ES2712174T3 - Dispositivo de alumbrado - Google Patents

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ES2712174T3 ES14162998T ES14162998T ES2712174T3 ES 2712174 T3 ES2712174 T3 ES 2712174T3 ES 14162998 T ES14162998 T ES 14162998T ES 14162998 T ES14162998 T ES 14162998T ES 2712174 T3 ES2712174 T3 ES 2712174T3
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Abstract

Una bombilla (1) que comprende una ampolla (2), una base de tornillo (8) o una base de bayoneta, una fuente de luz en estado sólido (4), y un medio óptico (5) como un elemento independiente en el interior de la bombilla (1), caracterizada por que el medio óptico (5) comprende una fibra óptica, en la que la fuente de luz en estado sólido (4) está acoplada ópticamente a dicha fibra óptica (5), en la que la fibra óptica (5) está provista de una superficie de desacoplamiento de la luz, y en la que la superficie de desacoplamiento de la luz permite el desacoplamiento de la luz de dicha fibra óptica (5) mediante una rugosidad superficial de la fibra óptica (5).

Description

DESCRIPCION
Dispositivo de alumbrado
La invencion se refiere a un dispositivo de alumbrado que comprende una ampolla, una base y una fuente de luz en estado solido.
Un dispositivo de alumbrado como se menciona en el parrafo inicial se conoce del documento US 6.586.882. Esta patente de los Estados Unidos da a conocer un sistema de alumbrado que comprende elementos optoelectronicos, como, por ejemplo, diodos emisores de luz, que emiten luz en una primera gama de longitudes de onda, preferentemente luz azul. Asimismo, el sistema de alumbrado esta provisto de medios de conversion para absorber la luz emitida por los elementos optoelectronicos y volver a emitir la luz en una segunda gama de longitudes de onda. Los medios de conversion se pueden proporcionar en un cuerpo que sea una bobina con forma de espiral. Con una ampolla conformada como el bien conocido bulbo, este sistema de alumbrado se asemeja a una lampara de filamento de carbono.
Aunque es posible tener un semejante de alta eficiencia al filamento de carbono con el sistema de alumbrado como se da a conocer en el documento US 6.586.882, este sistema de alumbrado tiene el inconveniente de que la luz emitida por los elementos optoelectronicos se tiene que convertir en luz que tenga la longitud de onda apropiada, lo cual es complicado y perjudicial para su eficiencia. Un inconveniente adicional es el recubrimiento optico de multiples capas en la cara interna de la ampolla, lo cual se requiere para reflejar la luz emitida desde los LEDs hacia los medios de conversion. Esto hace este sistema de alumbrado complejo y caro. El documento de la tecnica anterior EP 1-234-139-A1 da a conocer una lampara en estado solido para la iluminacion de habitaciones con una fuente en estado solido que transmite luz a traves de un separador y un dispersor para crear un patron deseado.
El documento de la tecnica anterior EP 1-221-569-A1 da a conocer procedimientos y un aparato para deslucir una superficie de un sustrato de fibra optica.
El documento de la tecnica anterior JP H11-66929-A da a conocer un cuerpo luminoso lineal con una fuente de luz con fines de iluminacion.
El documento de la tecnica anterior WO 03/059012-A1 da a conocer una bombilla que incorpora un elemento de diodo emisor de luz para la iluminacion de una ampolla de bulbo mediante la reflexion interna total de la luz emitida. Es un objeto de la presente invencion proporcionar un dispositivo de alumbrado que no tenga los inconvenientes antes mencionados y en el que la luz emitida por la fuente de luz en estado solido se use directamente para fines de alumbrado. Una ventaja adicional de la presente invencion es la gran variedad de colores que se pueden generar mediante este dispositivo de alumbrado.
Segun la presente invencion, este objeto se lleva a cabo mediante un dispositivo de alumbrado segun la reivindicacion 1.
