ES2451271T3 - Métodos y aparato de iluminación controlada - Google Patents

Abstract

Aparato que comprende: una unidad (100) de iluminación basada en LED; y un casquillo (5602) configurado para alojar la unidad (100) de iluminación basada en LED y permitir que se retire y sustituya la unidad de iluminación basada en LED, teniendo la unidad (100) de iluminación basada en LED forma de bombilla que está adaptada para insertarse en el casquillo (5602); en el que la unidad de iluminación basada en LED incluye al menos dos LED adaptados respectivamente para generar una radiación de colores diferentes; y en el que el casquillo (5602) incluye una memoria para almacenar señales (114) de control de iluminación para establecer un color o temperatura de color particular de la unidad (100) de iluminación basada en LED, y un procesador (102) configurado para procesar las señales de control de iluminación para ordenar el color o temperatura de color de la unidad (100) de iluminación basada en LED controlando independientemente las intensidades respectivas de la luz generada por los al menos dos LED.

Description

Métodos y aparato de iluminación controlada.

Antecedentes

Los expertos en la técnica conocen métodos y sistemas para proporcionar una iluminación de color controlado. Tales métodos y sistemas pueden beneficiarse de un control mejorado con respecto a la iluminación, incluyendo un control habilitado por combinaciones diferentes de fuentes de luz, protocolos de control diferentes, instalaciones ópticas, programas de software, configuraciones de sistema de iluminación y otras mejoras.

Sumario

En el presente documento se proporciona un aparato tal como se menciona en la reivindicación 1. Se mencionan características opcionales del aparato en las reivindicaciones 2 a 7

El documento US 6.211.626 B1 da a conocer un control de corriente para un conjunto de iluminación, que puede ser un conjunto de iluminación de LED, puede ser un control de corriente modulado por ancho de pulsos (“PWM”) u otra forma de control de corriente en el que cada unidad con la corriente controlada puede direccionarse de manera única y puede recibir información de color de iluminación en una red de iluminación por ordenador. Una realización dada a conocer en el mismo incluye una configuración de red de árbol binario de unidades (nodos) de iluminación. Otra realización dada a conocer en el mismo comprende un alojamiento con disipación de calor, hecho de un material termoconductor, para alojar el conjunto de iluminación.

El documento WO 00/76034 A1 da a conocer una red de transmisión de datos inalámbrica, que comprende al menos una farola con un transceptor que constituye un nodo en dicha red. El transceptor comprende un circuito de control para una lámpara. También se describe en el mismo un método para la administración remota de la iluminación en una red, además de una farola equipada con un transceptor y una caja de conexiones que puede estar montada en una farola tradicional, definiendo un nodo en dicha red.

Tal como se usa en el presente documento a efectos de la presente descripción, debe entenderse que el término “LED” incluye cualquier diodo emisor de luz u otro tipo de sistema basado en unión/inyección de portadora que puede generar radiación en respuesta a una señal eléctrica. Por tanto, el término LED incluye, pero no se limita a, diversas estructuras basadas en semiconductores que emiten luz en respuesta a corriente, polímeros emisores de luz, tiras emisoras de luz, tiras electroluminiscentes y similares.

En particular, el término LED se refiere a diodos emisores de luz de todo tipo (incluyendo diodos emisores de luz orgánicos y semiconductores) que pueden estar configurados para generar radiación en uno o más del espectro infrarrojo, el espectro ultravioleta y diversas partes del espectro visible (incluyendo generalmente longitudes de onda de radiación desde aproximadamente 400 nanómetros hasta aproximadamente 700 nanómetros). Algunos ejemplos de LED incluyen, pero no se limitan a, diversos tipos de LED infrarrojos, LED ultravioletas, LED rojos, LED azules, LED verdes, LED amarillos, LED ámbar, LED naranjas y LED blancos (comentados a continuación más adelante). Debe apreciarse que los LED pueden estar configurados para generar radiación que tiene diversos anchos de banda para un espectro dado (por ejemplo, ancho de banda estrecho, ancho de banda amplio).

Por ejemplo, una implementación de un LED configurado para generar esencialmente luz blanca (por ejemplo, un LED blanco) puede incluir varios dados que emiten respectivamente diferentes espectros de luminiscencia que, en combinación, se mezclan para formar esencialmente luz blanca. En otra implementación, un LED de luz blanca puede estar asociado con un material fósforo que convierte la luminiscencia que tiene un primer espectro a un segundo espectro diferente. En un ejemplo de esta implementación, la luminiscencia que tiene una longitud de onda relativamente corta y un espectro de ancho de banda estrecho “bombea” el material fósforo, que a su vez irradia una radiación de longitud de onda más larga que tiene un espectro algo más amplio.

También debe entenderse que el término LED no limita el tipo de paquete físico y/o eléctrico de un LED. Por ejemplo, tal como se comentó anteriormente, un LED puede referirse a un único dispositivo emisor de luz que tiene múltiples dados que están configurados para emitir respectivamente espectros diferentes de radiación (por ejemplo, que pueden o no ser controlables individualmente). Además, un LED puede estar asociado con un fósforo que se considera parte integral del LED (por ejemplo, algunos tipos de LED blancos). En general, el término LED puede referirse a LED empaquetados, a LED no empaquetados, a LED de montaje superficial, a LED de chip sobre placa, a LED en paquete radial, a LED en paquete de potencia, a LED que incluyen algún tipo de recubrimiento y/o elemento óptico (por ejemplo, una lente difusora), etc.

