ES2379089T3 - Unidad de iluminación para producir luz polarizada linealmente dirigida sobre una superficie objetivo - Google Patents
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Abstract
Unidad de iluminación para producir luz linealmente polarizada dirigida sobre una superficie de objetivo, dicha unidad de iluminación comprende por lo menos una unidad de origen (1) que produce luz por lo menos en la gama espectral visible y opcionalmente en la gama espectral infrarroja cercana, y una unidad delantera de polarización ópticamente traslúcida (4) que proporciona protección contra efectos externos, dicha unidad de origen (1) y dicha unidad delantera de polarización (4) se colocan en un alojamiento (8) en el que un el cable eléctrico que pasa a través, dicho alojamiento mantiene dicha unidad delantera de polarización (4) en una posición fija de manera que limita un espacio interior cerrado (11), dicha unidad de origen (1) contiene por lo menos un panel (2) que tiene varios dispositivos de LED de alta intensidad (3) dispuestos en un patrón predeterminado en uno de sus laterales, dicho panel (2) se coloca de una manera fija paralelo a dicha unidad delantera de polarización (4) dentro de dicho espacio interior (11) de modo que dichos dispositivos de LED de alta intensidad (3) miran hacia dicha unidad delantera de polarización (4); caracterizada porque dicha unidad delantera de polarización (4) contiene por lo menos un portador rígido ópticamente transparente (5, 6) que comprende por lo menos una lámina de filtro de polarización (7) aplicado en dicho portador (5, 6); por lo menos una parte de dicho alojamiento (8) se hace de material conductivo del calor, dicho espacio interior está cerrado herméticamente; y dicha unidad de origen (1) y dicha unidad delantera de polarización (4, 14, 14') están curvadas cilíndricamente en una dimensión, y la dirección de polarización de dicha lámina de filtro de polarización (7) es paralela al eje del cilindro.
Description
Unidad de iluminaci6n para producir luz polarizada linealmente dirigida sobre una superficie objetivo
La invenci6n esta relacionada con una unidad de iluminaci6n para producir luz polarizada linealmente dirigida sobre una superficie objetivo, la unidad de iluminaci6n comprende por lo menos una unidad de origen que produce la luz
5 por lo menos en la gama espectral visible y una unidad delantera de polarizaci6n 6pticamente traslucida que proporciona protecci6n contra efectos externos, la unidad de origen y la unidad delantera de polarizaci6n se colocan en un alojamiento por el que pasa un cable electrico.
Se sabe que la luz polarizada, especialmente la polarizada linealmente, es beneficiosa para las funciones vitales y es capaz para fortalecer el organismo para combatir afecciones. En el caso de humanos puede utilizarse para
10 acondicionamiento general. En el caso de la cria de animales puede utilizarse para aumentar el rendimiento y para tratar determinadas enfermedades inflamatorias.
Por consiguiente, se necesita una unidad compacta de iluminaci6n que pueda instalarse facilmente y sea capaz de emitir luz con la intensidad necesaria en la direcci6n apropiada. Con ventaja las unidades son ampliables por simple multiplicaci6n de ellas dependiendo de la finalidad y de las circunstancias.
15 El documento EP 0.279.002 describe una disposici6n para producir luz polarizada en la que la gama espectral de la luz emitida se encuentra basicamente en la gama de UV. No hay ninguna propuesta para un uso especial de la luz polarizada en la gama espectral visible o cerca de visible.
Al mismo tiempo, el documento US 4.612.604 describe un polarizador de tipo Brewster para crear bio-estimulaci6n. La eficiencia de la emisi6n de luz, sin embargo, no se maneja apropiadamente.
20 El documento WO 9309847 describe un dispositivo para la estimulaci6n fotometrica de celulas vivas, en el que unos diodos producen luz con tres longitudes de ondas separadas. La soluci6n carece de una longitud de onda continua de la luz emitida en las gamas de longitud de onda visible o cercanas, por lo tanto no se experimentaron efectos suficientes en las celulas vivas. El documento DE 203 11 041 0 describe una unidad de iluminaci6n para producir luz polarizada en la gama espectral visible y cerca de los infrarrojos que tiene un panel con varios dispositivos de LED.
