ES2224351T3 - Luminaria. - Google Patents

Abstract

UNA LUMINARIA (1), DE ACUERDO CON LA INVENCION, CONSTA DE UNA CARCASA (10) CON UNA VENTANA DE EMISION DE LUZ (11) Y AL MENOS UN MODULO DE ILUMINACION (2) ALOJADO EN LA CARCASA PARA ILUMINAR UN OBJETO, MODULO QUE CONSTA DE UNA FUENTE DE LUZ Y MEDIOS OPTICOS. EL MODULO DE ILUMINACION CONSTA DE UN CONJUNTO DE UNIDADES DE ILUMINACION (2) CADA UNA DE LAS CUALES CONSTA AL MENOS DE UN CHIP LED (30) Y UN SISTEMA OPTICO ACOPLADO AL EFECTO; LOS CHIPS LED Y LOS SISTEMAS OPTICOS FORMAN LAS FUENTES DE LUZ Y LOS MEDIOS OPTICOS, RESPECTIVAMENTE. LAS UNIDADES DE ILUMINACION ILUMINAN PARTES DE UN OBJETO. LOS CHIPS LED PROPORCIONAN UN FLUJO LUMINOSO DE AL MENOS 5 LM CADA UNO. LA LUZ GENERADA POR LA FUENTE DE LUZ SE UTILIZA EN LA LUMINARIA DE FORMA COMPARATIVAMENTE MAS EFICIENTE, DE ACUERDO CON LA INVENCION.

Description

Luminaria.

La invención se refiere a una luminaria que comprende una caja con una ventana de emisión de luz, estando alojado en dicha caja al menos un módulo de iluminación para iluminar un objeto y comprendiendo una fuente de luz y medios ópticos.

Tales luminarias generalmente se conocen y se utilizan, por ejemplo, para iluminar calles, para iluminar una parte de una calle o como iluminación concentrada, por ejemplo, para iluminar objetos en escaparates.

Del documento DE 44 31 750 A1 se conoce una luminaria para iluminar calles del tipo descrito en el primer párrafo y dotada con dos módulos de iluminación. El primer módulo de iluminación está diseñado para iluminar una parte de la superficie de la carretera que se extiende relativamente lejos de la luminaria. El segundo módulo de iluminación está diseñado para iluminar una parte de la superficie cercana a la luminaria. Las fuentes de luz de la luminaria pueden controlarse independientemente una de otra para iluminar un tramo de carretera óptimamente tanto en clima húmedo como en seco. Cada uno de los módulos de iluminación de la luminaria conocida tiene una lámpara tubular de descarga como fuente de luz y un reflector como medios ópticos. Una desventaja de dicha luminaria es que es difícil concentrar la luz de las fuentes de luz en un haz. A menudo, más del 50% incide fuera del objeto a iluminar en la práctica.

Un objeto de la invención es proporcionar una luminaria del tipo descrito en el primer párrafo en que la luz generada por la fuente de luz se utilice más eficientemente.

Según la invención, la luminaria se caracteriza para este propósito porque el módulo de iluminación comprende un conjunto, por ejemplo unas pocas docenas, de unidades de iluminación, comprendiendo cada una de las cuales al menos un chip LED y un sistema óptico que coopera con el mismo, formando dichos chips LED y sistemas ópticos la fuente de luz y los medios ópticos respectivamente, mientras que las unidades de iluminación iluminan partes del objeto durante el funcionamiento, y suministrando cada uno de los chips LED un flujo luminoso de al menos 5 lm durante el funcionamiento.

Un chip LED comprende una capa activa de un material semiconductor, por ejemplo AllnGaP o InGaN, que emite luz al pasar una corriente. Unidades integradas de un chip LED y un sistema óptico primario se conocen generalmente con el nombre de diodos LED (Diodos Emisores de Luz), denominados también como lámparas LED. El área de la superficie de la capa activa de un chip LED es relativamente pequeña, por ejemplo, del orden de unas pocas décimas de un mm^{2} a unos pocos mm^{2}. Así, un chip LED forma una buena aproximación de una fuente puntual, de manera que la luz generada de esta forma puede concentrarse fácilmente y con precisión en un haz. Puesto que los chips LED iluminan conjuntamente el objeto, incidiendo cada haz individual sólo sobre una parte del objeto, los haces pueden ser estrechos, de manera que se puedan dirigir con gran exactitud dentro de los límites del objeto y muy poca luz incida fuera del objeto. El uso de chips LED, suministrando cada uno un flujo luminoso de al menos 5 lm durante el funcionamiento, resulta en una luminaria según la invención que, a pesar del número relativamente limitado de unidades de iluminación, ofrece amplias posibilidades de aplicación, como por ejemplo iluminación de calles, iluminación concentrada o alumbrado de alta intensidad. La distribución de la luz puede ajustarse de manera flexible mediante un control de flujos luminosos de módulos de iluminación o de unidades de iluminación independientes de un módulo de iluminación.

