Inventos patentados en España.

Inventos patentados en España.

Inventos patentados en España en los últimos 80 años. Clasificación Internacional de Patentes CIP 2013.

REFLECTOR DE REVOLUCION CON ESTRUCTURA FACETADA BASADA EN EL NUMERO AUREO.

Patente de Invención. Resumen:

La presente invención consiste en un reflector de revolución que presenta una superficie interna con una estructura constituida por facetas dispuestas según una distribución basada en el número Phi, lo que proporciona una estructura de facetas no regular

(no ordenada), sin alineamiento radial ni simetría de revolución. Ello mejora la uniformidad de la luz proyectada, puesto que aumenta la destrucción de la imagen de la fuente de luz y reduce la imagen de la propia estructura facetada.

Solicitante: LLEDO ILUMINACION,S.A.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: MADRID.

Inventor/es: GARCIA RODRIGUEZ,LUCAS.

Fecha de Solicitud: 1 de Abril de 2009.

Fecha de Publicación de la Concesión: 3 de Octubre de 2011.

Fecha de Concesión: 21 de Septiembre de 2011.

Clasificación Internacional de Patentes: F21V7/04 (.Trazado óptico (7/22 tiene prioridad)), G02B17/06N1.

Clasificación PCT: G02B17/06 (..utilizando solamente espejos), F21V7/04 (.Trazado óptico (7/22 tiene prioridad)).

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Descripción:

Reflector de revolución con estructura facetada basada en el número áureo.

La presente invención consiste en un reflector de revolución para iluminación que presenta una superficie interna con una estructura constituida por facetas dispuestas según una distribución basada en el número áureo, también denominado número Phi, Φ = (1+51/2)/2 \approx 1.618. Esta estructura presenta una distribución de facetas no regular (no ordenada), sin alineamiento radial ni simetría de revolución, que mejora las propiedades fotométricas, proporcionando mayor uniformidad de la luz proyectada, libre de la imagen de la fuente de luz, y libre de sombras radiales y sombras en anillo propias de la estructura de facetas.

Estado de la tecnología

Un reflector dirige de manera controlada la luz que es generada por una fuente luminosa, posibilitando una adecuada iluminación del objeto a iluminar -uniformidad, distribución y niveles de iluminancia-. Generalmente, los reflectores están constituidos por superficies de revolución basadas en curvas con perfil parabólico, elíptico o variantes de ellas. Sin embargo, toda fuente de luz encendida emite luz espacial y angularmente de manera no uniforme. Es decir, existen contrastes de luminancia en la fuente de luz que pueden repercutir negativamente en la distribución de la luz proyectada. Un reflector de revolución con un acabado superficial totalmente liso y espejado produce, probablemente, con una lámpara halógena, sombras debido a la imagen proyectada de la espira de wolframio de la lámpara, y, con una lámpara de descarga, el alambre que sujeta el quemador.

Existen principalmente dos estrategias que evitan este fenómeno y proporcionan un patrón de luminancia uniforme, libre de imágenes y sombras. La primera es utilizar una superficie que no tenga reflexión completamente especular, es decir, una superficie reflexiva con una componente difusa -superficie mate o semimate-. Por consiguiente, la superficie del reflector no actúa como un espejo y no se forma imagen. Por contra, no hay un control óptimo de la orientación de la luz ni de la distribución de intensidad. Además, la eficiencia del sistema suele ser menor debido a que es incrementado el número de reflexiones en el reflector.

Otro método que permite la destrucción de la imagen de la fuente de luz, usado en la mayor parte de los reflectores actuales de altas prestaciones, consiste en conferir en la superficie del reflector una estructura regular constituida por facetas dispuesta según una distribución ordenada. Existen varios tipos de ordenamiento de estas facetas. En la Figura 1a, 1b y 1c ilustramos las distribuciones típicas. Cada punto representa la posición de la faceta en una vista de un plano perpendicular al eje de revolución del reflector. La Figura 1a muestra una distribución típica con un alineamiento radial de facetas que constituyen anillos distintos. En la Figura 1b existe un desfase angular entre facetas de anillos distintos, mientras que en la Figura 1c se obtiene un alineamiento radial de facetas entre anillos vecinos de sus vecinos -desfase angular igual a la mitad del periodo angular-.

Estas distribuciones de facetas permiten la destrucción de la imagen de la fuente luminosa y un control de la distribución de luz. Sin embargo, la propia estructura facetada regular puede provocar sombras como resultado de la superposición de la imagen que forma cada faceta. En particular, estas estructuras son susceptibles a presentar:

• sombras radiales, debido a que todas estas estructuras tienen un alineamiento u ordenación radial de facetas,

• y/o sombras en anillo, debido a que todas las estructuras tienen una simetría de revolución con respecto al eje de revolución del reflector.

