ES2311292T3 - Sistema optico para transmitir y liberar radiacion luminiscente. - Google Patents
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Abstract
SE DESCRIBE UN CONDUCTO OPTICO (53) PARA TRANSMITIR Y LIBERAR RADIACION LUMINISCENTE (61, 62, 63), EMITIDA POR UN CONCENTRADOR LUMINISCENTE (51), COMPRENDIENDO EL CONCENTRADOR LUMINISCENTE (51) Y EL CONDUCTO OPTICO (52) UN SISTEMA OPTICO QUE ESTA ADAPTADO PARA LIBERAR, EN UN AREA QUE DEBE SER ILUMINADA, LA RADIACION LUMINISCENTE QUE DE OTRO MODO QUEDARIA ATRAPADA EN EL SISTEMA OPTICO POR REFLEXION INTERNA TOTAL. EL CONDUCTO OPTICO (53) INCLUYE UN APARATO DE ALUMBRADO (57), COMO POR EJEMPLO UNA SERIE DE ZONAS DE DIFUSION, PARA DIFUNDIR LA LUZ ATRAPADA, DE MANERA QUE LA LUZ DIFUNDIDA ADQUIERA EL ANGULO DE INCIDENCIA NECESARIO PARA QUE SALGA EL CONDUCTO (53). LAS ZONAS DE DIFUSION PUEDEN PROPORCIONARSE POR MEDIO DE IRREGULARIDADES DE FORMA EN LA SUPERFICIE DEL CONDUCTO (53) O FALTA DE HOMOGENEIDAD DENTRO DEL CONDUCTO (53). EL CONDUCTO (53) PUEDE CONSTAR DE GUIAS LUMINOSAS SUPERPUESTAS FLEXIBLES (65A, 65B Y 65C) Y UN APARATO DE ALUMBRADO (55) OPTICAMENTE ACOPLADO AL MISMO.
Description
Sistema óptico para transmitir y liberar
radiación luminiscente.
La presente invención se refiere a un sistema
óptico, según el preámbulo de la reivindicación 1, y en general a
conductos ópticos para transmitir luz a partir de concentradores o
colectores ópticos y, en particular, a un conducto óptico en el
cual la luz atrapada generada a partir del concentrador solar
luminiscente se puede transmitir y liberar.
Tales conductos ópticos tienen aplicaciones
particulares como medios para incrementar sustancialmente la luz
útil proporcionada por un concentrador luminiscente cuyo resultado
se transmite al interior de un edificio por un conducto óptico liso
y transparente. En particular, la invención pretende proporcionar
un medio por el cual la luz que queda atrapada normalmente en el
concentrador puede desplazarse descendentemente por el conducto, y
un medio por el cual se puede liberar esta luz a partir del
conducto en un lugar donde se requiere iluminación.
Los concentradores solares luminiscentes
(también denominados pilas de recepción de luz) son de interés
creciente, a causa de su capacidad para contribuir a la transmisión
de luz solar al interior de edificios, permitiendo en gran medida
que sus costes de instalación, funcionamiento y mantenimiento sean
inferiores tanto a los sistemas de iluminación convencionales como a
los sistemas de iluminación solar que usan espejos de
seguimiento.
Los concentradores solares luminiscentes
contienen al menos un agente luminiscente capaz de emitir radiación
luminiscente previa excitación por radiación solar incidente. Una
gran proporción de la radiación luminiscente emitida se refleja por
completo de manera interna por las superficies del medio a partir
del cual se fabrica el concentrador y se propaga dentro del medio a
las superficies de extremo del concentrador.
Por ejemplo, en un concentrador solar
luminiscente que comprende una lámina rectangular plana, la luz
emitida por el agente luminiscente que forma pequeños ángulos con
el eje plano de la lámina es reflejada por completo de manera
interna por las superficies laterales, inferior y superior de la
lámina y se propaga a una superficie de extremo de donde se puede
escapar. También es evidente que la luz emitida por el agente
luminiscente casi perpendicular al eje plano de la lámina se escapa
rápidamente a través de una superficie superior, inferior o lateral
sin experimentar una reflexión interna total.
