Sistema óptico para luminarias y lámparas LED.

Sistema óptico para luminarias y lámparas LED, de un solo chip o multichip,

con disipador de calor y cuerpo embellecedor, constituido por una lente de vidrio de diferentes formas geométricas con reborde perimetral en su base circular y una junta de goma de tamaño complementario por donde la lente queda insertada, pudiendo llevar incorporado un filtro de vinilo polimérico traslúcido autoadhesivo a la base de la lente, un embellecedor de diseño especial en forma de sombrero de copa y un cristal plano parcial o totalmente translúcido fijado por debajo del ala de este embellecedor. La estructura de la óptica posibilita su perfecto acoplamiento por embutición entre el disipador de calor y el cuerpo embellecedor, sirviendo para la fabricación de nuevos módulos y luminarias LED, o para la adaptación de los existentes en el mercado, consiguiéndose por efecto de la geometría de la lente, el filtro y el cristal plano, mejorar la eficiencia y calidad de luz adecuada a cada uso específico.

Sistema óptico para luminarias y lámparas LED.-

El presente invento se refiere a un sistema óptico para luminarias y lámparas LED, esencialmente constituido por una lente de vidrio con reborde perimetral en su base circular, que puede presentar diferentes formas geométricas, como por ejemplo lentes planoconvexas simétricas o lentes asimétricas, y una junta de goma especial por donde la lente queda insertada por dicho reborde, que posibilita su perfecto acoplamiento por embutición entre el disipador de calor y el cuerpo embellecedor de los módulos LED más utilizados en locales comerciales, viales e industrias, consiguiéndose por el efecto de la geometría de lente empleada, un aumento considerable de la eficiencia lumínica y una fotometría adecuada a cada uso específico.

El sistema puede incorporar como elementos adicionales, un filtro de disco autoadhesivo a la base de la lente, para eliminar el efecto de la aberración cromática, y un embellecedor de diseño singular en forma de sombrero de copa que posibilita fijar por debajo de su ala un cristal plano parcial o totalmente traslucido para mejorar la difusión de la luz en las diferentes zonas que interese iluminar.

Esta nueva óptica para LEDs es aplicable en la fabricación o adaptación de las luminarias más frecuentes, como por ejemplo downlight LED, luminarias LED de superficie, módulos industriales LED, luminarias para iluminación vial o cualquier tipo de luminarias que se utilizan en el mercado. Es un sistema óptico único para fabricar, mejorar o facilitar la fabricación de los distintos tipos de luminarias estandarizadas existentes.

CAMPO TÉCNICO.-

El campo técnico de la presente invención es el de los dispositivos o sistemas de iluminación basados en tecnología LED; en particular el de las lentes y componentes ópticos utilizados en luminarias y lámparas LED.

ESTADO DE LA TÉCNICA.-

En el mercado existen muchos tipos de luminarias LED; una amplia gama de luminarias y lámparas de diferentes características según se destinen al sector residencial, comercial o industrial, que utilizan dispositivos y sistemas ópticos específicos.

La mayoría de los fabricantes utilizan diseños ópticos de plástico, bien para multichips, LED tipo COB o encapsulados LED. Las lentes de materiales plásticos, desde el poliestireno de bajo coste hasta materiales de alta calidad, tales como policarbonato de grado óptico o acrílico para mejorar la transmisión de luz a través de la óptica, inciden en la eficacia de la luminaria LED limitando la salida de luz, enfocando y dando forma a la luz emitida, pero en general la fotometría lumínica conseguida con estas ópticas no es comparable a la proporcionada por las lentes de vidrio, particularmente por las lentes de vidrio de borosilicato de bajo coste con un índice de transmisión de la luz superior al 90%, no resolviendo de forma satisfactoria las necesidades lumínicas de los espacios y usos para los que los dispositivos de iluminación LEDs son instalados.

