ES2973155T3 - Guías de luz en forma de cuña para luminarias y conjuntos de luminarias que las incorporan - Google Patents
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Abstract
Se revela una guía de luz. La guía de luz puede tener forma de cuña. La guía de luz incluye una superficie receptora de luz, una región de transmisión de luz, una región de transición y una región de emisión de luz. La región de emisión de luz incluye una primera superficie principal y una segunda superficie principal opuesta. La región de emisión de luz puede incluir una pluralidad de escalones dispuestos a lo largo de una o ambas de las superficies principales. La región de emisión de luz también puede incluir una pluralidad de canales que se extienden verticalmente a lo largo de una o ambas de las superficies principales. También se describe un conjunto de luminaria que incorpora la guía de luz. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Guías de luz en forma de cuña para luminarias y conjuntos de luminarias que las incorporan
Campo técnico
Esta invención se refiere a guías de luz para luminarias y conjuntos emisores de luz.
Antecedentes
Las luminarias pueden utilizar guías de luz para transmitir la luz desde fuentes de luz puntuales, como diodos emisores de luz (LED), a elementos de extracción donde se extrae la luz.
Uno de los objetivos de la iluminación es proporcionar una iluminancia uniforme en un plano de trabajo, lo que puede lograrse proporcionando una distribución de la iluminación conocida en la técnica como distribución en "ala de murciélago". Otro objetivo de la iluminación es eliminar o reducir el deslumbramiento. El deslumbramiento es un efecto de la luminancia en ángulos verticales elevados que puede causar molestias visuales a los usuarios.
Son deseables guías de luz que proporcionen una iluminancia uniforme y un deslumbramiento mínimo. La Publicación
US 2014/268875 A1 divulga el estado de la técnica.
Sumario
La invención se presenta en las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
Los dibujos adjuntos ilustran una realización de la invención reivindicada con referencia a las figuras 26, 26A y 26B.
Las demás realizaciones no están comprendidas en el texto de las reivindicaciones, pero se consideran útiles para comprender la invención.
La figura 1 es una vista en sección transversal de una guía de luz según una realización.
La figura 1A es una vista parcial ampliada de la zona indicada por el círculo en la figura 1.
La figura 2 muestra una vista en sección transversal de trayectorias de rayos de luz ejemplares que se reflejan internamente y luego se refractan fuera de una guía de luz según la realización mostrada en la figura 1.
La figura 3 muestra una vista frontal de trayectorias de rayos de luz ejemplares que se reflejan internamente y luego se refractan fuera de una guía de luz según la realización mostrada en la figura 1.
La figura 4 es un diagrama de distribución óptica de la luz emitida a diversas intensidades luminosas por la realización mostrada en la figura 1 de acuerdo con las figuras 2 y 3.
La figura 5 muestra una vista en sección transversal de trayectorias de rayos de luz ejemplares que se reflejan internamente y luego se refractan fuera de dos guías de luz según la realización mostrada en la figura 1 en posición de espejo.
Las figuras 6A a 6I muestran vistas en sección transversal de una trayectoria de un rayo de luz ejemplar que se refleja internamente y luego se refracta fuera de una guía de luz según la realización mostrada en la figura 1, en la que el rayo de luz entra en la guía de luz con un ángulo incidente de 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 y 80 grados respectivamente.
La figura 7 es una vista en sección transversal de una guía de luz según otra realización.
La figura 8 es una vista en sección transversal de una guía de luz según otra realización.
La figura 9A es una vista en sección transversal de una guía de luz según otra realización.
La figura 9B es una vista en sección transversal de una guía de luz según otra realización.
La figura 10 muestra una vista en sección transversal de trayectorias de rayos de luz ejemplares que se reflejan internamente y luego se refractan fuera de una guía de luz según la realización mostrada en la figura 9A.
La figura 11 es un diagrama de distribución óptica de la luz emitida a varias intensidades luminosas desde la realización mostrada en la figura 9A de acuerdo con la figura 10.
Las figuras 12A a 12G muestran vistas en sección transversal de una trayectoria de un rayo de luz ejemplar que se refleja internamente y luego se refracta fuera de una guía de luz según la realización mostrada en la figura 9<a>, en la que el rayo de luz entra en la guía de luz con un ángulo incidente de 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60 y 70 grados respectivamente.
La figura 13 muestra una vista en sección transversal de trayectorias de rayos de luz ejemplares que se reflejan internamente y luego se refractan fuera de dos guías de luz según la realización mostrada en la figura 9A en posición de espejo.
La figura 14 es un diagrama de distribución óptica de la luz emitida a varias intensidades luminosas desde la realización mostrada en la figura 9A de acuerdo con la figura 13.
La figura 15 es una vista isométrica superior de una guía de luz con fuentes de luz según otra realización.
La figura 16 es una vista isométrica inferior de una guía de luz con fuentes de luz según la realización mostrada en la figura 15.
La figura 17A es una vista en sección transversal de una guía de luz con fuentes de luz según la realización mostrada en la figura 15.
La figura 17B muestra una vista en sección transversal de trayectorias de rayos de luz ejemplares que se reflejan internamente y luego se refractan fuera de una guía de luz según la realización mostrada en la figura 15.
La figura 18A es una vista superior de una guía de luz con fuentes de luz según la realización mostrada en la figura 15.
La figura 18B muestra una vista inferior de trayectorias de rayos de luz ejemplares que se reflejan internamente y luego se refractan fuera de una guía de luz de acuerdo con la realización mostrada en la figura 13.
La figura 19 es una vista en sección transversal de una guía de luz según otra realización.
La figura 20 muestra una vista en sección transversal de trayectorias de rayos de luz ejemplares que se reflejan internamente y luego se refractan fuera de una guía de luz según la realización mostrada en la figura 19.
La figura 21 es un diagrama de distribución óptica de la luz emitida a varias intensidades luminosas desde la realización mostrada en la figura 19 de acuerdo con la figura 20.
Las figuras 22A a 22G muestran vistas en sección transversal de una trayectoria de un rayo de luz ejemplar que se refleja internamente y luego se refracta fuera de una guía de luz según la realización mostrada en la figura 19, en la que el rayo de luz entra en la guía de luz con un ángulo incidente de 20, 30, 40, 50, 60, 70 y 80 grados respectivamente.