Sin embargo, algo de la luz luminiscente emitida
que forma ángulos intermedios con el eje plano de la lámina es
reflejado por completo de manera interna por las superficies
superior, inferior y laterales y se propaga a una superficie de
extremo donde la reflexión interna total a partir de la superficie
de extremo hace que invierta su trayectoria y se vuelva a reflejar
descendentemente en la lámina. Esta luz queda completamente atrapada
dentro de la lámina y no se puede escapar a través de una
superficie lisa de la lámina. Por ejemplo, en una lámina
rectangular plana con un índice de refracción de 1,5 rodeada por
todos los lados por aire, cada una de las seis superficies de la
lámina libera aproximadamente el 12,7% de la radiación
luminiscente, y el 23,6% de la radiación luminiscente queda atrapada
dentro de la lámina. (La mayor parte de la luz atrapada se elimina
eventualmente por absorción por el agente molecular luminiscente o
por difracción a partir de defectos).
Se conocen sistemas que hacen uso de la
radiación luminiscente en combinación con la recogida de luz solar
con fines de iluminación, a partir del documento
WO-A1-93/06413 y del documento US
4.539.625.
La técnica anterior no ha proporcionado con
éxito un medio por el cual esta luz atrapada se puede liberar a
partir del conducto en un lugar donde se requiere iluminación.
Los sistemas de conducto de concentrador
luminiscente conocidos en la técnica anterior consisten en un
concentrador luminiscente que se conecta a un conducto óptico
transparente y liso que, a su vez, se conecta a una luminaria (la
cual no puede estar más allá del extremo de conducto óptico). La
radiación luminiscente procedente del concentrador entra en el
conducto donde se canaliza mediante medios de reflexión interna
total a la luminaria que permite que la luz se escape del sistema
en la(s) dirección(es) requerida(s). Para que
se produzca una transferencia eficaz de la luz desde el concentrador
al conducto, y a lo largo del conducto, el área transversal del
conducto (que puede cambiar a lo largo de su longitud) no debe
nunca ser inferior al área de salida del concentrador.
Los presentes inventores han encontrado que si
la unión entre el concentrador y el conducto tiene una
desadaptación en los índices de refracción (como siempre ocurrirá
con un entrehierro y puede ocurrir con algunas juntas pegadas), por
lo tanto una fracción sustancial de la radiación luminiscente que
incide sobre la junta se refleja alejándose del conducto, volviendo
dentro del concentrador. Para muchas geometrías de concentrador,
esta luz no se puede escapar a través de ninguna superficie.
Por lo tanto un objeto de la presente invención
es proporcionar un sistema óptico que incluye medios de luminaria a
través de los cuales tal "luz atrapada" puede salir del
sistema de una manera útil.
Este objeto se consigue mediante las
características de la reivindicación 1.
Según la presente invención, se proporciona un
conducto óptico para transmitir y liberar radiación luminiscente
emitida a partir de un concentrador luminiscente, comprendiendo el
concentrador luminiscente y el conducto óptico un sistema óptico,
siendo una parte de la radiación luminiscente atrapada de otro modo
en el sistema óptico por reflexión interna total, en el cual el
conducto óptico incluye un medio de luminaria para permitir que la
radiación luminiscente atrapada de otro modo consiga un ángulo de
incidencia con la superficie del conducto óptico para de este modo
permitir la liberación de la radiación luminiscente atrapada del
conducto óptico.
Preferiblemente, el medio de luminaria comprende
una pluralidad de regiones de difracción para difractar la
radiación luminiscente atrapada.
En una realización preferida de la invención, el
conducto óptico se prepara extruyendo o moldeando en primer lugar
una lámina de material polimérico, a continuación cortándolo a la
medida y puliendo los bordes.
Preferiblemente, la pluralidad de regiones de
difracción comprende variaciones o irregularidades de forma sobre
la superficie del conducto óptico en lugares específicos y de una
extensión espacial predeterminada. Las variaciones de forma de la
superficie pueden comprender superficies no planas realizadas por
abrasión externa, texturizado, moldeado o ataque químico.
Por ejemplo, las variaciones de forma de
superficie del conducto óptico pueden comprender una superficie
raspada por papel de lija.
La pluralidad de regiones de difracción también
puede comprender un revestimiento de superficie sobre el conducto
óptico, en el cual el revestimiento de superficie incluye materia
particulada capaz de difractar la radiación luminiscente atrapada
de otro modo.
En otra realización de la invención la
pluralidad de regiones de difracción comprende materia particulada
insertada dentro del conducto óptico o falta de homogeneidad dentro
del conducto óptico.
