ES2344257T3 - Producto basado en diodo emisor de luz. - Google Patents

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ES2344257T3 ES03028671T ES03028671T ES2344257T3 ES 2344257 T3 ES2344257 T3 ES 2344257T3 ES 03028671 T ES03028671 T ES 03028671T ES 03028671 T ES03028671 T ES 03028671T ES 2344257 T3 ES2344257 T3 ES 2344257T3
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Frederick M. Morgan
Thor A. Lys
Michael K. Blackwell
Alfred Ducharme
Ralph Osterhout
Colin Piepgras
George G. Mueller
Dawn Geary
Timothy Holmes
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Abstract

Dispositivo de iluminación, que comprende: un alojamiento (65, 155) adecuado para su uso con elementos de fijación de iluminación o enchufes de pared convencionales; al menos dos LED (4) adaptados para producir al menos dos espectros diferentes; una memoria (6) para almacenar al menos un programa de iluminación; un procesador (2), acoplado a la memoria (6), para ejecutar al menos un programa (8, 9, 10, 11) de iluminación almacenado en la memoria (6) y para emitir al menos una señal de control basándose en el al menos un programa (8, 9, 10, 11) de iluminación ejecutado; y al menos un controlador (3), acoplado al procesador (2), para controlar independientemente la alimentación suministrada a los al menos dos LED (4) basándose en la al menos una señal de control, en el que cada LED (4) tiene una pluralidad de ajustes de intensidad, el controlador (3) está dispuesto para controlar la intensidad relativa de los al menos dos LED (4), el dispositivo de iluminación comprende además un material (40) configurado para recibir la luz emitida desde la pluralidad de LED (4) para hacer que el material presente visualmente un color que es una combinación de los al menos dos espectros diferentes de la pluralidad de LED (4), formando el material (40) al menos una parte del alojamiento, y los LED (4), el procesador (2), la memoria (6) y el controlador (3) están encerrados por el alojamiento (65, 155) del dispositivo de iluminación, caracterizado porque el al menos un programa de iluminación almacenado en la memoria dentro del alojamiento del dispositivo de iluminación define un efecto de iluminación de cambio de color y está configurado para funcionar de manera autónoma para producir el efecto de iluminación de cambio de color y el dispositivo de iluminación está dotado de uno de: una interfaz (1) de usuario en su alojamiento para controlar el funcionamiento del procesador (2), estando adaptada la interfaz de usuario para permitir que un usuario realice al menos uno de lo siguiente: o un receptor configurado para recibir información de control desde un controlador (102) remoto que comprende una interfaz de usuario para realizar al menos uno de lo siguiente: seleccionar un programa (8, 9, 10, 11) de iluminación deseado almacenado en la memoria para su ejecución por el procesador (2); y modificar la ejecución de al menos un programa (8, 9, 10, 11) de iluminación.

Description

Producto basado en diodo emisor de luz.
Antecedentes de la invención
Los elementos de iluminación se utilizan a veces para iluminar un sistema, tal como un producto de consumo, accesorio que puede llevarse puesto, artículo de novedad, o similares. Sin embargo, los sistemas iluminados existentes generalmente sólo pueden mostrar iluminación fija con una o más fuentes luminosas. Un accesorio que puede llevarse puesto existente, por ejemplo, puede utilizar una única bombilla de luz blanca como fuente de iluminación, brillando la luz blanca a través de un material coloreado transparente. Tales accesorios muestran sólo una iluminación de único tipo (una función del color del material transparente) o en el mejor de los casos, variando la intensidad de la salida de la bombilla, una iluminación de un único color con cierta gama de brillo controlable. Otros sistemas existentes, para proporcionar una gama más amplia de iluminación coloreada, pueden utilizar una combinación de bombillas de diferentes colores. Sin embargo, tales accesorios siguen estando limitados a un pequeño número de diferentes estados coloreados, por ejemplo, tres colores de iluminación diferenciados: rojo (bombilla roja iluminada); azul (bombilla azul iluminada); y morado (bombillas tanto roja como azul iluminadas). No está presente la capacidad para combinar colores para producir una amplia gama de tonos de color diferentes.
Se conocen técnicas para producir efectos de iluminación de múltiples colores con LED. Algunas de estas técnicas se muestran, por ejemplo, en la patente estadounidense n.º 6.016.038, la solicitud de patente estadounidense n.º 09/215.624 y la patente estadounidense n.º 6.150.774. Aunque estas referencias enseñan sistemas para producir efectos de iluminación, no tratan algunas aplicaciones de sistemas de iluminación programables de múltiples colores.
Por ejemplo, muchos juguetes, tales como pelotas, pueden beneficiarse de atributos mejorados de iluminación con color, procesamiento y/o de conexión en red. Existen pelotas de juguete que tiene partes iluminadas o pelotas en las que parece brillar toda la superficie, sin embargo, no se encuentra disponible ninguna pelota que emplee efectos de cambio de color dinámico. Además, no se encuentra disponible ninguna pelota que responda a señales de datos proporcionados desde una fuente remota. Como otro ejemplo, a menudo, se iluminan los dispositivos ornamentales para proporcionar efectos decorativos potenciados. Las patentes estadounidenses 6.086.222 y 5.975.717, por ejemplo, dan a conocer carámbanos ornamentales iluminados con efectos de iluminación en cascada. Como desventaja significativa, estos sistemas emplean un sistema de hilos preformado complicado para conseguir una iluminación dinámica. Otros ejemplos de iluminación dinámica en bruto pueden encontrarse en productos de consumo que van desde electrónica de consumo hasta iluminación doméstica (tal como lámparas de noche) hasta juguetes, hasta ropa, etc.
El documento US-A-5461188 describe un sistema de luz, sonido y música sintetizada que se incorpora en artículos de vestir tales como un par de zapatos. Cuando el sistema está activado permite que una multiplicidad de luces iluminen en sincronía con el compás rítmico de un programa de sonido o música o bien interno o bien externo que se oye a través de un transductor de audio.
El documento US-A-4675575 describe un sistema de cordones luminosos que tienen una pluralidad de diodos emisores de luz de un solo color o de dos colores eléctricamente conectados al mismo. Cada diodo emisor de luz tiene una envoltura hueca, generalmente alargada montada sobre el mismo, y la envoltura está sustancialmente llena de esferas, o incluso fragmentos, ópticos conductores de luz.
Por tanto, sigue habiendo una necesidad de que los productos existentes incorporen sistemas de iluminación programables de múltiples colores para mejorar la experiencia del usuario con efectos de cambio de color sofisticados, incluyendo sistemas que funcionan de manera autónoma y sistemas que están asociados con redes de ordenadores por hilos o inalámbricas.
Sumario de la invención
Los LED de alto brillo, combinados con un procesador para el control, pueden producir una variedad de efectos agradables para la presentación visual e iluminación. Según la invención se proporciona un dispositivo de iluminación, tal como se reivindica en la reivindicación 1 independiente.
Breve descripción de los dibujos
Lo anterior y otros objetivos y ventajas de la invención se apreciarán de manera más completa a partir de la siguiente descripción adicional de la misma, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es un diagrama de bloques de un dispositivo según los principios de la invención;
las figuras 2A-2B son un diagrama de estado que muestra el funcionamiento de un dispositivo según los principios de la invención;
la figura 3 muestra una varilla luminiscente según los principios de la invención;
la figura 4 muestra un llavero según los principios de la invención;
la figura 5 muestra una lámpara proyectora de luz concentrada según los principios de la invención;
la figura 6 muestra una lámpara proyectora de luz concentrada según los principios de la invención;
la figura 7 muestra una bombilla con soporte de Edison según los principios de la invención;
la figura 8 muestra una bombilla con soporte de Edison según los principios de la invención;
la figura 9 muestra una bombilla según los principios de la invención;
la figura 10 muestra una lámpara montada en enchufe de pared según los principios de la invención;
la figura 11 muestra una lámpara de noche según los principios de la invención; y
la figura 12 muestra una lámpara de noche según los principios de la invención.
La figura 13 muestra una lámpara empotrable según los principios de la invención.
La figura 14 muestra una lámpara empotrable según los principios de la invención.
La figura 15 muestra una lámpara según los principios de la invención.
La figura 16 muestra un sistema de iluminación según los principios de la invención.
La figura 17 muestra una lámpara según los principios de la invención.
La figura 18 muestra una disposición de lámpara y reflector según los principios de la invención.
La figura 19 muestra una disposición de lámpara y reflector según los principios de la invención.
La figura 20 muestra una disposición de lámpara y reflector según los principios de la invención.
La figura 21 muestra una disposición de lámpara y reflector según los principios de la invención.
La figura 22 es un diagrama de bloques de una realización de un dispositivo según los principios de la invención que tiene un sistema de circuitos de iluminación interno;
la figura 23 es un diagrama de bloques de una realización de un dispositivo según los principios de la invención que tiene un sistema de circuitos de iluminación externo;
la figura 24 representa un zapato con cambio de color autónomo según los principios de la invención;
la figura 25 representa un dispositivo para su uso con carámbanos con cambio de color;
las figuras 26-30 representan carámbanos con cambio de color; y
la figura 31 representa una cuerda luminosa con cambio de color.
Descripción detallada de la(s) realización/realizaciones preferida(s)
Para proporcionar un entendimiento global de la invención, se describirán ahora ciertas realizaciones ilustrativas, incluyendo diversas aplicaciones para LED programables. Sin embargo, los expertos comunes en la técnica entenderán que los procedimientos y sistemas descritos en el presente documento pueden adaptarse de manera adecuada a otros entornos en los que pueda desearse una iluminación programable, y que algunas de las realizaciones descritas en el presente documento pueden ser adecuadas para iluminación no basada en LED.
Tal como se usa en el presente documento, el término "LED" significa cualquier sistema que recibir una señal eléctrica y producir un color de luz en respuesta a la señal. Por tanto, debe entenderse que el término "LED" incluye diodos emisores de luz de todos los tipos, polímeros emisores de luz, matrices semiconductoras que producen luz en respuesta a la corriente, LED orgánicos, tiras electroluminiscentes, estructuras a base de silicio que emiten luz, y otros sistemas de este tipo. En una realización, un "LED" puede referirse a un único paquete de diodos emisores de luz que tiene múltiples matrices semiconductoras que se controlan individualmente. También debe entenderse que el término "LED" no restringe el tipo de paquete del LED. El término "LED" incluye LED empaquetados, LED no empaquetados, LED de montaje en superficie, LED de chip sobre placa y LED de todas las demás configuraciones. El término "LED" también incluye LED empaquetados o asociados con fósforo en los que el fósforo puede convertir energía del LED en una longitud de onda diferente.
Un sistema de LED es un tipo de fuente de iluminación. Tal como se usa en el presente documento, debe entenderse que "fuente de iluminación" incluye todas las fuentes de iluminación, incluyendo sistemas de LED, así como fuentes incandescentes, incluyendo lámparas de filamento, fuentes piroluminiscentes, tales como llamas, fuentes candoluminiscentes, tales como radiación por arco con electrodo de carbón y camisas incandescentes de gas, así como fuentes fotoluminiscentes, incluyendo descargas gaseosas, fuentes fluorescentes, fuentes fosforescentes, láseres, fuentes electroluminiscentes, tales como lámparas electroluminiscentes, diodos emisores de luz, y fuentes catodoluminiscentes usando saturación electrónica, así como fuentes luminiscentes diversas incluyendo fuentes galvanoluminiscentes, fuentes cristaloluminiscentes, fuentes cinetoluminiscentes, fuentes termoluminiscentes, fuentes triboluminiscente, fuentes sonoluminiscentes, y fuentes radioluminiscente. Las fuentes de iluminación también pueden incluir polímeros luminiscentes que pueden producir colores primarios.