Objeto de la invención

La presente invención consiste en un reflector de revolución que presenta una superficie interna con una estructura constituida por facetas dispuestas según una distribución basada en el número áureo (Figura 1d), también denominado número Phi, Φ = (1 + 51/2)/2 \approx 1.618, que presenta una distribución de facetas no regular (no ordenada), sin alineamiento radial ni simetría de revolución. Como consecuencia, aumenta la destrucción de la imagen de la fuente luminosa y reduce la imagen de la propia estructura facetada, proporcionando un patrón luminoso libre de sombras radiales (estrías) y sombras en anillo. Por ello, mejora la uniformidad de la luz proyectada.

Ventajas de la invención

A continuación señalamos las ventajas de la presente invención, siendo éstas meramente enunciativas y no limitativas de la misma:

• Mayor grado de destrucción de la imagen de la fuente de luz, puesto que con la estructura facetada propia de la invención no se presentan planos o direcciones preferentes de la luz proyectada. Con ello, el desorden en la disposición de las facetas proporciona una alta destrucción de la imagen formada.

• Reducción de aparición de sombras radiales en el patrón de luminancia de la luz proyectada propias de la estructura facetada del reflector, dado que tal estructura no presenta alineamiento radial.

• Reducción de la aparición de sombras en anillo en el patrón de luminancia propias de la estructura facetada del reflector, dado que tal estructura no presenta simetría de revolución.

Descripción de los diseños

Para una mejor comprensión de la presente memoria se acompañan los dibujos adjuntos que muestran ejemplos de realización, no limitativo, del objeto de la invención y en los que:

Figura 1. Se muestran distintas distribuciones de facetas en una vista de un plano perpendicular al eje z de revolución, en donde cada punto representa una faceta. Todas las distribuciones tienen el mismo número de facetas. En la Figuras 1a, 1b y 1c se muestras tres distribuciones típicas. Éstas tienen un ordenamiento radial y simetría de revolución. La Figura 1d representa una distribución basada en el número Phi, Φ, propia de la invención. Esta no presenta ordenamiento radial ni simetría de revolución por lo que mejora las características fotométricas de la luz proyectada.

Figura 2. Se representa la superficie P resultante de la revolución de la curva perfil P(r) propia del reflector respecto al eje del reflector z. También es representada una superficie Si que contribuye en la formación de la estructura superficial interna del reflector. El punto de tangencia entre las superficies P y Si tiene lugar en Pi ≡ (ri cosφi, ri senφi, P(ri)).

Figura 3. Se representa una disposición basada en el número Phi, propia de la invención, en donde cada punto representa el punto Pi de tangencia entre la superficie P y la superficie Si. Son señalado en negrita tres puntos arbitrarios consecutivos, Pi-1, Pi y Pi-1. Todos los puntos Pi cumplen que ri-1 ≤ ri ≤ ri-1 y φi+1 = φi + φΦ, siendo φΦ el Ángulo Áureo.

Figura 4. Se muestra la disposición de una superficie esférica Ei que es tangente a la curva perfil P(r) en el punto Pi, la cual contribuye a la formación de una estructura facetada con una distribución propia de la invención para el caso particular de estar constituido por facetas con superficies esféricas.

Figura 5. Para el caso particular de un reflector objeto de la invención constituido por facetas con superficies estéricas, se muestra un conjunto de cinco esferas arbitrarias consecutivas {Ei, Ei+1, Ei+2, Ei+3, Ei+4}. Todas ellas son tangentes a la curva perfil P(r) en Pi ≡ (ri cosφi, ri senφi, P(ri)) y cumplen que ri ≤ ri+1.

Figura 6. Se muestra la proyección de tres superficies esféricas arbitrarias consecutivas Ei-1, Ei y Ei+1 en un plano perpendicular al eje z del reflector. Se muestra que el ángulo que forma la proyección de dos puntos de tangencia consecutivos Pi y Pi+1 en un plano perpendicular al eje z del reflector con respecto al origen es constante e igual al Ángulo Áureo, φΦ.

Figura 7. Es presentada una geometría tridimensional resultante de posicionar superficies esféricas de acuerdo a una distribución basada en el número Phi propia de la presente invención, para el caso particular de superficies esféricas.