La figura 23 es una vista en sección transversal de una guía de luz según otra realización.
Las figuras 24A a 24C muestran vistas en sección transversal de un número creciente de trayectorias de rayos de luz ejemplares que se reflejan internamente y luego se refractan fuera de una guía de luz según la realización mostrada en la figura 23.
La figura 25 es un diagrama de distribución óptica de la luz emitida a varias intensidades luminosas desde la realización mostrada en la figura 23 de acuerdo con las figuras 24A a 24C.
La figura 26 ilustran una vista en sección transversal de un guía de luz de acuerdo con una realización de la invención. La figura 26A es una vista aislada de una primera superficie principal de una región de emisión de luz de la guía de luz de la figura 26. La figura 26B es una vista parcial ampliada de la primera superficie principal de la figura 26A.
La figura 27A es una vista en sección transversal de trayectorias de ejemplares que se reflejan internamente dentro de la región de emisión de luz de la guía de luz de la figura 1 y luego se refractan fuera de la misma. La figura 27B es una vista en sección transversal de un ejemplo de reflexión interna dentro de la región de emisión de luz de la guía de luz de la figura 26 y posterior refracción fuera de la misma.
La figura 28A es un gráfico que muestra la distribución de la luz extraída a lo largo de un lado izquierdo de la guía de luz de la figura 1. La figura 28B es un gráfico que muestra la distribución de la luz extraída a lo largo de un lado derecho de la guía de luz de la figura 1. La figura 28C es un gráfico que muestra la distribución de la luz extraída a lo largo de un lado izquierdo de la guía de luz de la figura 26. La figura 28D es un gráfico que muestra la distribución de la luz extraída a lo largo de un lado derecho de la guía de luz de la figura 26.
Las figuras 29A a 29E muestran vistas en sección transversal de una trayectoria de un rayo de luz ejemplar reflejado internamente en cada una de las guías de luz de la figura 1 (izquierda) y de la figura 26 (derecha) y refractándose después fuera de las guías de luz en los lados izquierdo y derecho de cada figura respectivamente, en las que el rayo de luz entra en la guía de luz con un ángulo incidente de 10, 20, 30, 40 y 50 grados respectivamente.
La figura 30 es una distribución óptica para el conjunto de luminaria de la figura 32A (abajo) a 0 y 90 grados de ángulo azimutal.
La figura 31A es una vista inferior de un conjunto de luminaria según una realización.
La figura 31B es una vista inferior isométrica del conjunto de luminaria de la figura 31A.
La figura 32A es una vista en sección transversal del conjunto de luminaria de la figura 31A tomada a lo largo de la línea A-A. La figura 32B es una vista parcial ampliada de la zona indicada por el círculo marcado con la letra "B" en la figura 32A. La figura 32C es una vista parcial ampliada de la zona indicada por el círculo marcado con la letra "C" en la figura 32A.
La figura 33 es una vista en sección transversal de trayectorias de rayos de luz ejemplares que se reflejan internamente dentro de un difusor y una guía de luz y se refractan fuera del difusor y la guía de luz de la realización mostrada en la figura 31A.
La figura 34 es una vista en sección transversal de una guía de luz según otra realización.
La figura 35 es una vista en sección transversal de una guía de luz según otra realización.
DESCRIPCIÓN
A lo largo de la siguiente descripción, se exponen detalles específicos con el fin de proporcionar una comprensión más completa a los expertos en la materia. Sin embargo, es posible que no se muestren o describan en detalle elementos bien conocidos para evitar oscurecer innecesariamente la divulgación. Por consiguiente, la descripción y los dibujos deben considerarse en un sentido ilustrativo más que restrictivo.
El término "proximal" como se usa aquí significa una posición relativamente más cercana a la superficie receptora de luz de la guía de luz, y el término "distal" como se usa aquí significa una posición relativamente más alejada de la superficie receptora de luz de la guía de luz.
Aspectos de la invención se refieren a guías de luz que comprenden las características descritas en la reivindicación 1.
La figura 1 muestra una guía de luz 10 según una realización. La guía de luz 10 incluye una superficie receptora de luz 12, una región de transmisión de luz 14, una región de transición 34 y una región de emisión de luz 16. La superficie receptora de luz 12 puede estar en un plano sustancialmente horizontal. La superficie receptora de luz 12 puede ser una superficie ópticamente lisa. En algunas realizaciones, la superficie receptora de luz 12 está en un plano distinto de un plano sustancialmente horizontal. La superficie receptora de luz 12 puede estar en comunicación óptica con la región de transmisión de luz 14, que puede estar en comunicación óptica con la región de transición 34, que puede estar en comunicación óptica con la región de emisión de luz 16. En algunas realizaciones, la superficie receptora de luz 12, la región de transmisión de luz 14, la región de transición 34 y la región de emisión de luz 16 están formadas integralmente y tienen una estructura unitaria.
La región de transmisión de luz 14 tiene una primera superficie principal 42 que es continua con una superficie de retorno 36 de la región de transición 34, que es continua con una primera superficie principal 18 de la región de emisión de luz 16. Una segunda superficie principal 44 de la región de transmisión de luz 14 es lisa y forma una superficie plana continua con una segunda superficie principal 22 de la región de emisión de luz 16. En algunas realizaciones, como se ilustra, la primera superficie principal 42 y la segunda superficie principal 44 pueden ser paralelas. En algunas realizaciones, la primera superficie principal 42 y la segunda superficie principal 44 pueden divergir en dirección distal. En algunas realizaciones, la primera superficie principal 18 y la segunda superficie principal 22 pueden converger en una dirección distal.
En algunas realizaciones, un grosor máximo 38 de la región de emisión de luz 16 puede ser al menos 1,5 veces, o 2 veces, un grosor máximo 40 de la región de transmisión de luz 14.
La región de emisión de luz 16 tiene una sección transversal en forma de cuña formada por la primera superficie principal 18 y la segunda superficie principal 22. La primera superficie principal 18 puede tener una pluralidad de estrías 46 que se extienden longitudinalmente. Las estrías 46 pueden ser ranuras redondeadas. La figura 1A es una vista ampliada de la primera superficie principal 18 que muestra un ejemplo de estrías 46. La segunda superficie principal 22 puede ser lisa. La primera superficie principal 18 y la segunda superficie principal 22 se estrechan entre sí para definir un extremo distal 24. El extremo distal 24 puede ser una punta (en sección transversal) o un borde afilado. Como se ilustra, la guía de luz 10 proporciona una trayectoria sustancialmente recta desde la superficie receptora de luz 12 hasta el extremo distal 24.
