ES2877683T3 - Fuente de luz de fibra óptica con estructura de revestimiento de material compuesto - Google Patents

Fuente de luz de fibra óptica con estructura de revestimiento de material compuesto Download PDF

Info

Publication number
ES2877683T3
ES2877683T3 ES16828776T ES16828776T ES2877683T3 ES 2877683 T3 ES2877683 T3 ES 2877683T3 ES 16828776 T ES16828776 T ES 16828776T ES 16828776 T ES16828776 T ES 16828776T ES 2877683 T3 ES2877683 T3 ES 2877683T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
light
optical fiber
solid body
composite
segment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES16828776T
Other languages
English (en)
Inventor
Yann Tissot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
L E S S Ltd
Original Assignee
L E S S Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by L E S S Ltd filed Critical L E S S Ltd
Application granted granted Critical
Publication of ES2877683T3 publication Critical patent/ES2877683T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/002—Refractors for light sources using microoptical elements for redirecting or diffusing light
    • F21V5/004—Refractors for light sources using microoptical elements for redirecting or diffusing light using microlenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/02—Refractors for light sources of prismatic shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/04—Optical design
    • F21V7/06—Optical design with parabolic curvature
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0003—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being doped with fluorescent agents
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted along at least a portion of the lateral surface of the fibre

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Una estructura de material compuesto que tiene una fibra óptica de emisión lateral incrustada, que comprende: una fibra óptica (6) que tiene un segmento en sentido longitudinal (9) en el que se forma una estructura de dispersión que debe redirigir la luz de propagación primaria dentro de la fibra lateralmente hacia fuera de la fibra óptica (6), y una capa fotoluminiscente, activa, integrada en la fibra óptica (6) que debe convertir en longitud de onda la luz de propagación primaria en luz secundaria, en donde la luz secundaria se emite lateralmente desde una superficie lateral exterior del segmento en sentido longitudinal (9) de la fibra óptica (6); y un revestimiento de material compuesto formado en la superficie lateral exterior del segmento en sentido longitudinal (9) de la fibra óptica (6), que tiene (i) un material transmisor de luz, inactivo, (3) que no realiza la conversión de longitud de onda y está formado en y rodea completamente la superficie lateral exterior del segmento en sentido longitudinal de la fibra óptica (6), y (ii) una capa reflectante de luz (4) que está formada en y amoldada a una superficie lateral exterior del material transmisor de luz, inactivo, (3) excepto por una capa superior (7) del material transmisor de luz inactivo (3), en donde el revestimiento de material compuesto tiene una forma asimétrica alrededor de un eje central longitudinal (2) de la fibra óptica (6) de manera que la luz emitida lateralmente desde la fibra óptica (6) es reflejada por la capa reflectante (4) en una dirección transversal preferida de modo que emerja de la estructura de material compuesto a través de la capa superior (7) del material transmisor de luz inactivo (3).

Description

DESCRIPCIÓN
Fuente de luz de fibra óptica con estructura de revestimiento de material compuesto
Esta solicitud de patente reivindica el beneficio de la fecha de presentación anterior de la solicitud provisional de Estados Unidos n.° 62/268.815 presentada el 17 de diciembre de 2015.
Campo
Una realización de la invención se refiere a una fuente de luz que tiene un emisor lateral basado en fibra óptica incrustado en una estructura de revestimiento de material compuesto, donde esta última está diseñada para modificar el esquema de iluminación de la luz emitida lateralmente de la fibra óptica y facilitar la integración de la fuente de luz en un sistema. También se describen otras realizaciones.
Antecedentes
Se sabe que una fibra óptica lleva una señal óptica de un extremo de la fibra a otro extremo de la fibra sin pérdidas significativas. En otros casos, la fibra está diseñada para filtrar la señal óptica en una dirección sustancialmente transversal a la dirección de propagación de la señal óptica. Este efecto normalmente es el resultado de la interacción de la luz (la señal óptica) con regiones de dispersión integradas (por ejemplo, agujeros) en la fibra. Las regiones de dispersión se pueden realizar agregando elementos mientras se tiende la fibra, o se pueden realizar mediante un postprocesamiento mecánico, láser o químico de la fibra.
En otros casos, los materiales luminiscentes están integrados dentro del material del núcleo de la fibra, dentro del recubrimiento o dentro de una cobertura de la fibra, para convertir parcial o completamente la luz primaria o de propagación en luz secundaria que tiene una longitud de onda más baja o más alta que la luz primaria.
El documento WO2012146960 divulga una guía de ondas para recibir una luz primaria en una dirección longitudinal. La guía de ondas ha formado en la misma estructura de dispersión que redirigen la propagación de luz primaria fuera de la guía de ondas, por ejemplo, en dirección transversal. Una capa fotoluminiscente absorbe la luz primaria redirigida para emitir de ese modo la luz secundaria convertida en longitud de onda que tiene una longitud de onda diferente a la de la luz primaria.