25 Este documento describe el preambulo de la reivindicaci6n 1.
Se ha comprendido que los denominados dispositivos de LED de alta intensidad recientemente disponibles y relativamente baratos con una salida creciente de luz y una eficiencia mejorada son adecuados para realizaciones de unidades o paneles divididos que substancialmente emiten luz desde un plano en unas gamas de longitud de onda continua visible o cerca de infrarrojas visibles y pueden utilizarse para formar una unidad de iluminaci6n segun
30 el objetivo de la invenci6n.
Por consiguiente, la unidad de origen del equipo de iluminaci6n descrito en el preambulo contiene por lo menos un panel que tiene varios dispositivos de LED de alta intensidad dispuestos con un patr6n predeterminado en uno de sus lados. La unidad delantera de polarizaci6n contiene por lo menos un portador rigido 6pticamente transparente, y una lamina de filtro de polarizaci6n aplicada en el portador. Por lo menos una parte del alojamiento se hace de
35 material conductivo del calor y mantiene la unidad delantera de polarizaci6n en una posici6n fija para que limite un espacio interior hermeticamente cerrado. El panel se coloca de una manera fija paralelo a la unidad de polarizaci6n dentro del espacio interior de modo que los dispositivos de LED de alta intensidad miren hacia la unidad delantera de polarizaci6n. La unidad de origen y la unidad delantera de polarizaci6n estan curvadas cilindricamente en una dimensi6n, y la direcci6n de polarizaci6n de dicha lamina de filtro de polarizaci6n es paralela al eje del cilindro.
40 Ahora se describira una descripci6n detallada de unas realizaciones de la unidad de iluminaci6n segun la invenci6n haciendo referencia a los dibujos adjuntos en los que:
La Figura 1 es una vista en perspectiva de un fragmento de un ejemplo de unidad de iluminaci6n;
La Figura 2 es una vista en secci6n de la unidad de iluminaci6n de la Figura 1;
La Figura 3 es una vista en secci6n de un primer ejemplo de realizaci6n de la unidad delantera de polarizaci6n;
45 La Figura 4 es una vista en secci6n de un segundo ejemplo de realizaci6n de la unidad delantera de polarizaci6n;
La Figura 5 muestra los dispositivos de LED dispuestos con un primer patr6n;
La Figura 6 muestra los dispositivos de LED dispuestos con un segundo patr6n;
La Figura 7 muestra los dispositivos de LED dispuestos con un tercer patr6n;
La Figura 8 muestra la forma y las piezas de uno de los elementos de la Figura 7;
50 La Figura 9 muestra los dispositivos de LED dispuestos con un cuarto patr6n;
La Figura 10 muestra los dispositivos de LED dispuestos con un quinto patr6n;
La Figura 11 es un diagrama de bloques que muestra la colimaci6n de los rayos de luz de los dispositivos de LED;
La Figura 12 muestra una realizaci6n de la unidad de iluminaci6n segun la invenci6n cuando es doblada (curvada) cilindricamente en una dimensi6n;
La Figura 13 muestra otra realizaci6n de la unidad de iluminaci6n segun la invenci6n cuando es doblada (curvada) cilindricamente en una dimensi6n;
La Figura 14 es una vista esquematica de una unidad de iluminaci6n con forma cilindrica segun la invenci6n; y
La Figura 15 es una vista esquematica de una unidad de iluminaci6n extendida que comprende varias unidades conectadas entre si
La Figura 1 es una vista en perspectiva de un fragmento de un ejemplo de unidad de iluminaci6n, en la que se puede ver una unidad de origen 1 que produce luz en la gama espectral visible y opcionalmente cerca de la infrarroja y una unidad delantera de polarizaci6n 4 6pticamente traslucida que proporciona protecci6n contra efectos externos. La unidad de origen 1 y la unidad de polarizaci6n 4 se colocan en un alojamiento 8. La unidad de origen 1 contiene por lo menos un panel 2 que tiene varios dispositivos de LED de alta intensidad 3 dispuestos con un patr6n predeterminado en uno de sus lados. En la Figura 1 este patr6n es una matriz. Un cable electrico (no se muestra), que pasa por algun lugar a traves del alojamiento 8, suministra energia para los dispositivos de LED 3. La misma unidad de origen 1 puede contener varios paneles separados 2 o estos paneles pueden conectarse entre si de una manera liberable.