La pluralidad de regiones de difracción funciona
creando un cambio en el ángulo de incidencia de la luz atrapada
respecto de una superficie del conducto óptico de manera que la luz
se emita o libere a través de esa superficie.
Según la invención, el medio de luminaria
comprende una parte del conducto que se expande en gran medida en
el área de sección transversal de manera que la luz atrapada de
otro modo incida sobre una superficie de la parte expandida
formando un ángulo que permite la transmisión a través de esa
superficie. El medio de luminaria se une al resto
del conducto mediante una junta óptica o el medio de luminaria se moldea simultáneamente con el resto del conducto.
del conducto mediante una junta óptica o el medio de luminaria se moldea simultáneamente con el resto del conducto.
Para resultados más eficaces, el concentrador
luminiscente se acopla al conducto óptico, y el conducto se acopla
a su medio de luminaria, por juntas ópticas en las cuales no hay
desadaptación en el índice de refracción entre el concentrador, el
material de junta, el conducto y el medio de luminaria.
Los cementos ópticos curados por radiaciones
ultravioletas o los adhesivos epoxídicos de calidad óptica son
apropiados como agentes de acoplamiento. Otro agente de
acoplamiento apropiado es el gel óptico, aunque, si se usa, el
conducto óptico se debe mantener en alineación mecánica por otros
medios.
También es posible acoplar el conducto al
concentrador y el medio de luminaria al resto del conducto por
otras técnicas conocidas en la técnica, tales como soldadura con
disolvente, soldadura por ultrasonidos y similares.
Es posible eliminar la necesidad de un agente de
acoplamiento entre el concentrador y el conducto, revistiendo el
material luminiscente sobre parte de un conducto óptico continuo o
moldeando el concentrador como una continuación de un conducto
óptico preformado, o moldeando el conducto óptico como una
continuación de un concentrador preformado. Alternativamente, el
concentrador y el conducto óptico se pueden moldear
simultáneamente.
Aunque la junta se realiza entre el concentrador
luminiscente y el conducto óptico, idealmente debería estar libre
de defectos sin burbujas o huecos y no debería haber un sobrante de
agente de acoplamiento sobre las superficies cerca de la junta de
manera que el sistema de conducto de centrador tan ópticamente
continuo como es posible y de este modo la luz puede pasar
libremente del concentrador al conducto óptico sin reflexión o
difracción. Esta continuidad óptica permite que la "luz
atrapada" (es decir, la luz que estaría atrapada en ausencia de
continuidad óptica) entre en el conducto óptico, mientras que una
simple alineación o junta de presión, incluso con superficies muy
lisas no lo permitirían.
Preferiblemente, el medio de luminaria del
conducto óptico comprende una parte de difracción de luz en un
primero de dos extremos opuestos de un punto de luz adaptado para
ser situado en un área a iluminar, formando el punto de luz una
parte terminal del conducto y acoplándose ópticamente a una parte
de cuerpo principal del conducto en el segundo de sus extremos
opuestos, habiendo sido tratada la parte de difracción de luz de
manera a permitir que la radiación luminiscente atrapada de otro
modo se libere del mismo.
Preferiblemente, el concentrador luminiscente se
ilumina con luz solar.
Con el fin de que la invención se entienda y se
ponga en práctica más fácilmente, se hará referencia a los dibujos
anexos, en los cuales:
La figura 1 es una representación esquemática de
la trayectoria de luz emitida por el agente luminiscente formando
pequeños y grandes ángulos con el eje plano de una lámina
rectangular plana usada como concentrador solar luminiscente.
La figura 2 es una representación esquemática de
la trayectoria de luz emitida por el agente luminiscente formando
un ángulo intermedio con el eje plano de la lámina mostrada en la
figura 1.
La figura 3 es una representación esquemática de
un sistema de conducto de concentrador solar luminiscente conocido
en la técnica anterior.
La figura 4 es una representación esquemática de
un sistema de conducto de concentrador solar luminiscente que
incluye un conducto óptico.
La figura 5 es una representación esquemática en
sección transversal de una parte de un conducto óptico según una
realización de la invención.
La figura 6 es una representación esquemática de
un sistema de conducto de concentrador solar luminiscente que
incluye el conducto óptico de la figura 4.
La figura 7 es una vista isométrica de un
sistema de conducto de concentrador solar luminiscente, y
La figura 8 muestra un medio de luminaria según
la invención.