Sumario
Una realización de la invención según se define en la reivindicación 1 es una fuente de luz de emisión lateral de fibra óptica que tiene una fibra óptica de emisión lateral como emisor de luz, con un núcleo de fibra a través del cual se propaga la luz primaria, p. ej., de acuerdo con la reflexión interna total de un recubrimiento de fibra de la fibra óptica. Un segmento en sentido longitudinal, de toda la longitud de la fibra, contiene una región de dispersión, que sirve para redirigir la propagación de la luz primaria (es decir, que se propaga por la fibra hasta que entra en el segmento) lateralmente fuera de la fibra. También se puede integrar un material fotoluminiscente activo en la fibra, p. ej., en forma de capa o cubierta en una superficie lateral exterior del recubrimiento de la fibra, para ser estimulado por la luz primaria redirigida y producir luz secundaria convertida en longitud de onda. En una realización, la luz secundaria se combina con parte de la luz primaria redirigida que no ha sido absorbida por el material fotoluminiscente, dando como resultado un espectro de luz más amplio, p. ej., luz blanca, que emerge lateralmente de la fibra. Sin embargo, tal combinación de luz primaria y luz secundaria no se limita a la generación de luz blanca; el material fotoluminiscente y la longitud de onda de la luz primaria pueden diseñarse para producir como alternativa una luz emitida lateralmente de otro color, por ejemplo, azul, verde, amarillo, naranja o rojo.
La fibra de emisión lateral, incluyendo al menos su segmento en sentido longitudinal, que es el emisor de luz real, también está integrado en una estructura de revestimiento de material compuesto que tiene una forma diseñada (también denominada en el presente documento estructura de revestimiento conformada). La expresión "de material compuesto" se utiliza en el presente documento para describir una estructura que está hecha de al menos dos materiales diferentes, que son diferentes en términos de propiedades físicas o químicas, que se unen entre sí de manera que las características de la estructura de la combinación resultante sean diferentes de las de sus partes constituyentes individuales. Por ejemplo, la estructura de material compuesto puede estar hecha de una combinación de una o más partes o capas transmisoras de luz, inactivas, y una parte o capa reflectante.
La estructura de revestimiento de material compuesto está diseñada para tener una forma asimétrica de manera que refleje la luz emitida lateralmente desde la fibra de una manera "asimétrica" preferida, p. ej., direccional o con una dirección transversal preferida, no omnidireccional, tal como la luz redirigida que emerge de la estructura de revestimiento solo a través de una porción de toda la circunferencia de la estructura (a la que se hace referencia en el presente documento como superficie superior o capa superior); opcionalmente, puede tener una forma asimétrica o enchavetarse en su superficie inferior exterior para facilitar su ensamblaje en un sistema (por ejemplo, insertándola longitudinalmente). Opcionalmente, la estructura de revestimiento de material compuesto está hecha de distintos materiales que se eligen de manera que sea selectivamente opaca, transparente o semitransparente de forma asimétrica a la luz emitida lateralmente que emerge de la fibra; está hecha de distintos materiales que se eligen de modo que sea menos flexible que la fibra formando así un exoesqueleto; está hecha de materiales diferentes que se eligen de manera que sea impermeable o hermética al entorno externo (por ejemplo, impermeable o a prueba de gases); está hecha de materiales diferentes que comprenden insertos adicionales para facilitar su ensamblaje en un sistema; opcionalmente, presenta una superficie externa o interna que está estructurada mecánicamente de manera que redirige la luz emitida lateralmente desde la fibra en una dirección preferida, p. ej., una estructura prismática que tiene celdas de primas alargadas que están orientadas lado a lado, no de extremo a extremo, formando una secuencia de celdas en dirección del eje longitudinal de la fibra óptica (dirección longitudinal).
Un método para fabricar la porción transmisora de luz, inactiva, de la estructura de revestimiento conformada incluye una sucesión de un proceso de extrusión en el que la fibra se ha formado previamente y se alimenta a través de una boquilla mientras esta se recubre con el material transmisor de luz, inactivo, en forma fluida, lo que le da una forma preliminar a la porción transmisora de luz (una vez que el material transmisor de luz se ha solidificado después de la extrusión), seguido de un proceso selectivo de fotopolimerización, de termopolimerización o de un proceso de abrasión mecánica para una mayor precisión en la conformación de la superficie inferior de la porción transmisora de luz extruida. Otro método para fabricar la estructura de revestimiento, conformada, puede ser la sucesión de un proceso de sobremoldeo, en el que la fibra se coloca dentro de un molde que presenta la forma contraria o complementaria de la porción transmisora de luz final o deseada, combinado con un proceso de fotopolimerización o termopolimerización selectiva para una mayor precisión en la conformación de la superficie inferior de la porción transmisora de luz. En cualquier caso, la formación de la parte transmisora de luz puede ir seguida de un método para fabricar la parte reflectante, en la superficie inferior de la parte transmisora de luz, depositando, pulverizando, sumergiendo o evaporando un material reflectante tal como el aluminio sobre la superficie inferior de la parte transmisora de luz. En otra realización, en lugar de una capa reflectante, se puede formar una capa difusora en la superficie inferior; esto se puede hacer depositando, pulverizando o evaporando una mezcla de partículas difusoras sobre la superficie inferior, o sumergiendo la porción transmisora de luz en una mezcla de partículas difusoras.
El sumario proporcionado anteriormente no incluye una lista exhaustiva de todos los aspectos de la invención. Se contempla que la invención pueda abarcar todos los sistemas y métodos que se pueden poner en práctica a partir de todas las combinaciones adecuadas de los diversos aspectos resumidos anteriormente, así como los divulgados en la siguiente Descripción detallada y que se destacan en particular en las Reivindicaciones y en los Dibujos asociados. Tales combinaciones pueden tener ventajas particulares que no se enumeran en el sumario anterior.