Por ello, algunos fabricantes han comenzado a utilizar lentes de vidrio en determinados diseños de luminarias, pero estas ópticas no están dotadas de medios que permitan acoplarlas a los diferentes dispositivos de iluminación existentes.

En general se puede decir que no hay prácticamente lentes y diseños ópticos para LEDs con unas características de estructura o configuración que posibiliten su integración o adaptación a las luminarias más usuales del mercado, formadas por un semiconductor de un solo chip o multichip, bien sobre placa, tipo LED COB, o encapsulados LED, con disipador de calor y cuerpo embellecedor incorporado, normalmente en forma de una corona circular alrededor del mismo.

Se conoce por ejemplo un diseño de lámpara LED protegido por el modelo de utilidad con número de publicación ES1074792-U, de 2011, para un "Foco de iluminación LED", caracterizado por una estructura de ajuste y fijación de la lente difusora de luz al disipador de calor, mediante un sistema anular de tipo clip o arandela clip, que permite cambiar y reponer de forma sencilla la lámpara LED, pero este sistema de ajuste de la lente está pensado para este tipo particular de foco, ofreciendo una lámpara LED de montaje y desmontaje fácil, más que una óptica para diferentes tipos de lámparas y luminarias.

Se plantea por tanto el problema técnico de poder disponer de un componente óptico, que siendo aplicable a los diferentes tipos de luminarias y lámparas LED existentes en el mercado, las dote de la fotometría adecuada al uso específico a que cada una de ellas está destinada, cubriendo las necesidades de cada proyecto de iluminación en el sector comercial o industrial.

Pues bien, este problema se solventa con el sistema óptico para LEDs reivindicado de invención, basado en la utilización de una variedad de lentes de vidrio con reborde perimetral insertables en una junta de goma de diseño especial que permite su acoplamiento por embutición entre el disipador de calor y el elemento embellecedor de la lámpara o luminaria, y cuyos diferentes efectos fotométricos producidos por estas lentes sobre la fuente de luz se pueden terminar de ajustar convenientemente mediante un filtro autoadhesivo a la base de la lente utilizada, para eliminar el efecto de la aberración cromática, y/o un cristal translucido, o parcialmente transparente, incorporado a un cuerpo embellecedor de sustitución especialmente concebido para este fin para difundir la luz en el ambiente, todo ello según se describe a continuación en detalle.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN.-

El sistema óptico para luminarias y lámparas LED en cuestión, esta esencialmente constituido por dos elementos componentes: una lente de vidrio, que es un material que tiene mayor índice de transmitancia que el plástico y no sufre degradación con el tiempo, con un reborde perimetral de sujeción por su base circular, y una junta de goma circular de tamaño complementario a la circunferencia de la base de la lente, con lado externo vertical y ranura interna perimetral para la inserción de la lente por su reborde de sujeción, que conforma por su lado interno un labio superior de tamaño adecuado para conseguir una separación especifica entre el semiconductor y la lente, y un labio inferior de tamaño adecuado para recoger el reborde de sujeción, quedando esta junta de goma retenida por embutido a presión por debajo del disipador y el lado de dentro de la corona del embellecedor.

Nótese que la junta de goma está diseñada para que la presión se ejerza hacia el disipador por embutición en la carcasa del embellecedor, de tal manera que quede fija y sujeta sobre diferentes tipos de embellecedores utilizados en la fabricación de las distintas luminarias existentes, tales como, downlight, luminarias de superficie, luminarias para iluminación vial,

campanas industriales, etc., y manteniendo una separación especifica dependiendo de cada tipo de lente entre el LED y la lente para garantizar la máxima eficiencia del sistema óptico.

El componente óptico de lente de vidrio proporciona que el haz de luz que normalmente emite el LED de forma unidireccional, se expanda y pueda difundirla en un ángulo variable en diferentes ejes dependiendo de la geometría de la lente, que será un ángulo de entre 50° y 110° en el caso particular de lentes plano-convexas.