Si se desea, las partes del objeto a iluminar pueden solaparse entre sí para conseguir un resultado de iluminación más homogénea, por ejemplo, iluminancia o luminancia. Los solapamientos de las partes a iluminar también pueden ser deseables para conseguir una distribución constante de la luz. Una medida para los solapamientos es el factor (O) de solapamiento definido como O = (\Sigma\Omega_{c} - \Omega_{a})/\Omega_{a}, donde \Sigma\Omega_{c} es la suma de los ángulos de haz de las unidades de iluminación, y \Omega_{a} es el ángulo sólido óptico cubierto por el objeto a iluminar con respecto a la luminaria. El ángulo de haz de una unidad de iluminación se define aquí como el ángulo sólido de la parte del haz generada por la unidad de iluminación dentro de la que está contenida el 65% del flujo luminoso de la unidad de iluminación y dentro de la que la intensidad luminosa es mayor o igual que la exterior a la misma. Una unidad de iluminación puede iluminar partes del objeto lejanas entre sí, por ejemplo, como resultado de componentes que dividen el haz de la unidad de iluminación. En ese caso, el ángulo de haz es la suma de los ángulos sólidos de aquellas partes del haz dentro de las que está contenida en total una fracción del 65% del flujo luminoso de la unidad de iluminación y dentro de las que la intensidad luminosa es mayor o igual que aquellas exteriores a dichas partes. El factor de solapamiento es preferiblemente 10 como máximo en un objeto totalmente iluminado. La homogeneidad del resultado de iluminación aumenta sólo un poco cuando el factor de solapamiento aumenta más. La relación del factor (O) de solapamiento al número (N) de unidades de iluminación es preferiblemente menor que 0,2. Con una relación mayor, se necesitan haces que se ensanchan relativamente más, de manera que la luz generada por la luminaria pueda dirigirse menos eficientemente dentro de los límites del objeto considerado y las posibilidades de variar la distribución de la iluminancia sean limitadas.

La solicitud de patente DE-A1 3 022 974 describe una luminaria, para iluminar pasos de peatones, que comprende una caja con una ventana de emisión de luz y dotada con una pluralidad de módulos de iluminación. Cada módulo de iluminación comprende una fuente de iluminación y un reflector. Los módulos de iluminación comprenden una pluralidad de unidades de iluminación, que iluminan partes del paso de peatones durante el funcionamiento.

Es favorable que los chips LED generen luz principalmente en un intervalo de longitud de onda de aproximadamente 520 nm a aproximadamente 600 nm para aplicaciones en las que la eficacia luminosa desempeña un papel principal y la calidad de los colores tiene menos importancia, por ejemplo, para iluminar carreteras y garajes. Los chips LED pueden utilizarse para este propósito, por ejemplo, comprendiendo una capa activa de AllnGaP con un máximo de emisión en 592 nm. Una combinación de chips LED emisores de rojo, verde y azul puede utilizarse en aplicaciones en las que, por el contrario, la calidad de los colores es importante, tales como la iluminación de espacios domésticos, por ejemplo, teniendo los chips LED una capa activa de AllnGaP para emitir en un intervalo de longitud de onda de 590-630 nm, y chips LED con una capa activa de InGaN para emitir en los intervalos de longitud de onda de 520-565 nm y 430-490 nm. Las capas activas de un chip LED emisor de rojo, verde y azul pueden entonces estar dispuestos en un substrato común, por ejemplo, hecho de zafiro y carburo de silicio, y estos chips LED pueden tener un sistema óptico común. Alternativamente, por ejemplo, pueden utilizarse unidades de iluminación en las que el chip LED emita radiación UV y el sistema óptico de las unidades de iluminación comprenda medios para convertir la radiación UV en radiación visible. Los medios para convertir radiación UV están formados, por ejemplo, por una capa luminiscente dispuesta en el chip LED.

Una realización atractiva de la luminaria según la invención está caracterizada porque el conjunto de unidades de iluminación comprende dos o más variedades de unidades de iluminación para iluminar partes del objeto con espectros que difieren mutuamente. Los espectros de las unidades de iluminación pueden entonces adaptarse a las propiedades ópticas, por ejemplo la reflectividad, de las partes individuales del objeto, de manera que se produzca una visibilidad óptima de estas partes. Adicionalmente, los diferentes espectros hacen que sea fácil para un observador orientarse a sí mismo.