Debe entenderse que el término “fuente de luz” se refiere a una cualquiera o más de una variedad de fuentes de radiación, incluyendo, pero sin limitarse a, fuentes basadas en LED tal como se definió anteriormente, fuentes incandescentes (por ejemplo, lámparas de filamento, lámparas halógenas), fuentes fluorescentes, fuentes fosforescentes, fuentes de descarga de alta intensidad (por ejemplo, lámparas de vapor de sodio, de vapor de mercurio y de haluro metálico), láseres, otros tipos de fuentes luminiscentes, fuentes electroluminiscentes, fuentes piroluminiscentes (por ejemplo, llamas), fuentes luminiscentes de vela (por ejemplo, manguitos incandescentes para gas, fuentes de radiación de arco de carbono), fuentes fotoluminiscentes (por ejemplo, fuentes de descarga gaseosa), fuentes luminiscentes catódicas que usan saturación electrónica, fuentes galvanoluminiscentes, fuentes cristaloluminiscentes, fuentes cineluminiscentes, fuentes termoluminiscentes, fuentes triboluminiscentes, fuentes sonoluminiscentes, fuentes radioluminiscentes y polímeros luminiscentes.

Una fuente de luz dada puede estar configurada para generar radiación electromagnética dentro del espectro visible, fuera del espectro visible, o una combinación de ambos. Por tanto, los términos “luz” y “radiación” se usan de manera intercambiable en el presente documento. Adicionalmente, una fuente de luz puede incluir como componente integral uno o más filtros (por ejemplo, filtros de color), lentes u otros componentes ópticos. Además, debe entenderse que las fuentes de luz pueden estar configuradas para una variedad de aplicaciones, incluyendo, pero sin limitarse a, indicación y/o iluminación. Una “fuente de iluminación” es una fuente de luz que está configurada particularmente para generar una radiación que tiene una intensidad suficiente para iluminar de manera eficaz un espacio interior o exterior.

Debe entenderse que el término “espectro” se refiere a una cualquiera o más frecuencias (o longitudes de onda) de radiación producida por una o más fuentes de luz. Por consiguiente, el término “espectro” se refiere a frecuencias (o longitudes de onda) no sólo en el campo visible, sino también frecuencias (o longitudes de onda) en el área infrarroja, ultravioleta y otras áreas del espectro electromagnético global. Además, un espectro dado puede tener un ancho de banda relativamente estrecho (esencialmente pocas componentes de longitud de onda o frecuencia) o un ancho de banda relativamente ancho (varias componentes de longitud de onda o de frecuencia que tienen diversas intensidades relativas). Debe apreciarse que un espectro dado puede ser el resultado de una mezcla de dos o más espectros adicionales (por ejemplo, mezcla de radiación emitida respectivamente desde múltiples fuentes de luz).

A efectos de esta descripción, el término “color” se usa de manera intercambiable con el término “espectro.” Sin embargo, el término “color” se usa generalmente para referirse fundamentalmente a una propiedad de radiación que puede percibirse por un observador (aunque no se pretende que este uso limite el alcance de este término). Por consiguiente, los términos “colores diferentes” se refieren de manera implícita a espectros diferentes que tienen componentes de longitud de onda y/o anchos de banda diferentes. También debe apreciarse que el término “color” puede usarse en relación con luz tanto blanca y como no blanca.

El término “temperatura de color” se usa generalmente en el presente documento en relación con luz blanca, aunque no se pretende que este uso limite el alcance de este término. Temperatura de color se refiere esencialmente un contenido o matiz de color particular (por ejemplo, rojizo, azulado) de luz blanca. La temperatura de color de una muestra de radiación dada convencionalmente se caracteriza según la temperatura en grados Kelvin (K) de un radiador de cuerpo negro que irradia esencialmente el mismo espectro que la muestra de radiación en cuestión. La temperatura de color de luz blanca se encuentra generalmente dentro de un intervalo de desde aproximadamente 700 grados K (generalmente considerado la primera luz visible para el ojo humano) hasta por encima de 10.000 grados K.

Temperaturas de color inferiores indican generalmente luz blanca que tiene una componente roja más significativa o una “sensación más cálida”, mientras que temperaturas de color mayores indican generalmente luz blanca que tiene una componente azul más significativa o una “sensación más fría”. A modo de ejemplo, el fuego de madera quemada tiene una temperatura de color de aproximadamente 1.800 grados K, una bombilla incandescente convencional tiene una temperatura de color de aproximadamente 2848 grados K, la luz del día temprano por la mañana tiene una temperatura de color de aproximadamente 3.000 grados K y los cielos nublados al mediodía tienen una temperatura de color de aproximadamente 10.000 grados K. Una imagen a color vista bajo luz blanca que tiene una temperatura de color de aproximadamente 3.000 grados K tiene un tono relativamente rojizo, mientras que la misma imagen a color vista bajo luz blanca que tiene una temperatura de color de aproximadamente 10.000 grados K tiene un tono relativamente azulado.

Los términos “unidad de iluminación” y “luminaria” se usan de manera intercambiable en el presente documento para referirse a un aparato que incluye una o más fuentes de luz del mismo tipo o de tipos diferentes. Una unidad de iluminación dada puede tener una cualquiera de una variedad de disposiciones de montaje para la(s) fuente(s) de luz, disposiciones y formas de carcasa/alojamiento y/o configuraciones de conexión eléctrica y mecánica. Adicionalmente, una unidad de iluminación dada puede asociarse opcionalmente con (por ejemplo, incluir, acoplarse a y/o empaquetarse junto con) diversos componentes adicionales (por ejemplo, un conjunto de circuitos de control) en relación con el funcionamiento de la(s) fuente(s) de luz. Una “unidad de iluminación basada en LED” se refiere a una unidad de iluminación que incluye una o más fuentes de luz basadas en LED tal como se comentó anteriormente, solas o en combinación con otras fuentes de luz no basadas en LED.