Breve descripción de los dibujos
Las realizaciones de la invención se ilustran a modo de ejemplo y no a modo de limitación en las figuras de los dibujos adjuntos en los que referencias similares indican elementos similares. Cabe señalar que las referencias a "una" realización de la invención en esta divulgación no son necesariamente a la misma realización y significan al menos una. También, en aras de la concisión y de reducir el número total de figuras, se puede usar una figura dada para ilustrar las características de más de una realización de la invención, y no todos los elementos de la figura pueden ser necesarios para una realización dada.
La Figura 1a es una vista en perspectiva de un ejemplo de una fuente de luz que tiene una estructura de revestimiento de material compuesto.
La Figura 1b muestra una estructura parabólica de revestimiento de material compuesto, en una vista en sección en un plano transversal.
La Figura 1c ilustra la luz emitida lateralmente que emerge de la fibra incrustada y está redirigida por la estructura de material compuesto de la Figura 1b.
La Figura 2a muestra una vista en sección en un plano longitudinal de una estructura de revestimiento de material compuesto que tiene una capa superior de lente prismática.
La Figura 2b ilustra algunas de las funciones de redireccionamiento y recirculación de luz de la estructura de material compuesto de la Figura 2a.
La Figura 2c muestra una vista en sección en un plano transversal de la estructura de material compuesto de la Figura 2a.
La Figura 3a muestra una vista en sección en un plano transversal de una estructura de revestimiento de material compuesto que tiene una estructura de matriz de microlentes en su superficie superior.
La Figura 3b muestra una vista en sección en un plano longitudinal de la estructura de revestimiento de material compuesto de la Figura 3a.
La Figura 4a muestra una vista en sección en un plano transversal de una estructura de revestimiento de material compuesto que tiene una estructura de lente única en su superficie superior.
La Figura 4b muestra una vista en sección en un plano longitudinal de la estructura de revestimiento de material compuesto de la Figura 4a.
La Figura 5 muestra una vista en sección en un plano transversal de una estructura de revestimiento de material compuesto que está integrada en una parte inferior poligonal.
La Figura 6 muestra una vista en sección en un plano transversal de una estructura de revestimiento de material compuesto que está integrada en una parte inferior poligonal que tiene uno o más botones incrustados en la misma que se extienden hacia afuera de la parte inferior.
Descripción detallada
A continuación, se explican varias realizaciones de la invención con referencia a los dibujos adjuntos. Siempre que las formas, las posiciones relativas y otros aspectos de las partes descritas en las realizaciones no estén explícitamente definidas, el alcance de la invención no estará limitado solo a las partes mostradas, cuyo único propósito es a efectos ilustrativos. También, si bien se exponen numerosos detalles, se debe entender que algunas realizaciones de la invención se pueden poner en práctica sin estos detalles. En otros casos, las estructuras y técnicas bien conocidas no se han mostrado en detalle para no dificultar la comprensión de esta descripción.
En esta divulgación se describe una fuente de luz de emisión lateral de fibra óptica cuya estructura de revestimiento está hecha de materiales diferentes que están diseñados y conformados para soportar el redireccionamiento y la reconformación de la luz que emerge por el lateral de una fibra óptica que está incrustada en la estructura de revestimiento. La fuente de luz se puede usar como parte de cualquier sistema de iluminación.
De acuerdo con una realización de la invención y refiriéndonos ahora a la Figura 1a, una fuente de luz de emisión lateral basada en fibra tiene una fibra óptica 6 que puede tener un núcleo y un recubrimiento. La luz de propagación primaria es producida por un emisor de luz, tal como un láser o un diodo emisor de luz (LED) que está acoplado a la fibra (no se muestra). La luz primaria se propaga a lo largo de un eje longitudinal central 2 de la fibra 6, en dirección aguas abajo, como se muestra, hasta que se dispersa hacia fuera de la fibra a través de un lateral de la fibra 6, por una zona de dispersión (p. ej., formada en un núcleo de la fibra 6.) La radiación dispersada o la luz desacoplada tiene lugar en una dirección sustancialmente transversal al eje longitudinal 2 de la fibra 6, ya sea de manera direccional (formando un cono o lóbulo de luz con una apertura radial inferior a 360°) o de manera isotrópica u omnidireccional (irradiando con la misma fuerza alrededor de toda la fibra). Se pueden encontrar ejemplos de zonas de dispersión que pueden producir un resultado de este tipo en la solicitud de patente internacional n.° PCT/IB2012/000617 □ (WAVEGUIDE APPARATUS FOR ILLUMINATION SYSTEMS) presentada el 28 de marzo de 2012. Como alternativa, se pueden usar otros tipos de fibras ópticas de emisión lateral. La fibra 6 también puede tener formada sobre la misma una capa de material fotoluminiscente para realizar una conversión de longitud de onda sobre la luz de propagación primaria, que dará como resultado una luz emitida lateralmente que incluye una luz secundaria con una longitud de onda diferente a la de la luz primaria. La luz emitida lateralmente resultante puede presentar un espectro más amplio en comparación con la luz primaria, p. ej., luz blanca resultante de la combinación de la luz primaria no absorbida y de la luz secundaria. Como alternativa, el material fotoluminiscente y la longitud de onda de la luz primaria pueden seleccionarse de manera que quede muy poca luz primaria sin absorber, lo que tiene como resultado que la luz emitida lateralmente que emerge de la fibra 6 esté dominada por la luz secundaria, p. ej., roja o infrarroja.