La luminancia a menudo se encuentra en el intervalo de visión mesópica, en el caso de iluminación de exteriores tal como la iluminación de calles, la iluminación de emergencia y la iluminación de zonas de aparcamiento, es decir, entre 0,001 y 3 cd/m^{2}. La sensibilidad del ojo a la luz que se origina desde la periferia del campo de visión en estas circunstancias es un máximo para una longitud de onda que es relativamente corta, aproximadamente 510 nm, comparado con una longitud de onda, aproximadamente 555 nm, para la que la sensibilidad del ojo a la luz procedente del centro del campo de visión es un máximo. Una modificación de la realización anterior que es particularmente favorable para la iluminación de exteriores está caracterizada porque el conjunto de unidades de iluminación comprende una primera variedad de unidades de iluminación para iluminar partes centrales del objeto, con un espectro que tiene un máximo en una primera longitud de onda, y una segunda variedad de unidades de iluminación para iluminar partes periféricas del objeto, con un espectro que tiene un máximo en una segunda longitud de onda menor que la primera longitud de onda. Esta modificación es particularmente adecuada para iluminar carreteras, siendo la primera parte, por ejemplo, un carril de circulación, y la segunda parte un carril que se encuentra al lado del carril anterior. Se obtiene así (dado un determinado consumo de energía) una mayor visibilidad de los alrededores, y un tiempo resultante de reacción más corto de los conductores presentes en el carril de circulación. Los diferentes espectros ofrecen una demarcación clara del carril de circulación, de manera que los conductores pueden orientarse fácilmente por sí mismos. Es favorable que la primera longitud de onda se encuentre en un intervalo de 550 a 610 nm y la segunda longitud de onda en un intervalo de 500 a 530 nm. Se consigue así que las partes periféricas estén iluminadas con un espectro al que la sensibilidad del ojo es alta. Adicionalmente, tal espectro puede generarse con una eficacia luminosa alta por medio de chips LED que tengan una capa activa del tipo InGaN.

Una realización favorable de la luminaria según la invención está caracterizada porque el conjunto de unidades de iluminación comprende dos o más tipos de unidades de iluminación para generar haces que se ensanchen en mayor y menor medida. En esta realización, las partes del objeto a iluminar pueden tener aproximadamente el mismo área de superficie y también aproximadamente la misma iluminancia ya que las partes del objeto situadas cerca de la luminaria están iluminadas con haces que se ensanchan relativamente más y las partes más alejadas con haces que se ensanchan relativamente menos. Esto hace que sea fácil subdividir la superficie del objeto a iluminar en partes a iluminar por unidades específicas de iluminación.

El sistema óptico de las unidades de iluminación puede comprender, por ejemplo, elementos ópticos de reflexión, refracción y/o difracción. Una realización práctica de la luminaria según la invención está caracterizada porque el sistema óptico de las unidades de iluminación comprende un sistema óptico primario y secundario, estando dotado dicho sistema óptico primario con un reflector primario sobre el que está situado el chip LED y con una cubierta transparente, por ejemplo hemisférica, en la que está encajado el chip LED, y estando dotado dicho sistema óptico secundario con un reflector, por ejemplo cónico, secundario en cuya parte extrema relativamente estrecha está situado el chip LED. Es favorable para la generación de haces relativamente estrechos que el reflector secundario soporte una lente en un extremo opuesto a la parte extrema relativamente estrecha.

Una realización atractiva está caracterizada porque el sistema óptico de la unidad de iluminación comprende un cuerpo transparente con una primera parte óptica que desvía la luz generada por el chip LED mediante refracción y una segunda parte óptica que desvía la luz generada por el chip LED mediante reflexión.

Una modificación favorable de la realización anterior está caracterizada porque el cuerpo transparente tiene un extremo ancho y, opuesto al mismo, una parte extrema relativamente estrecha, en cuya parte extrema está encajado el chip LED, mientras que el lado del chip LED alejado del extremo ancho del cuerpo transparente está situado en un reflector primario, teniendo dicho cuerpo transparente una parte esférica que está situada en el centro respecto a un eje, que está rebajado en el extremo ancho, y que forma la primera parte óptica, mientras que el cuerpo tiene una parte periférica alrededor del eje con una superficie circunferencial paraboloide alrededor del eje, que forma la segunda parte óptica.

Las unidades de iluminación pueden estar dotadas con medios para ajustar una dirección de haz predeterminada. La distribución de la luz de la luminaria puede así adaptarse fácilmente durante la fabricación a las condiciones de uso, por ejemplo en el caso de una luminaria para iluminar calles, al ancho de la carretera y los intervalos entre los postes en los que están montados las luminarias.

Una realización favorable está caracterizada porque los componentes de los sistemas ópticos de las distintas unidades de iluminación están integrados mutuamente. Esto simplifica la operación de montar la luminaria. Dependiendo de la aplicación, dichos componentes pueden, por ejemplo, desviar, estrechar y/o dividir los haces generados por los chips LED. En una modificación práctica de esta realización, los componentes integrados de los sistemas ópticos son relieves en una placa transparente en la ventana de emisión de luz. Preferiblemente, el relieve está formado por salientes sustancialmente simétricos por reflexión. Tal relieve es capaz de formar dos haces relativamente muy desviados del haz incidente con poca luz difusa.