La invencion se basa en el reconocimiento de que sera posible transferir la luz emitida por una fuente de luz en estado solido a los medios opticos acoplando opticamente dicha fuente de luz en estado solido a los medios opticos. Estos medios opticos forman un elemento independiente en el interior del dispositivo de alumbrado y no estan integrados con la ampolla. Asimismo, los medios opticos tienen que estar provistos de una superficie que permita el desacoplamiento de la luz de dichos medios opticos. Esto se puede conseguir eligiendo una rugosidad superficial apropiada de los medios opticos.
De esta manera, el dispositivo de alumbrado segun la presente invencion emitira la luz desde la fuente de luz en estado solido con la misma distribucion espectral que la generada por dicha fuente de luz en estado solido.
En una forma de realizacion preferida, la fuente de luz en estado solido comprende al menos un LED. El uso de LEDs - Diodos Emisores de Luz - esta ampliamente extendido en las aplicaciones de alumbrado de hoy en dfa. La gran disponibilidad y el precio interesante hacen de los LEDs una fuente de luz preferida para estos tipos de dispositivos de alumbrado. Usando un LED, el color del dispositivo de alumbrado se determina por la eleccion del LED. Por ejemplo, usando un LED de color ambar, se puede crear una luz agradable y acogedora para el uso en salas de estar.
En una forma de realizacion adicional, la fuente de luz en estado solido comprende tres LEDs que, en funcionamiento, emiten luz de diferentes colores. El uso de tres LEDs proporciona la posibilidad de elegir el color deseado de una gran escala de colores en el Diagrama de Cromaticidad CIE 1931: es decir, todos los colores contenidos por el triangulo, con los colores de los tres LEDs en los vertices. Cambiando la relacion de las intensidades entre los tres LEDs de diferente color, se pueden ajustar todos los colores dentro de dicho triangulo.
Segun la invencion, el medio optico comprende una fibra optica, que puede estar enrollada en espiral. El uso de fibras opticas permite una gran variedad de lamparas muy decorativas. Uno o ambos extremos de la fibra se tienen que acoplar opticamente al LED. Cuando se usan tres LEDs, es posible usar solo una fibra optica que se acople a los tres LEDs. La fibra optica recibe y emite de ese modo el color mezclado generado por los tres LEDs. De forma alternativa, es posible usar fibras opticas independientes, acopladas a cada LED individual. Como consecuencia, la lampara tendra tres fibras opticas emitiendo cada una un color diferente de luz. Tambien es posible acoplar uno o ambos extremos de la fibra optica al LED o LEDs. Esta ultima situacion, con ambos extremos acoplados, permite una distribucion de luz mas homogenea a traves de la fibra optica.
Una forma de realizacion adicional esta caracterizada por que la ampolla tiene una superficie interna que esta provista de un recubrimiento de material luminiscente.
Recubriendo la superficie interna con un material luminiscente, sera posible crear una variedad aun mayor de lamparas de color, incluso cuando se use solo un LED.
El dispositivo de alumbrado tiene preferentemente una base de tornillo o una base de bayoneta.
La mayona de las bombillas convencionales de hoy en dfa estan provistas de una base de tornillo - como la bien conocida base E14, E26 o E27 - o una base de bayoneta. Dotando a un dispositivo de alumbrado segun la presente invencion del mismo tipo de base, es compatible con las bombillas existentes de modo que sea muy facil reemplazar la lampara existente con el nuevo dispositivo de alumbrado.
Asimismo, la base del dispositivo de alumbrado puede comprender un medio de accionamiento electronico provisto de un suministro electrico para accionar la fuente de luz en estado solido. Este medio de accionamiento electronico pasara la entrada de tension de red del dispositivo de alumbrado a un valor de salida adecuado para accionar una fuente de luz en estado solido. Adicionalmente, los medios de accionamiento electronico estan provistos ademas de una unidad de control que se dispone para controlar la salida de luz y/o el color de dicho dispositivo de alumbrado. Esta caractenstica permitira el control de la intensidad de luz - una caractenstica de atenuacion - y/o el control del color del dispositivo de alumbrado. Por ejemplo, este control se puede llevar a cabo por medio de una interfaz de usuario por control remoto.
