Elemento bloqueante de longitudes de onda corta en fuentes de iluminación de tipo led.

Método, producto y elemento bloqueante de longitudes de onda corta en fuentes de iluminación de tipo LED que consiste en un sustrato con un pigmento distribuido de manera uniforme en su superficie y

, porque dicho pigmento tiene una densidad óptica tal que permite la absorción selectiva de longitudes de onda corta comprendidas entre 380 nm y 500 nm en un rango comprendido entre el 1 y el 99%.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201201268.

Solicitante: UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: SANCHEZ RAMOS,CELIA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > OPTICA > ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene... > Elementos ópticos distintos de las lentes (guías... > G02B5/23 (Filtros fotocromáticos)
  • SECCION G — FISICA > ENSEÑANZA; CRIPTOGRAFIA; PRESENTACION; PUBLICIDAD;... > PRESENTACION; PUBLICIDAD; CARTELES; ETIQUETAS O PLACAS... > Dispositivos de representación de información variable,... > G09F9/33 (de semiconductores, p. ej. de diodos)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE LA INTENSIDAD, DE LA VELOCIDAD, DEL ESPECTRO,... > G01J9/00 (Medida del desfase de rayos luminosos; Investigación del grado de coherencia; Medida óptica de la longitud de onda (espectrometría G01J 3/00))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS... > H01L33/00 (Dispositivos semiconductores que tienen al menos una barrera de potencial o de superficie especialmente adaptados para la emisión de luz; Procesos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación o tratamiento de estos dispositivos o de sus partes constitutivas; Detalles (H01L 51/50  tiene prioridad; dispositivos que consisten en una pluralidad de componentes semiconductores formados en o sobre un sustrato común y que incluyen componentes semiconductores con al menos una barrera de potencial o de superficie, especialmente adaptados para la emisión de luz H01L 27/15; láseres de semiconductor H01S 5/00))

PDF original: ES-2478693_A1.pdf

 

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Ilustración 1 de Elemento bloqueante de longitudes de onda corta en fuentes de iluminación de tipo led.
Ilustración 2 de Elemento bloqueante de longitudes de onda corta en fuentes de iluminación de tipo led.
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Ilustración 4 de Elemento bloqueante de longitudes de onda corta en fuentes de iluminación de tipo led.
Elemento bloqueante de longitudes de onda corta en fuentes de iluminación de tipo led.

Fragmento de la descripción:

ELEMENTO BLOQUEANTE DE LONGITUDES DE ONDA CORTA EN FUENTES DE ILUMINACIÓN DE TIPO LED

Campo de la invención

La presente invención se encuadra en general en el campo de la óptica y en particular se refiere a un elemento bloqueante de longitudes de onda corta en fuentes de iluminación de tipo LED (diodos emisores de luz)

Estado de la técnica

El Espectro electromagnético (EEM) es la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas que emite (espectro de emisión) o absorbe (espectro de absorción) una sustancia. El EEM incluye una amplia gama de radiaciones, desde las de menor longitud de onda, como son los rayos gamma y los rayos X, pasando por la radiación ultravioleta, la luz y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio.

El espectro de luz es la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le llama también luz visible o simplemente luz. No hay límites exactos en el espectro visible; un ojo patrón humano responde a longitudes de onda desde 380nm a 780nm, aunque el ojo adaptado a la oscuridad puede ver en un intervalo mayor, que va desde 360nm a 830nm.

La retina se autoprotege de las longitudes de onda corta de dos maneras: con una distribución heterogénea de los fotorreceptores, de tal forma que en la depresión macular no existen fotorreceptores sensibles a las longitudes de onda corta, y por la actuación de pigmentos amarillos existentes en la misma zona que también ejercen una acción protectora. Además el cristalino aumenta su proporción de cromóforos amarillos con la edad.

Estas protecciones naturales del ojo humano frente a las longitudes de onda más corta (el cristalino y las propias de la retina) pueden verse seriamente afectadas por ciertas

patologías y/o intervenciones quirúrgicas, incluso exclusivamente por el paso del tiempo.