Aún con referencia a la Figura 1a, hay una parte transmisora de luz 3 que se amolda a la superficie lateral de la fibra 6, y una parte reflectante 4 (también denominada soporte reflectante), ambas formando una única estructura de revestimiento de material compuesto (donde la fibra 6 está "incrustada" dentro de la parte transmisora de luz 3 de la estructura de revestimiento de material compuesto). La parte transmisora de luz 3 puede estar hecha de un único material transmisor de luz, inactivo, (es decir, material no fotoluminiscente o sin conversión de longitud de onda), p. ej., policarbonato, y puede rodear completamente la superficie lateral de la fibra 6 y no dejar espacios de aire entre la fibra y la parte reflectante 4, amoldándose esta última a la superficie inferior de la parte transmisora de luz 3 (como se muestra). Toda la parte transmisora de luz 3 puede estar hecha del mismo material o puede estar compuesta de capas de diferentes materiales.
Como alternativa, se puede considerar que la estructura de revestimiento de la Figura 1a tiene un cuerpo sólido (p. ej., la parte transmisora de luz 3) que está hecho de un material transmisor de luz, inactivo, y es generalmente cilíndrico (con una superficie lateral que se extiende desde un extremo o cara cercana hasta un extremo o cara lejana), pero sin simetría rotacional alrededor de un eje longitudinal interno o columna del cuerpo (p. ej., el eje longitudinal central 2. Un reflector externo (p. ej., la parte reflectante 4) tiene una superficie reflectante de luz, curvada, que se amolda y colinda con una porción de la superficie lateral del cuerpo sólido mientras deja otra porción del cuerpo sólido (p. ej., la capa superior o superficie superior 7) sin cubrir para que la luz de iluminación emerja de la misma después de ser reflejada por la superficie reflectante de luz del reflector.
La estructura de revestimiento sirve para dar forma a un esquema de iluminación específico o patrón de radiación de la luz emitida lateralmente y/o facilita la integración de la fuente de luz en un sistema. También puede servir como exoesqueleto de la fuente de luz (donde la parte transmisora de luz 3 está hecha de un material que es más rígido que la fibra 6).
La Figura 1b muestra varios aspectos de un ejemplo de estructura de revestimiento de material compuesto. Se trata de una vista en sección en un plano transversal (transversal al eje longitudinal 2 de la fibra 6), mientras que la Figura 1c ilustra la luz emitida lateralmente que emerge de la fibra incrustada 6. Un aspecto que se muestra aquí es que la parte transmisora de luz 3 tiene una capa superior plana o completamente horizontal 7 (o superficie superior 7), que no está cubierta por la parte reflectante 4 y a través de la cual emerge la luz emitida lateralmente, concentrada o redirigida, p. ej., al aire que rodea la fuente de luz. Esto se ve facilitado por la "forma asimétrica" de la estructura de material compuesto alrededor del eje longitudinal central 2, que se refiere al hecho de que carece de simetría rotacional alrededor del eje longitudinal central 2. Sin embargo, como se ilustra mejor en la Figura 1c, la estructura de revestimiento puede tener una simetría de reflexión de izquierda a derecha a través de un plano longitudinal, vertical, 5 (en el que se encuentra el eje longitudinal central 2).
En el ejemplo particular de las Figuras 1b-1c, la parte transmisora de luz 3 tiene una forma "parabólica", y en el que la parte reflectante 4 está formada como una capa que cubre y se amolda a la superficie inferior de la parte transmisora de luz 3, mientras que la superficie superior de esta última (o capa superior) 7 no está cubierta, como se muestra; sin embargo, la función de captación de luz de la estructura de iluminación de material compuesto no está limitada a esta forma. Es posible cualquier forma alternativa para la parte reflectante 4 (y su superficie inferior amoldada de la parte transmisora de luz 3) que concentra la luz que emerge por el lateral de la fibra 6 (p. ej., como en la Figura 1b) en una dirección preferida, tal como una forma en U (véase la Figura 1a), una forma semicilíndrica o parcialmente cilíndrica, una forma semielíptica o parcialmente elíptica, una forma hiperbólica y una forma de múltiples segmentos (compuesta de segmentos lineales rectos o curvos, similares o diferentes, y que está unidos de extremo a extremo para formar una curva más larga). En una realización, toda la superficie lateral exterior de la parte transmisora de luz 3 (que tiene una cualquiera de las formas anteriores), o su circunferencia lateral completa, se divide en dos secciones contiguas, a saber, la superficie superior o capa superior 7, y el resto, que se denomina en el presente documento superficie inferior. La superficie inferior puede estar curvada y cubierta en su totalidad por la parte reflectante 4, pero la superficie superior no está curvada (plana) y no está cubierta en absoluto por la parte reflectante 4.