En una modificación favorable de la realización anterior, las unidades de iluminación están dispuestas en filas que se extienden a lo largo de un eje longitudinal, teniendo las unidades de iluminación de la misma fila ejes ópticos que se dirigen sustancialmente paralelos entre sí y transversales al eje longitudinal, mientras que los ejes ópticos de las unidades de iluminación de filas diferentes forman un ángulo entre sí cada vez alrededor de un eje adicional paralelo al eje longitudinal, y los componentes integrados forman haces desviados, que están situados sustancialmente simétricos con respecto a un plano que atraviesa el eje óptico de la unidad de iluminación y el eje adicional, desde los haces formados por las unidades de iluminación. Un área a iluminar de superficie relativamente grande puede estar cubierta en ángulos alrededor del eje longitudinal gracias a las orientaciones diferentes entre sí de las filas, y en ángulos transversales al eje adicional y transversales al eje óptico gracias a los medios ópticos adicionales. No obstante, la luminaria tiene una construcción relativamente simple. La disposición de las unidades de iluminación en filas, teniendo las unidades de iluminación dentro de una fila la misma dirección, hace posible una colocación simple de las unidades de iluminación.

Una o varias luminarias según la invención pueden formar parte de un sistema de iluminación según la invención. Una realización atractiva de tal sistema de iluminación comprende una o varias luminarias según la invención y un sistema de control, teniendo una o varias luminarias al menos dos módulos de iluminación que pueden controlarse independientemente uno del otro mediante el sistema de control. El sistema de control puede recibir señales de sensores y otras fuentes, de manera que la situación de la iluminación, por ejemplo la distribución de la luz, la iluminancia o la temperatura de color, pueda adaptarse automáticamente a las circunstancias. El sistema de iluminación según la invención tiene las ventajas aquí de que el flujo luminoso de un chip LED puede controlarse a través de un ancho intervalo y que los chips LED generan luz sustancialmente inmediatamente después del encendido. Si el sistema de iluminación se utiliza para iluminar calles, las luminarias para la iluminación de calles pueden conectarse a un sistema de control común. Para adaptar las condiciones de iluminación a las condiciones climáticas, el sistema de control puede recibir señales, entre otros, de un detector de niebla y de medios que miden las propiedades de reflexión de la superficie de la carretera. Un sistema para iluminación de interiores recibe señales, por ejemplo, de un sensor de luz natural, que mide el flujo luminoso de la luz natural incidente, y de un detector de proximidad, que detecta la presencia de personas en la habitación a iluminar.

La invención se explicará más detalladamente con referencia al dibujo, en el que:

la figura 1A muestra esquemáticamente una primera realización de la luminaria según la invención en alzado,

la figura 1B muestra un detalle de este alzado,

la figura 2 es un corte transversal de la luminaria realizado por la línea II-II de la figura 1B,

la figura 3 es una vista en corte longitudinal de una unidad de iluminación de la primera realización de la luminaria,

la figura 4 muestra la subdivisión del objeto en partes del espacio,

la figura 5 es una vista en corte longitudinal de una unidad de iluminación en una modificación,

la figura 6 muestra una segunda realización,

la figura 7 es un corte transversal realizado por la línea VII-VII de la figura 6,

la figura 8 muestra una tercera realización,

la figura 9 es un corte transversal realizado por la línea IX-IX de la figura 8,

la figura 10A es un corte transversal realizado por la línea X-X de la figura 9,

la figura 10B es un corte transversal realizado por la línea X-X de la figura 10A,

la figura 11 muestra una cuarta realización, y

la figura 12 muestra un sistema de iluminación según la invención.

Una primera realización de la luminaria 1 según la invención se muestra en las figuras 1A, 1B y 2. La luminaria forma parte de una fila de luminarias que están situadas con un intervalo entre sí de 42 m cada vez. La luminaria 1 mostrada comprende una caja 10 con una ventana 11 de emisión de luz, en la que está alojada una placa 16 transparente. La luminaria, que está montada en un poste (no mostrado), con una altura de 7 m, está diseñada para iluminar calles. Un módulo de iluminación, para iluminar un objeto d, (véase la figura 4) está alojado en la caja. El objeto d a iluminar aquí es un tramo d1 de carretera con una anchura de 7 m y dos franjas d2, d3 a cada lado del tramo d1 de carretera, teniendo una anchura de 2,5 m cada uno. El corte d1 de carretera y las dos franjas se extienden a cada lado del poste en una distancia de 42 m. El módulo de iluminación comprende una fuente de iluminación y medios ópticos.

El módulo 2 de iluminación comprende un conjunto de, aquí 144 unidades 20 de iluminación, cada una de las cuales comprende un chip 30 LED y un sistema 40 óptico que coopera con dicho chip. Los chips 30 LED y los sistemas 40 ópticos forman la fuente de luz y los medios ópticos respectivamente. Las unidades 20 de iluminación iluminan partes del objeto. Cada uno de los chips 30 LED suministra un flujo luminoso de al menos 5 lm, en este caso, 23 lm.