Estos y otros aspectos de la invencion son evidentes por y seran dilucidados por medio de ejemplos no limitativos con referencia a los dibujos y las formas de realizacion descritas en lo sucesivo.
En los dibujos:
La Fig. 1 muestra esquematicamente el dispositivo de alumbrado segun la invencion;
La Fig. 2 muestra una forma de realizacion segun la invencion, con tres LEDs y una fibra optica comun;
La Fig. 3 muestra una forma de realizacion segun la invencion, con tres LEDs cada uno con una fibra optica independiente.
La Fig. 1 muestra un ejemplo de un dispositivo de alumbrado 1 segun la presente invencion. Este dispositivo de alumbrado tiene una ampolla 2, por ejemplo, un bulbo de cristal, familiar para la bien conocida bombilla. Se debena observar que un dispositivo de alumbrado en estado solido no requiere una ampolla al vacfo 2. La ampolla 2 tambien puede contener aire o algun otro gas. Esta ampolla 2 esta conectada a una base 3 formada como una base de tornillo 8 o una base de bayoneta en su lado externo con el fin de hacerla compatible con las bombillas actuales. El interior del dispositivo de alumbrado 1 comprende una fuente de luz en estado solido 4, como, por ejemplo, uno o mas LEDs, y medios de accionamiento electronico 7 para transformar la entrada de tension de red - 230 V CA o 110 V CA - en una senal adecuada para accionar la fuente de luz en estado solido 4.
El dispositivo de alumbrado 1 tiene ademas una fibra optica 5 que se acopla a la fuente de luz en estado solido 4. En funcionamiento, la fuente de luz en estado solido 4 emite luz y transmite esta luz a la fibra optica 5. La fibra optica 5 esta provista de una superficie de desacoplamiento de la luz, debido a lo cual la luz es emitida desde la fibra optica 5. Esta superficie de desacoplamiento de la luz puede estar disenada de tal modo que la fibra optica 5 emita la luz de manera homogenea por toda su superficie. De forma alternativa, para una fibra optica enrollada en espiral, puede estar disenada para emitir relativamente mas luz desde la parte en espiral 52 y menos desde las partes 51, que forman la conexion entre la parte en espiral 52 y la fuente de luz en estado solido 4. Esto se puede lograr, por ejemplo, mediante la eleccion de la rugosidad superficial a lo largo de la fibra optica 5. De este modo, la emision a lo largo de la fibra se asemejara considerablemente a la emision de una lampara de filamento de carbono.
En la Figura 1, ambos extremos 10 de la fibra optica 5 estan conectados a la fuente de luz en estado solido 4. La luz emitida por dicha fuente de luz en estado solido 4 ahora se introduce en la fibra optica 5 en ambos lados, lo cual llevara a una distribucion de luz mas homogenea a traves de la fibra optica 5. De forma alternativa, solo uno de los extremos 10 de la fibra optica 5 se puede acoplar opticamente a la fuente de luz en estado solido 4, en cuyo caso el otro extremo 10 no esta en contacto optico con la fuente de luz en estado solido 4.
Una opcion adicional es acoplar opticamente ambos extremos 10 de la fibra optica 5 a diferentes LEDs de la fuente de luz en estado solido 4, permitiendose de ese modo una mayor salida de luz del dispositivo de alumbrado 1. En la forma de realizacion de la Figura 1, una pantalla 9, que impide la vista directa a la fuente de luz, rodea la fuente de luz en estado solido 4.