Los términos “procesador” o “controlador” se usan en el presente documento de manera intercambiable para describir diversos aparatos en relación con el funcionamiento de una o más fuentes de luz. Un procesador o controlador puede implementarse en numerosas maneras, tal como con hardware dedicado, usando uno o más microprocesadores que se programan usando software (por ejemplo, microcódigo o firmware) para realizar las diversas funciones comentadas en el presente documento, o como combinación de hardware dedicado para realizar algunas funciones y microprocesadores programados y un conjunto de circuitos asociado para realizar otras funciones.

En diversas implementaciones, un procesador o controlador puede estar asociado con uno o más medios de almacenamiento (denominados de manera genérica en el presente documento “memoria”, por ejemplo, memoria informática volátil o no volátil tal como RAM, PROM, EPROM y EEPROM, discos flexibles, discos compactos, discos ópticos, cinta magnética, etc.). En algunas implementaciones, los medios de almacenamiento pueden estar codificados con uno o más programas que, cuando se ejecutan en uno o más procesadores y/o controladores, realizan al menos algunas de las funciones comentadas en el presente documento. Diversos medios de almacenamiento pueden ser fijos dentro de un procesador o controlador o pueden ser transportables, de manera que los uno o más programas almacenados en los mismos pueden cargarse en un procesador o controlador para implementar diversos aspectos de la presente invención comentados en el presente documento. Los términos “programa” o “programa informático” se usan en el presente documento en un sentido genérico para referirse a cualquier tipo de código informático (por ejemplo, software o microcódigo) que puede emplearse para programar uno

o más procesadores o controladores, incluyendo mediante recuperación de secuencias de instrucciones almacenadas.

El término “direccionable” se usa en el presente documento para referirse a un dispositivo (por ejemplo, una fuente de luz en general, una unidad de iluminación o luminaria, un controlador o procesador asociado con una o más fuentes de luz o unidades de iluminación, otros dispositivos relacionados no de iluminación, etc.) que está configurado para recibir información (por ejemplo, datos) destinada a múltiples dispositivos, incluyendo a sí mismo, y responder selectivamente a información particular destinada al mismo. El término “direccionable” se usa a menudo en relación con un entorno de red (o una “red”, comentada adicionalmente más adelante), en el que múltiples dispositivos están acoplados conjuntamente a través de algún medio o medios de comunicaciones.

En una implementación, uno o más dispositivos acoplados a una red pueden servir como controlador para uno o más dispositivos adicionales acoplados a la red (por ejemplo, en una relación maestro / esclavo). En otra implementación, un entorno de red puede incluir uno o más controladores dedicados que están configurados para controlar uno o más de los dispositivos acoplados a la red. Generalmente, múltiples dispositivos acoplados a la red pueden acceder, cada uno, a datos que están presentes en el medio o medios de comunicaciones; sin embargo, un dispositivo dado puede ser “direccionable” porque está configurado para intercambiar selectivamente datos con (es decir, recibir datos desde y/o transmitir datos a) la red, basándose en, por ejemplo, uno o más identificadores particulares (por ejemplo, “direcciones”) asignados al mismo.

El término “red” tal como se usa en el presente documento se refiere a cualquier interconexión de dos o más dispositivos (incluyendo controladores o procesadores) que facilita el transporte de información (por ejemplo para control de dispositivos, almacenamiento de datos, intercambio de datos, etc.) entre dos o más dispositivos cualesquiera y/o entre múltiples dispositivos acoplados a la red. Tal como se apreciará fácilmente, diversas implementaciones de redes adecuadas para interconectar múltiples dispositivos pueden incluir cualquiera de una variedad de topologías de red y emplear cualquiera de una variedad de protocolos de comunicación. Adicionalmente, en diversas redes según la presente invención, una conexión cualquiera entre dos dispositivos puede representar una conexión dedicada entre los dos sistemas, o alternativamente una conexión no dedicada. Además de transportar información destinada a los dos dispositivos, una conexión no dedicada de este tipo puede transportar información no destinada necesariamente a ninguno de los dos dispositivos (por ejemplo, una conexión de red abierta). Además, se apreciará fácilmente que diversas redes de dispositivos tal como se comenta en el presente documento pueden emplear uno o más enlaces inalámbricos, por hilo/cable y/o de fibra óptica para facilitar el transporte de información a través de la red.

El término “interfaz de usuario” tal como se usa en el presente documento se refiere a una interfaz entre un usuario humano o un operario y uno o más dispositivos, que permite una comunicación entre el usuario y el/los dispositivo(s). Ejemplos de interfaces de usuario que pueden emplearse en diversas implementaciones de la presente invención incluyen, pero no se limitan a, conmutadores, interfaces hombre-máquina, interfaces de operario, potenciómetros, botones, ruedas selectoras, elementos deslizantes, un ratón, un teclado, un teclado numérico, diversos tipos de controladores de juego (por ejemplo, joysticks), bolas de control de cursor (trackballs), pantallas de visualización, diversos tipos de interfaces gráficas de usuario (GUI), pantallas táctiles, micrófonos y otros tipos de sensores que pueden recibir alguna forma de estímulo generado por seres humanos y generar una señal en respuesta al mismo.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 ilustra un ejemplo de una unidad de iluminación que puede servir como dispositivo en un entorno de iluminación.

La figura 2 representa un sistema de iluminación con una pluralidad de unidades de iluminación y un controlador central.

La figura 3 representa diversas configuraciones de sistemas 100 de iluminación.