Una unidad 20 de iluminación se muestra más detalladamente en la figura 3. El chip 30 LED está dotado con un reflector 41 primario de metal que está fijado en un soporte 21 de resina sintética. El chip 30 LED está alojado en una cubierta 42 de resina sintética que, junto con el reflector 41 primario, forma un sistema óptico primario. Los chips 30 LED que tienen una capa activa de AllnGaP se utilizan en la realización mostrada. La capa activa tiene una superficie de 0,5 x 0,5 mm perpendicular a un eje 44 óptico y un grosor de 0,2 mm. El área total de superficie emisora de luz es 0,65 mm^{2}.

Cada unidad de iluminación en la realización mostrada tiene un elemento 22 hemisférico de montaje, que está alojado en un rebajo 12 de acoplamiento en un disipador 13 térmico de aluminio. El elemento 22 de montaje y el rebajo 12 forman juntos medios para ajustar una dirección predeterminada de haz. Cuando la luminaria se está montando, las unidades 20 de iluminación están colocadas en las direcciones deseadas sobre el disipador 13 térmico, estando fijado el elemento 22 de montaje en el rebajo 12 mediante un agente 14 adhesivo.

El chip 30 LED, con su sistema 41, 42 óptico primario, está dispuesto en una parte 43_{a} extrema estrecha de un reflector 43 cónico secundario, que forma un sistema óptico secundario. El reflector 43 secundario, aquí hecho de acrilato, está recubierto con un material 43_{b} reflectante, por ejemplo aluminio, sobre una superficie interna del mismo. El reflector 43 secundario puede soportar una lente 45 en un extremo 43_{c} opuesto a la parte extrema estrecha 43_{a}. Entonces, la lente 45 y el reflector 43 secundario forman juntos un sistema óptico secundario. El ángulo de haz puede elegirse mediante una selección de las dimensiones del reflector y de la lente, si están presentes.

En la realización mostrada, el conjunto de 144 unidades 20 de iluminación comprende tres tipos de unidades 20_{a}, 20_{b}, 20_{c} de iluminación para generar haces que se ensanchan en mayor y menor medida. El módulo de iluminación aquí comprende 14 unidades de iluminación de un primer tipo 20_{a}, en el que el haz se ensancha en un ángulo de haz de 0,012 sr. El reflector 43 secundario en cada módulo 20_{a} soporta una lente 45 en su extremo 43_{c} opuesto a la parte 43_{a} extrema estrecha. Adicionalmente, el módulo de iluminación comprende 38 unidades de iluminación de un segundo tipo 20_{b}, que también lleva una lente, en que el haz se ensancha en un ángulo de haz de 0,043 sr. Finalmente, el módulo de iluminación comprende 92 unidades de iluminación de un tercer tipo 20_{c}, sin lentes, cuyo haz se ensancha en un ángulo de haz de 0,060 sr. La suma \Sigma\Omega_{c} de los ángulos de haz de las unidades de iluminación es 7,3 sr. El objeto a iluminar ocupa un ángulo \Omega_{a} espacial de 2,6 sr con relación a la luminaria. Por consiguiente, el factor O de solapamiento es 1,82. El factor (O) de solapamiento dividido por el número (N) de unidades de iluminación es 0,012.

El objeto d está simétricamente iluminado respecto a un plano que atraviesa el poste y el eje Y. La iluminancia producida mediante la luminaria disminuye uniformemente con el valor absoluto de la coordenada x respecto al poste. Dos luminarias consecutivas consiguen una distribución aproximadamente homogénea de la iluminancia entre ellas.

La figura 4 muestra la subdivisión del tramo de carretera en partes a iluminar por las unidades 20 de iluminación mediante marcas en un lado del poste (posición x = 0, y = 0). Las partes a iluminar mediante una unidad de iluminación del primer (20a), segundo (20b) y tercer tipo (20c) están marcadas con un triángulo (\triangle), un círculo (\circ), y un punto (\bullet), respectivamente. La ubicación de la marca indica el punto de intersección entre el eje 44 óptico de la unidad 20 de iluminación relevante y la parte del objeto d a iluminar con el mismo. Se ha descubierto que la luz generada por la fuente de luz en la luminaria 1, según la invención, es utilizada eficientemente. Más del 95% incide dentro de los límites del objeto a iluminar, mientras que aún el objeto es iluminado en su totalidad.

Una unidad 120 de iluminación de una modificación de la primera realización de un módulo de iluminación, según la invención, se muestra en la figura 5. Los componentes de esta figura correspondientes a los de la figura 3 tienen números de referencia que son 100 números mayor. El sistema 140 óptico de las unidades 120 de iluminación en esta realización comprende un cuerpo 149 transparente con un eje 144 y una superficie 149_{b} externa circunferencial paraboloide alrededor del eje. El cuerpo 149 comprende, en el centro respecto al eje, una parte 149_{d} esférica, rebajada en un extremo 149_{c} ancho rodeado por una parte 149_{c} periférica. El chip 130 LED está encajado en una parte 149_{f} extrema estrecha del cuerpo. El chip 130 LED está situado con su lado alejado del extremo 149_{c} ancho sobre un reflector 141 primario. La parte 149_{d} rebajada forma una primera parte óptica. La parte 149_{c} periférica con la superficie 149_{b} circunferencial paraboloide forma una segunda parte óptica. La primera parte 149_{d} óptica funciona como una lente positiva que desvía la luz generada por el chip 130 LED mediante refracción. La luz 1 incidente fuera de dicha parte 149_{d} está reflejada en la superficie 149_{b} externa circunferencial y sale al exterior en la parte 149_{c} periférica.