Se han desarrollado algunas técnicas para proteger de las longitudes de onda corta a ojos sanos, a ojos operados de cataratas y a ojos en procesos neurodegenerativos retiniano:

Aplicar filtros al ojo humano como medida terapéutica y preventiva para sustituir y/o mejorar la protección natural.

A partir de mediados de los años 90, se han implantado lentes intraoculares provistas de un filtro amarillo en ojos operados de cataratas. Esta alternativa supone una intervención quirúrgica con todos sus obvios riesgos y dificultades. Existe además un amplio colectivo de personas operadas de cataratas a los que se les ha implantado una lente infraocular transparente en sustitución de la sustancia interna del cristalino, desprovista de la necesaria protección de la pigmentación amarilla. En estos casos, resulta necesario complementar al cristalino artificial, exento de pigmento amarillo, con la interposición de algún sistema de soporte para el pigmento amarillo.

Un elemento bloqueante de las longitudes de onda corta es un dispositivo diseñado para separar, pasar o suprimir un grupo de objetos o cosas del total de la mezcla. Los elemento bloqueantes están ideados para la selección de un determinado intervalo de longitudes de onda de luz. El mecanismo es siempre sustractivo, consiste en el bloqueo de unas longitudes de onda, permitiendo el paso de otras longitudes de onda.

Existen en el mercado distintos tipos de filtros aplicados al ojo humano. Así por ejemplo, en la solicitud de patente WO 98/44380 se describe un filtro aplicado en una lentilla que no cubre la totalidad de dicha lentilla, entendiendo totalidad como zona de iris, zona de pupila y cuerpo de la lentilla, siendo este hecho fundamental para no provocar irregularidades en la visión. Por otro lado, el documento WO 91/04717 describe lentes infraoculares para el tratamiento de la DMAE que no es el objeto de la presente invención.

Es conocido el hecho también de emplear filtros amarillos en lentes oftalmológicas, por ejemplo a través del documento GB 1 480 492

El filtro amarillo puede ser utilizado en múltiples aplicaciones, como así lo demuestran los documentos localizados en el actual estado de la técnica.

El documento DE 358 948 describe un filtro amarillo aplicado a un dispositivo eléctrico de iluminación, pero combinado con un segundo filtro de color rojo, lo cual se aleja del concepto inventivo descrito en la presente invención.

El documento ES 1 046 793 U describe un dispositivo externo de soporte de distintos filtros de iluminación, con distintos colores, lo cual se aleja del concepto inventivo de la presente invención que radica en un único elemento bloqueante de longitudes de onda corta integrado en un determinado material, para conseguir eliminar del espectro de luz visible las longitudes de onda corta antes de que llegue al usuario debido a los efectos perniciosos producidos por la elevada energía de este rango de luz, objetivo que, evidentemente, no se consigue con dicho documento.

El documento WO 90/05321 describe un filtro con una serie de características técnicas pero que en absoluto define una aplicación fisiopatológica y además, el filtro descrito en la solicitud de patente WO 90/05321 no es homogéneo en su absorbancia, pudiendo producir efectos indeseados.

La Dra. Celia Sánchez-Ramos es la inventora de las patentes ES2247946, ES2257976, ES2281301, ES2281303, ES2289957, ES2296552, ES2298089,

ES2303484 y ES2312284. No obstante, aunque en estos documentos se hace mención a la problemática de la luz ambiente, especialmente de las longitudes de onda corta en el espectro de 380 a 500 nm, en ninguno de estos documentos se explica la problemática derivada del empleo masivo y cotidiano de pantallas basadas fundamentalmente en tecnología LED en sus distintas variantes, como OLED, LCD- LED, AMOLED, entre otras tecnologías de vanguardia para teléfonos inteligentes, tabletas electrónicas, ordenadores portátiles y televisiones.