El objeto mostrado y descrito en combinación con
las figuras 4, 6 y 7 no pertenece a la invención, pero favorece la
comprensión de la invención.
En la lámina 11 de concentrador solar
luminiscente mostrada en la figura 1, la luz 12 que es emitida por
el agente luminiscente (mostrada como el origen de las flechas)
formando ángulos pequeños en el eje plano de la lámina 11 es
reflejada por completo de manera interna por la superficie 13
inferior lisa de la lámina y la superficie 14 superior d lisa de la
lámina y se propaga a la superficie de extremo 15 donde su ángulo
de incidencia y el índice de refracción en la interfaz permite que
se libere o se escape de la lámina 11. La luz 16 que es emitida por
el agente luminiscente casi perpendicular al eje plano de la lámina
11 se escapa inmediatamente a través de la superficie superior 14,
sin experimentar reflexión interna total.
En la lámina 18 de concentrador solar
luminiscente mostrada en la figura 2, la luz 19 que es emitida por
el agente luminiscente formando ángulos intermedios con el eje
plano de la lámina 18 se refleja por completo de manera interna por
la superficie 20 inferior lisa de la lámina y la superficie 21
superior lisa de la lámina y se propaga a la superficie de extremo
lisa 22 donde su ángulo de incidencia y el índice de refracción en
la interfaz hace que sea refleje por completo de manera interna. La
dirección general de la trayectoria de la luz 19 se invierte ahora
por la reflexión interna total y la luz 19 se refleja de vuelta
descendentemente en la lámina 18. Esta luz 19 se encuentra
completamente atrapada dentro de las superficies lisas de la
lámina.
El sistema 23 de conducto de concentrador
luminiscente tradicional mostrado en la figura 3 comprende un
concentrador 24 luminiscente solar conectado a un conducto 25
óptico transparente de superficie lisa que está, a su vez,
conectado a una luminaria en forma de copa 26. El sistema 23 está
rodeado por aire. El área de sección transversal del conducto 25 es,
en esta realización, la misma que el área de salida de sección
transversal 27 del concentrador 24, y hay una junta óptica 28 entre
el concentrador 24 y el conducto 25 (con lo cual los índices de
refracción (IR) del concentrador 24, la junta 28 y el conducto 25
son iguales), permitiendo de este modo una transferencia de luz
eficaz desde el concentrador 24 al conducto 25 y a lo largo del
conducto 25. Sin embargo, la totalidad de esta luz no se puede
escapar a través de la superficie de extremo 29 de manera que la
luminaria 26 en forma de copa puede dirigir la luz liberada como se
muestra en la figura 3.
Si el sistema de conducto de concentrador
luminiscente 23 tiene un IR de 1,5, cada una de las seis
superficies del sistema 23 liberará aproximadamente el 12,7% de la
radiación luminiscente, mientras que aproximadamente el 23,6% de la
radiación luminiscente quedará atrapada dentro del sistema 23,
siendo absorbida la mayor parte de esta luz atrapada por el agente
luminiscente en el concentrador 24 o siendo difractada por
deficiencias.
El efecto de la luminaria en forma de copa 26
como medio para dirigir luz concentrada por el sistema 23 no es por
lo tanto significativo, ya que solamente puede dirigir luz que se
ha liberado a través de la superficie de extremo 29, y se pierde
mucha luz útil a través de las otras superficies o se queda atrapada
dentro del sistema 23.
El sistema 30 de conductor de concentrador
luminiscente mostrado en la figura 4 comprende un concentrador
solar luminiscente 31 conectado por una junta ópticamente continua
32 a un conducto 33 óptico liso. Se produce una luminaria 34 para
el conducto 33 introduciendo centros de difracción de luz en la
parte apropiada del conducto 33 donde se requiere iluminación. En la
presente realización, los centros de difracción están sobre la
superficie del conducto 33 pero pueden estar en el material en
bruto a partir del cual se fabrica el conducto 33. Los centro de
difracción difractan la luz atrapada fuera del conducto 33 creando
un cambio en el ángulo de incidencia de la luz atrapada respecto de
las partes de superficie. Tales centros de difracción - hacen las
veces de la luminaria 34.