Debe entenderse que el término "iluminar" se refiere a la producción de una frecuencia de radiación por una fuente de iluminación con el propósito de iluminar un espacio, entorno, material, objeto u otra cosa. Debe entenderse que el término "color" se refiere a cualquier frecuencia de radiación, o combinación de diferentes frecuencias, dentro del espectro de luz visible. También debe entenderse que el término "color", tal como se usa en el presente documento, engloba frecuencias en las regiones del espectro del infrarrojo y el ultravioleta, y en otras regiones del espectro electromagnético en las que pueden generar radiación las fuentes de iluminación.
La figura 1 es un diagrama de bloques de un dispositivo según los principios de la invención. El dispositivo puede incluir una interfaz 1 de usuario, un procesador 2, uno o más controladores 3, uno o más LED 4 y una memoria 6. En general, el procesador 2 puede ejecutar un programa almacenado en la memoria 6 para generar señales que controlan la estimulación de los LED 4. Las señales pueden convertirse por los controladores 3 en una forma adecuada para activar los LED 4, que puede incluir controlar la corriente, amplitud, duración o forma de onda de las señales aplicadas sobre los LED 4.
Tal como se usa en el presente documento, el término procesador puede referirse a cualquier sistema para procesar señales electrónicas. Un procesador puede incluir un microprocesador, microcontrolador, procesador de señales digitales programable u otro dispositivo programable, junto con una memoria externa tal como memoria de sólo lectura, memoria de sólo lectura programable, memoria de sólo lectura programable borrable electrónicamente, memoria de acceso aleatorio, memoria de acceso aleatorio dinámico, memoria de acceso aleatorio de velocidad de transmisión de datos doble, memoria de acceso aleatorio directo Rambus, memoria flash, o cualquier otra memoria volátil o no volátil para almacenar instrucciones de programa, datos de programa y salida de programa u otros resultados intermedios o finales. Un procesador puede incluir también, o en su lugar, un circuito integrado específico de aplicación, una matriz de puertas programable, lógica de matriz programable, un dispositivo lógico programable, un procesador de señales digitales, un convertidor analógico a digital, un convertidor digital a analógico, o cualquier otro dispositivo que pueda configurarse para procesar señales electrónicas. Además, un procesador puede incluir sistemas de circuitos diferenciados tales como componentes analógicos pasivos o activos incluyendo resistencias, condensadores, inductores, transistores, amplificadores operacionales, etcétera, así como componentes digitales diferenciados tales como componentes lógicos, registros de desplazamiento, circuitos cerrojo, o cualquier otro chip empaquetado por separado u otro componente para realizar una función digital. Cualquier combinación de los circuitos y componentes anteriores, ya estén empaquetados de manera diferenciada, como un chip, como un conjunto de chips, o como una matriz, puede adaptarse adecuadamente para usarse como un procesador tal como se describe en el presente documento. Cuando un procesador incluye un dispositivo programable tal como el microprocesador o microcontrolador mencionados anteriormente, el procesador puede incluir además un código ejecutable por ordenador que controla el funcionamiento del dispositivo programable.
El controlador 3 puede ser un modulador de ancho de impulso, modulador de amplitud de impulso, modulador de desplazamiento de impulso, escala de resistencias, fuente de corriente, fuente de tensión, escala de tensión, interruptor, transistor, controlador de tensión u otro controlador. El controlador 3 generalmente regula la corriente, tensión y/o alimentación a través del LED, en respuesta a señales recibidas desde el procesador 2. En una realización, pueden usarse varios LED 4 con diferente salida espectral. Cada uno de estos colores puede activarse a través de controladores 3 separados. El procesador 2 y el controlador 3 pueden incorporarse en un dispositivo, por ejemplo, compartiendo un único paquete de semiconductor. Este dispositivo puede activar varios LED 4 en serie cuando tiene suficiente salida de alimentación, o el dispositivo puede activar LED 4 individuales con un número correspondiente de salidas. Controlando los LED 4 independientemente, puede aplicarse el mezclado de colores para la creación de efectos de iluminación.
La memoria 6 puede almacenar algoritmos o programas de control para controlar los LED 4. La memoria 6 puede almacenar también tablas de consulta, datos de calibración, u otros valores asociados con las señales de control. La memoria 6 puede ser una memoria de sólo lectura, memoria programable, memoria de sólo lectura programable, memoria de sólo lectura programable borrable electrónicamente, memoria de acceso aleatorio, memoria de acceso aleatorio dinámico, memoria de acceso aleatorio de velocidad de transmisión de datos doble, memoria de acceso aleatorio directo Rambus, memoria flash, o cualquier otra memoria volátil o no volátil para almacenar instrucciones de programa, datos de programa, información de dirección y salida de programa u otros resultados intermedios o finales. Un pro-
grama, por ejemplo, puede almacenar señales de control para hacer funcionar varios LED 4 de diferentes colores.
Una interfaz 1 de usuario también puede estar asociada con el procesador 2. La interfaz 1 de usuario puede usarse para seleccionar un programa de la memoria 6, modificar un programa de la memoria 6, modificar un parámetro de programa de la memoria 6, seleccionar una señal externa para el control de los LED 4, iniciar un programa, o proporcionar otras soluciones de interfaz de usuario. En la patente estadounidense 6.016.038 "Multicolored LED Lighting Method and Apparatus" se dan a conocer varios procedimientos de mezclado de colores y modulación de ancho de impulso. El procesador 2 también puede ser direccionable para recibir señales de programación dirigidas al mismo.
La patente '038 da a conocer el control de LED a través de una técnica conocida como modulación de ancho de impulso (Pulse-Width Modulation, PWM). Esta técnica puede proporcionar, a través de impulsos de ancho variable, un modo de controlar la intensidad de los LED tal como se ve a simple vista. También se encuentran disponibles otras técnicas para controlar el brillo de los LED y pueden usarse con la invención. Mezclando varios tonos de LED, pueden producirse muchos colores que abarcan una amplia gama del espectro visible. Adicionalmente, variando la intensidad relativa de los LED a lo largo del tiempo, puede producirse una variedad de efectos de cambio de color y de variación de la intensidad. En la técnica se conocen otras técnicas para controlar la intensidad de uno o más LED, y pueden emplearse de manera útil con los sistemas descritos en el presente documento. En una realización, el procesador 2 es un procesador 12C672 Microchip PIC que controla los LED a través de PWM, y los LED 4 son rojos, verdes y azules.
Las figuras 2A-2B son un diagrama de estado del funcionamiento de un dispositivo según los principios de la invención. Los términos "modo" y "estado" se usan de manera intercambiable en la siguiente descripción. Cuando se enciende el dispositivo, puede entrar en un primer modo 8, por ejemplo, bajo el control de un programa que se ejecuta en el procesador 2 de la figura 1. El primer modo 8 puede proporcionar un difuminado de color, en el que los LED pasan por un ciclo continuamente a través del espectro cromático completo, o a través de cierta parte del espectro cromático. En el primer modo 8, puede determinarse una velocidad de difuminado de color mediante un parámetro almacenado, por ejemplo, en la memoria 6 mostrada en la figura 1A. A través de una interfaz de usuario tal como un botón, disco graduado, control deslizante, o similar, un usuario puede ajustar la velocidad de difuminado de color. Dentro de cada modo, el parámetro puede corresponder a un aspecto diferente del efecto de iluminación creado por el modo, o cada modo puede acceder a un parámetro diferente de modo que se mantiene la persistencia para un parámetro durante los posteriores retornos a ese modo.
Desde el primer modo 8 puede accederse a un segundo modo 9. En el segundo modo 9, el dispositivo puede seleccionar aleatoriamente una secuencia de colores, y la transición de un color al siguiente. Las transiciones pueden difuminarse para aparecer como transiciones continuas, o pueden ser bruscas, cambiando en una sola etapa de un color aleatorio al siguiente. El parámetro puede corresponder a una velocidad a la que se producen estos cambios.
Desde el segundo modo 9 puede accederse a un tercer modo 10. En el tercer modo, el dispositivo puede proporcionar un color estático, es decir, sin cambios. El parámetro puede corresponder a la frecuencia o contenido espectral del color.
Desde el tercer modo 10 puede accederse a un cuarto modo 11. En el cuarto modo 11, el dispositivo puede parpadear, es decir, encenderse y apagarse. El parámetro puede corresponder al color del parpadeo o a la velocidad del parpadeo. A un determinado valor, el parámetro puede corresponder a otros efectos de iluminación, tales como un parpadeo que alterna rojo, blanco y azul, o un parpadeo que alterna verde y rojo. Otros modos, o parámetros dentro de un modo, pueden corresponder a efectos de cambio de color coordinados con un momento específico del año o un acontecimiento tal como el día de San Valentín, el día de San Patricio, Pascua, el Cuatro de Julio, Halloween, Acción de Gracias, Navidad, Hanukkah, Noche Vieja o cualquier otro momento, acontecimiento, marca, logotipo o símbolo.
Desde el cuarto modo 11 puede accederse a un quinto modo 12. El quinto modo 12 puede corresponder un estado apagado. En el quinto modo 12, no puede proporcionarse ningún parámetro. Una transición siguiente puede ser al primer modo 8, o a algún otro modo. Se apreciará que se conocen otros efectos de iluminación, y pueden realizarse como modos o estados que pueden usarse con un dispositivo según los principios de la invención.
Pueden proporcionarse varias interfaces de usuario para su uso con el dispositivo. Cuando, por ejemplo, se proporciona una interfaz de dos botones, un primer botón puede usarse para pasar de modo a modo, mientras que puede usarse un segundo botón para controlar la selección de un parámetro dentro de un modo. En esta configuración, el segundo botón puede sujetarse en una posición cerrada, cambiando un parámetro de manera que aumenta hasta que se suelta el botón. El segundo botón puede sujetarse, y el dispositivo puede capturar el tiempo que se sujeta el botón (hasta que se libera), usándose este tiempo para cambiar el parámetro. O el parámetro puede cambiar una vez cada vez que se sujeta y se libera el segundo botón. Alguna combinación de estas técnicas puede usarse para diferentes modos. Por ejemplo, se apreciará que en un modo que tiene un gran número de valores de parámetro, tales como un millón o más colores diferentes disponibles a través de LED de cambio de color, seleccionar individualmente cada valor de parámetro puede ser demasiado engorroso, y puede preferirse un enfoque que le permita a un usuario pasar rápidamente por un ciclo a través de los valores de parámetro sujetando el botón. Por el contrario, un modo con un pequeño número de valores de parámetro, tales como cinco efectos de parpadeo diferentes, puede controlarse fácilmente pasando de valor de parámetro a valor de parámetro cada vez que se pulsa el segundo botón.
En cambio, puede proporcionarse una interfaz de un solo botón, cuando, por ejemplo, una transición entre selecciones de modo y selecciones de parámetro se señala manteniendo el botón pulsado durante un tiempo predeterminado, tal como uno o dos segundos. Es decir, cuando se pulsa el único botón, el dispositivo puede pasar de un modo a otro modo, con un parámetro iniciado con cierto valor predeterminado. Si el botón se sujeta tras pulsarse para la transición, el valor de parámetro puede aumentar (o disminuir) de modo que el parámetro puede seleccionarse dentro del modo. Cuando se libera el botón, el valor de parámetro puede mantenerse con su último valor.
