Elemento de lente para una fuente luminosa y similares.

Elemento de lente (10) para una fuente luminosa (13), especialmente para al menos un LED,

que comprende uncuerpo (35) de un material conductor de luz, con una superficie de introducción de luz (18), una sección deconducción de luz (36) y una superficie de emisión de luz (19), en el cual la superficie de introducción de luzpresenta una primera sección central (31) céntrica cerca de un eje óptico (M) del cuerpo y una primera secciónmarginal (32) que circunda la primera sección central sustancialmente de forma anular, y en el cual la superficie deemisión de luz presenta una segunda sección central (33) céntrica cerca del eje óptico del cuerpo, caracterizadoporque la superficie de emisión de luz presenta una segunda sección marginal (34) que circunda la segundasección central sustancialmente de forma anular y porque la sección de conducción de luz presenta superficieslímite (15a, 15b. 16b, 16d) que conducen porciones de luz (L1) procedentes de la fuente luminosa (13), que incidenen la primera sección central (31), a la segunda sección marginal (34), y presenta superficies límite (14a, 14d, 16a,16c) que conducen porciones de luz (L2) procedentes de la fuente luminosa, que inciden en la primera secciónmarginal (32), a la segunda sección central (33).

Elemento de lente para una fuente luminosa y similares La invención se refiere en primer lugar a un elemento de lente para una fuente luminosa según el preámbulo de la reivindicación 1.

Los elementos de lente convencionales se componen de plástico transparente, por ejemplo de PMMA, y permiten concentrar la luz emitida por un LED para lograr una distribución de luz de irradiación densa. Las irradiaciones de luz de este tipo son deseables por ejemplo para alumbrar de manera selectiva superficies de edificios a través de grandes distancias o para poder procesar la luz ya dentro de una lámpara y poder transmitirla, por ejemplo mediante un reflector, a zonas de ángulos de espacio deseadas de un edificio.

Sin embargo, existe la necesidad de optimizar la distribución de la luz en una lámpara de un edificio que usa fuentes luminosas novedosas, por ejemplo LED.

Por el documento EP1617247A2 se conoce una lente colimadora con la que se pretenden producir rayos de luz paralelos.

Por el documento EP1970620A1 se conoce un dispositivo de iluminación que presenta una superficie de reflexión de luz que se extiende sustancialmente en forma de camisa alrededor del eje óptico, de tal forma que el sentido principal de irradiación de la luz se encuentra sustancialmente en sentido perpendicular con respecto al eje óptico.

El documento DE102004062286A1 muestra una unidad de alumbrado de vehículo con un elemento de lente que tiene sustancialmente forma de herradura o de V.

Por lo tanto, la invención tiene el objetivo de perfeccionar un elemento de lente para una fuente luminosa con las características del preámbulo de la reivindicación 1, de tal forma que permita una distribución optimizada de la luz.

La invención consigue este objetivo con las características de la reivindicación 1 y, por tanto, se caracteriza porque la sección de conducción de luz presenta superficies límite que conducen a la segunda sección marginal porciones de luz procedentes de la fuente luminosa que inciden en la primera sección central, y que conducen a la segunda sección central porciones de luz procedentes de la fuente de luz que inciden en la primera sección marginal.

El principio de la invención consiste sustancialmente en realizar el elemento de lente de tal forma que estén previstas superficies límite modificadas con respecto al estado de la técnica. Mientras que en el estado de la técnica, la luz emitida por la fuente luminosa pasa centralmente por el elemento de lente sin experimentar una reflexión total, y sólo las porciones de luz radialmente exteriores experimentan una reflexión total en superficies límite exteriores, en el elemento de lente según la invención está prevista una superficie límite interior que permite la reflexión total. Esta permite conducir aquellas porciones de luz que se emiten cerca del eje óptico del elemento de lente, inicialmente hacia fuera, hacia superficies límite exteriores, como consecuencia de una reflexión total, y emitirlas desde allí, como consecuencia de una reflexión o reflexión total subsiguiente. Dichas porciones de luz se emiten por tanto sustancialmente a lo largo de la segunda sección marginal sustancialmente anular de una superficie de emisión de luz.

Aquellas porciones de luz procedentes de la fuente luminosa que, sin embargo, no se emiten centralmente, sino por el margen, es decir radialmente en la parte exterior con respecto al eje óptico del elemento de lente, se dirigen hacia el interior, es decir hacia zonas cercanas al eje óptico, como consecuencia de una reflexión en las superficies límite exteriores, por ejemplo como consecuencia de un azogue de dichas superficies límite o como consecuencia de una reflexión total en dichas superficies límite. Estas porciones de luz pueden salir por una segunda sección central de la superficie de emisión de luz.