Un ejemplo práctico de este tipo de pantallas con tecnología LED lo tenemos en el documento US20120162156 de Apple Inc., el cual describe como es internamente la

conocida comercialmente como pantalla Retina® e implementada en distintos productos comercializados por Apple, como el MacBook Pro®, el iPad® 2, o el iPhone® 5. Aunque en dicho documento se describe con profusión como es emitida la luz por parte de los LED (más concretamente, los conocidos como LED orgánicos u OLED), en ningún momento se incide en la presencia de algún medio o elemento para limitar la radiación emitida hacia el usuario del dispositivo.

En la Fig. 1 se muestran las distintas gráficas de emisión para productos comercializados en la actualidad.

Es evidente que hoy en día cualquier usuario particular pasa una media de 4-8 horas al día, sino más, delante de pantallas de tipo LED, esto es, recibiendo una emisión de longitudes de onda corta a una distancia generalmente muy pequeña (del orden de 30- 50 cm), lo cual incide muy negativamente en el ojo y en la visión humana. Esta problemática está descrita en el estado de la técnica en [Behar-Cohen et al. Light- emitting diodes (LED) for dome Stic lighting: Any risks for the eye? Progress in Retina! and Eye Research 30 (2011)239-257],

En dicho documento, en las conclusiones del mismo se hace hincapié en la necesidad de evaluar la toxicidad potencial de la luz emitida por los LED, en función de las distintos dispositivos disponibles en el mercado de tal forma que se puedan hacer recomendaciones eficientes a los fabricantes domésticos de luz, debido a la mayor presencia de iluminación de tipo LED en ambientes de interior. No obstante, en este documento no se apuesta por una solución que permita compaginar la evolución de la técnica de los... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Elemento bloqueante de longitudes de onda corta en fuentes de iluminación de tipo LED caracterizado por que consiste en un sustrato con un pigmento distribuido en su superficie y, por que dicho pigmento tiene una densidad óptica tal que permite la absorción selectiva entre un umbral máximo y un umbral mínimo de absorbancia establecido para cada individuo de las longitudes de onda corta comprendidas entre 380 nm y 500 nm sin bloquear totalmente el paso de las longitudes de onda comprendidas entre 380-500 nm.

2. Elemento bloqueante de acuerdo con la reivindicación 1 que está constituido por un sustrato multicapa en donde al menos una de dichas capas contiene el pigmento bloqueante de longitudes de onda corta distribuido de manera uniforme por la superficie de dicha capa.

3. Elemento bloqueante de longitudes de onda corta de acuerdo con la reivindicación 1 donde el sustrato es un revestimiento que contiene un pigmento uniforme en todo el revestimiento.

4. Elemento bloqueante de longitudes de onda corta de acuerdo con la reivindicación 3 donde el revestimiento es uno seleccionado entre gel, espuma, emulsión, solución, disolución o mezcla.

5. Método de bloqueo de longitudes de onda corta en fuentes de iluminación de tipo LED caracterizado por que comprende las etapas de: (i) seleccionar la densidad óptica media de un pigmento entre un umbral máximo y un umbral mínimo de absorbancia establecido para un individuo en el rango de longitudes de onda corta comprendido entre 380-500 nm; y (ii) pigmentar un sustrato en toda su superficie de tal forma que la absorbancia media esté comprendida entre dicho umbral máximo y mínimo para cada individuo sin bloquear totalmente el paso de las longitudes de onda comprendidas entre 380-500 nm.

6. Pantalla LED que comprende el elemento bloqueante de longitudes de onda corta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.

7. Dispositivo electrónico portátil que comprende una pantalla tipo LED; uno o más procesadores que ejecutan las instrucciones necesarias para (i) calcular las emisiones de longitudes de onda corta nocivas comprendidas entre 380 y 500 nm; establecer un umbral máximo y un umbral mínimo de absorbancia para cada individuo; y reducir selectivamente

la emisión de longitudes de onda corta comprendida entre 380-500 nm entre dicho umbral máximo y mínimo de absorbanda de al menos una parte de los LED contenidos en la pantalla sin bloquear totalmente el paso de las longitudes de onda comprendidas entre 380- 500 nm.