La interfaz puede incluir un botón y una entrada ajustable. El botón puede controlar transiciones de modo a modo. La entrada ajustable puede permitir el ajuste de un valor de parámetro dentro del modo. La entrada ajustable puede ser, por ejemplo, un disco graduado, un control deslizante, un pulsador, o cualquier otro dispositivo cuya posición física pueda convertirse en un valor de parámetro para su uso por el dispositivo. Opcionalmente, la entrada ajustable puede responder sólo a la entrada de usuario si el botón se sujeta tras una transición entre modos.
La interfaz puede incluir dos entradas ajustables. Puede usarse una primera entrada ajustable para seleccionar un parámetro dentro de un modo, y puede usarse una segunda entrada ajustable para seleccionar un parámetro dentro de un modo. En otra configuración, puede usarse un solo disco graduado para pasar por un ciclo a través de todos los modos y parámetros de manera continua. Se apreciará que son posibles otros controles, incluyendo teclados numéricos, almohadillas táctiles, controles deslizantes, interruptores, discos graduados, interruptores lineales, interruptores giratorios, interruptores variables, ruedas selectoras, interruptores de cápsula de doble hilera de conexiones (DIP, dual inline package), u otros dispositivos de entrada adecuados para su manejo por un ser humano.
En una realización, un modo puede tener una pluralidad de parámetros asociados, teniendo cada parámetro un valor de parámetro. Por ejemplo, en un efecto de parpadeo con cambio de color, un primer parámetro puede corresponder a una velocidad de parpadeo y un segundo parámetro puede corresponder a una velocidad de cambio de color. Un dispositivo que tiene múltiples parámetros para uno o más modos puede tener varios controles correspondientes en la interfaz de usuario.
La interfaz de usuario puede incluir dispositivos de entrada de usuario, tales como los botones y controles ajustables indicados anteriormente, que producen una señal o tensión que va a leer el procesador. Su tensión puede ser una señal digital correspondiente a un estado digital alto y uno bajo. Si la tensión está en forma de tensión analógica, puede usarse un convertidor analógico a digital (A/D) para convertir la tensión en una forma digital utilizable por el procesador. La salida del A/D proporcionará entonces al procesador una señal digital. Esto puede ser útil para suministrar señales al dispositivo de iluminación a través de sensores, transductores, redes o a partir de otros generadores de señales.
El dispositivo puede realizar un seguimiento del tiempo por horas, días, semanas, meses o años. Usando un reloj interno para este fin, pueden realizarse efectos de iluminación de manera sincronizada para diversas festividades u otros acontecimientos. Por ejemplo, en Halloween la luz puede presentar visualmente temas de iluminación y espectáculos de color incluyendo, por ejemplo, tonos naranjas titilantes o que se difuminan. El Cuatro de Julio, puede proporcionarse una visualización roja, blanca y azul. El 25 de diciembre, puede visualizarse una iluminación verde y roja. Pueden proporcionarse otros temas para Noche Vieja, San Valentín, cumpleaños, etc. Como otro ejemplo, el dispositivo puede proporcionar diferentes efectos de iluminación a diferentes horas del día, o para diferentes días de la semana.
La figura 3 muestra una varilla luminiscente según los principios de la invención. La varilla 15 luminiscente puede incluir los componentes descritos anteriormente con referencia a la figura 1, y puede funcionar según las técnicas descritas anteriormente con referencia a las figuras 2A-2B. La varilla 15 luminiscente puede ser cualquier dispositivo pequeño, cilíndrico, que puede colgarse de un cordón, cuerda, cadena, brazalete, cadena para tobillo, llavero o collar, por ejemplo, mediante un elemento 20 de sujeción. La varilla 15 luminiscente, así como muchos de los dispositivos de iluminación descritos en el presente documento, también pueden usarse como un dispositivo manual. La varilla 15 luminiscente pueden funcionar con una pila 30 dentro de la varilla 10 luminiscente, tal como una pila de tamaño A, AA, AAA, u otra pila. La pila 30 puede estar cubierta por una parte 35 separable que impide que se vea la pila durante el uso normal. Una lente 40 de iluminación puede recubrir una pluralidad de LED y difundir el color que emana de los mismos. La lente 40 puede ser un material que transmite la luz, tal como un material transparente, material translúcido, material semitransparente, u otro material adecuado para esta aplicación. En general, el material que transmite la luz puede ser cualquier material que recibe la luz emitida desde uno o más LED y presenta visualmente uno o más colores que son una combinación de los espectros de la pluralidad de LED. Puede incluirse una interfaz 45 de usuario para proporcionar la entrada de usuario para controlar el funcionamiento de la varilla 15 luminiscente. En la realización representada en la figura 2, la interfaz 45 de usuario es un único botón, sin embargo se apreciará que cualquiera de las interfaces tratadas anteriormente pueden adaptarse de manera adecuada a la varilla 10 luminiscente. La interfaz 45 de usuario puede ser un interruptor, botón u otro dispositivo que genere una señal para un procesador que controla el funcionamiento de la varilla 15 luminiscente.
La figura 4 muestra un llavero según los principios de la invención. El llavero 50 puede incluir un material 51 que transmite la luz que encierra uno o más LED y un sistema tal como el sistema de la figura 1 (no mostrado), una interfaz 52 de usuario de un solo botón, un elemento 53 de sujeción adecuado para conectarse a una cadena 54, y una o más pilas 55. El llavero 50 puede ser similar a la varilla 15 luminiscente de la figura 2, aunque puede ser de menor tamaño. Para adaptarse al menor tamaño, pueden usarse pilas 55 más compactas. El llavero 50 puede funcionar según las técnicas descritas anteriormente con referencia a las figuras 2A-2B.
La figura 5 muestra una lámpara proyectora de luz concentrada según los principios de la invención. La lámpara 60 proyectora de luz concentrada puede incluir un sistema tal como el representado en la figura 1 para controlar una pluralidad de LED dentro de la lámpara 60 proyectora de luz concentrada, y puede funcionar según las técnicas descritas anteriormente con referencia a las figuras 2A-2B. La lámpara 60 proyectora de luz concentrada puede incluir un alojamiento 65 adecuado para su uso con elementos de fijación de iluminación convencionales, tales como los usados con lámparas proyectoras de luz concentrada de CA, e incluyendo un material que transmite la luz en un extremo para permitir que los LED iluminen a través del alojamiento 65. Las configuraciones de lámpara proyectora de luz concentrada pueden proporcionarse para iluminar un objeto o, por ejemplo, para iluminación general, y puede no requerirse el material. El mezclado de colores puede tener lugar por ejemplo en la proyección del haz. La lámpara 60 proyectora de luz concentrada puede extraer la alimentación para la iluminación de una fuente de alimentación externa a través de una conexión 70, tal como un elemento de fijación con soporte de Edison, enchufe, base de dos clavijas, base roscada, base, base de Edison, enchufe de horquilla, y enchufe de salida de alimentación o cualquier otro adaptador para adaptar la lámpara 60 proyectora de luz concentrada a la alimentación externa. La conexión 70 puede incluir un convertidor para convertir la alimentación recibida en alimentación que sea útil para la lámpara proyectora de luz concentrada. Por ejemplo, el convertidor puede incluir un convertidor CA a CC para convertir ciento veinte voltios a sesenta hercios en una corriente continua a una tensión de, por ejemplo, cinco voltios o doce voltios. La lámpara 60 proyectora de luz concentrada puede alimentarse también por una o más pilas 80, o un procesador en la lámpara 60 proyectora de luz concentrada puede alimentarse por una o más pilas 80, alimentándose los LED mediante alimentación eléctrica recibida a través de la conexión 70. Puede integrarse una caja 90 para pilas en la lámpara 60 proyectora de luz concentrada para contener la una o más pilas 80.
El conector 70 puede incluir uno cualquiera de una variedad de adaptadores para adaptar la lámpara 60 proyectora de luz concentrada a una fuente de alimentación. El conector 70 puede estar adaptado para, por ejemplo, un manguito roscado, una toma de corriente, un punto de anclaje, toma de clavija, enchufe hembra de horquilla, enchufe de pared, u otra interfaz. Esto puede ser útil para conectar el dispositivo de iluminación a alimentación CA o alimentación CC en instalaciones existentes o nuevas. Por ejemplo, un usuario puede desear utilizar la lámpara 60 proyectora de luz concentrada en una toma de corriente de ciento diez VCA. Incorporando una interfaz a este estilo de toma de corriente en la lámpara 60 proyectora de luz concentrada, el usuario puede roscar fácilmente el nuevo dispositivo de iluminación en la toma de corriente. La solicitud de patente estadounidense n.º 09/213.537, titulada "Power/Data Protocol" describe técnicas para transmitir datos y alimentación a lo largo de las mismas líneas y luego extraer los datos para su uso en un dispositivo de iluminación. Los procedimientos y sistemas dados a conocer en ese documento también pueden usarse para comunicar información a la lámpara 60 proyectora de luz concentrada de la figura 4, a través del conector 70.
La figura 6 muestra una lámpara proyectora de luz concentrada según los principios de la invención. La lámpara 100 proyectora de luz concentrada puede ser similar a la lámpara proyectora de luz concentrada de la figura 4. Puede proporcionarse una interfaz 102 de usuario remota, alimentarse mediante una o más pilas 120 que están cubiertas por una cubierta 125 para pilas extraíble. La interfaz 102 de usuario remota puede incluir, por ejemplo, uno o más botones 130 y un disco 140 graduado para seleccionar modos y parámetros. La interfaz 102 de usuario remota puede estar alejada de la lámpara 100 proyectora de luz concentrada, y puede transmitir información de control a la lámpara 100 proyectora de luz concentrada usando, por ejemplo, un enlace de comunicación por infrarrojos o radiofrecuencia, con transceptores correspondientes en la lámpara 100 proyectora de luz concentrada y la interfaz 102 de usuario remota. La información puede transmitirse a través de señales infrarrojas, RF, de microondas, electromagnéticas o acústicas, o cualquier otro medio de transmisión. La transmisión también puede llevarse a cabo, durante toda su trayectoria o una parte de la misma, a través de un hilo, cable, fibra óptica, red u otro medio de transmisión.
La figura 7 muestra una bombilla con soporte de Edison según los principios de la invención. La bombilla 150 puede incluir un sistema tal como el representado en la figura 1 para controlar una pluralidad de LED dentro de la bombilla 150, y puede funcionar según las técnicas descritas anteriormente con referencia a las figuras 1B-1C. La bombilla 150 puede incluir un alojamiento 155 adecuado para su uso con elementos de fijación de iluminación convencionales, tales como los usados con bombillas CA, e incluyendo un material que transmite la luz en un extremo para permitir que los LED iluminen a través del alojamiento 155. En la realización de la figura 6, la bombilla 150 incluye una base roscada 160, y una interfaz 165 de usuario en forma de un disco graduado integrado en el cuerpo de la bombilla 150. El disco graduado puede girarse, tal como se indica con una flecha 170, para seleccionar modos y parámetros para el funcionamiento de la bombilla 150.