Cuando en el marco de esta solicitud de patente se habla de reflexión en las superficies límite radialmente exteriores, por una parte, puede referirse a que se consigue una reflexión de rayos de luz en la superficie límite como consecuencia de una reflexión total, es decir por un ángulo de incidencia determinado. Por otra parte, sin embargo, el término reflexión en las superficies límite exteriores en el sentido de la presente solicitud de patente incluye también una reflexión en superficies límite azogadas. Especialmente para evitar luz dispersa resulta ventajoso un azogue.

La invención se refiere a elementos de lente que se componen de materiales conductores de luz tales como vidrio acrílico, PMMA, vidrio o materiales similares. Se trata de elementos de lente que ofrecen una densa distribución de la luz. Según la invención, es posible lograr un haz de rayos paralelos o un haz de rayos casi paralelos.

Preferentemente, el elemento de lente se compone de un material transparente.

El elemento de lente sirve para la acción conjunta con una fuente luminosa, preferentemente con al menos un LED o varios LED. No obstante, como fuente luminosa también puede estar prevista una unidad de mezcla de luz o especialmente una unidad de mezcla de colores que constituye una fuente luminosa compleja. Esta fuente de mezcla de luz y de mezcla de colores puede comprender por ejemplo varios LED, varios elementos de conducción de luz y una lámina difusora.

El elemento de lente presenta preferentemente una cavidad en su lado orientado hacia la fuente luminosa. En dicha cavidad puede insertarse la fuente luminosa o disponerse cerca de la primera cavidad. El elemento de lente se fija preferentemente sobre una platina, sobre la que previamente se han fijado los LED. De esta forma, el elemento de lente puede cubrir la fuente luminosa con su primera cavidad.

El elemento de lente presenta una superficie de introducción de luz orientada hacia la fuente luminosa y por la que la luz emitida por la fuente luminosa entra en el elemento de lente. El elemento de lente presenta además una sección de conducción de luz que realiza la transmisión de la luz de la superficie de introducción de luz a la superficie de emisión de luz. La sección de conducción de luz puede presentar numerosas superficies límite diferentes con funciones fototécnicas diferentes.

El elemento de lente comprende además una superficie de emisión de luz opuesta a la fuente luminosa. La superficie de emisión de luz sirve para la salida de la luz del elemento de lente.

La superficie de introducción de luz se puede dividir en dos secciones diferentes, a saber, una primera sección central y una primera sección marginal. La primera sección central está dispuesta centralmente con respecto a un eje central longitudinal del elemento de lente. El eje central longitudinal del elemento de lente constituye un eje óptico del cuerpo que constituye el elemento de lente. El eje óptico es por una parte el eje de rotación del elemento de lente configurado preferentemente de forma rotacionalmente simétrica y ofrece, por otra parte, el sentido de irradiación principal de la luz emitida por el elemento de lente.

La primera sección marginal circunda la primera sección central, sustancialmente de forma anular, preferentemente en forma de anillo circular.

La superficie de emisión de luz presenta asimismo una sección central y una sección marginal que la circunda de forma anular. La sección marginal de la superficie de emisión de luz se denomina segunda sección marginal y la sección central de la superficie de emisión de luz se denomina segunda sección central.

La primera sección central y la segunda sección central pueden presentar zonas de superficie de diferentes tamaños. También la primera sección marginal y la segunda sección marginal pueden presentar diferentes superficies.

Preferentemente, el elemento de lente está configurado de tal forma que la superficie de introducción de luz es claramente más pequeña que la superficie de emisión de luz. El elemento de lente está realizado con su contorno envolvente, por ejemplo, sustancialmente en forma de tronco cónico ensanchándose su sección transversal hacia la superficie de emisión de luz.

La sección de conducción de luz del elemento de lente presenta superficies límite. Según una forma de realización especialmente ventajosa de la invención, se trata especialmente de superficies de efecto óptico, formadas por lados exteriores del elemento de lente que limitan el contorno del elemento de lente.

Se denominan superficie límite en el sentido de la presente solicitud de patente todas aquellas superficies del elemento de lente que constituyen una superficie límite entre dos medios diferentes, por ejemplo la superficie de transición entre los medios aire y plástico y que contribuyen... [Seguir leyendo]

1. Elemento de lente (10) para una fuente luminosa (13) , especialmente para al menos un LED, que comprende un cuerpo (35) de un material conductor de luz, con una superficie de introducción de luz (18) , una sección de conducción de luz (36) y una superficie de emisión de luz (19) , en el cual la superficie de introducción de luz presenta una primera sección central (31) céntrica cerca de un eje óptico (M) del cuerpo y una primera sección marginal (32) que circunda la primera sección central sustancialmente de forma anular, y en el cual la superficie de emisión de luz presenta una segunda sección central (33) céntrica cerca del eje óptico del cuerpo, caracterizado porque la superficie de emisión de luz presenta una segunda sección marginal (34) que circunda la segunda sección central sustancialmente de forma anular y porque la sección de conducción de luz presenta superficies límite (15a, 15b. 16b, 16d) que conducen porciones de luz (L1) procedentes de la fuente luminosa (13) , que inciden en la primera sección central (31) , a la segunda sección marginal (34) , y presenta superficies límite (14a, 14d, 16a, 16c) que conducen porciones de luz (L2) procedentes de la fuente luminosa, que inciden en la primera sección marginal (32) , a la segunda sección central (33) .