La figura 5 muestra una parte 35 de extremo
ampliada de un conducto 36 óptico según la invención. La parte 35
de extremo ampliada es ópticamente continua con el conducto 36 y
tiene un área de sección transversal considerablemente ampliado
para permitir que la luz 37 reflejada por completo de manera
interna incida sobre una superficie de la parte 35 de extremo
formando un ángulo que permite que la luz sea liberada a través de
esa superficie. La continuidad óptica es proporcionada por una
junta óptica simultáneamente con la parte 35 de cabeza ampliada.
Las formas que pueden ser apropiadas para la parte 35 de cabeza
ampliada 35 se describirán más adelante en la memoria.
Como se muestra en la figura 6, se expone una
hoja 40 de concentrador tintada con aproximadamente 70 ppm de tinte
"amarillo" Lumogen® 083 (que emite luz verde a las
concentraciones usadas) a una lámpara fluorescente 41 solamente en
un extremo, como se muestra, sirviendo la parte media 44 de la
lámina 40 de conducto óptico 42 ya que no tiene ninguna exposición
de luz sobre el mismo. El flujo luminoso total del conducto óptico
42 en el extremo opuesto se mide con una esfera de integración 43.
No se consideran necesaria ninguna junta óptica para este ejemplo
de un sistema de conducto de concentrador.
Las dimensiones de lámina fueron de 270 mm x 20
mm x 2 mm.
Los 50 mm finales del conducto óptico 42 se
trataron de diversas maneras para que la luz 45 reflejada por
completo de manera interna se pudiese difractar y liberar fuero del
lateral.
Como se describirá más adelante, se ha
encontrado que la luz que se difractó desde el conducto 42 tanto a
través de la superficie de extremo 46, de ahora en adelante
definida luz de extremo, como a través de las superficies laterales
en el extremo del conducto 42 (superficies 47 y 48 laterales
superior e inferior mostradas, pero las superficies lateral cercana
y lateral lejana no se muestran) de ahora en delante definidas como
luz lateral.
Diversos tratamientos se encontraron apropiados
para los 50 mm finales del conducto óptico 42 que incluye (a)
raspar una o más superficies con papeles de lija "húmeda y
seca"de grado 1200, grado 600, grado 400, grado 240 y grado 120,
(b) fijar cinta adhesiva "difusa" en las superficies laterales
superior e inferior, (c) pegar láminas difusoras a las superficies y
(d) sumergir los 50 mm finales en acetona para diversos intervalos
(que raspa las superficies). Las ranuras hechas por los papeles de
lija fueron en su mayor parte perpendiculares al eje largo del
conducto 42 y su dirección parecía no ser importante. Estos
diversos tratamientos tuvieron diferentes eficiencias.
La totalidad de los tratamientos anteriores
dieron más flujo luminoso que no se les hubiese dato tratamiento,
donde el único flujo luminoso tuvo lugar a través de la superficie
46 de extremo en forma de luz de extremo. Los mejores resultados
Los mejores resultados del 63% más de luz se obtuvieron cuando se
usó papel de grado 1200 para raspar solamente la superficie lateral
superior. Sin embargo, incluso el papel de grado 120 sobre todas
las superficies laterales dio el 43% más de luz que sin
tratamiento. En el conducto tratado con el papel de grado 1200, la
luz lateral salió durante los primeros 3 o 4 centímetros de la
longitud tratada de 50 mm. En los conductos tratados con más
raspado, la luz lateral salió a lo largo del primer centímetro de la
longitud tratada de 50 mm del conducto. Sin embargo, en todos los
conductos tratados con papel de lija, aproximadamente un cuatro de
la luz salió de la superficie de extremo 46. Esto sugiere que el
raspado de superficie era imperfecto, ya que idealmente casi toda
la luz se debería liberar como luz lateral si la superficie
estuviese suficientemente áspera.
En experimentos con diversos conductos, el nivel
de ganancias de luz atrapada también ha sido sensible a la calidad
de la junta y del concentrador luminiscente. Las ganancias con un
exceso del 50% son prácticas.
La extensión a la cual las superficies laterales
del conducto se deberían raspar con papel de lija u otras formas de
abrasión de superficie no deberá causar una inversión en la
dirección de la luz difractada de manera interna, y la longitud de
la región raspada tampoco deber tan corta que cualquier luz
difractada inversamente no pueda experimentar una segunda o más
difracciones posteriores hacia delante.
Se han encontrado algunos tratamientos para
retrodifractar tanto la luz atrapada como la luz de extremo, y
estos tratamientos se deben evitar.