La figura 8 muestra una bombilla con soporte de Edison según los principios de la invención. La bombilla 180 es similar a la bombilla 150 de la figura 6, con una interfaz de usuario diferente. La interfaz de usuario de la bombilla 180 incluye una rueda 185 selectora y un interruptor 190 de dos direcciones. En esta realización, el interruptor 190 puede usarse para moverse hacia delante y hacia atrás a través de una secuencia de modos disponibles. Por ejemplo, si la bombilla 180 tiene cuatro modos numerados 1-4, deslizando el interruptor 190 hacia la izquierda en la figura 7, el modo puede moverse un modo hacia arriba, es decir, del modo 1 al modo 2. Deslizando el interruptor 190 hacia la derecha en la figura 7, el modo puede moverse un modo hacia abajo, es decir, del modo 2 al modo 1. El interruptor 190 puede incluir uno o más muelles para devolver el interruptor 190 a su posición neutra cuando no se aplica fuerza. La rueda 185 selectora puede construirse para un giro sin límite en una única dirección, en cuyo caso un parámetro controlado por la rueda 185 selectora puede reajustarse a un valor mínimo tras alcanzar un valor máximo (o viceversa). La rueda selectora puede estar construida para tener un recorrido predefinido, tal como una y media rotaciones. En este último caso, un extremo del recorrido puede representar un valor de parámetro mínimo y el otro extremo del recorrido puede representar un valor de parámetro máximo. En una realización, el interruptor 190 puede controlar un modo (izquierda) y un parámetro (derecha), y la rueda 185 selectora puede controlar un brillo de la bombilla 180.
Una bombilla tal como la bombilla 180 de la figura 7 puede adaptarse también para su control a través de sistemas de control de iluminación convencionales. Muchos sistemas de iluminación incandescentes tienen un control de regulador de la intensidad que se realiza a través de cambios en las tensiones aplicadas, normalmente o bien a través de cambios a las tensiones aplicadas o bien interrumpiendo una forma de onda CA. Puede usarse un convertidor de alimentación dentro de la bombilla 180 para convertir la alimentación recibida, ya sea en forma de una señal CA de amplitud variable o una forma de onda interrumpida, en la alimentación requerida para el sistema circuitos de control y los LED, y cuando sea apropiado, para mantener una fuente de alimentación CC constante para los componentes digitales. Puede incluirse un convertidor analógico a digital para digitalizar la forma de onda CA y generar señales de control adecuadas para los LED. La bombilla 180 también puede detectar y analizar una señal de fuente de alimentación y realizar ajustes adecuados a las salidas de LED. Por ejemplo, una bombilla 180 puede programarse para proporcionar iluminación constante ya esté conectada a una fuente de alimentación de ciento diez VCA, 60 Hz o una fuente de alimentación de doscientos veinte VCA, 50 Hz.
El control de los LED puede realizarse a través de una tabla de consulta que correlaciona señales CA recibidas con salidas de LED adecuadas por ejemplo. La tabla de consulta puede contener señales de control de brillo completo y estas señales de control pueden comunicarse a los LED cuando el regulador de alimentación está al 100%. Una parte de la tabla puede contener señales de control de brillo al 80% y pueden usarse cuando la tensión de entrada a la lámpara se reduce hasta el 80% del valor máximo. El procesador puede cambiar continuamente un parámetro con un programa a medida que cambia la tensión de entrada. Las instrucciones de iluminación pueden usarse para regular la intensidad de la iluminación del sistema de iluminación así como para generar colores, patrones de luz, efectos de iluminación, o cualquier otra instrucción para los LED. Esta técnica puede usarse para una regulación de la intensidad inteligente del dispositivo de iluminación, creando efectos de cambio de color usando controles de regulación de alimentación convencionales y sistemas de hilos como interfaz, o para crear otros efectos de iluminación. En una realización tanto los cambios de color como la regulación de la intensidad pueden producirse simultáneamente. Esto puede ser útil para simular un sistema de regulación de la intensidad incandescente en el que la temperatura de color de la luz incandescente se vuelve más caliente a medida que se reduce la alimentación.
Las bombillas de tres vías también son un dispositivo común para cambiar los niveles de iluminación. Estos sistemas usan dos contactos en la base de la bombilla y la bombilla se instala en una toma de corriente eléctrica especial con dos contactos. Activando un interruptor en la toma de corriente, puede conectarse cualquier contacto en la base con una tensión o pueden conectarse ambos a la tensión. La lámpara incluye dos filamentos de resistencia diferente para proporcionar tres niveles de iluminación. Una bombilla tal como la bombilla 180 de la figura 7 puede estar adaptada para usarse con una toma de corriente de bombilla de tres vías. La bombilla 180 puede tener dos contactos en la base y una tabla de consulta, un programa, u otro sistema dentro de la bombilla 180 puede contener señales de control que se correlacionan con la configuración de la toma de corriente. De nuevo, esto puede usarse para el control de la iluminación, control del color o cualquier otro control deseado para los LED.
Este sistema puede usarse para crear diversos efectos de iluminación en zonas en las que anteriormente se usaron dispositivos de iluminación convencionales. El usuario puede sustituir bombillas incandescentes existentes por un dispositivo de iluminación de LED tal como se describe en el presente documento, y puede usarse un regulador de la intensidad en una pared para controlar los efectos de cambio de color dentro de una sala. Los efectos de cambio de color pueden incluir regulación de la intensidad, cualquiera de los efectos de cambio de color descritos anteriormente, o cualquier otro efecto de color, estático o de cambio de color.
La figura 9 muestra una bombilla según los principios de la invención. Tal como se observa en la figura 8, la bombilla 200 puede funcionar en elementos de fijación distintos de los elementos de fijación con soporte de Edison, tales como un elemento 210 de fijación de baja tensión MR-16, que puede usarse con sistemas de alimentación de corriente continua.
La figura 10 muestra una lámpara montada en enchufe de pared según los principios de la invención. La lámpara 210 puede incluir un enchufe adaptado a, por ejemplo, una salida 220 de corriente alterna de ciento diez voltios que se construye según las especificaciones ANSI. La lámpara 210 puede incluir un interruptor y una rueda selectora como interfaz 230 de usuario, y una o más horquillas 240 adaptadas para su inserción en la salida 220. El cuerpo de la lámpara 210 puede incluir una superficie reflectante para detectar luz sobre una pared para efectos de cambio de color de lámpara de difuminado sobre pared.
La figura 11 muestra una lámpara de noche según los principios de la invención. La lámpara 242 de noche puede incluir un enchufe 244 adaptado, por ejemplo, a una salida 246 de corriente alterna de ciento diez voltios. La lámpara 242 de noche puede incluir un sistema tal como el representado en la figura 1 para controlar una pluralidad de LED dentro de la lámpara 242 de noche, y puede funcionar según las técnicas descritas anteriormente con referencia a las figuras 1B-1C. La lámpara 242 de noche puede incluir un material 248 que transmite la luz para dirigir la luz desde los LED, por ejemplo, en una dirección hacia abajo. La lámpara 242 de noche puede incluir también un sensor 250 para detectar poca iluminación ambiente, de modo que la lámpara 242 de noche puede activarse sólo cuando existen condiciones de baja iluminación. El sensor 250 puede generar una señal para que el procesador controle la activación y el tipo de presentación visual de la lámpara 242 de noche. La lámpara 242 de noche también puede incluir un reloj/calendario, de tal manera que pueden realizarse las presentaciones luminosas estacionales descritas anteriormente. La lámpara 242 de noche puede incluir una rueda 260 selectora y un interruptor 270, tal como los descritos anteriormente, para seleccionar un modo y un parámetro. Tal como con varias de las realizaciones anteriores, la lámpara 242 de noche puede incluir un convertidor que genera alimentación CC adecuada para el sistema de circuitos de control de la lámpara 242 de noche.
La figura 12 muestra una lámpara de noche según los principios de la invención. La lámpara 320 de noche puede incluir un enchufe 330 adaptado, por ejemplo, a una salida 340 de corriente alterna de ciento diez voltios. La lámpara 320 de noche puede incluir un sistema tal como el representado en la figura 1 para controlar una pluralidad de LED dentro de la lámpara 320 de noche, y puede funcionar según las técnicas descritas anteriormente con referencia a las figuras 1B-1C. La lámpara 320 de noche puede incluir una cúpula 345 que transmite la luz. La lámpara 320 de noche también puede incluir un sensor dentro de la cúpula 345 para detectar baja iluminación ambiente, de modo que la lámpara 320 de noche puede activarse automáticamente cuando existen condiciones de baja iluminación. La lámpara 320 de noche también puede incluir un reloj/calendario, de tal manera que pueden realizarse las presentaciones luminosas estacionales descritas anteriormente. En la realización de la figura 11, la cúpula 345 de la lámpara 320 de noche puede funcionar también como interfaz de usuario. Pulsando la cúpula 345 en la dirección de una primera flecha 350, puede seleccionarse un modo. Girando la cúpula 345 en la dirección de una segunda flecha 355, puede seleccionarse un parámetro dentro del modo. Tal como con varias de las realizaciones anteriores, la lámpara 220 de noche puede incluir un convertidor que genera alimentación CC adecuada para el sistema de circuitos de control de la lámpara 220 de noche.
Tal como se apreciará a partir de los ejemplos anteriores, un sistema de LED tal como el descrito con referencia a las figuras 1 y 2A-2B puede adaptarse a una variedad de aplicaciones de iluminación, o bien como sustitución para bombillas convencionales, incluyendo bombillas incandescentes, bombillas halógenas, bombillas de tungsteno, bombillas fluorescentes, etcétera, o bien como elemento de fijación de iluminación integrado tal como una lámpara de mesa, jarrón, lámpara de noche, linterna, farol de papel, lámpara de noche de diseño, tubo fluorescente, tira de iluminación, MR Light, lámpara de pared, lámpara de base roscada, lámpara de lava, esfera, lámpara de mesa, lámpara decorativa, guirnalda de luces o lámpara de campo. El sistema puede tener aplicaciones en la iluminación arquitectónica, incluyendo iluminación de cocinas, iluminación de baños, iluminación de dormitorios, iluminación de centros de entretenimiento, iluminación de piscinas y spa, iluminación de paseos exteriores, iluminación de patios, iluminación de edificios, iluminación de fachadas, iluminación de peceras o iluminación en otras zonas en las que puede usarse luz para un efecto estético. El sistema puede usarse en el exterior en aspersores, señales en césped, colchonetas, señales en escaleras, señales en el suelo o timbres, o más generalmente para la iluminación general, iluminación ornamental e iluminación de acento en sitios de interior o exterior. Los sistemas también pueden emplearse cuando se desea iluminación funcional, tal como en luces de freno, luces de salpicadero u otras aplicaciones en vehículos y automóviles.
Los efectos de iluminación de cambio de color pueden coordinarse entre una pluralidad de dispositivos de iluminación descritos en el presente documento. Pueden lograrse efectos coordinados a través de mecanismos de control de la iluminación convencionales en los que, por ejemplo, cada uno de una pluralidad de dispositivos de iluminación se programa para responder de manera diferente, o con tiempos de inicio diferentes, a una señal de encendido o señal de control de regulador suministrada a través de una instalación de iluminación industrial o doméstica convencional.
En vez de eso, cada dispositivo de iluminación puede tratarse individualmente a través de una red por hilo o inalámbrica para controlar el funcionamiento del mismo. Los dispositivos de iluminación de LED pueden tener transceptores para comunicarse con un dispositivo de control remoto, o para comunicarse a través de una red por hilo o inalámbrica.