Un primer ángulo interior 26 está definido por la primera superficie principal 18 con respecto a una línea vertical imaginaria 28, y un segundo ángulo interior 30 está definido por la segunda superficie principal 22 con respecto a la línea vertical imaginaria 28. En algunas realizaciones, el primer ángulo interior 26 y el segundo ángulo interior 30 pueden oscilar cada uno entre aproximadamente 2 grados y aproximadamente 15 grados. En algunas realizaciones, el primer ángulo interior 26 y el segundo ángulo interior 30 pueden ser sustancialmente similares para formar una forma de cuña simétrica.
En funcionamiento, sustancialmente toda la luz recibida en la superficie receptora de luz 12 viaja por reflexión interna total a través de la región de transmisión de luz 14 y la región de transición 34 antes de entrar en la región de emisión de luz 16. La luz se refleja en la primera superficie principal estriada 18 en ángulos progresivamente mayores hasta que se refracta fuera de la región de emisión de luz 16.
Las figuras 2, 3 y 6A a 6I ilustran trayectorias ejemplares de rayos de luz emitidos desde la guía de luz 10. Las figuras 2 y 3 muestran trazados de rayos simulados ejemplares de luz emitida por la guía de luz 10 de reacciones de rayos múltiples. La distribución óptica de estas reacciones se representa en la figura 4, que muestra una distribución en forma de ala de murciélago con ángulos máximos de aproximadamente 30 grados. Las figuras 6A a 6I muestran trazados de rayos simulados ejemplares de luz emitida desde la guía de luz 10 de una reacción de rayo único, donde el rayo entra en la guía de luz 10 desde varios ángulos de 0 a 80 grados; en cada reacción, la luz golpea la primera superficie principal estriada 18 y luego sale tanto de la primera superficie principal 18 como de la segunda superficie principal 22 de la región de emisión de luz 16 en ángulos deseables.
La figura 5 ilustra una realización en la que la guía de luz 10 está en una configuración de espejo.
La figura 7 muestra una guía de luz 100 según una realización. La guía de luz 100 es similar a la guía de luz 10 pero carece de la región de transición 34 y, en consecuencia, tiene una región de emisión de luz 116 mucho más pequeña. La región de transmisión de luz 114 y la región de emisión de luz 116 pueden estar formadas integralmente y ser unitarias.
La figura 8 muestra una guía de luz 200 según una realización. La guía de luz 200 es similar a la guía de luz 10, excepto en que la segunda superficie principal 222 es sustancialmente vertical. En el extremo distal 224 un ángulo interior 232 definido entre la primera superficie principal 218 y la segunda superficie principal 222 puede oscilar entre 4 grados y 30 grados.
La figura 9A muestra una guía de luz 300a según una realización. La guía de luz 300a es similar a la guía de luz 10, pero tiene una región de transmisión de luz 314 que se curva desde la superficie receptora de luz 312 hasta la región de emisión de luz 316. Una longitud de arco de una segunda superficie principal 344 de la región de transmisión de luz 314 corresponde a una medida de arco 346 de menos de 90 grados. En algunas realizaciones, la medida del arco 346 puede ser inferior a 80 grados.
También en contraste con la guía de luz 10, la superficie receptora de luz 312 de la guía de luz 300a está en un plano sustancialmente vertical, permitiendo que las fuentes de luz sean posicionadas lateralmente alrededor de la guía de luz, como se muestra para la guía de luz 300 en las figuras 15 a 18. También como se muestra en las figuras 15 a 18, la pluralidad de estrías 320 que se extienden verticalmente de la primera superficie principal 318 de la región de emisión de luz 316 puede extenderse en al menos una porción de una primera superficie principal 342 de la región de transmisión de luz 314. Una altura 348 de la región de emisión de luz 316 puede estar comprendida entre el 80 % y el 120 % de una altura 350 de la región de transmisión de luz 314.
La figura 9B muestra una guía de luz 300b según una realización. La guía de luz 300b es similar a la guía de luz 300a pero la región de emisión de luz 316 se extiende en la primera superficie principal 318 por una primera superficie de extensión 337 y una primera superficie de retorno 336. La pluralidad de estrías 320 que se extienden verticalmente de la primera superficie principal 318 de la región de emisión de luz 316 se extienden en al menos una porción, o toda, de la primera superficie de extensión 337.
Las figuras 10 y 12A a 12G ilustran trayectorias ejemplares de rayos de luz emitidos desde la guía de luz 300a. La figura 10 muestra trazos de rayos simulados ejemplares de luz emitida desde la guía de luz 300a de reacciones de rayos múltiples. La distribución óptica de estas reacciones se representa en la figura 11, que muestra una distribución en forma de ala de murciélago con ángulos máximos de aproximadamente 40 grados. Las figuras 12A a 12G muestran trazados de rayos simulados ejemplares de luz emitida desde la guía de luz 300a de una reacción de rayo único, donde el rayo entra en la guía de luz 300a desde varios ángulos de 0 a 60 grados; en cada reacción, la luz golpea la primera superficie principal estriada 318 y luego sale por una o ambas de la primera superficie principal 318 y la segunda superficie principal 322 de la región de emisión de luz 316 en ángulos deseables.
La figura 13 muestra una vista en sección transversal de trayectorias de rayos de luz ejemplares que se reflejan internamente y luego se refractan fuera de dos guías de luz 300a en posición de espejo. En la figura 14 se representa gráficamente la distribución óptica de la luz emitida a distintas intensidades luminosas por las dos guías de luz 300a mostradas en la figura 13.
Las figuras 15, 16, 17A y 18A muestran la guía de luz 300 en su totalidad, en relación con las fuentes de luz L. Como se muestra en estas figuras, la guía de luz 300 tiene una región de emisión de luz 316 que tiene una forma cerrada con un orificio de salida 352, y en particular un círculo. En otras realizaciones, la forma cerrada puede ser una elipse o un polígono. En otras realizaciones, la región de emisión de luz puede tener una forma abierta que, por ejemplo, es recta, doblada o curva.
