5) es un elemento dentro del dispositivo (1) de iluminación separado de y no integrado con la envolvente (2),caracterizado por quela fuente (4) de luz de estado sólido está acoplada ópticamente al medio óptico (5), en donde el medio óptico (5) está provisto de una superficie de desacoplamiento de luz que permite el desacoplamiento de la luz del medio óptico (5) por una rugosidad superficial del medio óptico (5), y en donde la rugosidad superficial se proporciona de tal manera que la emisión del medio óptico se asemeja a la emisión de una lámpara de filamento de carbono.
- 2. Un dispositivo (1) de iluminación según la reivindicación 1, en donde la fuente (4) de luz de estado sólido comprende al menos un LED.
- 3. Un dispositivo (1) de iluminación según la reivindicación 2, en donde la fuente (4) de luz de estado sólido comprende tres LED que, durante el funcionamiento, emiten luz de diferentes colores.
- 4. Un dispositivo (1) de iluminación según la reivindicación 1, 2 o 3, en donde el medio óptico (5) comprende una fibra óptica.
- 5. Un dispositivo (1) de iluminación según la reivindicación 3, en donde el medio óptico (5) comprende una fibra óptica para cada uno de los tres LED.
- 6. Un dispositivo (1) de iluminación según la reivindicación 4 o 5, en donde la fibra óptica está enrollada en espiral.
- 7. Un dispositivo (1) de iluminación según la reivindicación 4, 5 o 6, en donde la fibra óptica está provista de dos extremos (10), ambos acoplados a la fuente (4) de luz de estado sólido.
- 8. Un dispositivo (1) de iluminación según la reivindicación 7, en donde la fuente (4) de luz de estado sólido comprende dos LED para cada fibra óptica, acoplados a los extremos (10) de la fibra óptica.
- 9. Un dispositivo (1) de iluminación según la reivindicación 1, 2 o 3, en donde la envolvente (2) tiene una superficie interior que está provista de un revestimiento (6) de material luminiscente.
- 10. Un dispositivo (1) de iluminación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo (1) de iluminación comprende medios (7) de accionamiento electrónicos provistos de un suministro de energía para accionar la fuente (4) de luz de estado sólido.
- 11. Un dispositivo (1) de iluminación según la reivindicación 10, en donde los medios (7) de accionamiento electrónicos están provistos además de una unidad de control que está dispuesta para controlar la salida de luz y/o el color del dispositivo (1 ) de iluminación.
- 12. Un dispositivo (1) de iluminación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la envolvente (2 ) tiene forma de bombilla y en donde el dispositivo (1 ) de iluminación comprende además una base (8) de rosca o una base de bayoneta.
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