Segun la Figura 2 la unidad delantera de polarizaci6n 4 contiene por lo menos un portador rigido 6pticamente transparente 5 y una lamina de filtro de polarizaci6n 7 aplicada sobre el portador 5 que puede comprender una estructura de lente de Fresnel. Por lo menos una parte del alojamiento 8 se hace de material conductivo del calor, por ejemplo de metal, con el fin de reducir el calor que se produce durante el funcionamiento. Para reducir el calor del espacio interior 11 tambien podrian ser apropiados cualesquiera otros medios conocidos, por ejemplo una capa de pintura aislante del calor. La unidad delantera de polarizaci6n 4 sefija en el alojamiento 8 por medio de un marco 9 para que limite un espacio interior hermeticamente cerrado 11. El panel 2 se coloca de una manera fija paralelo a la unidad delantera de polarizaci6n 4 dentro del espacio interior 11 de modo que los dispositivos de LED de alta intensidad 3 miren hacia la unidad delantera de polarizaci6n 4. Opcionalmente, tambien se puede aplicar un reborde de refrigeraci6n 16 en la parte inferior del alojamiento 8 para reducir el calor que se produce en el espacio interior
11.
Con respeto a esta invenci6n, el termino dispositivos de LED se utiliza para todos dispositivos semiconductores emisores de luz de alta eficiencia y las estructuras que se fabrican actualmente en la fabricaci6n en serie y comercialmente disponibles. Estos dispositivos y estructuras se desarrollan continuamente para alcanzar una eficiencia luminosa cada vez mas alta. Tales dispositivos emiten luz por lo menos dentro de la gama espectral visible
o tambien cerca de la infrarroja en forma de luz emitida en una gama espectral continua, dicha luz puede tener varias temperaturas de color. En la presente invenci6n el termino dispositivos de LED 3 se utiliza con un significado completo, especialmente para dispositivos LED (Diodo Emisor de Luz) u OLED (Diodo Organico Emisor de Luz) de alta potencia y alta intensidad. Lo ultimo hace posible utilizar una lamina luminosa plana que -te6ricamente -puede ser cortada a un tamafo opcional. Tambien pueden utilizarse dispositivos LEP (Polimero Emisor de Luz). Para resumir, segun la presente invenci6n todos esos dispositivos pueden considerarse como dispositivos de LED 3 que son conocidos como dispositivos electr6nicos SSL (1luminaci6n de Estado S6lido) de vanguardia. Las posibilidades actuales en el mercado hacen factible dominantemente el uso de dispositivos de LED discretos.
La Figura 3 muestra la secci6n transversal de una posible estructura de unidad delantera de polarizaci6n 4. El portador rigido 6pticamente transparente 5 junto con un portador similar 6 forman una estructura de bocadillo que rodea la lamina de filtro de polarizaci6n 7. Esta lamina de filtro de polarizaci6n puede ser aplicada sobre el portador 5 o el portador 6. La aplicaci6n puede realizarse por adhesi6n, tratamiento termico, etc. Tambien es posible que la lamina de filtro de polarizaci6n 7 sea mantenida simplemente en su sitio ejerciendo una fuerza mecanica. Las laminas de filtro de polarizaci6n son conocidas y estan disponibles comercialmente. Con ventaja, la lamina de filtro de polarizaci6n 7 es altamente transparente, preferiblemente tiene una capacidad de transmisi6n de luz de mas del 40%. Con ventaja, los portadores 5 y 6 se hacen de policarbonato transparente de plexiglas o material plastico similar, sin embargo tambien pueden ser apropiados el cristal o el cristal endurecido.
Segun la Figura 4 s6lo se utiliza un unico portador 5. En este caso la unidad delantera de polarizaci6n 4 contiene una lamina de filtro de polarizaci6n 7 aplicada sobre el portador 5 utilizando uno de los metodos de aplicaci6n descritos anteriormente.
Como se mencion6, los dispositivos de LED 3 se disponen en uno de los laterales del panel 2 con un patr6n predeterminado. Este patr6n puede ser una matriz que contiene varias filas m y columnas n como se muestra en la Figura 5 o los dispositivos de LED 3 pueden disponerse concentricamente como puede verse en la Figura 6.
Ademas, los dispositivos de LED 3 pueden disponerse en una linea ondulante como se muestra en la Figura 9 o pueden distribuirse por una linea recta segun la Figura 10. Como se muestra en la Figura 7 el origen de luz puede ser diferente en el mismo patr6n. En este caso ademas de los dispositivos de LED 3, se pueden utilizar dispositivos de LED compuestos 13 que contienen varios componentes de LED 3' dispuestos en un patr6n similar a una estrella como se muestra en la Figura 8. Estos dispositivos de LED 13 estan disponibles en el comercio. Los dispositivos de LED 3 y los dispositivos de LED compuestos 13 pueden disponerse de manera similar a como se muestra en la Figura 6.