Si la ampolla 2 esta hecha de cristal transparente, este dispositivo de alumbrado 1 tendra un valor decorativo elevado. Usando LEDs ambares y una fibra optica enrollada en espiral, este dispositivo de alumbrado 1 se asemejara considerablemente a las bien conocidas lamparas de filamento de carbono que se usan frecuentemente para crear un ambiente agradable. La lampara de filamento de carbono tiene el inconveniente de que es cara y vulnerable, y de que tiene una eficacia luminosa muy baja. El dispositivo de alumbrado 1 segun la presente invencion supera estos inconvenientes: se puede usar para crear una atmosfera agradable, a la vez que proporciona una salida de luz elevada, junto con una vida util extremadamente larga. A modo de comparacion, los LEDs ambares tienen una eficacia luminosa habitual de 20-40 lm/W y una vida util de mas de 75.000 horas, frente a las lamparas de filamento de carbono con una eficacia luminosa de 2-3 lm/W y una vida util de menos de 1000 horas. Esto hace estos tipos de dispositivos de alumbrado particularmente adecuados para aplicaciones decorativas profesionales, en las que es de gran importancia tener bajos costes de servicio y un bajo consumo de energfa.
Una caractenstica adicional que se puede incorporar en el dispositivo de alumbrado 1 es un recubrimiento 6 de material luminiscente proporcionado en la cara interna de la ampolla 2. Este recubrimiento 6 puede cambiar el color de la luz emitida desde la fuente de luz en estado solido 4. Asimismo, la apariencia del dispositivo de alumbrado 1 -cuando la ampolla 2 tiene forma de bulbo - sera un semejante a una lampara incandescente difusa. Estos dispositivos de alumbrado son muy adecuados para reemplazar las lamparas incandescentes.
Las Figuras 2 y 3 muestran formas de realizacion con una fuente de luz en estado solido que comprende tres LEDs 41, 42, 43. Estos tres LEDs 41, 42, 43 tienen preferentemente tres colores diferentes, por ejemplo, rojo, verde y azul. Entonces sera posible ajustar el dispositivo de alumbrado 1 a todos los colores en conformidad con el triangulo de colores del diagrama de cromaticidad CIE 1931, con los tres colores de los LEDs en los vertices. En particular, esto permite la eleccion de una gran variedad de parametros del blanco.
En la Figura 2, la luz emitida por los tres LEDs 41, 42, 43 se mezcla antes de que se introduzca en el medio optico 5, como, por ejemplo, la fibra optica. Los tres colores se pueden mezclar mediante un elemento de dispersion de luz 11 que esta situado en la parte de arriba y esta en contacto optico con los LEDs 41, 42, 43. Los extremos 10 de la fibra optica estan en contacto optico con este elemento de dispersion de luz 11 para recoger la luz mezclada homogenea. En la Figura 3, se aplica una fibra optica para cada LED 41, 42, 43 de la fuente de luz en estado solido 4. La fibra optica se puede acoplar a cada LED 41, 42, 43 de un modo similar que en el caso de solo un LED. Este dispositivo de alumbrado 1 tiene un valor decorativo aun mas elevado, puesto que tendra tres fibras opticas, emitiendo cada una luz de un color diferente.
Es una ventaja cuando un dispositivo de alumbrado 1 segun la presente invencion se puede usar como un reemplazo para las lamparas incandescentes usadas comunmente. Se prefiere por tanto que la base 3 del dispositivo de alumbrado 1 sea una base de tornillo o una base de bayoneta. Particularmente, las bases de tornillo del tipo E14, E26 o E27 se usan frecuentemente para las lamparas.
Para que el dispositivo de alumbrado 1 sea totalmente compatible con la lampara incandescente estandar, se requiere que dicho dispositivo de alumbrado 1 contenga medios de accionamiento electronico 7 provistos de un suministro electrico para convertir el suministro de tension de red - normalmente de 230 V CA o 110 V CA - en una senal de salida adecuada para accionar una fuente de luz en estado solido 4, normalmente de aproximadamente 2 V CC. Adicionalmente, estos medios de accionamiento electronico 7 pueden contener una circuitena electronica para controlar los parametros de color e intensidad - o salida de luz - del dispositivo de alumbrado 1. El color y la intensidad se pueden controlar mediante una unidad por control remoto, botones en la base 3 o mediante otro tipo de interfaz de usuario. Para este fin, los medios de accionamiento 7 pueden comprender un suministro electrico y una unidad de control para los parametros de intensidad y color. Estos medios de accionamiento electronico se pueden proporcionar en la base 3.