Las figuras 17B y 18B ilustran trazados de rayos simulados ejemplares de luz emitida desde la guía de luz 300 de reacciones de rayos múltiples.
La figura 19 muestra una guía de luz 400 según una realización. La guía de luz 400 es similar a la guía de luz 10 excepto en que la segunda superficie principal 422 de la región de emisión de luz 416 también incluye una pluralidad de estrías 423 que se extienden verticalmente similares a la pluralidad de estrías 420 que se extienden verticalmente de la primera superficie principal 418 de la región de emisión de luz 416. Asimismo, la región de transición 434 está definida además por una segunda superficie de retorno 437 entre la segunda superficie principal 422 de la región de emisión de luz 416 y una segunda superficie principal 444 de la región de transmisión de luz 414.
Las figuras 20 y 22A a 22G ilustran trayectorias ejemplares de rayos de luz emitidos desde la guía de luz 400. La figura 20 muestra trazos de rayos simulados ejemplares de luz emitida desde la guía de luz 400 de reacciones de rayos múltiples. La distribución óptica de estas reacciones se representa en la figura 21, que muestra una distribución en forma de ala de murciélago con ángulos máximos de aproximadamente 35 grados. Las figuras 22A a 22G muestran trazados de rayos simulados ejemplares de luz emitida desde la guía de luz 400 de una reacción de rayo único, donde el rayo entra en la guía de luz 400 desde varios ángulos de 20 a 80 grados; en cada reacción, la luz golpea la primera superficie principal estriada 418 o la segunda superficie principal estriada 422 y luego sale por una o ambas de la primera superficie principal estriada 418 o de la segunda superficie principal estriada 422 de la región de emisión de luz 416 en ángulos deseables.
La figura 23 muestra una guía de luz 500 según una realización. La guía de luz 500 es similar a la guía de luz 400 excepto en que el extremo distal 524 tiene forma de V invertida.
Las figuras 24A a 24C muestran trazas de rayos simuladas ejemplares de luz emitida desde la guía de luz 500 de un número creciente de reacciones de rayos. La distribución óptica de estas reacciones se representa en la figura 25, que muestra una distribución en forma de ala de murciélago con ángulos máximos de aproximadamente 38 grados.
La figura 26 es una guía de luz 700 según otra realización. La guía de luz 700 incluye una superficie receptora de luz 712, una región de transmisión de luz 714, una región de transición 734 y una región de emisión de luz 716. La superficie receptora de luz 712 puede estar en un plano sustancialmente horizontal. La superficie receptora de luz 712 también puede estar en un plano distinto de un plano sustancialmente horizontal, por ejemplo, la superficie receptora de luz puede estar inclinada con respecto al plano horizontal de manera que forme un ángulo con el plano horizontal. La superficie receptora de luz 712 puede ser una superficie ópticamente lisa. La superficie receptora de luz 712 puede estar en comunicación óptica con la región de transmisión de luz 714, que puede estar en comunicación óptica con la región de transición 734, que puede estar en comunicación óptica con la región de emisión de luz 716.
La superficie de recepción de luz 712, la región de transmisión de luz 714, la región de transición 734 y la región de emisión de luz 716 pueden ser una estructura unitaria formada integralmente. En algunas realizaciones, la región de transmisión de luz 714 comprende una primera superficie principal 742. La primera superficie principal 742 puede ser continua con una superficie de retorno 736 de la región de transición 734. La superficie de retorno 736 puede ser continua con una primera superficie principal 718 de la región de emisión de luz 716.
En algunas realizaciones, la superficie de retorno 736 puede estar orientada en un ángulo 737 relativo a una línea imaginaria 735. El ángulo 737 está definido por la superficie de retorno 736 con respecto a la línea imaginaria 735. La línea imaginaria 735 puede ser sustancialmente perpendicular a la segunda superficie principal 742. El ángulo 737 puede oscilar entre unos 0 grados y unos 45 grados. En algunas realizaciones, el ángulo 737 puede oscilar entre 0 y 10 grados. En tales realizaciones, la superficie de retorno 736 puede ser sustancialmente paralela a la superficie receptora de luz 712 y/o sustancialmente perpendicular a la segunda superficie principal 742.
En algunas realizaciones, la región de transmisión de luz 714 incluye una segunda superficie principal 744. La segunda superficie principal 744 puede ser opuesta a la primera superficie principal 742. La segunda superficie principal 744 puede ser sustancialmente paralela a la primera superficie principal 742. La segunda superficie principal 744 puede ser continua con una segunda superficie principal 722 de la región de emisión de luz 716. La segunda superficie principal 722 puede ser opuesta a la primera superficie principal 718.
La región de emisión de luz 716 tiene una sección transversal en forma de cuña formada por una primera superficie principal 718 y una segunda superficie principal 722. La primera superficie principal 718 y la segunda superficie principal 722 pueden estrecharse entre sí para definir un extremo distal 724. El extremo distal 724 puede ser una punta (en sección transversal) o un borde afilado. El extremo distal 724 puede ser una superficie plana (como se muestra en la figura 26). La guía de luz 700 proporciona una trayectoria sustancialmente recta desde la superficie receptora de luz 712 hasta el extremo distal 724.
Un primer ángulo interior 726 está definido por la primera superficie principal 718 con respecto a una línea vertical imaginaria 728, y un segundo ángulo interior 730 está definido por la segunda superficie principal 722 con respecto a la línea vertical imaginaria 728. En algunas realizaciones, el primer ángulo interior 726 y el segundo ángulo interior 730 pueden oscilar cada uno entre 2 grados y 35 grados. En algunas realizaciones, el primer ángulo interior 726 y el segundo ángulo interior 730 pueden ser sustancialmente similares para formar una forma de cuña simétrica.
En algunas realizaciones, la primera superficie principal 718 tiene una pluralidad de escalones 750A, 750B, 750C, 750D y 750E (colectivamente, escalones 750) dispuestos a lo largo de una longitud L de esta. Se puede proporcionar cualquier número adecuado de escalones 750. La expansión escalonada de la región de emisión de luz 716 en la región de transición 734 permite una mayor extracción vertical en la región de emisión de luz 716, reduciendo ventajosamente el brillo, como se detalla más adelante. En todas las realizaciones con escalones divulgadas e ilustradas en las figuras, nótese que las figuras muestran los escalones ampliados para facilitar la explicación; en otras palabras, el tamaño real de los escalones, en relación con el resto de la guía de luz, es mucho menor que el ilustrado.