Preferiblemente, en determinadas aplicaciones la mayor parte de los dispositivos de LED 3 colocados en la unidad de iluminaci6n emiten luz blanca calida. Sin embargo, es posible que tambien se aplique un pequefo numero de dispositivos de LED 3 que emite luz de color.
Un objetivo de la unidad de iluminaci6n segun la invenci6n es producir luz linealmente polarizada relativamente dirigida en vez de luz difusa con rayos divergentes.
Para este fin, un elemento 6ptico adicional 15 que disminuye el angulo espacial a de emisi6n de luz de los dispositivos de LED 3 puede colocarse antes de los dispositivos de LED 3 o por lo menos antes de algunos de ellos. Esto puede ser una lente como se muestra en la Figura 11. El angulo espacial original a de la luz emitida desde el dispositivo de LED 3 es reducido al angulo espacial � por medio del elemento 6ptico (lente) 15. El angulo espacial � es mas pequefo que el angulo espacial a. Resulta ser bueno si el angulo espacial resultante � antes de la unidad delantera de polarizaci6n 4 tiene un angulo de abertura de 10-50°. Para prop6sitos practicos en caso de superficies grandes, los portadores rigidos 6pticamente transparentes 5 o 6 de la unidad delantera de polarizaci6n 4 pueden contener lentes de Fresnel.
La unidad de iluminaci6n segun la invenci6n puede ser utilizada para determinados prop6sitos terapeuticos -no detallados en la presente descripci6n -si la intensidad de la luz resultante medida a una distancia de 0,5 m de la unidad delantera de polarizaci6n 4 esta entre 5-60 mW/cm2. Con ventaja este valor esta entre 30-40 mW/cm2.
Una unidad de iluminaci6n segun la invenci6n descrita con referencia a la Figura 1 puede verse en la Figura 12. El panel 12 de la unidad de origen se dobla (curva) para que tenga una superficie convexa con respecto a la unidad delantera de polarizaci6n 14. La unidad delantera de polarizaci6n 14 se dobla (curva) similarmente. De esta manera la distancia entre el panel 12 y la unidad delantera de polarizaci6n 14 es constante. Estos dobleces (curvas) deben realizarse en una dimensi6n (para garantizar la polarizaci6n lineal) y tienen como resultado una superficie cilindrica, como se muestra en la Figura 12. La direcci6n de polarizaci6n de la lamina de filtro de polarizaci6n 7 es paralela al eje del cilindro. La forma del alojamiento 18 es opcional, puede ser diferente de la mostrada en la Figura. Con ventaja, su superficie interior esta revestida de material que refleja la luz.
En otra realizaci6n alternativa mostrada en la Figura 13 el filtro y el origen de luz estan intercambiados, y el panel 12' que contiene los dispositivos de LED 3 se dobla para que tenga una superficie c6ncava con respecto a la unidad delantera de polarizaci6n 14'. De nuevo, la forma del alojamiento 18' es opcional, puede ser diferente de la mostrada en la Figura.
Una versi6n ampliada de las realizaciones mostradas en las Figuras 12 y 13 puede verse en la Figura 14 en la que los dobleces (curvas) tienen como resultado un cilindro completo. Las superficies 20 y 21 del cilindro no estan designadas como los paneles 12, 12' o las unidades delanteras de polarizaci6n 14, 14' indicando con esto que son intercambiables.
La unidad de iluminaci6n en su totalidad puede ser con forma de disco o de paralelepipedo. Especialmente la ultima tiene la ventaja de que la forma de las unidades individuales de iluminaci6n hace posible extenderla con unidades adicionales, es decir varias unidades de iluminaci6n pueden conectarse facilmente (mecanica y electricamente) entre si. En la Figura 15 el lateral del alojamiento 8 esta provisto de un elemento de conexi6n mecanica 10 por medio del cual una pluralidad de unidades rectangulares de iluminaci6n 22 pueden conectarse entre si de modo que sus unidades delanteras de polarizaci6n esten en el mismo plano. Los elementos de conexi6n 10 pueden disponerse en los cuatro lados del alojamiento 8 mientras que unos hom6logos se forman en los lados contrarios. De esta manera se puede realizar facilmente la ampliaci6n segun la Figura 15. El elemento de conexi6n 10 tambien se muestra simb6licamente en la Figura 1.