Figura 8. Es mostrado un reflector final para el caso particular de superficies esféricas, resultante de efectuar un corte de revolución a la geometría presentada en la Figura 7, lo que proporciona una superficie lisa en las caras externas del reflector y una estructura facetada característica de la invención en la cara interna del reflector.

Figura 9. Es presentada una vista en planta de un reflector objeto de la invención.

Figura 10. Se muestra una vista lateral de un cuarto de reflector objeto de la invención para el caso de facetas esféricas resultante de un corte por el plano YOZ y otro corte por el plano XOZ.

Descripción de la invención

La presente invención consiste en un reflector de revolución que presenta una superficie interna con una estructura constituida por facetas dispuestas según una distribución basada en el Número Áureo (Figura 1d), que presenta una disposición de facetas no regular (no ordenada), sin alineamiento radial ni simetría de revolución. Como consecuencia, ofrece un mayor grado de destrucción de la imagen de la fuente, puesto que la estructura no presenta planos o direcciones preferentes al ser una disposición de facetas no ordenada, y reduce la imagen de la propia estructura facetada proporcionando un patrón luminoso libre de sombras radiales y sombras en anillo. Por ello, presenta una mayor uniformidad de la luz proyectada.

Sea P la superficie con simetría de revolución respecto al eje z resultante de la revolución de la curva perfil P(r) correspondiente al reflector. Por otro lado, sea Si una superficie tal que es tangente a la superficie P en el punto Pi. En la Figura 2 se representan las superficies P y Si.

El conjunto de superficies {Si}i - 1, ..., N que determinan la distribución de facetas en la parte interna del reflector propio de la invención, son tangentes a la superficie P, con punto de tangencia en el punto Pi ≡ (ri cosφi, ri senφi, P(ri)), y satisfacen que

φi+1 = φi + φΦ

y

ri-1 ≥q ri, para i = 1, ..., N-1,

siendo N el número de superficies que constituye la estructura facetada, φΦ el Ángulo Áureo ≡ 2π-(2π/Φ) \approx 2,4 radianes \approx 137,50 grados, y Φ el Número Áureo, Φ ≡ (1 + 51/2)/2 \approx 1.618. La anterior condición queda ilustrada en la Figura 3.

Descripción de una realización particular

Para una mejor comprensión del objeto de la invención, a continuación se detalla la descripción y el proceso de generación de una realización particular para el caso de una estructura facetada compuesta por superficies esféricas. En primer lugar, es definida la curva perfil P(r) (Figura 4). Posteriormente, son posicionadas superficies esféricas {Ei}i = 1, ..., N a lo largo de la curva perfil P(r), tangentes a ésta (Figura 5). Cada esfera Ei es girada i veces el Ángulo Áureo φΦ respecto al eje z del reflector (Figura 6). De esta forma es obtenida la estructura interna del reflector característico de la invención (Figura 7). Para obtener el reflector final es necesario realizar un corte de revolución a fin de generar una superficie lisa en las superficies externas del reflector (Figura 8).

El caso particular de un reflector con estructura facetada propia de la invención constituida por planos es un caso límite que se obtiene cuando los radios de las esferas Ei tienden a infinito.




Reivindicaciones:

1. Reflector de revolución con estructura facetada basada en el Número Áureo capaz de ofrecer un patrón de luminancia de la luz proyectada uniforme, caracterizado por presentar una distribución de facetas internas no regular, sin alineamiento radial ni simetría de revolución, constituida por una secuencia de superficies {Si}i = 1, ..., N tangentes a la superficie P resultante de la revolución de la curva perfil P(r) propia del reflector respecto a su eje de revolución en el punto Pi ≡ (ri cosφi, ri senφi, P(ri)), de forma que φi+1 = φi + φΦ y ri+1 ≥q ri, para i = 1, ..., N-1, siendo N el número de superficies Si que constituyen la estructura facetada,φΦ el Ángulo Áureo ≡ 2π-(2π/Φ) \approx 2,4 radianes \approx 137,50 grados, y Φ el Número Áureo, Φ = (1 + 51/2)/2 \approx 1.618.

2. Reflector de revolución con estructura facetada basada en el Número Áureo capaz de ofrecer un patrón de luminancia de la luz proyectada uniforme según la reivindicación primera caracterizado por que la estructura facetada interna del reflector está constituida por superficies esféricas.

3. Reflector de revolución con estructura facetada basada en el Número Áureo capaz de ofrecer un patrón de luminancia de la luz proyectada uniforme según la reivindicación segunda caracterizado por que los radios de una o varias superficies esféricas tienden a infinito, por consiguiente, son superficies planas.






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