Con referencia a la figura 26A, cada escalón 750 tiene una primera superficie 752 y una segunda superficie 754. Por ejemplo, el escalón 750A tiene una primera superficie 752A y una segunda superficie 754A. La primera superficie 752 puede ser sustancialmente plana. Cada uno de los escalones 750 está definido por un ángulo 756, por ejemplo, los ángulos 756A, 756B, 756C, 756D y 756E respectivamente. El ángulo 756 está definido por la primera superficie 752 y la segunda superficie 754 de cada escalón 750. De acuerdo con la invención reivindicada, el ángulo 756 es de aproximadamente 75 grados a 110 grados, o la primera superficie 752 es sustancialmente perpendicular a la segunda superficie 754.
Las primeras superficies 752 de cada uno de los escalones 750 pueden estar dispuestas sustancialmente paralelas entre sí. Las segundas superficies 754 de cada uno de los escalones 750 pueden estar dispuestas sustancialmente paralelas entre sí. Cada uno de los ángulos 756A, 756B, 756C, 756D y 756E puede ser igual o diferente. Las longitudes de las primeras superficies 752 (LFS) y de las segundas superficies 754 (LSS) de cada uno de los escalones 750 también pueden ser iguales o diferentes.
En algunas realizaciones, la segunda superficie principal 722 tiene una pluralidad de escalones (no mostrados) similares a los escalones 750 de la primera superficie principal 718. En algunas realizaciones, la segunda superficie principal 722 y la primera superficie principal 718 pueden tener ambas una pluralidad de escalones dispuestos a lo largo de sus longitudes. En algunas realizaciones, se puede proporcionar una pluralidad de escalones en la segunda superficie principal 722 o en la primera superficie principal 718.
En las realizaciones en las que se proporciona una pluralidad de escalones tanto en la segunda superficie principal 722 como en la primera superficie principal 718, las dos superficies 722, 718 pueden ser sustancialmente idénticas. En tales realizaciones, la segunda superficie principal 722 y la primera superficie principal 718 pueden estar en configuraciones de espejo cuando se ven en la línea vertical imaginaria 728. Esto no es obligatorio. El número de escalones y/o los ángulos que definen cada uno de los escalones pueden diferir entre la pluralidad de escalones dispuestos a lo largo de la primera superficie principal 718 y la segunda superficie principal 722.
Como se muestra mejor en la figura 26B, una o ambas de la primera superficie principal 718 y la segunda superficie principal 722 comprenden una pluralidad de estrías 746. Las estrías 746 pueden ser ranuras redondeadas. Las estrías 746 pueden seguir el contorno exterior de la primera superficie principal 718 y de la segunda superficie principal 722. En algunas realizaciones, la pluralidad de estrías 746 se proporciona en la(s) superficie(s) que tiene(n) la pluralidad de escalones. En algunas realizaciones, cada una de las primeras superficies principales 718 y las segundas superficies principales 722 de los escalones 750 incluyen la pluralidad de estrías 746.
En funcionamiento, sustancialmente toda la luz recibida en la superficie receptora de luz 712 viaja por reflexión interna total a través de la región de transmisión de luz 714 y la región de transición 734 antes de entrar en la región de emisión de luz 716. La luz viaja dentro de la región de emisión de luz 716 y se refracta fuera de la región de emisión de luz 716 en una pluralidad de puntos (PF) a lo largo de la primera superficie principal 718 y/o puntos (PS) a lo largo de la segunda superficie principal 722 (como se muestra mejor en la figura 26). La figura 26 muestra posiciones de ejemplo en las que pueden estar situados los puntos PF y P<s>, pero los puntos PF y PS pueden estar situados en cualquier punto a lo largo de una longitud de la primera superficie principal 718 o a lo largo de una longitud de la segunda superficie principal 722, respectivamente. La longitud entre cualquier punto PF o PS y la superficie receptora de luz 712 en un extremo superior de la guía de luz 700 se denota por una longitud (LP), como se muestra en la figura 26.
Las figuras 27A y 27B son vistas en sección transversal de trayectorias ejemplares de rayos de luz que se reflejan internamente dentro y luego se refractan fuera de las regiones de emisión de luz 16, 716 de la guía de luz 10 y la guía de luz 700, respectivamente. En comparación con la luz refractada fuera de la guía de luz 10 (mostrada en la figura 27A), la luz se refracta fuera de la guía de luz 700 en los puntos PF y PS situados más arriba a lo largo de la guía de luz, es decir, que tienen longitudes LP más cortas (como se muestra mejor en la figura 27B). Los escalones 750 a lo largo de la primera superficie principal 718 y/o la segunda superficie principal 722 de la guía de luz 700 reducen la distancia media (DF-S) entre la primera y segunda superficies principales 718, 722 a lo largo de las mismas, es decir, la anchura media de la región de emisión de luz 716 es menor que la de una región de emisión de luz lisa, no escalonada. La distancia media reducida (DF-S) entre la primera y segunda superficies principales 718, 722 permite más reflexiones entre las superficies 718, 722 a medida que la luz viaja dentro de la región de emisión de luz 716. Por el contrario, la mayor distancia media (DF-S) entre la primera y la segunda superficies principales lisas 18, 22 de la guía de luz 10 hace que la luz viaje más tiempo y más hacia abajo dentro de la región de emisión de luz 16 (es decir, dando lugar a longitudes más largas LP) antes de que la luz golpee y se refleje en las superficies 18, 22 y luego se refracte fuera de la guía de luz 10. Así, una región de emisión de luz 716 escalonada permite que la luz se refracte fuera de la región de emisión de luz 716 antes y más arriba a lo largo de la guía de luz 700. La liberación de la luz en la parte superior de la guía de luz 700 evita o reduce ventajosamente la formación de franjas de luz, lo que da lugar a una distribución uniforme de la luz y a un aumento de la superficie luminosa. Esto se muestra mejor en los gráficos de la figura 28, que muestran la diferencia en la distribución de la iluminancia de la zona de extracción al utilizar la guía de luz 10 (figura 28A y 28B) y la guía de luz 700 (figura 28C y 28D).