La unidad de iluminaci6n segun la presente invenci6n tiene varias ventajas, por ejemplo en la utilizaci6n especifica del aumento de la productividad de granjas de productos lacteos. Cualquier otra clase de crianza de animales tambien puede ser un alcance de utilizaci6n de la presente invenci6n. Puede implementarse simplemente, es m6vil y puede ampliarse facilmente sin la necesidad de cambiar las unidades ya instaladas. Ademas, no se recalienta a pesar del alojamiento cerrado resistente al polvo y al vapor.
Claims (9)
- REIVINDICACIONES
- 1.
- Unidad de iluminaci6n para producir luz linealmente polarizada dirigida sobre una superficie de objetivo, dicha unidad de iluminaci6n comprende por lo menos una unidad de origen (1) que produce luz por lo menos en la gama espectral visible y opcionalmente en la gama espectral infrarroja cercana, y una unidad delantera de polarizaci6n 6pticamente traslucida (4) que proporciona protecci6n contra efectos externos, dicha unidad de origen (1) y dicha unidad delantera de polarizaci6n (4) se colocan en un alojamiento (8) en el que un el cable electrico que pasa a traves, dicho alojamiento mantiene dicha unidad delantera de polarizaci6n (4) en una posici6n fija de manera que limita un espacio interior cerrado (11), dicha unidad de origen (1) contiene por lo menos un panel (2) que tiene varios dispositivos de LED de alta intensidad (3) dispuestos en un patr6n predeterminado en uno de sus laterales, dicho panel (2) se coloca de una manera fija paralelo a dicha unidad delantera de polarizaci6n (4) dentro de dicho espacio interior (11) de modo que dichos dispositivos de LED de alta intensidad (3) miran hacia dicha unidad delantera de polarizaci6n (4); caracterizada porque dicha unidad delantera de polarizaci6n (4) contiene por lo menos un portador rigido 6pticamente transparente (5, 6) que comprende por lo menos una lamina de filtro de polarizaci6n (7) aplicado en dicho portador (5, 6); por lo menos una parte de dicho alojamiento (8) se hace de material conductivo del calor, dicho espacio interior esta cerrado hermeticamente; y dicha unidad de origen (1) y dicha unidad delantera de polarizaci6n (4, 14, 14') estan curvadas cilindricamente en una dimensi6n, y la direcci6n de polarizaci6n de dicha lamina de filtro de polarizaci6n (7) es paralela al eje del cilindro.
-
- 2.
- Unidad de iluminaci6n segun la reivindicaci6n 1, caracterizada porque dicha unidad de origen (1) contiene varios paneles (2) ya sea separados o conectados entre si de una manera liberable.
-
- 3.
- Unidad de iluminaci6n segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicha lamina de filtro de polarizaci6n (7) tiene una capacidad de transmisi6n de luz de mas del 40%.
-
- 4.
- Unidad de iluminaci6n segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la mayoria de dichos dispositivos de LED (3) incluidos en dicha unidad de iluminaci6n emiten luz blanca calida y opcionalmente una minoria de dichos dispositivos de LED colocados en dicha unidad emiten luz de color.
-
- 5.
- Unidad de iluminaci6n segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque un elemento 6ptico adicional (15) se coloca por lo menos antes de algunos de dichos dispositivos de LED (3) con el fin de disminuir el angulo espacial (a) de emisi6n de luz de dichos dispositivos de LED (3).
-
- 6.
- Unidad de iluminaci6n segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la intensidad de la luz resultante medida a una distancia de 0,5 m de dicha unidad delantera de polarizaci6n (4) esta entre 5-60 mW/cm2.
-
- 7.
- Unidad de iluminaci6n segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las curvas tienen como resultado un cilindro completo.
-
- 8.
- Unidad de iluminaci6n segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el lado de dicho alojamiento (8) esta provisto de un elemento mecanico de conexi6n (10) para conectar varias unidades de iluminaci6n (22) entre si de modo que sus unidades delanteras de polarizaci6n (4) esten en el mismo plano.
-
- 9.
- Unidad de iluminaci6n segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque la superficie interior de dicho alojamiento (8, 18, 18') esta revestida con un material que refleja la luz.
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