El sistema prevé la posibilidad de utilizar lentes de diferentes materiales vitreos, preferentemente vidrio de borosilicato, y de diferentes geometrías para conseguir proyectar la luz con diferentes fotometrías, las cuales todas se embuten o se adaptan de igual manera en el embellecedor. Así, la lente por el lado plano puede ser lisa, con forma ondulada o con un hueco o espacio interior a modo de casquete de diversas formas simétricas o asimétricas, mientras que por el otro lado de la lente, el de su superficie curvada, puede presentar también diferentes geometrías simétricas o asimétricas. En cualquier caso, es de destacar que la lente mantiene el mismo borde circular en todos los tipos.

En una realización opcional del sistema, con la finalidad de eliminar el efecto de la aberración cromática producido por la lente de vidrio, la lente puede llevar superpuesto sobre su base un filtro autoadhesivo de vinilo polimérico traslúcido esmerilado en forma de disco, que queda insertado por su borde junto con el reborde de sujeción de la lente, en la ranura perimetral de la junta de goma circular.

Este filtro puede utilizarse o no, dependiendo de lo que se pretenda iluminar. Así por ejemplo, en el sector industrial no es de gran utilidad debido a la altura en la que están instaladas habitualmente las luminarias, además de que en estas instalaciones no tiene mucha importancia...

1. Sistema óptico para luminarias y lámparas LED, aplicable a luminarias con semiconductor de un solo chip o multichip, sobre placa o encapsulado, con disipador de calor y cuerpo embellecedor incorporado en forma de corona circular alrededor del disipador, caracterizado por estar esencialmente constituido por dos elementos componentes: una lente de vidrio (1) con reborde perimetral (2) de sujeción por su base circular (3), y una junta de goma circular (4) de tamaño complementario, con lado externo vertical recto y ranura interna perimetral para la inserción de la lente, que conforma por su lado interno un labio superior (5) de tamaño adecuado para conseguir una separación especifica entre el semiconductor (6) y la lente, y un labio inferior (7) de tamaño adecuado para recoger el reborde de sujeción de la lente, quedando esta junta de goma retenida por embutido a presión por debajo del disipador (8) y el lado de dentro de la corona del embellecedor.

2. Sistema óptico para luminarias y lámparas LED, según primera reivindicación, caracterizado porque la base de la lente de vidrio puede ser lisa (3), con forma ondulada (9) o con casquete interno (10) de diferentes formas simétricas o asimétricas, y la superficie angular (11) del otro lado puede tener diferentes geometrías simétricas o asimétricas.

3. Sistema óptico para luminarias y lámparas LED, según segunda reivindicación, caracterizado por una lente de vidrio de borosilicato con geometría plano-convexa simétrica.

4. Sistema óptico para luminarias y lámparas LED, según tres primeras reivindicaciones, caracterizado por llevar superpuesto a la base de la lente de vidrio un filtro autoadhesivo (12) de vinilo polimérico traslúcido esmerilado en forma de disco, que queda insertado por su borde junto con el reborde de sujeción de la lente, en la ranura perimetral de la junta de goma circular.

5. Sistema óptico para luminarias y lámparas LED, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por un cuerpo embellecedor (13) formado por un anillo en forma de sombrero de copa circular de lado recto (14) o curvado (15) y ala plana (16), con un doble plegado en ángulo recto hacia dentro por el borde perimetral superior de la copa para formar un pliegue en forma de U invertida (17) que permite la fijación del embellecedor al extremo del disipador de calor, por la parte comprendida entre el doble plegado de la U, y la retención a

presión la junta de goma con la lente, por el lado del plegado interior, donde queda embutida.

6. Sistema óptico para luminarias y lámparas LED, según quinta reivindicación, caracterizado por incorporar como elemento componente adicional un cristal plano (18) transparente y/o translúcido parcial o totalmente, fijado al embellecedor por debajo del ala inferior (16).