Se considera que se puede conseguir un flujo
luminoso aun más mejorado cuando están presentes regiones de
difracción a granel sobre o dentro del conducto óptico.
Por ejemplo, durante la fabricación del conducto
óptico, se pueden incluir materiales que forman los centros de
difracción a granel, tales como carbonato cálcico, zeolitas y
dióxido de titanio, en el medio que se forma y solidifica dentro
del conducto. Alternativamente, estos materiales se pueden incluir
en una pintura u otro material aplicable de superficie que se
reviste sobre el conducto. También se puede usar un revestimiento
de un polímero que incluye partículas finas de difracción.
También se pueden incorporar pequeñas burbujas u
otras inhomogeneidades al conducto durante su fabricación para
generar regiones de difusión. Tales inhomogeneidades se pueden
producir añadiendo partículas de un polímero u otro material de
difracción que tiene un IR ligeramente diferente al otro material
del cual está hecho el conducto. La región del conducto en el cual
se producen tales inhomogeneidades o pequeñas burbujas sirve como
medio de luminaria.
Los tratamientos anteriores pueden dar como
resultado un incremento en la frecuencia de interacciones de
difracción dentro del conducto, de manera que la luz atrapada de
otro modo se pueda difractar de manera a obtener un ángulo de
incidencia con las superficies laterales para que la luz difractada
escape del conducto. Preferiblemente, la difracción incrementada lo
es en una dirección hacia delante a lo largo del conducto.
La figura 7 muestra un sistema de conducto de
concentrador luminiscente 50 que comprende un colector o
concentrador 51 solar de pilar de tres capas acoplado por una junta
óptica 52 a un conducto 53 óptico flexible que comprende tres guías
de luz superpuestas 65a, 65b y 65c y un aparato de luminaria 55. El
colector solar (que consiste en tres láminas fluorescentes
superpuestas 51a, 51b y 51c) se sitúa en el exterior de un edificio
o similar de manera que esté expuesto a la luz solar (impactando en
el colector solar 51 mediante la flecha 57 y siendo absorbida por
los agentes luminiscentes en los emplazamientos 58, 59 y 60, de
manera que estos agentes emitan fluorescentemente la luz (radiación
luminiscente) mostrada por las flechas 61, 62 y 63 que está
atrapada dentro del colector solar 51 por reflexión interna total).
El cable óptico 53 pasa a través de una pared 54 de dicho edificio
al área a iluminar.
El sistema anteriormente mencionado 50 es
similar al sistema de recogida y transmisión de luz solar
presentado en la patente australiana nº 661.716, de los mismos
inventores.
El aparato de luminaria 55 especialmente
fabricado, adaptado para situarse en el área a iluminar, se acopla
a la superficie de extremo de las tres guías estancas superpuestas
65a, 65b y 65c por una junta óptica 56. En el extremo libre del
aparato 55 hay una parte de difracción terminal 57 que se trata de
cualquiera de las maneras anteriormente mencionadas para que de
este modo la parte 57 pueda servir de luminaria para que la luz
atrapada salga del sistema (como se muestra mediante las flechas que
irradian hacia fuera desde todas las superficies laterales de la
parte 57).
Alternativamente, la parte de difracción
terminal puede comprender todo el aparato de luminaria 55 para que
de este modo las guías de luz superpuestas flexibles se acoplen
ópticamente directamente a un elemento de difracción terminal. Tal
elemento de difracción se puede realizar en material difuso, tal
como plástico opalescente, o incluir una capa exterior de material
difuso. Se considera que el material difuso causa una difracción
gradual de luz en la dirección hacia delante.
Como se ha mencionado anteriormente con
referencia a la figura 5, el conducto también puede terminar en una
parte 35 de extremo aumentada, tal como un elemento en forma de
cono con una superficie de extremo curvada (donde el conducto es
cilíndrico) o como un sector angular de un elemento cilíndrico
(donde el conducto es un prisma rectangular) del mismo índice de
refracción que el conducto, pero, con aproximadamente cinco veces el
espesor del conducto. El sector angular de un elemento cilíndrico
66 se muestra e la figura 8 acoplado por una junta óptica 67 a un
conducto prismático rectangular flexible 68 que consiste en guías
de luz superpuestas similares a las mostradas en la figura 7. Como
consecuencia de la configuración ampliada de la parte de extremo,
que sirve como medio de luminaria, la luz previamente atrapada
pasará del conducto a la parte de extremo ampliada para iluminar el
área adyacente. Las superficies laterales 70 y 71 de la parte de
extremo ampliada 35 0 36 puede incluir una pluralidad de regiones
de difracción tales como revestimientos de superficie, o
variaciones de forma formadas como consecuencia del procedimiento
de moldeado o abrasión para ayudar a la liberación de la luz
atrapada. El revestimiento de superficie incluye materia
particulada capaz de difractar la luz atrapada.