Se apreciará que una aplicación de iluminación particular puede conllevar una elección particular de LED. Los LED previamente empaquetados vienen generalmente en un paquete montado en la superficie o un paquete en T. Los LED montados en la superficie tienen un ángulo de radiación muy grande, el ángulo al que la intensidad luminosa disminuye hasta el 50% de la intensidad de la luz máxima, y los paquetes en T pueden estar disponibles a varios ángulos de radiación. Ángulos de radiación estrechos proyectan más lejos con un mezclado de colores relativamente pequeño entre LED adyacentes. Este aspecto de determinados LED puede emplearse para proyectar simultáneamente diferentes colores, o para producir otros efectos. Pueden obtenerse ángulos más anchos de muchas maneras tal como, pero sin limitarse a, usando paquetes en T de ángulo de radiación amplio, usando LED montados en la superficie, usando LED sin empaquetar, usando tecnología de chip sobre placa, o montando la matriz directamente sobre un sustrato tal como se describe en la solicitud de patente estadounidense provisional n.º 60/235.966, titulada "Optical Systems for Light Emitting Semiconductors". También puede asociarse un reflector con uno o más LED para proyectar iluminación en un patrón predeterminado. Una ventaja de usar una fuente luminosa de ángulo de radiación amplio es que la luz puede recogerse y proyectarse sobre una pared al tiempo que se permite extender el haz a lo largo de la pared. Esto logra el efecto deseado de concentrar la iluminación sobre la pared al tiempo que se mezclan los colores proyectados a partir de LED separados para proporcionar un color uniforme.
La figura 13 ilustra un dispositivo 1200 de iluminación con al menos un LED 1202. Puede haber una pluralidad de LED 1202 de diferentes colores, o una pluralidad de LED 1202 de un único color, tal como para aumentar la intensidad o el ancho de haz de iluminación para ese color, o una combinación de ambos. También puede incluirse un reflector que incluye una sección 1208 frontal y una sección 1210 trasera en el dispositivo 1200 para proyectar luz desde el LED. Este reflector puede formarse como varias piezas o una sola pieza de material reflectante. El reflector puede dirigir la iluminación desde el al menos un LED 1202 en una dirección predeterminada, o a través de un ángulo de radiación predeterminado. El reflector también puede recoger y proyectar iluminación dispersada por el al menos un LED 1202. Tal como con otros ejemplos, el dispositivo 1200 de iluminación puede incluir un material 1212 que transmite la luz, una interfaz 1214 de usuario y un enchufe 1216.
La figura 14 muestra otra realización de una lámpara de difuminado sobre la pared según los principios de la invención. La lámpara 1300 de noche puede incluir una óptica 1302 formada a partir de un material que transmite la luz y una óptica 1304 desprendible. La óptica 1304 desprendible puede ajustarse sobre la óptica 1302 de una manera que puede retirarse y sustituirse, tal como se indica por una flecha 1306, para proporcionar un efecto de iluminación, que puede incluir filtrado, difusión, enfocado, etcétera. La óptica 1304 desprendible puede dirigir iluminación desde la lámpara 1300 de noche en una forma o imagen predeterminada, o extender el espectro de la iluminación de una manera prismática. La óptica 1304 desprendible puede tener, por ejemplo, un patrón gravado en la misma incluyendo, por ejemplo, un diente de sierra, ranura, prisma, rejilla, cuadrados, triángulos, pantallas de medio tono, círculos, semicírculos, estrellas o cualquier otro patrón geométrico. El patrón también puede estar en forma de patrones de objetos tales como, pero sin limitarse a, árboles, estrellas, lunas, soles, tréboles o cualquier otro patrón de objeto. La óptica 1304 desprendible también puede ser una lente holográfica. La óptica 1304 desprendible también puede ser una lente anamórfica configurada para distorsionar o reformar una imagen. Estos patrones también pueden formarse de tal manera que la luz proyectada forma un patrón no distorsionado sobre una pared, siempre que la relación geométrica entre la pared y la óptica se conozca por adelantado. El patrón puede diseñarse para compensar la proyección de la pared. Se describen técnicas para aplicar lentes anamórficas, por ejemplo, en "Anamorphic Art and Photography - Deliberate Distortions That Can Be Easily Undone", Optics and Photonics News, noviembre de 1992. La óptica 1304 desprendible puede incluir una lente con múltiples capas. Al menos una de las lentes en una lente con múltiples capas también puede ser ajustable para proporcionar al usuario patrones de iluminación ajustables.
La figura 15 muestra un dispositivo de iluminación según los principios de la invención. El dispositivo 1500 de iluminación puede ser cualquiera de los dispositivos de iluminación descritos anteriormente. El dispositivo de iluminación puede incluir una pantalla 1502 de visualización. La pantalla 1502 de visualización puede ser cualquier tipo de pantalla de visualización tal como, pero sin limitarse a, LCD, pantalla de plasma, visualización con iluminación posterior, visualización con iluminación por los bordes, pantalla monocromática, pantalla a color, pantalla, o cualquier otro tipo de visualización. La pantalla 1502 de visualización puede presentar visualmente información para el usuario tal como la hora del día, un modo o valor de parámetro para el dispositivo 1500 de iluminación, un nombre de un modo, una indicación de la carga de la batería o cualquier otra información útil para un usuario del dispositivo 1500 de iluminación. Un nombre de un modo puede ser un nombre genérico, tal como "parpadeo", "estático", etcétera, o un nombre imaginativo, tal como "Harvard" para una iluminación carmesí o "Michigan" para un azul-amarillo que desaparece o se difumina. Pueden facilitarse, o presentarse visualmente, otros nombres para modos referentes al momento del año, festividades o una celebración particular. Puede presentarse visualmente otra información, incluyendo la hora del día, días restantes del año o cualquier otra información. La información presentada visualmente no se limita a caracteres; la pantalla 1502 de visualización puede mostrar fotografías o cualquier otra información. La pantalla 1502 de visualización puede funcionar bajo el control del procesador 2 de la figura 1. El dispositivo 1500 de iluminación puede incluir una interfaz 1504 de usuario para controlar, por ejemplo, la pantalla 1502 de visualización, o para ajustar la hora u otra información presentada visualmente por la pantalla 1502 de visualización, o para seleccionar un modo o valor de parámetro.
El dispositivo 1500 de iluminación también puede asociarse con una red, y recibir señales de red. Las señales de red pueden dirigir la iluminación nocturna para proyectar diversos colores así como representar información en la pantalla 1502 de visualización. Por ejemplo, el dispositivo puede recibir señales a partir de la World Wide Web y cambiar los patrones de proyección o color basándose en la información recibida. El dispositivo puede recibir datos de temperatura exterior desde la Web u otro dispositivo y proyectar un color basándose en la temperatura. Cuanto más fría es la temperatura más saturada con azul puede volverse la iluminación, y a medida que la temperatura aumenta el dispositivo 1500 de iluminación puede proyectar iluminación roja. La información no se limita a información de temperatura. La información puede ser cualquier información que puede transmitirse y recibirse. Otro ejemplo es información financiera tal como precios de acciones. Cuando el precio de acciones aumenta la iluminación proyectada puede volverse verde, y cuando el precio desciende la iluminación proyectada puede volverse roja. Si los precios de acciones descienden por debajo de un valor predeterminado, el dispositivo 1500 de iluminación puede parpadear luz roja o realizar otros efectos indicativos.
Se apreciará que sistemas tales como los descritos anteriormente, que reciben e interpretan datos, y generan efectos de iluminación con cambio de color sensibles, pueden tener una amplia aplicación en áreas tales como electrónica de consumo. Por ejemplo, la información puede obtenerse, interpretarse y convertirse en efectos de iluminación informativos en dispositivos tales como un radio-reloj, un teléfono, un teléfono inalámbrico, un fax, un radiocasete, una caja de música, un equipo estéreo, un reproductor de discos compactos, un reproductor de discos versátiles digitales, un reproductor de MP3, un reproductor de casete, un reproductor de cintas digitales, una radio para el coche, una televisión, un sistema de audio doméstico, un sistema de cine en casa, un sistema de sonido envolvente, un altavoz, una cámara, una cámara digital, un grabador de vídeo, un grabador de vídeo digital, un ordenador, un asistente personal digital, un busca, un teléfono móvil, un ratón de ordenador, un periférico de ordenador o un retroproyector.
La figura 16 representa una unidad modular. Un dispositivo 1600 de iluminación puede contener uno o más LED y una parte decorativa de un elemento de fijación de iluminación. Una caja 1616 de interfaz puede contener un procesador, memoria, sistema de circuitos de control y una fuente de alimentación para convertir CA en CC para hacer funcionar el dispositivo 1600 de iluminación. La caja 1616 de interfaz puede tener un hilo 1610 de alimentación convencional para conectarlo con una conexión 1608 de alimentación. La caja 1616 de interfaz puede diseñarse para ajustarse directamente en una caja 1602 de empalme convencional. La caja 1616 de interfaz puede tener dispositivos 1612 de conexión física para adaptarse a conexiones en un lado 1604 posterior del dispositivo 1600 de iluminación. Los dispositivos 1612 de conexión física pueden usarse para montar físicamente el dispositivo 1600 de iluminación sobre la pared. La caja 1616 de interfaz también puede incluir una o más conexiones 1614 eléctricas para llevar potencia al dispositivo 1600 de iluminación. Las conexiones 1614 eléctricas pueden incluir conexiones para transportar datos a la caja 1616 de interfaz, o comunicarse de otro modo con la caja 1616 de interfaz o el dispositivo 1600 de iluminación. Las conexiones 1614 y 1612 pueden adaptarse a conexiones en el lado 1604 posterior del dispositivo 1600 de iluminación. Esto hará que el montaje y cambio de dispositivos 1600 de iluminación sea fácil. Estos sistemas pueden tener los conectores 1612 y 1614 dispuestos en un formato convencional para permitir un cambio fácil de dispositivos 1600 de iluminación. Resultará obvio para el experto en la técnica que el elemento 1600 de fijación de iluminación también puede contener parte o la totalidad del sistema de circuitos.
Los dispositivos 1600 de iluminación también pueden contener transmisores y receptores para transmitir y recibir información. Esto puede usarse para coordinar o sincronizar varios dispositivos 1600 de iluminación. También puede proporcionarse una unidad 1618 de control con una pantalla 1620 de visualización y una interfaz 1622 para fijar los modos de, y la coordinación entre, varios dispositivos 1600 de iluminación. Esta unidad 1618 de control puede controlar el dispositivo 1600 de iluminación a distancia. La unidad 1618 de control puede ubicarse en una zona remota de la sala y comunicarse con uno o más dispositivos 1600 de iluminación. La comunicación puede lograrse usando cualquier procedimiento de comunicación tal como, pero sin limitarse a, procedimientos de comunicación por RF, IR, microondas, acústica, electromagnética, por hilos, por cables, por red u otro procedimiento de comunicación. Cada dispositivo 1600 de iluminación también puede tener un controlador direccionable, de modo que la unidad 1618 de control puede acceder individualmente a cada uno de una pluralidad de dispositivos 1600 de iluminación, a través de cualquier red por hilo o inalámbrica adecuada.
La figura 17 muestra una topología modular para un dispositivo de iluminación. En esta configuración modular, un motor 1700 de luz puede incluir una pluralidad de conectores 1704 de alimentación tales como hilos, una pluralidad de conectores 1706 de datos, tales como hilos, y una pluralidad de LED 1708, así como los demás componentes descritos con referencia a las figuras 1 y 2A-2B, encerrados en un alojamiento 1710. El motor 1700 de luz puede usarse en elementos de fijación de iluminación o como dispositivo independiente. La configuración modular puede ser susceptible de usarse por diseñadores de iluminación, arquitectos, contratistas, técnicos, usuarios u otras personas que diseñan e instalan iluminaciones, que pueden proporcionar hilos de alimentación y datos predeterminados por toda una instalación, y ubicar un motor 1700 de luz en cualquier ubicación conveniente en la misma.