La forma asimétrica de la cubierta de material compuesto sirve para concentrar y redirigir la luz emitida lateralmente (que emerge de la fibra 6) en una dirección transversal hacia fuera, preferida, que, en el caso de los ejemplos, en este caso, se dirige hacia afuera a través de la superficie superior 7 (o capa superior 7) de la parte transmisora de luz 3. La Figura 1b muestra la interacción de la luz que emerge por el lateral de la fibra óptica, con el revestimiento, en un plano transversal al eje longitudinal 2 de la fibra 6. El eje longitudinal 2 de la fibra óptica 6 en este ejemplo está colocado sustancialmente sobre un eje de simetría vertical (que se encuentra en el plano longitudinal, vertical, 5) de la forma parabólica, cerca del foco de la parábola (que está definido por la superficie inferior). Como se ve en la vista en perspectiva de la Figura 1c, la luz que emerge del segmento en sentido longitudinal 9 de la fibra 6 es redirigida por la parte reflectante 4 en dirección transversal, y, especialmente debido a la forma asimétrica de la parte reflectante 4. En una realización, la luz redirigida emerge de la estructura de material compuesto solo desde la capa o superficie superior 7 de la estructura de iluminación de material compuesto (debido a que la totalidad de la superficie inferior está cubierta por la parte reflectante 4).
La Figura 2a y la Figura 2b muestran otra estructura de material compuesto en una vista en sección en un plano longitudinal, pero donde la capa superior 7 está estructurada mecánicamente en una estructura de "lente prismática" (o simplemente, prismática) 10 (aunque la función de redireccionamiento de la luz y/o recirculación de la estructura mecánica no se limita a una lente prismática - véanse, por ejemplo, la Figura 3a y la Figura 4b. En este caso, un objetivo es redirigir y recircular la luz que emerge transversalmente de la fibra 6 y que llega a la superficie superior de la parte transmisora de luz 3, para colimarse más a medida que emerge hacia afuera y a lo largo de la longitud de la fibra 6. La estructura prismática 10 puede tener cualquier combinación adecuada de celdas de prismas o celdas cónicas, situadas adyacentes, cada una de los cuales puede estar inclinada con respecto a la vertical, por ejemplo, una matriz unidimensional de celdas de prismas inclinadas u otros tipos de celdas de prismas, situadas adyacentes, que están dispuestas para formar una lente prismática que logra una función de redireccionamiento particular del haz de luz. En esta realización de la estructura prismática 10, cada celda de prisma individual está alargada en dirección transversal, como se ve en Figura 2c, y las celdas de prismas están colocadas u orientadas lado a lado (no de extremo a extremo) en la dirección longitudinal, como se ve en Figura 2a y en la Figura 2b. En otras realizaciones, las celdas de prismas pueden no ser alargadas, p. ej., pueden ser cuadradas. La estructura prismática 10 puede estar hecha de un material transmisor de luz adecuado, que puede ser diferente al de la parte transmisora de luz 3 que está directamente unida por debajo; se fabricar como una pieza separada (de la cual la superficie superior o la capa superior 7 es una parte) que luego se une a una superficie superior plana de la parte transmisora de luz 3. La Figura 2b muestra la interacción entre la luz que emerge por el lateral de la fibra óptica 6 y el revestimiento de material compuesto, en un plano longitudinal a la fibra 6. La luz que emerge de la fibra puede redirigirse directamente por refracción en la interfaz de aire-prisma, indicada con un (1) en la figura, y también puede redirigirse indirectamente, es decir, reflejándose varias veces dentro de la estructura de iluminación de material compuesto antes de salir de ella, indicada con un (2) en la figura. La Figura 2c muestra la estructura de material compuesto de la Figura 2a en una vista en sección en un plano transversal.
La Figura 3a muestra una vista en sección en un plano transversal de una estructura de revestimiento de material compuesto que tiene una estructura de matriz de microlentes 12 en su superficie superior 7. La Figura 3b muestra una vista en sección en un plano longitudinal vertical, de la estructura de revestimiento de material compuesto de la Figura 3a. En esta realización, cada microlente individual se alarga en la dirección transversal como se ve en la Figura 3a, y las microlentes están colocadas u orientadas lado a lado (no de extremo a extremo) en la dirección longitudinal como se ve en la Figura 3b. Se dice que las microlentes individuales de la estructura de microlentes 12 enfocan u homogeneizan "selectivamente" la luz emitida lateralmente fuera de la estructura de revestimiento, en contraste con la estructura de lente continua única 14 mostrada en la Figura 4a y en la Figura 4b que enfoca "totalmente" la luz emitida lateralmente fuera del revestimiento. La estructura de matriz de microlentes 12 y la estructura de lente continua, única, 14 pueden estar hechas, cada una, de un material transmisor de luz adecuado, que puede ser diferente al de la parte transmisora de luz 3 que está directamente unida por debajo; cada una puede fabricarse como una pieza separada (de las cuales la superficie superior de la capa superior 7 es una parte) que luego se une a una superficie superior plana de la parte transmisora de luz 3.
La Figura 5 y la Figura 6 muestran más aspectos de una realización de la estructura de material compuesto, donde se muestran diferentes ejemplos de una parte inferior de la estructura de material compuesto que pueden servir para fijar con mayor facilidad la fuente de luz como parte de un sistema más grande. La Figura 5 muestra una parte inferior 16 poligonal o en forma de polígono, que por un lado se amolda a la cara exterior de la parte reflectante 4 mientras que por el lado opuesto tiene forma de polígono (en esta realización, tiene una esquina izquierda unida por una sección recta a una esquina derecha, aunque son posibles otras formas poligonales). La forma poligonal permite el uso de la parte inferior 16 como una estructura enchavetada, para encajar la fuente de luz en un receptáculo enchavetado, coincidente, del sistema. La Figura 6 muestra la combinación de la estructura de la Figura 5 y varios botones 17 (dos son visibles), donde los botones 17 están fijados a la cara exterior de la parte inferior poligonal 16 y se extienden hacia fuera desde la misma. Los botones 17 pueden servir para fijar la fuente de luz a un sistema. Los botones pueden estar hechos del mismo material que la parte inferior poligonal 16, de manera que formen una única pieza o parte integral de la fuente de luz. Como alternativa, los botones 17 pueden ser piezas formadas por separado que se unan o se inserten en la parte inferior poligonal 16, p. ej., antes de un proceso de polimerización que produce el límite preciso de la cara exterior de la parte inferior poligonal 16.