En algunas realizaciones, un grosor máximo 738 de la región de emisión de luz 716 puede ser al menos 1,5 veces, o 2 veces, un grosor máximo 740 de la región de transmisión de luz 714. En algunas realizaciones, un grosor máximo 38 de la región de emisión de luz 16 de la figura 1 es el mismo que el grosor máximo 738 de la región de emisión de luz 716 de la figura 26. En algunas realizaciones, un grosor medio a lo largo de una longitud de la región de emisión de luz de la figura 16 es aproximadamente entre un 20 % y un 50 % mayor que un grosor medio a lo largo de una longitud de la región de emisión de luz 716 de la figura 26.
Las figuras 29A a 29E (colectivamente, figura 29) muestran trazas de rayos simuladas ejemplares de luz emitida desde la guía de luz 10 o la guía de luz 700 de una reacción de rayo único, donde el rayo entra en la guía de luz 10 (izquierda) o en la guía de luz 700 (derecha) desde varios ángulos, de 10, 20, 30, 40 o 50 grados respectivamente. En cada reacción, la luz incide en la primera superficie principal (18, 718) y luego sale tanto de la primera superficie principal 18, 718 como de la segunda superficie principal 22, 722 de la región de emisión de luz 16, 716 en ángulos deseables. Los trazados de rayos simulados de la figura 29 muestran que en cada ángulo en el que el rayo entra en las respectivas guías de luz, los ángulos en los que la luz se refracta fuera de la región de emisión de luz 16, 716 de la guía de luz 10 y de la guía de luz 700 son sustancialmente idénticos. La figura 29 muestra que cada ángulo en el que el rayo entra en las respectivas guías de luz, la luz de la guía de luz 700 (derecha) se emite más arriba a lo largo de la guía de luz 700 en comparación con la luz emitida por la guía de luz 10 (izquierda). La luz emitida por la guía de luz 700 (derecha) también se distribuye más uniformemente en comparación con la luz emitida por la guía de luz 10 (izquierda).
La figura 30 es una distribución óptica para el conjunto de luminaria de la figura 32A (abajo) a 0 y 90 grados de ángulo azimutal. La distribución en ala de murciélago 790 (la línea exterior) se produce en el ángulo azimutal de 90 grados que es perpendicular al eje longitudinal de una guía de luz 900A o una guía de luz 900B, como se muestra en la figura 31A. La distribución lambertiana 792 (la línea interior) se produce en el eje que discurre paralelo al eje longitudinal de la guía de luz 900A o de la guía de luz 900B, como se muestra en la figura 31A.
Las figuras 31A y 31B son una vista inferior respectiva y una vista inferior isométrica que muestran una carcasa 802 de un conjunto de luminaria 800 según una realización de ejemplo. La figura 32A es una vista en sección transversal del conjunto de luminaria 800 tomada a lo largo de la línea A-A de la figura 31A. Las figuras 31A y 31B muestran una carcasa 802 plana y rectangular. Sin embargo, esto no es obligatorio. La carcasa 802 puede tener cualquier forma adecuada.
Con referencia a las figuras 31A, 31B y 32A, la carcasa 802 tiene un lado superior 804, un lado inferior 806 y lados izquierdo y derecho 808L, 808R. La carcasa 802 puede incluir una o más guías de luz 900. En una realización de ejemplo, se proporcionan dos guías de luz 900A, 900B. Las guías de luz 900A, 900B (colectivamente guías de luz 900) pueden estar dispuestas verticalmente a lo largo de una altura (H) entre los lados superior e inferior 804, 806 dentro de la carcasa 802. Las guías de luz 900A, 900B pueden o no extenderse a una altura de la carcasa 802. Un extremo distal 924 de la guía de luz 900 puede estar en contacto con el lado inferior 806 de la carcasa 802. Las guías de luz 900A, 900B pueden estar en configuraciones de espejo.
Puede definirse una cavidad 813 entre las guías de luz 900A, 900B. El conjunto de luminaria 800 también puede incluir una o más fuentes de luz 812. El conjunto de luminaria 800 también puede incluir uno o más difusores 824. En un ejemplo de realización, se proporcionan dos fuentes de luz 812A, 812B (colectivamente, fuentes de luz 812) y difusores 824A, 824B (colectivamente, difusores 824).
Con referencia a las figuras 32B y 32C, cada guía de luz 900 puede incluir una superficie receptora de luz 912 (por ejemplo, superficies receptoras de luz 912A, 912B), una región de transmisión de luz 914, una región de transición 934, y una región de emisión de luz 916. La región de emisión de luz 916 puede tener una primera superficie principal 918 y una segunda superficie principal opuesta 922. En algunas realizaciones, la primera superficie principal 918 puede estar orientada hacia fuera de la cavidad 813 y la segunda superficie principal 922 puede estar orientada hacia la cavidad 813. En algunas realizaciones, la primera superficie principal 918 puede estar orientada hacia la cavidad 813 y la segunda superficie principal 922 puede estar orientada hacia fuera de la cavidad 813. En las realizaciones en las que se proporciona una pluralidad de guías de luz 900, cada guía de luz 900 puede estar orientada en una dirección diferente con respecto a la otra, por ejemplo, una primera guía de luz 900 puede tener una primera superficie principal 918 orientada hacia la cavidad 813 y una segunda guía de luz 920 puede tener una primera superficie principal 918 orientada en sentido contrario a la cavidad 813.
En algunas realizaciones, la primera superficie principal 918 incluye una pluralidad de escalones 950 que se extienden a lo largo de la misma. En una realización de ejemplo, la segunda superficie principal 922 es lisa. En algunas realizaciones, la segunda superficie principal 922 incluye una pluralidad de escalones 950 que se extienden a lo largo de la misma. En algunas realizaciones, una o ambas, la primera superficie principal 918 y la segunda superficie principal 922 incluyen una pluralidad de estrías (no mostradas).