Una segunda realización del módulo de iluminación según la invención se muestra en las figuras 6 y 7. Los componentes de esta figura correspondientes a los de las figuras 1 a 3 tienen números de referencia que son 200 números mayor. La luminaria 201 de esta realización comprende un módulo 202 único de iluminación con 25 unidades 220 de iluminación. Las 25 unidades de iluminación están situadas en un plano con una disposición uniforme y tienen ejes 244 ópticos paralelos entre sí. En la realización mostrada, los componentes 247, aquí formados por relieves, de los sistemas 240 ópticos de unidades 220 de iluminación individuales se han integrado en una placa 246 transparente situada en la ventana 211 de emisión de luz. Los relieves 247 dividen los haces generados por los chips LED en dos haces divergentes entre sí. En una modificación, los haces de luz generados por los chips LED están divididos en más, por ejemplo cuatro haces. En otra modificación, los haces generados por los chips LED no están divididos sino, por ejemplo, desviados o ensanchados. - La luminaria mostrada es adecuada, por ejemplo, para iluminación concentrada.

Una tercera realización de la luminaria 301, diseñada para la iluminación de calles, se muestra en las figuras 8, 9, 10A y 10B. Los componentes allí correspondientes con los de las figuras 1 a 3 tienen números de referencia que son 300 números mayor. En la realización mostrada, 40 unidades 320 de iluminación están dispuestas en cuatro filas 312_{a}, 312_{b}, 312_{c}, 312_{d} de diez unidades cada una, extendiéndose a lo largo de un eje 313 longitudinal paralelo a la calle a iluminar. En la realización mostrada, las unidades de iluminación de una fila están dispuestas en intervalos iguales entre sí paralelos al eje longitudinal. Alternativamente, sin embargo, las unidades de iluminación de una fila pueden estar dispuestas, por ejemplo, en un diseño de zigzag a lo largo del eje longitudinal. Las unidades 320 de iluminación de la misma fila tienen ejes 344 ópticos, que están dirigidos sustancialmente paralelos entre sí y que son transversales al eje 313 longitudinal. Los ejes 344 ópticos de las unidades 320 de iluminación de filas 312_{a}, 312_{b} diferentes forman un ángulo \alpha entre sí alrededor de un eje 314 adicional, paralelo al eje 313 longitudinal (véase la figura 9). En este caso, los ángulos formados por los ejes ópticos de las unidades de iluminación de dos filas consecutivas son iguales a \alpha cada vez. Este, sin embargo, no es necesariamente el caso. Como en la segunda realización, los componentes 347, es decir relieves, de los sistemas 340 ópticos de unidades de iluminación diferentes se han integrado en una placa 346 transparente, que está montada en la ventana 311 de emisión de luz. Las figuras 10A y 10B muestran que el relieve 347 está formado por salientes de corte transversal triangular, que se extienden en una dirección transversal al eje 313 longitudinal. Los salientes son sustancialmente simétricos por reflexión. Los relieves 346 forman haces b1 desviados de los haces b generados por los chips 320 LED, siendo dichos haces desviados sustancialmente simétricos respecto a un plano que atraviesa el eje 344 óptico de la unidad relevante de iluminación y el eje 314 adicional. Los relieves 347 aquí dividen los haces b en un primer haz b1 y un segundo haz b2. Los haces b1, b2 se encuentran a cada lado del eje 344 óptico. Esto sólo se muestra para una de las unidades 320* de iluminación por motivos de claridad. La ventana de emisión de luz tiene una primera y una segunda placas 346', 346'' adicionales transparentes, que se extienden transversalmente al eje longitudinal y detrás de la cual están situadas unidades 320', 320'' de iluminación adicionales.

Una cuarta realización se muestra en la figura 11. Los componentes allí correspondientes a los componentes de las figuras 1A, 1B, 2 y 3 tienen números de referencia que son 400 números mayor.

En la luminaria 401 mostrada, el conjunto de unidades 420 de iluminación comprende dos o más variedades de unidades 420p, 420q de iluminación para iluminar partes del objeto con espectros que difieren entre sí.