Puede usarse la óptica para alterar o potenciar el rendimiento de dispositivos de iluminación. Por ejemplo, pueden usarse reflectores para redirigir la radiación de LED, tal como se describe en la solicitud de patente estadounidense n.º 60/235.966 "Optical Systems for Light Emitting Semiconductors".
La figura 18 muestra un reflector que puede usarse con los sistemas descritos en el presente documento. Tal como se muestra en la figura 18, puede colocarse una superficie 1802 reflectante moldeada alejada de una pluralidad de LED 1804, de tal manera que la radiación de los LED 1804 se dirige hacia la superficie 1802 reflectante, tal como se indica por las flechas 1806. En esta configuración, la radiación de los LED 1804 se redirige hacia fuera en un círculo alrededor de la superficie 1802 reflectante. La superficie 1802 reflectante puede tener zonas de imperfecciones o diseños para crear efectos de proyección. Los LED 1804 pueden disponerse para proyectar uniformemente la luz sobre el reflector o pueden disponerse con una desviación para aumentar la iluminación sobre determinadas secciones del reflector. También pueden controlarse independientemente los LED 1804 individuales de la pluralidad de LED 1804. Esta técnica puede usarse para crear patrones de luz o efectos de color.
La figura 19 ilustra un diseño de reflector en el que un LED 1900 se dirige hacia un reflector 1902 generalmente parabólico, tal como se indica por una flecha 1903. El reflector 1902 generalmente parabólico puede incluir una parte 1904 central elevada para focalizar adicionalmente o redirigir la radiación del LED 1900. Tal como se muestra por un segundo LED 1906, un segundo reflector 1908 generalmente parabólico y una segunda flecha 1910, la parte 1904 central elevada puede omitirse en algunas configuraciones. Se apreciará que el LED 1900 en esta configuración, o en las otras configuraciones descritas en el presente documento usando superficies reflectantes, puede estar en cualquier paquete o sin un paquete. Cuando no se proporciona ningún paquete, el LED puede estar eléctricamente conectado en un lado n y un lado p para proporcionar la alimentación para el funcionamiento. Tal como se muestra en la figura 20, una línea de LED 2000 puede dirigirse hacia una superficie 2002 reflectante plana que dirige la línea de LED 2000 en dos direcciones planas opuestas. Tal como se muestra en la figura 21, una línea de LED 2100 puede dirigirse hacia una superficie 2102 plana que dirige la línea de LED 2100 en una dirección plana.
Un sistema tal como el descrito con referencia a la figura 1 puede incorporarse en un juguete, tal como una pelota. Un sistema de circuitos de control, una fuente de alimentación y LED pueden suspenderse o montarse dentro de la pelota, estando formada la totalidad o parte del exterior de la pelota por un material que transmite la luz que permite que se vean los efectos de cambio de color de los LED. Partes separadas del exterior pueden formarse a partir de tipos diferentes de material que transmite la luz, o pueden iluminarse por grupos diferentes de LED para proporcionar que se ilumine el exterior de la pelota de diferentes maneras en diferentes regiones de su exterior.
La pelota puede funcionar de manera autónoma para generar efectos de cambio de color, o puede responder a señales procedentes de un interruptor de activación que está asociado con un circuito de control. El interruptor de activación puede responder a la fuerza, aceleración, temperatura, movimiento, capacitancia, proximidad, efecto Hall o cualquier otro estímulo o variable o condición del entorno.
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La pelota puede incluir uno o más interruptores de activación y la unidad de control puede programarse previamente para responder a los diferentes interruptores con diferentes efectos de cambio de color. La pelota puede responder a una entrada con un efecto de cambio de color seleccionado aleatoriamente, o con uno de una secuencia predeterminada de efectos de cambio de color. Si se incorporan dos o más interruptores en la pelota, los LED pueden activarse según señales de interruptor individuales o combinadas. Esto puede usarse, por ejemplo, para crear una pelota que tiene efectos sutiles cuando se activa un único interruptor, y efectos drásticos cuando se activa una pluralidad de interruptores.
La pelota puede responder a señales de transductor. Por ejemplo, uno o más transductores de velocidad o aceleración pueden detectar el movimiento en la pelota. Usando estos transductores, la pelota puede programarse para cambiar los efectos de iluminación a medida que gira más rápido o más despacio. La pelota también puede programarse para producir diferentes efectos de iluminación en respuesta a una cantidad variable de fuerza aplicada. Hay muchos otros transductores útiles, y procedimientos para emplearlos en una pelota con cambio de color.
La pelota puede incluir un transceptor. La pelota puede generar efectos de cambio de color en respuesta a datos recibidos a través del transceptor, o puede proporcionar información de estatus o de control a una red o a otros dispositivos usando el transceptor. Usando el transceptor, la pelota puede usarse en un juego en el que varias pelotas se comunican entre sí, en el que la pelota se comunica con otros dispositivos, o se comunica con una red. La pelota puede iniciar entonces estos otros dispositivos o señales de red para un control adicional.
Puede definirse un procedimiento para jugar a un juego en el que el juego no comienza hasta que la pelota se ilumina o se ilumina con un color particular. La señal luminosa puede producirse desde el exterior de la zona de juego mediante comunicación a través del transceptor, y el juego puede detenerse cuando la pelota cambia de color o se apaga mediante señales similares. Cuando la pelota pasa a través de una portería la pelota puede cambiar de color o parpadear o realizar otros efectos de iluminación. Pueden generarse muchos otros juegos o efectos durante un juego en los que la pelota cambia de color cuando se mueve demasiado rápido o se detiene. Los efectos de cambio de color para jugar pueden responder a señales recibidas por el transceptor, responder a interruptores y/o transductores en la pelota, o alguna combinación de los mismos. Puede jugarse al juego de la patata caliente en el que la pelota cambia continuamente de color, de manera ininterrumpida o interrumpida mediante señales externas, y cuando cambia repentina o gradualmente a rojo o algún otro color predefinido hay que lanzar la pelota a otra persona. La pelota puede tener un dispositivo de detección de tal manera que si la pelota no se lanza en un periodo de tiempo predeterminado inicia un efecto de iluminación tal como un parpadeo. Una pelota de la presente invención puede tener diversas formas, tal como esférica, forma de pelota de fútbol americano o forma similar a cualquier otra pelota para jugar o de juguete.
Tal como se apreciará a partir de los ejemplos anteriores, un sistema de LED tal como el descrito con referencia a las figuras 1 y 2A-2B puede adaptarse a una variedad de juegos y juguetes con cambio de color. Por ejemplo, pueden incorporarse de manera útil efectos de cambio de color en muchos juegos y juguetes, incluyendo una pistola de juguete, una pistola de agua, un coche de juguete, una peonza, un giroscopio, una diana para dardos, una bicicleta, una rueda de bicicleta, un monopatín, un juego de trenes, una pista de coches de carrera eléctricos, una mesa de billar, un juego de mesa, un juego de la patata caliente, un juego de disparos luminoso, una varita, una espada de juguete, un muñeco de acción, un camión de juguete, un barco de juguete, equipo y ropa de deporte, una varilla luminiscente, un caleidoscopio, o imanes. También pueden incorporarse de manera útil efectos de cambio de color en juguetes de marca tales como View Master, Super Ball, Lite Brite, una varita de Harry Potter o una varita de campanilla.
La figura 22 es un diagrama de bloques de una realización de un dispositivo según los principios de la invención que tiene un sistema de circuitos de iluminación interno. El dispositivo 2200 es un accesorio que puede llevarse puesto que puede incluir un sistema tal como el descrito con referencia a las figuras 1 y 2A-2B. El dispositivo puede tener un cuerpo 2201 que incluye un procesador 2202, sistema 2204 de circuitos de accionamiento, uno o más LED 2206, y una fuente 2208 de alimentación. El dispositivo 2200 puede incluir opcionalmente entrada/salida 2210 que sirve como interfaz mediante la cual puede recibirse una programación para controlar el funcionamiento del dispositivo 2200. El cuerpo 2201 puede incluir una parte que transmite la luz que es transparente, translúcida o translúcida-difusora para permitir que la luz de los LED 2206 escape desde el cuerpo 2200. Los LED 2206 pueden montarse, por ejemplo, a lo largo de una superficie externa de un material difusor adecuado. Los LED 2206 pueden colocarse de manera discreta a lo largo de los bordes o parte posterior del material difusor. Los LED montados en la superficie pueden fijarse directamente al cuerpo 2200 sobre una superficie interior de un material difusor.
La entrada/salida 2210 puede incluir un dispositivo de entrada tal como un botón, disco graduado, control deslizante, interruptor o cualquier otro dispositivo descrito anteriormente para proporcionar señales de entrada al dispositivo 2200, o la entrada/salida 2210 puede incluir una interfaz a una conexión por hilos tal como una conexión de bus serial universal, conexión en serie o cualquier otra conexión por hilos, o la entrada/salida 2210 puede incluir un transceptor para conexiones inalámbricas tales como transceptores por infrarrojos o radiofrecuencia. En una realización, el accesorio que puede llevarse puesto puede configurarse para comunicarse con otros accesorios que pueden llevarse puestos a través de la entrada/salida 2210 para producir efectos de iluminación sincronizados entre varios accesorios. Para la transmisión inalámbrica, la entrada/salida 2210 puede comunicarse con un transmisor de base usando, por ejemplo, señales infrarrojas o de microondas para transmitir una señal DMX o señal de comunicación similar. El accesorio autónomo recibirá entonces esta señal y aplicará la información en la señal para alterar el efecto de iluminación de modo que el efecto de iluminación puede controlarse desde la ubicación del transmisor de base. Usando esta técnica, pueden sincronizarse varios accesorios desde el transmisor de base. También puede transportarse entonces información entre accesorios referente a cambios de efectos de iluminación. En una particularización, la entrada/salida 2210 puede incluir un transmisor tal como un dispositivo de la serie Abacom TXM, que es pequeño y de baja potencia y usa el espectro de 400 MHz. Usando una red de este tipo, pueden sincronizarse múltiples accesorios en diferentes personas para proporcionar efectos interesantes incluyendo colores que saltan de una persona a otra o efectos simultáneos y sincronizados en varias personas. También pueden sincronizarse varios de accesorios en la misma persona para proporcionar efectos de cambio de color coordinados. Un sistema según el principio de la invención puede controlarse a través de una red tal como se describe en el presente documento. La red puede ser una red personal, local, de área extensa u otra. La norma BlueTooth puede ser un protocolo apropiado de usar cuando se realiza la comunicación con tales sistemas aunque puede usarse cualquier protocolo.
La entrada/salida 2210 puede incluir sensores para mediciones del entorno (temperatura, luz o sonido ambiente), datos fisiológicos (frecuencia cardiaca, temperatura corporal) u otras cantidades medibles, y estas señales de sensor pueden usarse para producir efectos de cambio de color que son funciones de estas mediciones.
Puede usarse una variedad de dispositivos decorativos para dar forma al color y la luz, incluyendo joyería y ropa. Por ejemplo, pueden tomar la forma de collares, diademas, corbatas, sombreros, broches, hebillas de cinturón, gemelos, botones, insignias, anillos, o brazaletes, cadenas para el tobillo, etc. Algunos ejemplos de formas para el cuerpo 2201, o la parte que transmite la luz del cuerpo, iconos, logotipos, imágenes de marcas, caracteres y símbolos (tales como signo &, signos del dólar y notas musicales). Tal como se indicó en otra parte, el sistema también puede adaptarse para otras aplicaciones tales como placas luminosas o signos en forma de lápida que puede o no que puedan llevarse puestos.