Si bien anteriormente se han descrito y se muestran en los dibujos adjuntos ciertas realizaciones, se debe entender que tales realizaciones son meramente ilustrativas y no restrictivas del alcance de la invención, y que la invención no está limitada a las construcciones y disposiciones específicas mostradas y descritas, ya que a los expertos en la técnica se les pueden ocurrir otras modificaciones. Por ejemplo, si bien las Figuras 2a-2c muestran la estructura de la lente prismática compuesta de celdas de prismas alargadas dispuestas lado a lado en una secuencia que se extienden por el plano longitudinal, una alternativa podría ser orientar las celdas de prismas, lado a lado, en una secuencia que se extienda por el plano transversal. Por tanto, la descripción debe considerarse ilustrativa en lugar de limitativa.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Una estructura de material compuesto que tiene una fibra óptica de emisión lateral incrustada, que comprende:
una fibra óptica (6) que tiene un segmento en sentido longitudinal (9) en el que se forma una estructura de dispersión que debe redirigir la luz de propagación primaria dentro de la fibra lateralmente hacia fuera de la fibra óptica (6), y una capa fotoluminiscente, activa, integrada en la fibra óptica (6) que debe convertir en longitud de onda la luz de propagación primaria en luz secundaria, en donde la luz secundaria se emite lateralmente desde una superficie lateral exterior del segmento en sentido longitudinal (9) de la fibra óptica (6); y
un revestimiento de material compuesto formado en la superficie lateral exterior del segmento en sentido longitudinal (9) de la fibra óptica (6), que tiene (i) un material transmisor de luz, inactivo, (3) que no realiza la conversión de longitud de onda y está formado en y rodea completamente la superficie lateral exterior del segmento en sentido longitudinal de la fibra óptica (6), y (ii) una capa reflectante de luz (4) que está formada en y amoldada a una superficie lateral exterior del material transmisor de luz, inactivo, (3) excepto por una capa superior (7) del material transmisor de luz inactivo (3), en donde el revestimiento de material compuesto tiene una forma asimétrica alrededor de un eje central longitudinal (2) de la fibra óptica (6) de manera que la luz emitida lateralmente desde la fibra óptica (6) es reflejada por la capa reflectante (4) en una dirección transversal preferida de modo que emerja de la estructura de material compuesto a través de la capa superior (7) del material transmisor de luz inactivo (3).
2. La estructura de material compuesto de la reivindicación 1, en donde una sección transversal de la capa reflectante de luz (4), tomada en un plano transversal, define una parábola, y el segmento en sentido longitudinal de la fibra óptica (6) está colocado cerca del foco de la parábola.
3. La estructura de material compuesto de la reivindicación 1, en donde una sección transversal de la capa reflectante de luz (4), tomada en un plano transversal, define parte de un círculo, una elipse o una hipérbola.
4. La estructura de material compuesto de la reivindicación 1, en donde una sección transversal de la capa reflectante de luz (4), tomada en un plano transversal, define una línea que incluye una pluralidad de segmentos lineales de diferentes curvaturas.
5. La estructura de material compuesto de la reivindicación 1, en donde una sección transversal de la capa reflectante de luz (4), tomada en un plano transversal, define una línea que incluye una pluralidad de segmentos en línea recta unidos de extremo a extremo.
6. La estructura de material compuesto de la reivindicación 1, en donde la capa superior (7) de la porción transmisora de luz, inactiva, (3) comprende una pluralidad de prismas (10) orientados de lado a lado, no de extremo a extremo, en dirección del eje longitudinal (2) de la fibra óptica (6).
7. La estructura de material compuesto de la reivindicación 1, en donde la capa superior (7) de la porción transmisora de luz, inactiva, (3) comprende una pluralidad de microlentes (12) en un plano longitudinal o en un plano transversal.
8. La estructura de material compuesto de la reivindicación 1, en donde la capa superior (7) de la porción transmisora de luz, inactiva, (3) comprende una única lente convexa (14) en un plano longitudinal o en un plano transversal.
9. La estructura de material compuesto de la reivindicación 1, en donde el revestimiento de material compuesto además comprende una porción inferior (16) de la que un lado está amoldado y en contacto con una superficie inferior de la capa reflectante de luz (4) y cuyo lado opuesto tiene forma poligonal en un plano longitudinal o en un plano transversal.
10. La estructura de material compuesto de la reivindicación 9 que además comprende una pluralidad de botones (17) que están fijados a la porción inferior (16) y que sobresalen de la misma.