La figura 4 representa instalaciones ópticas para actuar ópticamente sobre la luz procedente de una unidad 100 de iluminación. La figura 5 representa otro ejemplo de una instalación óptica. La figura 6 representa un diagrama esquemático para una instalación óptica que se controla por un procesador junto

con un control de un sistema de iluminación, y que puede recibir una entrada desde un sensor. La figura 7 representa un actuador mecánico para cambiar el efecto operativo de una instalación óptica. La figura 8 representa otro sistema para accionar una instalación óptica para que cambie bajo el control de un

procesador.

La figura 9 representa otro sistema para accionar una instalación óptica para que cambie de configuración bajo el

control de un procesador.

La figura 10 representa una instalación óptica de espejo digital para reflejar la luz procedente un sistema de luz.

La figura 11 representa una instalación óptica de sistema de espejos giratorios.

La figura 12 representa una instalación óptica de válvula de luz de rejilla.

La figura 13 representa un modulador acustoóptico como instalación óptica.

La figura 14 representa un sistema de iluminación para reflejar luz sobre un objeto desde una amplia variedad de

ángulos de radiación. La figura 15 representa La figura 16 representa un ejemplo de una instalación óptica secundaria para conformar y dar forma a una emisión

de luz procedente de un sistema de iluminación. La figura 17 representa una configuración para un sistema de iluminación con una instalación óptica de tubos de luz. La figura 18 representa un sistema de mezclado de colores. La figura 19 representa una instalación óptica con una pluralidad de elementos cilíndricos. La figura 20 representa una instalación óptica de red de microlentes. La figura 21 representa otra configuración de una instalación óptica de red de microlentes. La figura 22 representa un material flexible que soporta una instalación óptica de red de microlentes. La figura 23 representa una configuración cilíndrica de una instalación óptica de red de microlentes flexible. La figura 24 representa un sistema para enrollar una instalación óptica de red de microlentes flexible. La figura 25 representa un diagrama de cromaticidad. La figura 26 representa un entorno de aeronave para un sistema de iluminación. La figura 27 representa un entorno interior de aeronave para un sistema de iluminación para usos diversos. La figura 28 representa un entorno de vehículo para un sistema de iluminación para usos diversos. La figura 29 representa un entorno para iluminar un objeto en exposición. La figura 30 representa una señal que incluye una o más unidades de iluminación. La figura 31 representa una señal exterior con una o más unidades de iluminación. La figura 32 representa otro ejemplo de un sistema de iluminación de señal.

La figura 33 representa un entorno médico para un sistema de iluminación. La figura 34 representa un objeto de arte bajo un sistema de iluminación. La figura 35 representa un objeto tridimensional bajo un sistema de iluminación. La figura 36 representa un objeto en primer plano y un fondo, ambos con sistemas de iluminación. La figura 37 representa una persona en un asiento bajo un sistema de iluminación. La figura 38 representa un sistema de iluminación en un entorno de armario. La figura 39 representa un sistema de iluminación para un objeto de un entorno de armario. La figura 40 representa un sistema de iluminación para un entorno de lugar de trabajo. La figura 41 representa un sistema de iluminación para un entorno de asientos. La figura 42 representa un sistema de iluminación para un entorno de entretenimiento. La figura 43 representa un sistema de iluminación para un entorno de cámara. La figura 44 representa un controlador de luz con un elemento deslizante y un conmutador. La figura 45 representa un controlador de luz con elementos deslizantes dobles y un conmutador. La figura 46 representa un controlador de luz con una rueda selectora. La figura 47 representa un controlador de luz de rueda selectora doble. La figura 48 es un diagrama esquemático para un sistema de control de red doméstica que controla un sistema de

iluminación. La figura 49 es un diagrama esquemático para una unidad de control de iluminación basada en rueda selectora. La figura 50 es un diagrama de flujo que muestra etapas para un control de iluminación que usa un atenuador que

tiene una memoria.

La figura 51 es un diagrama de flujo que muestra etapas para un control de iluminación basándose en modos almacenados. La figura 52 es un diagrama esquemático para un control de sistema de iluminación con entradas desde una red

informática. La figura 53 ilustra una unidad de iluminación con una rueda selectora para establecer una condición de iluminación. La figura 54 ilustra una unidad de iluminación con un elemento deslizante para establecer una condición de

iluminación.

La figura 55 ilustra una unidad de iluminación con un puerto para recibir datos para controlar una condición de iluminación. La figura 56 ilustra una unidad de iluminación con una base que incluye un procesador para controlar una condición

de iluminación.

La figura 57 es un diagrama de flujo que muestra etapas para permitir que sólo usuarios autorizados cambien una condición de iluminación. La figura 58 ilustra modos para controlar una condición de iluminación. La figura 59 es un diagrama de flujo que ilustra el uso de un algoritmo almacenado para actuar sobre datos para

activar un evento de iluminación. La figura 60 es un diagrama de flujo que ilustra la aplicación de algoritmos a condiciones detectadas para activar señales de control de iluminación.

La figura 61 es un diagrama de flujo con etapas para aplicar algoritmos de sincronización para controlar condiciones de iluminación.

La figura 62 es un diagrama esquemático que muestra repuestas del ojo a la luz.

La figura 63 es un diagrama esquemático que muestra ondas cuadradas para una señal de PWM.

La figura 64 es un diagrama esquemático que muestra ondas cuadradas para una señal de PAM/PWM.

La figura 65 es un diagrama esquemático que muestra un desplazamiento espectral en la salida de luz desde un LED como resultado de un desplazamiento de corriente.

La figura 66 es un diagrama esquemático que muestra un cambio espectral modulado en la salida de luz desde un LED basándose en una combinación de control de corriente y control de PWM.