El conjunto de unidades de iluminación aquí comprende una primera variedad de unidades 420p de iluminación para iluminar partes centrales del objeto, carriles de circulación de una carretera en este caso, con un espectro que tiene un máximo en un intervalo de longitud de onda de 550 a 610 nm, es decir, en una primera longitud de onda de 592 nm. Las unidades de iluminación de la primera variedad están equipadas, para este propósito, con chips LED con una capa activa de AllnGaP. El conjunto de unidades 420 de iluminación comprende una segunda variedad de unidades 420q de iluminación equipadas con chips LED con una capa activa de InGaN para iluminar partes periféricas del objeto, con un espectro que tiene un máximo en un intervalo de longitud de onda de 500 a 530 nm, es decir, en una segunda longitud de onda de 510 nm, más corto que la primera longitud de onda. Las unidades 420p de iluminación de la primera variedad constituyen un módulo 402b de iluminación. Los módulos 402a y 402c de iluminación comprenden unidades 420q de iluminación de la segunda variedad. Las partes dq1, dq2 periféricas del objeto pueden estar dotadas con vegetación. La reflectividad relativamente alta del mismo en el intervalo de longitud de onda de 500 a 530 nm contribuye adicionalmente a la visibilidad de cualquier objeto presente en estas ubicaciones.

En la figura 12, los componentes correspondientes a los de las figuras 1A, 1B, 2 y 3 tienen números de referencia que son 500 números mayor. La figura 12 muestra esquemáticamente un sistema de iluminación según la invención con una luminaria 501_{a} y un sistema 550 de control. La luminaria 501_{a} forma parte de un grupo de luminarias 501_{a}, 501_{b},... idénticas según la invención, que están dispuestas en intervalos iguales entre sí en los postes 515 a lo largo de la calle a iluminar. La luminaria 501_{a} comprende seis módulos 502_{fI}, 502_{fII}, 502_{cI}, 502_{cII}, 502_{bI} y 502_{bII} de iluminación, cada uno dotado con 24 unidades de iluminación. Los módulos 502_{fI} y 502_{fII} están diseñados para iluminar tramos f_{I}, f_{II} de carretera alejados del poste 515 en un sentido opuesto al sentido r de circulación. Los módulos 502_{bI} y 502_{bII} están diseñados para iluminar tramos b_{I}, b_{II} de carretera que se encuentran alejados del poste 515 en el sentido r de circulación. Los módulos 502_{cI} y 502_{cII} están diseñados para iluminar un tramo c_{I}, c_{II} de carretera que se encuentra entre los otros dos. Los módulos 502_{fI}, 502_{cI} y 502_{bI} de iluminación iluminan un primer carril I de circulación, y los módulos 502_{fII}, 502_{cII} y 502_{bII} de iluminación iluminan un segundo carril II de circulación. Los módulos de iluminación están conectados a un sistema 550 de control y pueden controlarse independientemente uno del otro mediante este sistema de control. El sistema de control recibe señales 551 de un sensor para medir el grado de humedad de la superficie de la carretera, señales 552 de un sensor para detectar niebla y posiblemente para determinar el grado de dispersión de luz causada por la misma. El sistema de iluminación se activa mediante una señal 553 central. En el estado activado, los módulos de iluminación pueden ajustarse mediante el sistema de control, por ejemplo, como sigue.

1

Si el agua está presente en la superficie de la carretera, el módulo 502_{fI} de iluminación estará tenue o apagado totalmente, para evitar reflejos que distraigan en la superficie del agua. Todos los módulos de iluminación están tenues en el caso de una superficie de carretera cubierta de nieve. Una baja iluminancia es suficiente en ese caso para una mejor visibilidad. Una intensidad normal de luz puede llevar a brillos en estas circunstancias. Se ha descubierto que la mejor visibilidad posible en caso de niebla se obtiene mediante una configuración en que la luz se origina principalmente de los módulos 502_{cI}, 502_{cII} de iluminación. Adicionalmente, la configuración de los módulos de iluminación puede depender de la densidad de tráfico. Se puede ahorrar energía con una densidad baja de tráfico ya que el sistema de iluminación se utiliza como una iluminación de guía. Esto se realiza, por ejemplo, porque sólo uno de los seis módulos de iluminación de cada luminaria está funcionando. Se puede ahorrar aún más energía con un modo de control del sistema de control en el que los módulos se encienden temporalmente cuando va a pasar un vehículo.

Claims (14)

1. Luminaria (1) que comprende una caja (10) con una ventana (11) de emisión de luz, estando alojado en dicha caja al menos un módulo (2) de iluminación para iluminar un objeto (d, d1, d2, d3) y comprendiendo una fuente de luz y medios ópticos,

comprendiendo el módulo de iluminación un conjunto de unidades (20) de iluminación, comprendiendo cada una de ellas un sistema (40) óptico,

mientras que las unidades (20) de iluminación iluminan partes del objeto (d, d1, d2, d3) durante el funcionamiento,

caracterizada

porque cada una de las unidades (20) de iluminación comprende al menos un chip (30) LED, con el que coopera el sistema (40) óptico, formando dichos chips LED y sistemas ópticos la fuente de luz y los medios ópticos respectivamente,

porque cada uno de los chips LED suministra un flujo luminoso de al menos 5 lm durante el funcionamiento, y

porque el sistema (40) óptico de las unidades (20) de iluminación comprende un sistema óptico primario (41, 42) y uno secundario (43).