11. La estructura de material compuesto de la reivindicación 10, en donde los botones (17) están hechos del mismo material que la porción inferior (16) del revestimiento de material compuesto o están formados como parte integral de la porción inferior (16); o
en donde los botones (17) están formados como piezas separadas de la porción inferior (16) y están unidos a la porción inferior (16).
12. Una estructura de iluminación que comprende:
una fibra óptica (6) que tiene un segmento en sentido longitudinal (9) en el que se forma una estructura de dispersión que debe redirigir la luz de propagación primaria del interior de la fibra óptica (6) lateralmente hacia fuera de la fibra óptica (6), y una capa fotoluminiscente, activa, integrada en la fibra óptica (6) que debe convertir en longitud de onda la luz de propagación primaria en luz secundaria;
un cuerpo sólido (3) hecho de un material transmisor de luz, inactivo, en donde el segmento en sentido longitudinal (9) de la fibra óptica (6) está colocado dentro del cuerpo sólido (3), coincidiendo totalmente con un eje longitudinal (2) del cuerpo sólido (3), en donde la luz secundaria se emite desde una superficie lateral del segmento en sentido longitudinal (9) de la fibra óptica (6) hacia el cuerpo sólido (3); y un reflector externo (4) que tiene una superficie reflectante de luz, curvada, que se amolda y colinda con una porción de la superficie lateral del cuerpo sólido (3) mientras deja otra porción (7) del cuerpo sólido (3) sin cubrir,
en donde el cuerpo sólido (3) es generalmente cilíndrico, pero sin simetría rotacional alrededor del eje longitudinal interno (2) o columna del cuerpo sólido (3), y la porción de la superficie lateral en la que se forma el reflector externo (4) se extiende desde una cara cercana del cuerpo sólido (3) hacia una cara lejana del cuerpo sólido (3) de manera que la luz secundaria sea reflejada por el reflector externo (4) en una dirección transversal preferida para emerger por la otra porción (7) del cuerpo sólido (3).
13. La estructura de iluminación de la reivindicación 12, en donde una sección transversal del reflector externo (4), tomada en un plano transversal con respecto al eje longitudinal (2), define una parábola, y en donde una intersección del plano transversal y el segmento en sentido longitudinal (9) de la fibra óptica (6) está en el foco de la parábola.
14. La estructura de iluminación de la reivindicación 12 o 13, en donde el reflector externo (4) cubre la mayor parte del área completa de la superficie lateral del cuerpo sólido (3).
15. La estructura de iluminación de una cualquiera de las reivindicaciones 12-14, en donde dicha otra porción (7) del cuerpo sólido (3) que no está cubierta por el reflector externo (4) es plana; o en donde dicha otra porción (7) del cuerpo sólido (3) que no está cubierta por el reflector externo (4) es generalmente plana con una capa de microlentes (12); o en donde dicha otra porción (7) del cuerpo sólido (3) que no está cubierta por el reflector externo (4) es generalmente plana con una capa de prismas (10) a través de la cual emergerá la luz secundaria redirigida.
ES16828776T 2015-12-17 2016-12-16 Fuente de luz de fibra óptica con estructura de revestimiento de material compuesto Active ES2877683T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562268815P 2015-12-17 2015-12-17
PCT/IB2016/057738 WO2017103889A1 (en) 2015-12-17 2016-12-16 Optical fiber light source with composite overcoating structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2877683T3 true ES2877683T3 (es) 2021-11-17

Family

ID=57838430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES16828776T Active ES2877683T3 (es) 2015-12-17 2016-12-16 Fuente de luz de fibra óptica con estructura de revestimiento de material compuesto

Country Status (6)

Country Link
US (4) US11061177B2 (es)
EP (1) EP3390904B1 (es)
JP (2) JP6585848B2 (es)
CN (2) CN112198582B (es)
ES (1) ES2877683T3 (es)
WO (1) WO2017103889A1 (es)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2877683T3 (es) * 2015-12-17 2021-11-17 L E S S Ltd Fuente de luz de fibra óptica con estructura de revestimiento de material compuesto
US12228761B2 (en) 2019-12-20 2025-02-18 L.E.S.S. Ltd Optical waveguide-based side illuminating assembly, elongated reinforcing structure, and receptacle
EP4063077A1 (en) 2021-03-22 2022-09-28 Guido Valentini Hand-held power tool having a tool housing with an elongated light emitting device

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD208871A1 (de) * 1982-07-27 1984-04-11 Michael Schreiter Fokussieranordnung fuer spiegelteleskope
JPH071426U (ja) 1992-09-28 1995-01-10 多摩電気工業株式会社 背面照光装置