Se pueden hacer diversas modificaciones en los
detalles de diseño y construcción, sin salirse del alcance de la
invención como se define en las reivindicaciones anexas.
Claims (10)
1. Sistema óptico que comprende un concentrador
solar luminiscente (31) ópticamente acoplado a un conducto óptico
(33) para transmitir y liberar radiación luminiscente emitida desde
el concentrador luminiscente (31).
conteniendo el concentrador luminiscente (31) al
menos un agente luminiscente capaz de emitir radiación luminiscente
con ocasión de una excitación por una radiación solar
incidente,
siendo una parte de la radiación luminiscente
emitida totalmente reflejada de manera interna por las superficies
del medio a partir del cual se fabrica el concentrador luminiscente
(31) y propagándose dentro del medio hacia las superficies del
concentrador luminiscente (31), siendo el sistema (33) de conducto
óptico del concentrador luminiscente (31) ópticamente continuo de
manera que la radiación luminiscente atrapada de otro modo puede
pasar libremente del concentrador luminiscente (31) al conducto
óptico (33), siendo una parte de la radiación luminiscente atrapada
de otro modo en el sistema óptico por reflexión interna total en el
cual el conducto óptico (33) incluye un medio de luminaria (35)
para permitir que la radiación luminiscente atrapada de otro modo
adquiera un ángulo de incidencia respecto de una superficie del
conducto óptico para de este modo permitir la liberación de la
radiación luminiscente atrapada de otro modo por el conducto óptico
caracterizado porque el medio de luminaria (35) comprende
una parte del conducto que se expande en gran medida en el área de
sección transversal, de manera que la radiación luminiscente
atrapada de otro modo incida sobre una superficie de la parte
expandida formando un ángulo que permite la transmisión a través de
esa superficie, y
el medio de luminaria (35) se une al resto del
conducto óptico (35) por una junta ópticamente continua (67) o el
medio de luminaria (35) se moldea simultáneamente con el resto del
conducto óptico (33).
2. Sistema óptico según la reivindicación 1,
caracterizado porque
los índices de refracción del concentrador
luminiscente (31), las juntas ópticas (67), el conducto óptico (33)
y el medio de luminaria (35) son idénticos.
3. Sistema óptico según la reivindicación 1 o
2,
caracterizado porque
la parte expandida del conducto óptico (33)
incluye una pluralidad de regiones de difracción (70, 71) que
comprenden variaciones de forma en una o más superficies de la
parte aumentada.
4. Sistema óptico según la reivindicación 1 o
2,
caracterizado porque
la parte expandida del conducto óptico (33)
incluye una pluralidad de regiones de difracción (70, 71) que
comprenden inhomogeneidades dentro de la parte expandida.
5. Sistema óptico según la reivindicación 1 o
2,
caracterizado porque
la parte expandida del conducto óptico (33)
incluye una pluralidad de regiones de difracción (70, 71) que
comprenden un revestimiento de superficie que incluye materia
particulada capaz de difractar la luz sobre una o más superficies
de la parte expandida.
6. Sistema óptico según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque
la parte expandida es una parte de extremo
aumentada del conducto óptico (33).
7. Sistema óptico según la reivindicación 6,
caracterizado porque
la parte de extremo aumentada es ópticamente
continua con el conducto óptico (33).
\newpage
8. Sistema óptico según la reivindicación 6 o
7,
caracterizado porque
el conducto óptico (33) es cilíndrico y la parte
de extremo ampliada es un elemento en forma de cono con una
superficie de extremo curvada.
9. Sistema óptico según la reivindicación 6 o
7,
caracterizado porque
el conducto óptico (33) es un prisma rectangular
y la parte de extremo ampliada es un sector angular de un elemento
cilíndrico (66) del mismo índice de refracción que el conducto
óptico.
10. Sistema óptico según la reivindicación
9,
caracterizado porque
el espesor del elemento cilíndrico (66) es
aproximadamente 5 veces el espesor del conducto óptico (33).
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