La figura 67 es un diagrama esquemático que muestra una ampliación percibida de longitud de onda basándose en un control modulado de corriente y ancho de pulsos en un sistema de LED.

La figura 68 muestra un espectro puede resultar de modular múltiples LED tanto con corriente como con ancho de pulsos.

La figura 69 es un diagrama esquemático de un controlador que puede ofrecer tanto control de corriente y como control de PWM.

Descripción detallada

La figura 1 ilustra un ejemplo de una unidad 100 de iluminación que puede servir como dispositivo en un entorno de iluminación. Algunos ejemplos de unidades de iluminación basadas en LED similares a las descritas más adelante en relación con la figura 1 pueden encontrarse, por ejemplo, en la patente estadounidense n.º 6.016.038, publicada el 18 de enero de 2000 a nombre de Mueller et aI., titulada “Multicolored LED Lighting Method and Apparatus” (Método y aparato de iluminación de LED multicolor) y en la patente estadounidense n.º 6.211.626, publicada el 3 de abril de 2001 a nombre de Lys et aI., titulada “Illumination Components” (Componentes iluminados).

La unidad 100 de iluminación mostrada en la figura 1 puede usarse sola o junto con otras unidades de iluminación similares en un sistema de unidades de iluminación (por ejemplo, tal como se comenta adicionalmente más adelante en relación con la figura 2). Usada sola o en combinación con otras unidades de iluminación, la unidad 100 de iluminación puede emplearse en una variedad de aplicaciones que incluyen, pero no se limitan a, una iluminación de espacio interior o exterior en general, iluminación directa o indirecta de objetos o espacios, iluminación teatral o de otros efectos especiales/basada en entretenimiento, iluminación decorativa, iluminación orientada a la seguridad, iluminación vehicular, iluminación de expositores y/o mercancías (por ejemplo para publicidad y/o en entornos de puntos de venta/de consumo), sistemas de iluminación y comunicación combinados, etc., así como para diversos fines de indicación e información.

Adicionalmente, una o más unidades de iluminación similares a las descritas en relación con la figura 1 pueden implementarse en una variedad de productos que incluyen, pero no se limitan a, diversas formas de módulos de luz

o bombillas que tienen diversas formas y disposiciones de acoplamiento eléctrico/mecánico (incluyendo módulos de sustitución o “readaptación” o bombillas adaptadas para su uso en casquillos o portalámparas convencionales), así como una variedad de productos de consumo y/o para el hogar (por ejemplo, luces de noche, juguetes, juegos o componentes de juegos, componentes o sistemas de entretenimiento, utensilios, electrodomésticos, artículos de cocina, productos de limpieza, etc.).

La unidad 100 de iluminación mostrada en la figura 1 puede incluir una o más fuentes 104A, 104B, 104C y 104D de luz (colectivamente 104) en la que una o más de las fuentes de luz pueden ser una fuente de luz basada en LED que incluye uno o más diodos emisores de luz (LED) 104. Dos o más fuentes 104A, 104B, 104C y 104D de luz cualesquiera pueden estar adaptadas para generar radiación de colores diferentes (por ejemplo rojo, verde y azul, respectivamente). Aunque la figura 1 muestra cuatro fuentes 104A, 104B, 104C y 104D de luz, debe apreciarse que la unidad de iluminación no está limitada a este respecto, puesto que pueden emplearse números diferentes y diversos tipos de fuentes de luz (todas fuentes de luz basadas en LED, fuentes de luz basadas en LED y no basadas en LED en combinación, etc.) adaptadas para generar radiación de una variedad de colores diferentes, incluyendo esencialmente luz blanca, en la unidad 100 de iluminación, tal como se comenta adicionalmente más adelante.

Tal como se muestra en la figura 1, la unidad 100 de iluminación también puede incluir un procesador 102 que está configurado para emitir una o más señales de control para hacer funcionar las fuentes 104A, 104B, 104C y 104D de luz para generar diversas intensidades de luz desde las fuentes de luz. Por ejemplo, el procesador 102 puede estar configurado para emitir al menos una señal de control para cada fuente de luz para controlar independientemente la intensidad de la luz generada por cada fuente de luz. Algunos ejemplos de señales de control que pueden generarse por el procesador para controlar las fuentes de luz incluyen, pero no se limitan a, señales de pulsos modulados, señales moduladas por ancho de pulsos (PWM), señales moduladas por amplitud de pulsos (PAM), señales moduladas por desplazamiento de pulsos, señales de control analógico (por ejemplo, señales de control de corriente, señales de control de tensión), combinaciones y/o modulaciones de las señales anteriores, u otras señales de control. El procesador 102 puede controlar otro conjunto de circuitos dedicado (no mostrado en la figura 1), que a su vez controla las fuentes de luz para variar sus respectivas intensidades.

Sistemas de iluminación según esta memoria descriptiva pueden operar LED de una manera eficaz. Características de rendimiento de LED típicas dependen de la cantidad de corriente tomada por el LED. La eficacia óptima puede obtenerse a una corriente inferior que el nivel al que se produce un brillo máximo. Los LED se hacen funcionar normalmente muy por encima de su corriente operativa más eficaz para aumentar el brillo entregado por el LED mientras se mantiene una expectativa de vida razonable. Como resultado, puede proporcionarse una eficacia aumentada cuando el valor de corriente máximo de la señal de PWM puede ser variable. Por ejemplo, si la salida de luz deseada es menor que la salida requerida máxima puede reducirse el máximo de corriente y/o el ancho de señal de PWM. Esto puede dar como resultado una modulación por amplitud de pulsos (PAM), por ejemplo; sin embargo, el ancho y la amplitud de la corriente usada para hacer funcionar el LED pueden variarse para optimizar el rendimiento de LED. Por ejemplo, un sistema de iluminación también puede estar adaptado para proporcionar sólo control de amplitud de la corriente a través del LED. Aunque muchos de los ejemplos proporcionados en el presente documento describen el uso de PWM y PAM para hacer funcionar los LED, un experto en la técnica apreciará que hay muchas técnicas para llevar a cabo el control de LED descrito en el presente documento y, como tal, el alcance de la presente invención no está limitado por ninguna técnica de control. Es posible usar otras técnicas, tales como modulación por frecuencia de pulsos (PFM) o modulación por desplazamiento de pulsos (PDM), tal como en combinación con cualquiera o ambas de PWM y PAM.