La figura 23 es un diagrama esquemático de una realización de un dispositivo según los principios de la invención que tiene un sistema de circuitos de iluminación externo. Tal como se muestra en la figura 23, un accesorio 2300 que puede llevarse puesto puede incluir un primer alojamiento 2302 tal como un accesorio que puede llevarse puesto que incluye uno o más LED 2304. El sistema de circuitos de iluminación que incluye un procesador 2306, controladores 2308, una fuente 2310 de alimentación y una entrada/salida 2312 son externos al primer alojamiento 2302 y pueden incluirse en un segundo alojamiento 2314. Se proporciona un enlace 2316 de modo que el sistema de circuitos de iluminación puede comunicar señales de activación a los LED 2304 dentro del primer alojamiento 2302. Esta configuración puede ser conveniente para aplicaciones en las que el primer alojamiento 2302 es un accesorio pequeño u otro accesorio que puede llevarse puesto que puede conectarse a un sistema de circuitos remoto, tal como, por ejemplo, en los botones de una camisa. Se apreciará que aunque la totalidad del sistema de circuitos iluminación excepto los LED 2304 se muestra como externo al primer alojamiento 2302, uno o más de los componentes pueden incluirse dentro del primer alojamiento 2302.
La figura 24 representa un zapato con cambio de color autónomo según los principios de la invención. Un zapato 2400 incluye una parte 2402 principal, un tacón 2404, una puntera 2406 y una suela 2408. La parte 2402 principal está adaptada para alojar un pie humano, y puede fabricarse de cualquier material adecuado para su uso en un zapato. El tacón 2402 puede formarse a partir de un material translúcido, difusor, y puede tener incrustado en el mismo un sistema tal como el descrito con referencia a las figuras 1 y 2A-2B. Además, o en vez, de un tacón 2402 con capacidad de cambio de color autónoma, otra parte del zapato 2400 puede incluir un sistema de cambio de color autónomo, tal como la puntera 2406, la suela 2408, o cualquier otra parte. Puede proporcionarse un par de zapatos, incluyendo cada uno un sistema de entrada/salida de modo que los dos zapatos pueden comunicarse entre sí para lograr efectos de cambio de color sincronizados. En una realización del zapato 2400, el sistema de circuitos puede colocarse dentro de una suela 2408 del zapato, con hilos para accionar los LED que están ubicados dentro del tacón 2404 o la puntera 2406, o ambos.
Tal como se apreciará a partir del ejemplo anterior, los sistemas dados a conocer en el presente documento pueden tener una gran aplicación a una variedad de objetos portátiles y ornamentales. La ropa que emplea los sistemas puede incluir abrigos, camisas, pantalones, prendas de vestir, zapatos, calzado, ropa de deporte, accesorios, joyería, mochilas, vestidos, sombreros, brazaletes, paraguas, collares para mascotas, maletas y etiquetas para maletas. Los objetos ornamentales que emplean los sistemas dados a conocer en el presente documento pueden incluir marcos de fotos, pisapapeles, tarjetas de regalo, lazos y paquetes para regalo.
Insignias con cambio de color y otras ropas pueden tener un efecto particular en determinados entornos. Por ejemplo, la insignia puede dotarse de un material translúcido, semitranslúcido u otro, y pueden disponerse uno o más LED para proporcionar iluminación del material. En una realización, la insignia contendrá al menos un LED rojo, uno azul y uno verde, y los LED se dispondrán para iluminar el borde del material. El material puede tener un patrón de tal manera que el patrón refleja la luz. El patrón puede gravarse en el material de tal manera que el patrón refleja la luz que se desplaza a través del material y el patrón parece brillar. Cuando se proporcionan los tres colores de LED, pueden crearse muchos efectos de cambio de color. Esto puede crear un efecto atractivo y puede atraer la atención hacia una persona que lleva la insignia, un instrumento útil para llamar la atención en un entorno de venta al por menor, en una feria comercial, cuando se venden artículos o servicios, o en cualquier otra situación en la que puede ser útil atraer la atención hacia uno mismo.
El principio de iluminar los bordes de una insignia para iluminar patrones grabados también puede aplicarse a otros dispositivos, tales como un signo iluminado en el borde. Puede alinearse una fila de LED para iluminar el borde de un material y el material puede tener un patrón. El material puede iluminarse en uno o más lados y puede usarse material reflectante en los bordes opuestos para evitar que la luz escape de los bordes. El material reflectante también tiende a uniformizar la iluminación de la superficie. Estos dispositivos también pueden iluminarse desde la parte posterior o iluminarse a través del material en lugar, o además, de iluminarse en los bordes.
La figura 25 representa un dispositivo de LED según la invención. El dispositivo 2500 puede incluir un procesador 2502 y uno o más LED 2504 en una configuración tal como la descrita con referencia a las figuras 1 y 2A-2B. El dispositivo 2500 puede adaptarse para su uso con carámbanos formados a partir de material que transmite la luz. Los carámbanos pueden ser simulaciones de carámbanos formados a partir de plástico, vidrio o algún otro material, y pueden fabricarse de una manera sumamente realista, detallada, o de una manera sumamente estilizada, abstracta. A continuación se describen varios carámbanos con cambio de color.
La figura 26 ilustra un carámbano 2600 iluminado, en el que se usa un dispositivo 2602 de iluminación de LED tal como el descrito en las figuras 1, 2A-2B y 25 para proporcionar la iluminación para un carámbano 2604. El carámbano 2604 puede formarse a partir de un material tal como un material semitransparente, un material semitranslúcido, un material transparente, plástico, papel, vidrio, hielo, un líquido congelado o cualquier otro material adecuado para formar un carámbano y propagar radiación de LED. El carámbano 2604 puede estar hueco, o puede ser un sólido formado a partir de material que transmite la luz. La iluminación desde el dispositivo 2602 de iluminación se dirige al carámbano 2604 y se acopla con el carámbano 2604. El material de carámbano puede tener imperfecciones para proporcionar diversos efectos de iluminación. Un efecto de este tipo se crea cuando un material principalmente transparente contiene un patrón de defectos. Los defectos pueden redirigir la luz que pasa a través o a lo largo del material, provocando que aparezcan puntos o zonas brillantes en el material iluminado. Si estas imperfecciones se fijan en un patrón, el patrón aparecerá brillante mientras que las demás zonas no aparecerán iluminadas. Las imperfecciones también pueden cubrir sustancialmente la superficie del carámbano 2604 para producir un aspecto congelado. Imperfecciones que cubren de manera sustancialmente uniforme la superficie del carámbano 2604 pueden crear un efecto de carámbano uniformemente iluminado.
El carámbano 2604 puede iluminarse con uno o más LED para proporcionar iluminación. Cuando se usa un LED, el carámbano 2604 puede iluminarse con un único color con intensidad variable o la intensidad puede ser fija. En una realización, el carámbano 2600 iluminado incluye más de un LED y en otra realización los LED son de diferentes colores. Proporcionando a un carámbano 2600 iluminado LED de diferentes colores, puede cambiarse el tono, la saturación y el brillo del carámbano 2600 iluminado. Los dos o más LED pueden usarse para proporcionar color aditivo. Si se usan dos LED en el carámbano 2600 iluminado con un sistema de circuitos para encender o apagar cada color, pueden producirse cuatro colores incluyendo el negro cuando no se proporciona energía a ninguno de los LED. Cuando se usan tres LED en el carámbano 2600 iluminado y cada LED tiene tres configuraciones de intensidad, hay 3^{3} ó 27 selecciones de color disponibles. En una realización, las señales de control de LED serán señales PWM con ocho bits (=128 combinaciones) de resolución. Usando tres LED de colores diferentes, esto proporciona 128^3 o 16,7 millones de colores disponibles.
La figura 27 ilustra una pluralidad de carámbanos que comparten una red. En una pluralidad de carámbanos 2700 iluminados cada uno incluye una interfaz de red para comunicarse a través de una red 2702, tal como cualquiera de las redes mencionadas anteriormente. La red 2704 puede proporcionar señales de control de iluminación a cada uno de la pluralidad de carámbanos 2700 iluminados, cada uno de los cuales puede ser direccionable de manera única. Cuando los carámbanos 2700 iluminados no son direccionables de manera única, puede difundirse información de control a todos los carámbanos 2700 iluminados. Una fuente 2706 de datos de control, tal como un ordenador o cualquiera de los demás controles mencionados anteriormente, puede proporcionar información de control a los carámbanos 2700 iluminados a través de un transceptor 2708 de red y la red 2704. Uno de los carámbanos 2700 iluminados también puede hacerse funcionar como un carámbano maestro, proporcionando información de control a los demás carámbanos 2700 iluminados, que pueden ser carámbanos esclavos. La red 2704 puede usarse de manera general para generar efectos de iluminación de cambio de color coordinados o no coordinados a partir de la pluralidad de carámbanos iluminados.
Uno o más de la pluralidad de carámbanos 2700 iluminados también puede funcionar en un modo independiente, y generar efectos de cambio de color por separado de los demás carámbanos 2700 iluminados. Los carámbanos 2700 iluminados pueden programarse, a través de la red 2704, por ejemplo, con una pluralidad de rutinas de control de iluminación que debe seleccionar el usuario tales como diferentes colores lisos, colores que cambian lentamente, colores que cambian rápidamente, luz estroboscópica, o cualquier otra rutina de iluminación. El interruptor de selector puede usarse para seleccionar el programa. Otro procedimiento de selección de un programa será apagar la alimentación al carámbano y después volver a encenderla en el plazo de un periodo de tiempo predeterminado. Por ejemplo, puede usarse memoria no volátil para proporcionar un carámbano que recuerda el último programa que estaba ejecutándose antes de apagar la alimentación. Puede usarse un condensador para mantener una línea de señal alta durante 10 segundos y si se pasa por un ciclo de alimentación en el plazo de ese periodo, el sistema puede programarse para saltar al siguiente programa. Si el ciclo de alimentación tarda más de 10 segundos, el condensador descarga por debajo del nivel de señal alta y vuelve a llamarse al programa anterior tras volver a proporcionar energía al sistema. Se conocen otros procedimientos para pasar por un ciclo a través de programas o modos de operación, y pueden adaptarse de manera adecuada a los sistemas descritos en el presente documento.
La figura 28 representa un carámbano 2800 que tiene una pestaña 2802. La pestaña 2802 puede permitir montar fácilmente el carámbano 2800. En una realización, la pestaña 2802 se usa de tal manera que la pestaña se acopla con un reborde 2808 mientras que la parte restante del carámbano 2800 cuelga a través de un orificio formado por el reborde 2808. Este procedimiento de fijación es útil cuando los carámbanos pueden colgar a través de orificios existentes o pueden realizarse orificios en la zona en la que deben presentarse los carámbanos 2800. Se conocen otros procedimientos de fijación, y pueden adaptarse para usarse con la invención.
La figura 29 muestra un carámbano según los principios de la invención. Puede disponerse una pluralidad de LED 2900 en un anillo 2902. El anillo 2902 puede acoplarse a una pestaña 2904 de un carámbano 2906. Dispuestos de esta manera, los LED 2900 pueden radiar iluminación que se transmite a través del carámbano 2906. Si el anillo 2902 está conformado y dimensionado de modo que los LED 2900 se acoplan directamente con la pestaña 2904, entonces el carámbano 2906 se iluminará en los bordes. En vez de eso, el anillo 2902 puede tener un diámetro menor que el de la pestaña 2904, de modo que los LED 2900 radian al interior de una cavidad 2908 hueca en el carámbano 2906, o sobre la superficie superior del carámbano 2906 si el carámbano 2906 se forma a partir de un material sólido.