2. Elemento de lente según la reivindicación 1, caracterizado porque las superficies límite comprenden primeras superficies límite (15a, 15b) y segundas superficies límite (16b, 16d) , y las primeras superficies límite (15a, 15b) conducen porciones de luz (L1) procedentes de la fuente luminosa (13) , que inciden en la primera sección central (31) , hacia fuera con respecto al eje óptico (M) , como consecuencia de una reflexión total, y las segundas superficies límite (16b, 16d) conducen estas porciones de luz (L1") a la segunda sección marginal (34) como consecuencia de una reflexión total o reflexión subsiguiente, especialmente como consecuencia de un azogue de las segundas superficies límite.

3. Elemento de lente según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las superficies límite (14a, 14b, 14c, 14d, 15a, 15b, 16a, 16b, 16c, 16d) están configuradas de tal forma que se produce un cruce de rayos de luz dentro de la superficie de introducción de luz (36) .

4. Elemento de lente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo (35) presenta en su lado orientado hacia la fuente luminosa (13) una primera cavidad (11) y, en su lado opuesto a la fuente luminosa, una segunda cavidad (12) .

5. Elemento de lente según la reivindicación 4, caracterizado porque la segunda cavidad (12) está configurada de forma sustancialmente triangular en sección transversal y está limitada por superficies laterales (15a, 15b) planas.

6. Elemento de lente según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque la primera cavidad (11) presenta una sección transversal en forma de carpa de circo, formada por un par de paredes laterales (14a, 14d) curvadas y un par de paredes de techo (14b, 14c) curvadas.

7. Elemento de lente según la reivindicación 6, caracterizado porque las paredes laterales (14a, 14d) y paredes de techo (14b, 14c) curvadas están curvadas entre ellas a través de puntos de doblado de sentido.

8. Elemento de lente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la sección de conducción de luz (36) está configurada sustancialmente en simetría invertida en sección transversal con respecto al eje óptico (M) .

9. Elemento de lente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la sección de conducción de luz (36) está configurada sustancialmente de forma rotacionalmente simétrica en sección transversal con respecto al eje óptico (M) .

10. Elemento de lente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la sección de conducción de luz (36) presenta el menor grosor de pared en la zona de la primera sección central (31) y en la zona de la segunda sección central (33) , especialmente cerca del eje óptico (M) .

11. Elemento de lente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque con el cuerpo (35) están unidos en una sola pieza y por unión de material alojamientos de fijación (37a, 37b, 37c, 37d) para elementos de fijación (44a, 44b) , tales como tornillos.

12. Elemento de lente (10) según la reivindicación 1, que comprende un cuerpo (35) de un material que conduce luz, con una superficie de introducción de luz (18) , una sección de conducción de luz (36) y una superficie de emisión de luz (19) , presentando la sección de conducción de luz una superficie límite (16a, 16b, 16c, 16d) exterior con respecto a un eje óptico (M) del cuerpo, que hace posible una reflexión, caracterizado porque la superficie límite presenta una primera sección (16a, 16c) cercana a la fuente luminosa (13) y una segunda sección (16b, 16d) alejada de la fuente luminosa, y la primera sección (16a, 16c) conduce porciones de luz (L2) directas, procedentes de la fuente luminosa, hacia una zona (33) de la superficie de emisión de luz (19) , cercana al eje óptico (M) , y la

segunda sección (16b, 16d) de la superficie límite recibe porciones de luz (L1) indirectas, procedentes de la fuente luminosa (13) , sólo después de producirse la reflexión total de dichas porciones de luz en una superficie límite (15a, 15b) interior, y las conduce a una zona (34) de la superficie de emisión de luz (19) , alejada del eje óptico (M) .

13. Grupo de elementos de lente (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque están

previstos un primer elemento de lente más grande y un segundo elemento de lente más pequeño que con la misma estructura geométrica a escala se diferencian sólo en cuanto al tamaño.

14. Lámpara (40) que comprende al menos una fuente luminosa (13) , especialmente al menos un LED y al menos un elemento de lente (10) según una de las reivindicaciones anteriores.

15. Lámpara según la reivindicación 14, caracterizado porque como fuente luminosa (13) está previsto al menos 10 un LED que emite especialmente luz monocroma.