US5937127A (en) * 1996-05-17 1999-08-10 Lumenyte International, Inc. Linear light form with multilayered jacketing
US5905837A (en) * 1997-07-22 1999-05-18 Nec Usa, Inc. Side emitting optical fiber
US6123442A (en) 1997-10-24 2000-09-26 Minnesota Mining And Manufacturing Company Articles with diffuse reflection of light from light fibers
AU5293899A (en) * 1998-07-29 2000-02-21 Court Of Napier University, The Displays
JP2000292786A (ja) 1999-04-05 2000-10-20 Hitachi Ltd 線状光源およびこの線状光源を用いた液晶表示装置
JP2003115209A (ja) 2001-10-04 2003-04-18 Sanyo Electric Co Ltd 線状導光体を用いた線状照明装置並びに面状照明装置
JP4089258B2 (ja) 2002-03-26 2008-05-28 松下電工株式会社 照明器具
CN1676990A (zh) * 2004-03-31 2005-10-05 黄迎庆 一种线性光源
WO2006051475A1 (en) * 2004-11-15 2006-05-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Fluorescent light source and a display device comprising such a light source
DE102006061164B4 (de) 2006-12-22 2018-12-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lichtemittierende Vorrichtung
US8750671B1 (en) * 2009-04-16 2014-06-10 Fusion Optix, Inc Light bulb with omnidirectional output
JP5619160B2 (ja) * 2009-07-31 2014-11-05 ペールプリュス ベスローテン フェノーツハップＰｅｅｒ＋ Ｂ．Ｖ． 発光光学素子および当該発光光学素子を備える太陽電池システム
JP5375424B2 (ja) 2009-08-10 2013-12-25 東芝ライテック株式会社 発光装置及びその製造方法、灯具、並びに灯具システム
JP5486275B2 (ja) 2009-11-25 2014-05-07 パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 液晶表示装置
WO2012024607A2 (en) * 2010-08-20 2012-02-23 Research Triangle Institute, International Lighting devices utilizing optical waveguides and remote light converters, and related methods
CN102313992B (zh) * 2011-03-25 2014-06-04 明基电通有限公司 光传导装置及背光装置
US8724942B2 (en) 2011-04-26 2014-05-13 Corning Incorporated Light-coupling optical systems and methods employing light-diffusing optical fiber
CN103635839B (zh) * 2011-04-28 2017-03-22 L.E.S.S.有限责任公司 用于照明系统的波导装置
US9217826B2 (en) * 2011-10-11 2015-12-22 Corning Incorporated Multi-wavelength light source using light diffusing fibers
JP2013225473A (ja) * 2012-03-21 2013-10-31 Toshiba Lighting & Technology Corp 発光装置
WO2013191690A1 (en) 2012-06-20 2013-12-27 Energy Focus, Inc. An elongated led lighting arrangement
US9254785B2 (en) 2013-02-14 2016-02-09 Ford Global Technologies, Llc Extruded light pipe carrier
JP5792854B1 (ja) 2014-03-25 2015-10-14 株式会社藤商事 遊技機
CN104676387A (zh) * 2015-03-24 2015-06-03 深圳市华星光电技术有限公司 光纤背光模组及液晶显示器
US20170115442A1 (en) * 2015-10-26 2017-04-27 Ford Global Technologies, Llc Extruded fiber optic light bar
ES2877683T3 (es) * 2015-12-17 2021-11-17 L E S S Ltd Fuente de luz de fibra óptica con estructura de revestimiento de material compuesto

Also Published As

Publication number Publication date
EP3390904B1 (en) 2021-04-21
US20210382219A1 (en) 2021-12-09
US12242096B2 (en) 2025-03-04
CN108368992B (zh) 2020-10-13
JP6585848B2 (ja) 2019-10-02
US20230341602A1 (en) 2023-10-26
CN112198582A (zh) 2021-01-08
HK1254781A1 (en) 2019-07-26
US11719873B2 (en) 2023-08-08
CN108368992A (zh) 2018-08-03
WO2017103889A1 (en) 2017-06-22
JP2019207892A (ja) 2019-12-05
US20250244514A1 (en) 2025-07-31
US11061177B2 (en) 2021-07-13
US20190004230A1 (en) 2019-01-03
EP3390904A1 (en) 2018-10-24
JP2019505950A (ja) 2019-02-28
JP6866442B2 (ja) 2021-04-28
CN112198582B (zh) 2024-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5415539B2 (ja) 均一コリメート光を生成するための小型光学システム
US9857044B2 (en) Lighting apparatus and automobile having lighting apparatus mounted therein
ES2644788T3 (es) Elemento de guía de luz para modificar el patrón de distribución de luz de una fuente de luz
US20120195040A1 (en) Lens for asymmetrical light beam generation
KR20120024320A (ko) 광학 렌즈 및, 이를 이용한 광원 모듈과 가로등
US12242096B2 (en) Optical fiber light source with composite overcoating structure
CN102047156A (zh) 圆弧形照明设备
CN110325787A (zh) 具有光导的灯具
JP5392481B2 (ja) 照明装置
ES2937819T3 (es) Un dispositivo óptico para modificar una distribución de luz
ES2914924T3 (es) Ensamblajes de paneles emisores de luz y guías de luz para los mismos
TW201335629A (zh) 非成像透鏡及具有該透鏡之發光模組
JP6089107B2 (ja) 照明装置および広配光レンズ
CN104736928B (zh) 用于发光模块的光罩
ES2926223T3 (es) Dispositivo emisor de luz y lámpara quirúrgica
US8303149B2 (en) Assembled light-guiding module with high light-guiding efficiency
ES2847974T3 (es) Un dispositivo para modificar la distribución de la luz
HK40042527A (en) Composite structure and lighting structure
ES2993512B2 (es) Sistema de iluminacion
EP3090300B1 (en) Lighting device and luminaire
ES2962478T3 (es) Grupo óptico para aparatos de iluminación y aparatos de iluminación que comprenden dicho grupo óptico
JP2012252988A (ja) 直管型ｌｅｄランプ
HK1254781B (en) Optical fiber light source with composite overcoating structure
HK40042527B (zh) 复合结构和照明结构
JP2018185987A (ja) 車両用灯具