Esta invencion se define por las reivindicaciones anexas. La invencion tambien es aplicable a lamparas con forma tubular con, por ejemplo, los conectores en ambos extremos del tubo, pero tambien se pueden considerar dispositivos de alumbrado no compatibles.
En resumen, la invencion se refiere a un dispositivo de alumbrado 1 que comprende una ampolla 2, una base 3, una fuente de luz en estado solido 4 y medios opticos 5 provistos de una superficie de desacoplamiento de la luz, estando la fuente de luz en estado solido 4 acoplada opticamente a dichos medios opticos 5. El uso de una fibra optica enrollada en espiral como medio optico 5 y una ampolla transparente 2 conformada como una bombilla convencional proporciona un dispositivo de alumbrado 1 que es un buen semejante a la lampara incandescente convencional, como, por ejemplo, la lampara de filamento de carbono. La larga vida util y la alta eficiencia de los LEDs como una fuente de luz en estado solido 4 haran este dispositivo de alumbrado 1 una alternativa muy atractiva para la lampara incandescente convencional. El dispositivo de alumbrado 1 segun la presente invencion tiene la ventaja adicional de que se puede elegir y ajustar una gran escala de colores usando, por ejemplo, LEDs rojo verde y azul en dicho dispositivo de alumbrado 1. La electronica para accionar y controlar los parametros de intensidad y color se puede incorporar en el dispositivo de alumbrado 1.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Una bombilla (1) que comprende una ampolla (2), una base de tornillo (8) o una base de bayoneta, una fuente de luz en estado solido (4), y un medio optico (5) como un elemento independiente en el interior de la bombilla (1), caracterizada por que el medio optico (5) comprende una fibra optica, en la que la fuente de luz en estado solido (4) esta acoplada opticamente a dicha fibra optica (5), en la que la fibra optica (5) esta provista de una superficie de desacoplamiento de la luz, y en la que la superficie de desacoplamiento de la luz permite el desacoplamiento de la luz de dicha fibra optica (5) mediante una rugosidad superficial de la fibra optica (5).
2. Una bombilla (1) segun la reivindicacion 1, en la que la fuente de luz en estado solido (4) comprende al menos un diodo emisor de luz (LED).
3. Una bombilla (1) segun la reivindicacion 2, en la que la fuente de luz en estado solido (4) comprende tres LEDs que, en funcionamiento, emiten luz de diferentes colores.
4. Una bombilla (1) segun la reivindicacion 3, en la que el medio optico comprende una fibra optica para cada uno de los tres LEDs.
5. Una bombilla (1) segun la reivindicacion 1, en la que la fibra optica esta enrollada en espiral.
6. Una bombilla (1) segun la reivindicacion 4, 5 o 6, en la que la fibra optica esta provista de dos extremos (10), los cuales estan acoplados a la fuente de luz en estado solido (4).
7. Una bombilla (1) segun la reivindicacion 6, en la que la fuente de luz en estado solido (4) comprende dos LEDs para cada fibra optica, acoplados a los extremos (10) de dicha fibra optica.
8. Una bombilla (1) segun la reivindicacion 1, 2 o 3, en la que la ampolla (2) tiene una superficie interna que esta provista de un recubrimiento (6) de material luminiscente.
9. Una bombilla (1) segun la reivindicacion 1, en la que la ampolla (2) esta hecha de cristal transparente.
10. Una bombilla (1) segun la reivindicacion 1, que comprende ademas una pantalla (9) que rodea la fuente de luz en estado solido.
11. Una bombilla (1) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la bombilla (1) comprende medios de accionamiento electronico (7) provistos de un suministro electrico para accionar la fuente de luz en estado solido (4).
12. Una bombilla (1) segun la reivindicacion 11, en la que los medios de accionamiento electronico (7) estan provistos ademas de una unidad de control que se dispone para controlar la salida de luz y/o el color de dicha bombilla (1).
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