2. Luminaria según la reivindicación 1, caracterizada porque el conjunto de unidades (20) de iluminación comprende dos o más tipos (20_{a}, 20_{b}, 20_{c}) de unidades de iluminación para generar haces que se ensanchan en mayor y menor medida.

3. Luminaria según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada

porque el sistema óptico primario está dotado con un reflector (41) primario, sobre el que está situado el chip (30) LED, y con una cubierta (42) transparente, en la que está encajado el chip (30) LED, y

porque dicho sistema (43) óptico secundario está dotado con un reflector (43) secundario, en cuya parte (43_{a}) extrema relativamente estrecha está situado el chip LED.

4. Luminaria según la reivindicación 3, caracterizada porque el reflector (43) secundario soporta una lente (45) en un extremo (43_{c}) opuesto a la parte (43_{a}) extrema relativamente estrecha.

5. Luminaria según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el sistema (140) óptico de la unidad (120) de iluminación comprende un cuerpo (149) transparente con una primera parte (149_{d}) óptica, que desvía la luz generada por el chip (130) LED mediante refracción, y una segunda parte (149_{c}) óptica, que desvía la luz generada por el chip LED mediante reflexión.

6. Luminaria según la reivindicación 5, caracterizada porque el cuerpo (149) transparente tiene un extremo (149_{c}) ancho y, opuesta al mismo, una parte (149_{f}) extrema relativamente estrecha, en cuya parte extrema está encajado el chip (130) LED, mientras que el lado del chip LED alejado del extremo ancho del cuerpo transparente está situado en un reflector (141) primario, teniendo dicho cuerpo transparente una parte (149_{d}) esférica, que está situada en el centro respecto a un eje (144), que está rebajada en el extremo (149_{c}) ancho, y que forma la primera parte óptica, mientras que el cuerpo tiene una parte (149_{c}) periférica alrededor del eje (144) con una superficie (149_{b}) circunferencial paraboloide alrededor del eje, que forma la segunda parte óptica.

7. Luminaria según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque los componentes (247; 347) de los sistemas (240; 340) ópticos de distintas unidades (220; 320) de iluminación están mutuamente integrados.

8. Luminaria según la reivindicación 7, caracterizada porque las unidades (320) de iluminación están dispuestas en filas (312_{a}, 312_{b}, 312_{c}, 312_{d}), que se extienden a lo largo de un eje (313) longitudinal, teniendo las unidades de iluminación de la misma fila (312_{a}) ejes (344) ópticos que se dirigen sustancialmente paralelos entre sí y transversales al eje longitudinal, mientras que los ejes (344) ópticos de las unidades de iluminación de filas (312_{a}, 312_{b}) diferentes forman un ángulo (\alpha) entre sí cada vez alrededor de un eje (314) adicional paralelo al eje longitudinal, y los componentes (347) integrados de los sistemas (340) ópticos forman haces (b_{1}) desviados, que están situados sustancialmente de forma simétrica con respecto a un plano que atraviesa el eje óptico de la unidad de iluminación y el eje adicional, desde los haces (b) formados por las unidades de iluminación.

9. Luminaria según la reivindicación 7 u 8, caracterizada porque los componentes (247; 347) integrados de los sistemas (240; 340) ópticos son relieves en una placa (246; 346) transparente en la ventana (211; 311) de emisión de luz.

10. Luminaria según la reivindicación 9, caracterizada porque el relieve (347) está formado por salientes.

11. Luminaria según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el conjunto de unidades (420) de iluminación comprende dos o más variedades de unidades (420_{p}, 420_{q}) de iluminación para iluminar partes (d_{p}, d_{q1}, d_{q2}) del objeto con espectros que difieren entre sí.

12. Luminaria según la reivindicación 11, caracterizada porque el conjunto de unidades (420) de iluminación comprende una primera variedad de unidades (420_{p}) de iluminación para iluminar partes (dp) centrales del objeto con un espectro que tenga un máximo en una primera longitud de onda, y una segunda variedad de unidades (420_{q}) de iluminación para iluminar partes (dq1, dq2) periféricas del objeto con un espectro que tenga un máximo en una segunda longitud de onda, que es más pequeña que la primera longitud de onda.

13. Luminaria según la reivindicación 12, caracterizada porque la primera longitud de onda se encuentra en un intervalo de 550 a 610 nm y la segunda longitud de onda en un intervalo de 500 a 530 nm.

14. Sistema de iluminación que comprende una o varias luminarias (501), según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y que comprende un sistema (550) de control, comprendiendo conjuntamente una o varias de dichas luminarias al menos dos módulos (502_{fI}, 502_{fII}, 502_{cI}, 502_{cII}, 502_{bI}, 502_{bII}) de iluminación, que pueden controlarse independientemente uno del otro mediante dicho sistema de control.