La modulación por ancho de pulsos (PWM) implica suministrar una corriente sustancialmente constante a los LED durante periodos de tiempo particulares. Cuanto más corto sea el tiempo, o ancho de pulso, menor será el brillo que un observador observará en la luz resultante. El ojo humano integra la luz que recibe durante un periodo de tiempo y, a pesar de que la corriente a través del LED puede generar el mismo nivel de luz independientemente de la duración de pulso, el ojo percibirá pulsos cortos como “más atenuados” que pulsos más largos. La técnica de PWM se considera una de las técnicas preferidas para hacer funcionar LED, aunque la presente invención no está limitada a tales técnicas de control. Cuando dos o más LED de colores se proporcionan en un sistema de iluminación, los colores pueden mezclarse y pueden generarse muchas variaciones de colores cambiando la intensidad, o intensidad percibida, de los LED. En un ejemplo, se presentan tres colores de LED (por ejemplo, rojo, verde y azul) y cada uno de los colores se hace funcionar con PWM para variar su intensidad aparente. Este sistema permite la generación de millones de colores (por ejemplo, 16,7 millones de colores cuando se usa un control de 8 bits en cada uno de los canales de PWM).

En el ejemplo, los LED se modulan con PWM así como con modulación de la amplitud de la corriente que hace funcionar los LED (modulación por amplitud de pulsos, o PAM). La figura 15 ilustra una curva 1502 de eficacia de LED. Tal como puede observarse a partir de la figura 15, la eficacia de LED aumenta hasta un máximo seguido por una disminución de eficacia. Normalmente, los LED se hacen funcionar a un nivel de corriente más allá de su eficacia máxima para alcanzar un brillo superior mientras se mantiene una expectativa de vida aceptable. El objetivo normalmente es maximizar la salida de luz desde el LED mientras se mantiene una vida útil aceptable. Por ejemplo, los LED pueden hacerse funcionar con un máximo de corriente inferior cuando se desean intensidades menores. Todavía puede usarse PWM, pero la intensidad de corriente máxima también puede variarse dependiendo de la salida de luz deseada. Por ejemplo, para disminuir la intensidad de la salida de luz desde un punto operativo máximo tal como 1504, la amplitud de la corriente puede disminuirse hasta que se consiga la eficacia máxima. Si se desean reducciones adicionales en el brillo de LED puede reducirse la activación de PWM para reducir el brillo aparente.

Con referencia a la unidad 100 de iluminación, una o más de las fuentes 104A, 104B, 104C y 104D de luz mostradas en la figura 1 pueden incluir un grupo de múltiples LED u otros tipos de fuentes de luz (por ejemplo, diversas conexiones en paralelo y/o en serie de LED u otros tipos de fuentes de luz) que se controlan conjuntamente mediante el procesador 102. Adicionalmente, debe apreciarse que una o más de las fuentes 104A, 104B, 104C y 104D de luz pueden incluir uno o más LED que están adaptados para generar radiación que tiene cualquiera de una variedad de espectros (es decir, longitudes de onda o bandas de longitud de onda), incluyendo, pero sin limitarse a, diversos colores visibles (incluyendo esencialmente luz blanca), diversas temperaturas de color de luz blanca, ultravioleta o infrarrojo.

La unidad 100 de iluminación puede construirse y disponerse para producir una amplia gama de radiación de color variable. Por ejemplo, la unidad 100 de iluminación puede estar dispuesta particularmente de manera que la luz de intensidad variable controlada por procesador, generada por dos o más de las fuentes de luz, se combina para producir una luz de colores mezclados (incluyendo esencialmente luz blanca que tiene una variedad de temperaturas de color). En particular, el color (o temperatura de color) de la luz de colores mezclados puede variarse variando una o más de las intensidades respectivas de las fuentes de luz (por ejemplo, en respuesta a una o más señales de control emitidas por el procesador 102). Además, el procesador 102 puede estar configurado particularmente (por ejemplo, programado) para proporcionar señales de control a una o más de las fuentes de luz para generar una variedad de efectos de iluminación de múltiples colores (o de temperatura múltiples multicolores), variables en el tiempo (dinámicos) o estáticos.

Tal como se muestra en la figura 1, la unidad 100 de iluminación también puede incluir una memoria 114 para almacenar diversa información. Por ejemplo, la memoria 114 puede emplearse para almacenar uno o más programas de iluminación para su ejecución por el procesador 102 (por ejemplo, para generar una o más señales de control para las fuentes de luz), así como diversos tipos de datos útiles para generar radiación de color variable (por ejemplo, información de calibración, comentada adicionalmente más adelante). La memoria 114 también puede almacenar uno o más identificadores particulares (por ejemplo, un número de serie, una dirección, etc.) que pueden usarse o bien localmente o bien a nivel de sistema para identificar la unidad 100 de iluminación. Tales identificadores pueden programarse previamente por un fabricante, por ejemplo, y pueden ser o bien alterables o bien no alterables con posterioridad (por ejemplo, a través de algún tipo de interfaz de usuario ubicada en la unidad de iluminación, a través de uno o más datos o señales de control recibidos por la unidad de iluminación, etc.). Alternativamente, tales identificadores pueden determinarse en el momento de uso inicial de la unidad de iluminación in situ, y de nuevo pueden ser alterables o no alterables con posterioridad.