En algunas realizaciones, cada guía de luz 900 incluye opcionalmente un labio 822. En una realización de ejemplo, cada guía de luz 900A y 900B tiene un labio 822A, 822b respectivamente que cada uno se proyecta hacia fuera desde la región de transición 934 para soportar un respectivo difusor 824A, 824B en su lugar. En algunas realizaciones, el labio 822 se proyecta hacia el exterior desde el mismo lado que la primera superficie principal 418. En tales realizaciones, una superficie de retorno 936 puede ser continua con el labio 822, que puede ser continuo con la primera superficie principal 918. El labio 822 puede proyectarse hacia el exterior desde el mismo lado que la segunda superficie principal 922. El labio 822 no es obligatorio. Los difusores 824 pueden ser soportados dentro de la carcasa 802 por otros medios adecuados.
Los difusores 824 pueden estar configurados para difundir o distribuir la luz emanada de las fuentes de luz 812. Puede utilizarse cualquier difusor adecuado, como difusores opalescentes o arenados de material acrílico o policarbonato. Los difusores 824 pueden ser sustancialmente planos. Los difusores 824 pueden tener un grosor de entre 3 mm y 9 mm. Los difusores 824 pueden tener cualquier forma adecuada. La forma de los difusores 824 puede depender de la forma de la carcasa 802. En algunas realizaciones, cada difusor 824 se extiende al menos parcialmente a través de una longitud de la carcasa 802. En una realización de ejemplo, cada difusor 824 tiene una longitud en un rango de aproximadamente 15,24 a 121,92 cm (6 a 48 pulgadas). En una realización de ejemplo, cada difusor 824A, 824B se extiende a lo largo de una longitud (LD1, LD2) de la carcasa 802 desde el labio 832A, 832B de la guía de luz 900A, 900B hasta el lado izquierdo y derecho respectivo 808L,808R de la carcasa 802. En tales realizaciones, los extremos de los difusores 824A, 824B pueden estar en contacto con los respectivos lados izquierdo y derecho 808L, 808R de la carcasa 802. Los difusores 824A, 824B pueden o no tener la misma longitud y/o grosor.
Las fuentes de luz 812 pueden ser un diodo emisor de luz (LED) o una matriz de LED. En algunas realizaciones, las fuentes de luz 812 pueden ser cualquier otra fuente puntual emisora de luz, incluyendo diodos láser, por ejemplo. En algunas realizaciones, las fuentes de luz 812 pueden estar dispuestas en el lado superior 804. En algunas realizaciones, cada fuente de luz 812 está en contacto con una superficie receptora de luz 912 de la guía de luz 900.
En algunas realizaciones, la fuente de luz 812 está orientada en ángulo recto hacia una superficie receptora de luz 912 de la guía de luz 900. En tales realizaciones, un rayo de luz paralelo entra en las guías de luz 900 a través de las superficies receptoras de luz 912. En una realización de ejemplo, como se muestra en la figura 32B, se proporciona una pluralidad de fuentes de luz 812A y 812B. La fuente de luz 812A está situada en un ángulo relativo a la superficie receptora de luz 912A. En tales realizaciones, la luz entra en la guía de luz 900A a través de la superficie receptora de luz 912A en ángulos comprendidos entre unos 30 grados y unos 80 grados.
En algunas realizaciones, la fuente de luz 812 está separada de una superficie receptora de luz 912 de la guía de luz 900. Una distancia entre la fuente de luz 812 y la superficie receptora de luz 912 puede ser de aproximadamente 0 cm a aproximadamente 12 cm. En una realización de ejemplo, puede definirse un espacio de aire 816 (por ejemplo, espacio de aire 816A, 816B) entre su respectiva fuente de luz 812A, 812B y la superficie receptora de luz 912A, 912B (como se muestra mejor en la figura 32B).
El espacio de aire 816 puede proporcionarse para permitir que una primera porción de la luz emanada de las fuentes de luz 812 entre y viaje a través de las guías de luz 900 para refractarse fuera de las regiones de emisión de luz 916. Una segunda porción de la luz emanada de las fuentes de luz 812 entra y se refracta fuera de los difusores 824. En algunas realizaciones, las guías de luz 900 emiten luz con una distribución sustancialmente en forma de ala de murciélago. En algunas realizaciones, los difusores 824 emiten luz con una distribución sustancialmente lambertiana. Esto se ilustra en la vista ejemplar de trayectorias de rayos de luz ejemplares que se reflejan internamente dentro de los difusores 824 y las guías de luz 900 y se refractan fuera de los difusores 824 y las guías de luz 800 en la figura 33.
La figura 34 es una guía de luz 1000 según otra realización. La guía de luz 1000 puede tener una forma de sección transversal similar a la de la guía de luz 400 (figura 19). La guía de luz 1000 es similar a la guía de luz 400 excepto en que la primera y segunda superficies principales 1018, 1022 de la región de emisión de luz 1016 pueden definir una pluralidad de escalones 1050 que se extienden a lo largo de las mismas. En la realización ilustrada, la primera y segunda superficies principales 1018, 1022 definen ambas una pluralidad de escalones 1050. En algunas realizaciones, cualquiera de la primera superficie principal 1018 o la segunda superficie principal 1022 define una pluralidad de escalones 1050. Los escalones 1050 son similares a los escalones 750 de la guía de luz 700 detallados anteriormente. Una pluralidad de estrías 1046 puede ser proporcionada en una o ambas de la primera y segunda superficies principales 1018, 1022.
La primera y segunda superficies principales 1018, 1022 de la guía de luz 1000 se estrechan una hacia la otra para definir un extremo distal 1024. El extremo distal 1024 puede ser un punto en sección transversal como se muestra en la realización ilustrada, pero esto no es obligatorio. En algunas realizaciones, el extremo distal 1024 puede ser romo o plano.
La figura 35 muestra una guía de luz 2000 según otra realización. La guía de luz 2000 tiene forma de V invertida. La guía de luz 2000 es similar a la guía de luz 500 (figura 23) excepto en que la primera superficie principal 2018 y/o la segunda superficie principal 2022 de la región de emisión de luz 2016 pueden definir una pluralidad de escalones 2050 que se extienden a lo largo de sus longitudes, de la misma manera que la guía de luz 1000 es similar a la guía de luz 700.