La figura 30 representa un carámbano 3000 sólido que puede estar en forma de una vara o en cualquier otra forma adecuada, con uno o más LED 3002 colocados para proyectar luz al interior del carámbano 3000 sólido.
La figura 31 representa una cuerda luminosa según los principios de la invención. La cuerda 3100 luminosa puede incluir una pluralidad de LED o subsistemas 3102 de LED según la descripción proporcionada con referencia a las figuras 1 y 2A-2B. En una realización, pueden envasarse juntas tres matrices de LED de diferentes colores en cada subsistema 3102 de LED, pudiendo controlarse individualmente cada matriz. Puede disponerse una pluralidad de estos subsistemas 3102 de LED dentro de un tubo 3102 que es flexible y semitransparente. Los subsistemas 3102 de LED pueden separarse a lo largo del tubo 3104, por ejemplo, a intervalos uniformes de cada seis pulgadas, y dirigirse a lo largo de un eje 3106 del tubo 3104. Los subsistemas 3102 de LED pueden controlarse mediante cualquiera de los sistemas y procedimientos descritos anteriormente. En una realización, varios subsistemas 3102 de LED pueden controlarse mediante una señal común, de modo que una longitud de tubo 3104 de varios pies o más puede parecer cambiar de color a la vez. El tubo 3104 puede moldearse para parecerse a una cuerda, u otro objeto o material cilíndrico. Los subsistemas 3102 de LED pueden disponerse dentro del tubo 3104 en anillos u otros patrones asimétricos o geométricos. Los subsistemas 3102 de LED también pueden alinearse para iluminar el borde del tubo 3104, tal como se describió anteriormente. Puede proporcionarse un filtro o una película sobre una superficie exterior o una superficie interior del tubo 3104 para crear efectos visuales agradables.
Otros productos de consumo pueden realizarse usando los sistemas y procedimientos descritos en el presente documento. Un martillo puede generar efectos de cambio de color en respuesta a golpear un clavo; un cronómetro de cocina puede generar efectos de cambio de color en respuesta a una cuenta atrás, un bolígrafo puede generar efectos de cambio de color en respuesta al acto de escribir con el mismo, o un abrelatas eléctrico puede generar efectos de cambio de color cuando se activa. Aunque la invención se ha dado a conocer en relación con las realizaciones preferidas mostradas y descritas en detalle, diversas modificaciones y mejoras de las mismas resultarán fácilmente evidentes a los expertos en la técnica.

Claims (23)

1. Dispositivo de iluminación, que comprende:
un alojamiento (65, 155) adecuado para su uso con elementos de fijación de iluminación o enchufes de pared convencionales;
al menos dos LED (4) adaptados para producir al menos dos espectros diferentes;
una memoria (6) para almacenar al menos un programa de iluminación;
un procesador (2), acoplado a la memoria (6), para ejecutar al menos un programa (8, 9, 10, 11) de iluminación almacenado en la memoria (6) y para emitir al menos una señal de control basándose en el al menos un programa (8, 9, 10, 11) de iluminación ejecutado; y
al menos un controlador (3), acoplado al procesador (2), para controlar independientemente la alimentación suministrada a los al menos dos LED (4) basándose en la al menos una señal de control,
en el que cada LED (4) tiene una pluralidad de ajustes de intensidad,
el controlador (3) está dispuesto para controlar la intensidad relativa de los al menos dos LED (4),
el dispositivo de iluminación comprende además un material (40) configurado para recibir la luz emitida desde la pluralidad de LED (4) para hacer que el material presente visualmente un color que es una combinación de los al menos dos espectros diferentes de la pluralidad de LED (4), formando el material (40) al menos una parte del alojamiento, y
los LED (4), el procesador (2), la memoria (6) y el controlador (3) están encerrados por el alojamiento (65, 155) del dispositivo de iluminación,
caracterizado porque el al menos un programa de iluminación almacenado en la memoria dentro del alojamiento del dispositivo de iluminación define un efecto de iluminación de cambio de color y está configurado para funcionar de manera autónoma para producir el efecto de iluminación de cambio de color y el dispositivo de iluminación está dotado de uno de:
una interfaz (1) de usuario en su alojamiento para controlar el funcionamiento del procesador (2), estando adaptada la interfaz de usuario para permitir que un usuario realice al menos uno de lo siguiente:
o
un receptor configurado para recibir información de control desde un controlador (102) remoto que comprende una interfaz de usuario para realizar al menos uno de lo siguiente:
seleccionar un programa (8, 9, 10, 11) de iluminación deseado almacenado en la memoria para su ejecución por el procesador (2); y
modificar la ejecución de al menos un programa (8, 9, 10, 11) de iluminación.
2. Dispositivo de iluminación según la reivindicación 1, en el que el al menos un programa (8, 9, 10, 11) de iluminación ejecutado incluye al menos un parámetro ajustable, en el que el al menos un programa (8, 9, 10, 11) de iluminación ejecutado está dispuesto para hacer que los LED (4) produzcan un efecto de iluminación según el al menos un parámetro ajustable cuando se ejecuta por el procesador (2), y en el que:
la interfaz (1) de usuario está adaptada para permitir al usuario ajustar el al menos un parámetro ajustable del al menos un programa (8, 9, 10, 11) de iluminación ejecutado.
3. Dispositivo de iluminación según la reivindicación 1, en el que la interfaz de usuario consiste en un único botón.
4. Dispositivo de iluminación según la reivindicación 1, en el que la interfaz de usuario consiste en dos botones.
5. Dispositivo de iluminación según la reivindicación 1, en el que la interfaz de usuario incluye una entrada de usuario ajustable.
6. Dispositivo de iluminación según la reivindicación 1, en el que la interfaz de usuario incluye al menos uno de un botón, un disco graduado, un control deslizante, un pulsador, un interruptor, un interruptor variable, un selector variable y un teclado numérico.
7. Dispositivo de iluminación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el al menos un programa (8, 9, 10, 11) de iluminación ejecutado incluye al menos un programa de iluminación dinámica que tiene al menos un parámetro ajustable, en el que el al menos un programa de iluminación dinámica, cuando se ejecuta por el procesador, está dispuesto para hacer que los LED produzcan un efecto de iluminación dinámica según el al menos un parámetro ajustable, y en el que:
la interfaz de usuario está adaptada para permitir al usuario ajustar el al menos un parámetro ajustable del al menos un programa de iluminación dinámica.
8. Dispositivo de iluminación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la interfaz (1) de usuario está adaptada para emitir al menos una de una señal de nivel lógico alto y señal de nivel lógico bajo al procesador (2), y en el que el procesador (2) está adaptado para seleccionar al menos un programa (8, 9, 10, 11) de iluminación de la memoria (6) tras la recepción de la señal emitida por la interfaz (1) de usuario.
9. Dispositivo de iluminación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la interfaz (1) de usuario está adaptada para emitir al menos una de una señal de nivel lógico alto y señal de nivel lógico bajo al procesador (2), y en el que el procesador (2) está adaptado para ajustar al menos un parámetro del al menos un programa (8, 9, 10, 11) de iluminación tras la recepción de la señal emitida por la interfaz (1) de usuario.
10. Dispositivo de iluminación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el procesador (2) comprende además un cronómetro para medir una duración de una señal emitida por la interfaz (1) de usuario, y en el que el procesador (2) está adaptado para ajustar al menos un parámetro del al menos un programa (8, 9, 10, 11) de iluminación tras la recepción de una señal emitida por la interfaz (1) de usuario que tiene una duración predeterminada.
11. Dispositivo de iluminación según la reivindicación 10, en el que el procesador (2) está adaptado para cambiar continuamente el al menos un parámetro hasta que cambia la señal emitida por la interfaz (1) de usuario.
12. Dispositivo de iluminación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material (40) comprende al menos uno de un material semitransparente, un material translúcido, un material difusor de luz y un material transparente.
13. Dispositivo de iluminación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el controlador (3) incluye al menos uno de un modulador de ancho de impulso, un modulador de amplitud de impulso, un modulador de desplazamiento de impulso, una escala de resistencias, una fuente de corriente, una fuente de tensión, una escala de tensión, un interruptor, un transistor y un controlador de tensión.
14. Dispositivo de iluminación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la interfaz (1) de usuario comprende un codificador para emitir una señal de codificador, y en el que el procesador (2) está adaptado para realizar al menos uno de seleccionar al menos un programa (8, 9, 10, 11) de iluminación y ajustar al menos un parámetro de al menos un programa (8, 9, 10, 11) de iluminación tras la recepción de la señal de codificador.
15. Dispositivo de iluminación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un convertidor analógico a digital, en el que:
la interfaz (1) de usuario está adaptada para generar una señal analógica;
el convertidor analógico a digital está dispuesto para convertir la señal analógica en una señal digital; y
la señal digital se comunica al procesador (2) durante el funcionamiento del dispositivo de iluminación.
16. Dispositivo de iluminación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un convertidor de alimentación para proporcionar alimentación para al menos uno del procesador (2) y los al menos dos LED (4).
17. Dispositivo de iluminación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un elemento de almacenamiento de energía asociado con una fuente de alimentación, en el que:
el elemento de almacenamiento de energía está adaptado para emitir un ciclo lógico al procesador (2), incluyendo el ciclo lógico al menos una de una primera señal lógica que tiene un primer estado lógico y una segunda señal lógica que tiene un segundo estado lógico y que se define mediante una transición desde el primer estado lógico hasta el segundo estado lógico y luego de nuevo al primer estado lógico; y
el procesador (2) está adaptado para seleccionar al menos un programa (8, 9, 10, 11) de iluminación de la memoria (6) tras la recepción del ciclo lógico en el plazo de un periodo de tiempo predeterminado.
18. Dispositivo de iluminación según la reivindicación 17, en el que el elemento de almacenamiento de energía incluye al menos uno de un condensador, una memoria no volátil, un relé y un dispositivo de almacenamiento.
19. Dispositivo de iluminación según la reivindicación 17 ó 18, en el que el al menos un programa de iluminación incluye un último programa que estaba ejecutándose por el procesador antes de dejar de proporcionar energía al dispositivo, en el que la memoria incluye al menos una de una memoria no volátil y una memoria soportada por batería, y en el que el procesador está adaptado para seleccionar el último programa tras volver a proporcionar energía al dispositivo tras un periodo de tiempo predeterminado.
20. Dispositivo de iluminación según una cualquiera o las reivindicaciones anteriores, en el que cuando se proporciona la interfaz (1) de usuario en el controlador (102) remoto, el receptor en el dispositivo de iluminación está configurado para recibir comunicaciones desde la interfaz (1) de usuario a través de al menos una de una transmisión electromagnética, una transmisión acústica, una transmisión por hilo y una transmisión por cable.
21. Dispositivo de iluminación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una conexión de alimentación, en el que la conexión de alimentación incluye al menos uno de un enchufe, una base de dos clavijas y una base roscada.
22. Dispositivo de iluminación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un dispositivo de monitorización, asociado con el procesador (2), para monitorizar la alimentación al dispositivo de iluminación.
23. Dispositivo de iluminación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, siendo el dispositivo de iluminación una bombilla o lámpara proyectora de luz concentrada.
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