Un problema que puede surgir en relación con el control de múltiples fuentes de luz en la unidad 100 de iluminación de la figura 1, y el control de múltiples unidades 100 de iluminación en un sistema de iluminación (por ejemplo, tal como se comenta más adelante en relación con la figura 2), se refiere diferencias potencialmente perceptibles en la salida de luz entre fuentes de luz sustancialmente similares. Por ejemplo, dadas dos fuentes de luz prácticamente idénticas que se hacen funcionar por señales de control idénticas respectivas, la intensidad real de salida de luz por cada fuente de luz puede percibirse de manera diferente. Una diferencia de este tipo en la salida de luz puede atribuirse a diversos factores que incluyen, por ejemplo, ligeras diferencias de fabricación entre las fuentes de luz, desgaste normal a lo largo del tiempo de las fuentes de luz que puede alterar de manera diferente los espectros respectivos de la radiación generada, etc. A efectos del presente comentario, fuentes de luz para las que no se conoce una relación particular entre una señal de control y una intensidad resultante se denominan fuentes de luz “no calibradas”.

El uso de una o más fuentes de luz no calibradas en la unidad 100 de iluminación mostrada en la figura 1 puede dar como resultado la generación de luz que tiene un color o temperatura de color impredecible o “no calibrado”. Por ejemplo, se considera una primera unidad de iluminación que incluye una primera fuente de luz roja no calibrada y una primera fuente de luz azul no calibrada, controlada cada una por una señal de control correspondiente que tiene un parámetro ajustable en un intervalo desde cero hasta 255 (0-255). A efectos de este ejemplo, si la señal de control roja se establece a cero, se genera luz azul, mientras que si la señal de control azul se establece a cero, se genera luz roja. Sin embargo, si ambas señales de control se varían a partir de valores distintos de cero, puede producirse una variedad de colores que se perciben de manera diferente (por ejemplo, en este ejemplo, como mínimo, son posibles muchos matices diferentes de púrpura). En particular, quizás un color deseado particular (por ejemplo, lavanda) viene dado por una señal de control roja que tiene un valor de 125 y una señal de control azul que tiene un valor de 200.

Ahora se considera una segunda unidad de iluminación que incluye una segunda fuente de luz roja no calibrada sustancialmente similar a la primera fuente de luz roja no calibrada de la primera unidad de iluminación y una segunda fuente de luz azul no calibrada sustancialmente similar a la primera fuente de luz azul no calibrada de la primera unidad de iluminación. Tal como se comentó anteriormente, a pesar de que ambas fuentes de luz roja no calibradas se hacen funcionar por señales de control idénticas respectivas, la intensidad real de salida de luz por cada fuente de luz roja puede percibirse de manera diferente. De manera similar, a pesar de que ambas fuentes de luz azul no calibradas se hacen funcionar por señales de control idénticas respectivas, la intensidad real de salida de luz por cada fuente de luz azul puede percibirse de manera diferente.

Teniendo en cuenta lo anterior, debe apreciarse que si se usan múltiples fuentes de luz no calibradas en combinación en unidades de iluminación para producir una luz de colores mezclados tal como se comentó anteriormente, el color (o temperatura de color) observado de la luz producida por unidades de iluminación diferentes en condiciones de control idénticas puede percibirse de manera diferente. Específicamente, se considera de nuevo el ejemplo del “color lavanda” anterior; el “primer color lavanda” producido por la primera unidad de iluminación con una señal de control roja de 125 y una señal de control azul de 200 ciertamente puede percibirse diferente de un “segundo color lavanda” producido por la segunda unidad de iluminación con una señal de control roja de 125 y una señal de control azul de 200. Más generalmente, las unidades de iluminación primera y segunda generan colores no calibrados debido a sus fuentes de luz no calibradas.

En vista de lo anterior, en un ejemplo, la unidad 100 de iluminación incluye medios de calibración para facilitar la generación de luz que tiene un color calibrado (por ejemplo, predecible, reproducible) en cualquier momento dado. Los medios de calibración están configurados para ajustar la salida de luz de al menos algunas fuentes de luz de la unidad de iluminación para compensar diferencias perceptibles entre fuentes de luz similares usadas en unidades de iluminación diferentes.

Por ejemplo, en un ejemplo, el procesador 102 de la unidad 100 de iluminación está configurado para controlar una

o más de las fuentes 104A, 104B, 104C y 104D de luz para emitir radiación a una intensidad calibrada que corresponde sustancialmente de una manera predeterminada a una señal de control para la(s) fuente(s) de luz. Como resultado de mezclar radiación que tiene espectros diferentes e intensidades calibradas respectivas, se produce un color calibrado. En este ejemplo, se almacena al menos un valor de calibración para cada fuente de luz en la memoria 114 y el procesador está programado para aplicar los valores de calibración respectivos a las señales de control para las fuentes de luz correspondientes para generar las intensidades calibradas.