Claims (13)
1. Una guía de luz (10, 100, 200, 300, 400, 500, 700, 900, 1000, 2000) que comprende:
una superficie receptora de luz (12, 312, 712, 912);
una región de transmisión de luz (14, 314, 714, 914) en comunicación óptica con la superficie receptora de luz; una región de emisión de luz (16, 316, 716, 916) que comprende una sección transversal en forma de cuña, estando la región de emisión de luz (16, 316, 716, 916) en comunicación óptica con la región de transmisión de luz, comprendiendo la región de emisión de luz (16, 316, 716, 916):
una primera superficie principal (18, 218, 318, 418, 718, 918, 1018, 2018);
una segunda superficie principal (22, 222, 322, 422, 722, 922, 1022, 2022); en la que la primera superficie principal y la segunda superficie principal se estrechan entre sí para definir un extremo distal; y
por lo que prácticamente toda la luz recibida en la superficie receptora de luz se refleja internamente a través de la región de transmisión antes de entrar en la región de emisión;
caracterizada porque dicha primera superficie principal comprende una pluralidad de estrías que se extienden verticalmente (46, 320, 423, 746, 1046); y porque
una o ambas de la primera y segunda superficies principales comprenden una pluralidad de escalones (750, 950, 1050, 2050) dispuestos a lo largo de una longitud de estas, donde la pluralidad de escalones comprende cada uno una primera superficie (752) y una segunda superficie (754), la primera (752) y segunda (754) superficies definiendo un ángulo entre ellas, donde el ángulo está entre aproximadamente 75 grados y aproximadamente 110 grados, o aproximadamente 90 grados.
2. La guía de luz como se define en la reivindicación 1, en la que, en el extremo distal, un primer ángulo interior (26, 726) definido por la primera superficie principal con respecto a una línea vertical imaginaria, y un segundo ángulo interior (30, 730) definido por la segunda superficie principal con respecto a la línea vertical imaginaria, oscilan cada uno entre 2 grados y 15 grados.
3. La guía de luz como se define en la reivindicación 2, en la que el primer ángulo interior y el segundo ángulo interior son sustancialmente iguales.
4. La guía de luz como se define en la reivindicación 1, en la que, en el extremo distal, un ángulo interior (232) definido entre la primera superficie principal (218) y la segunda superficie principal (222) oscila entre 4 grados y 30 grados, y en la que la segunda superficie principal (222) es sustancialmente vertical.
5. La guía de luz como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 comprende además una región de transición (34, 434, 734, 934) entre la región de transmisión de luz (14, 314, 714, 914) y la región de emisión de luz (16, 316, 716, 916), definida por una primera superficie de retorno (336) entre la primera superficie principal de la región de emisión de luz y una primera superficie principal (318) de la región de transmisión de luz, y en la que un grosor máximo de la región de emisión de luz es al menos 1,5 veces un grosor máximo de la región de transmisión de luz.
6. La guía de luz como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el extremo distal (24, 224, 724, 924, 1024) comprende un punto, la segunda superficie principal (22, 922) es lisa, o comprende una trayectoria sustancialmente recta entre la superficie receptora de luz y el extremo distal, opcionalmente en la que la superficie receptora de luz está en un plano sustancialmente horizontal.
7. La guía de luz como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la región de transmisión de luz (14, 314, 714, 914) comprende una trayectoria no recta entre la superficie receptora de luz y la región de emisión de luz, comprendiendo la trayectoria no recta una porción curva.
8. La guía de luz como se define en la reivindicación 7, en la que una longitud de arco de una segunda superficie principal (344) de la región de transmisión de luz (314) corresponde a una medida de arco de menos de 90 grados, o menos de 80 grados, una altura (348) de la región de emisión de luz es de 80 % a 120 % de una altura (350) de la región de transmisión de luz, en la que la pluralidad de estrías que se extienden verticalmente (320) de la región de emisión de luz (316) se extienden en al menos una porción de la región de transmisión de luz (314), y en la que la superficie receptora de luz (312) está en un plano sustancialmente vertical.
9. La guía de luz como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la segunda superficie principal (22, 222, 322, 422, 722, 922, 1022, 2022) comprende una pluralidad de estrías que se extienden verticalmente (46, 746, 1046), donde la región de transición está definida además por una segunda superficie de retorno (437) entre la segunda superficie principal de la región de emisión de luz (716) y una segunda superficie principal de la región de transmisión de luz (714), comprendiendo además una trayectoria sustancialmente recta entre la superficie de recepción de luz (712) y el extremo distal (724), donde el extremo distal comprende un punto o una forma de V invertida.
10. La guía de luz como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que la región de emisión de luz (316) es una forma cerrada que comprende un círculo, una elipse o un polígono, o una forma abierta que es recta, doblada o curva.
11. La guía de luz (10, 100, 200, 300, 400, 500, 700, 900, 1000, 2000) como se define en las reivindicaciones 5 o 9, en la que un primer ángulo de retorno (737) o un segundo ángulo de retorno está definido por la respectivamente primera superficie de retorno (736) o la segunda superficie de retorno y una línea imaginaria (735), el primer ángulo de retorno y el segundo ángulo de retorno pueden estar en un rango de aproximadamente 0 grados a aproximadamente 45 grados.
12. Un conjunto de luminaria (800) que comprende:
una carcasa (802) con primer y segundo lados opuestos y tercer y cuarto lados opuestos;
al menos una guía de luz (10, 100, 200, 300, 400, 500, 700, 900, 1000, 2000) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, la al menos una guía de luz colocada dentro de la carcasa (802);
una fuente de luz (812) en el primer lado de la carcasa y orientada hacia la superficie receptora de luz de la al menos una guía de luz; y
un difusor (824) que se extiende al menos parcialmente a lo largo de la carcasa. en el que la al menos una guía de luz comprende además un labio (822) que se proyecta hacia el exterior desde la primera superficie principal para soportar un borde del difusor, en el que la fuente de luz (812) está separada de la superficie receptora de luz (12, 312, 712, 912) para definir un espacio de aire (816) y,
en la que la fuente de luz se coloca en un ángulo relativo a la superficie receptora de luz (912).
13. El conjunto de luminaria (800) como se define en la reivindicación 12 que comprende al menos una guía de luz (900A) y una segunda guía de luz opuesta (900B) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, las guías de luz dispuestas verticalmente dentro de la carcasa y definiendo una cavidad (813) entre ellas, en la que las guías de luz están en configuraciones de espejo, en la que la primera superficie principal (918) mira hacia fuera de la cavidad (813) y la segunda superficie principal (922) mira hacia la cavidad (813).
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