En este ejemplo, uno o más valores de calibración pueden determinarse una vez (por ejemplo, durante una fase de fabricación/prueba de unidad de iluminación) y almacenarse en la memoria 114 para su uso por el procesador 102. El procesador 102 puede estar configurado para derivar uno o más valores de calibración dinámicamente (por ejemplo periódicamente) con la ayuda de uno o más fotosensores, por ejemplo. El/los fotosensor(es) puede(n) ser uno o más componentes externos acoplados a la unidad de iluminación, o alternativamente puede(n) estar integrado(s) como parte de la propia unidad de iluminación. Un fotosensor es un ejemplo de una fuente de señal que puede estar integrada o asociada de otro modo con la unidad 100 de iluminación, y monitorizada por el procesador 102 en relación con el funcionamiento de la unidad de iluminación. Otros ejemplos de tales fuentes de señal se comentan adicionalmente más adelante, en relación con la fuente 124 de señal mostrada en la figura 1.

Un método a modo de ejemplo que puede implementarse por el procesador 102 para derivar uno o más valores de calibración incluye aplicar una señal de control de referencia a una fuente de luz, y medir (por ejemplo, a través de uno o más fotosensores) una intensidad de radiación así generada por la fuente de luz. El procesador puede programarse para realizar entonces una comparación de la intensidad medida y al menos un valor de referencia (por ejemplo, que representa una intensidad que se esperaría nominalmente en respuesta a la señal de control de referencia). Basándose en una comparación de este tipo, el procesador puede determinar uno o más valores de calibración para la fuente de luz. En particular, el procesador puede derivar un valor de calibración de manera que, cuando se aplica a la señal de control de referencia, la fuente de luz emite radiación que tiene una intensidad que corresponde al valor de referencia (es decir, la intensidad “esperada”).

Puede derivarse un valor de calibración para una gama completa de intensidades de salida/señal de control para una fuente de luz dada. Alternativamente, pueden derivarse múltiples valores de calibración para una fuente de luz dada (es decir, pueden obtenerse varias “muestras” de valor de calibración) que se aplican respectivamente a diferentes gamas de intensidad de salida/señal de control, para aproximar una función de calibración no lineal de manera lineal por tramos.

Tal como se muestra también en la figura 1, la unidad 100 de iluminación puede incluir opcionalmente una o más interfaces 118 de usuario que se proporcionan para facilitar cualquiera de varios ajustes o funciones seleccionables por el usuario (por ejemplo, generalmente controlar la salida de luz de la unidad 100 de iluminación, cambiar y/o seleccionar diversos efectos de iluminación programados previamente para que los genere la unidad de iluminación, cambiar y/o seleccionar diversos parámetros de efectos de iluminación seleccionados, establecer identificadores particulares tales como direcciones o números de serie para la unidad de iluminación, etc.). La comunicación entre la interfaz 118 de usuario y la unidad de iluminación puede llevarse a cabo a través de una transmisión por hilo o por cable, o inalámbrica.

En una implementación, el procesador 102 de la unidad de iluminación monitoriza la interfaz 118 de usuario y controla una o más de las fuentes 104A, 104B, 104C y 104D de luz basándose al menos en parte en una operación de la interfaz por parte del usuario. Por ejemplo, el procesador 102 puede estar configurado para responder a una operación de la interfaz de usuario originando una o más señales de control para controlar una o más de las fuentes de luz. Alternativamente, el procesador 102 puede estar configurado para responder seleccionando una o más señales de control programadas previamente almacenadas en la memoria, modificando señales de control generadas ejecutando un programa de iluminación, seleccionando y ejecutando un programa de iluminación nuevo desde la memoria, o influyendo de otro modo en la radiación generada por una o más de las fuentes de luz.

En particular, en una implementación, la interfaz 118 de usuario puede constituir uno o más conmutadores (por ejemplo, un interruptor de pared convencional) que interrumpe la potencia hacia el procesador 102. El procesador 102 está configurado para monitorizar la potencia según se controla por la interfaz de usuario, y a su vez controlar una o más de las fuentes 104A, 104B, 104C y 104D de luz basándose al menos en parte en una duración de una interrupción de potencia provocada por una operación de la interfaz de usuario. Tal como se comentó anteriormente, el procesador puede estar configurado particularmente para responder a una duración predeterminada de una interrupción de potencia, por ejemplo, seleccionando una o más señales de control programadas previamente almacenadas en la memoria, modificando señales de control generadas ejecutando un programa de iluminación, seleccionando y ejecutando un programa de iluminación nuevo desde la memoria, o influyendo de otro modo en la radiación generada por una o más de las fuentes de luz.

La figura 1 también ilustra que la unidad 100 de iluminación puede estar configurada para recibir una o más señales 122 desde una o más fuentes 124 de señal adicionales. El procesador 102 de la unidad de iluminación puede usar la(s) señal(es) 122, o bien sola(s) o bien en combinación con otras señales de control (por ejemplo, señales generadas ejecutando un programa de iluminación, una o más salidas desde una interfaz de usuario, etc.), para controlar una o más de las fuentes 104 de luz (104A, 104B, 104C y 104D) de una manera similar a la comentada anteriormente en relación con la interfaz de usuario.

Ejemplos de la(s) señal(es) 122 que pueden recibirse y procesarse por el procesador 102 incluyen, pero no se limitan a, una o más señales de audio, señales de vídeo, señales de potencia, diversos tipos de señales de datos, señales que representan información obtenida desde una red (por ejemplo, Internet), señales que representan alguna condición detectable/detectada, señales desde unidades de iluminación, señales que consisten en luz modulada, etc. La(s) fuente(s) 124 de señal puede(n) estar ubicada(s) remotamente con respecto a la unidad 100 de iluminación, o estar incluidas como componente de la unidad de iluminación. Por ejemplo, una señal desde una unidad 100 de iluminación podría enviarse a través de una red a otra unidad 100 de iluminación.

Algunos ejemplos de una fuente 124 de señal que puede emplearse en, o usarse en relación con, la unidad 100 de iluminación de la figura 1 incluyen cualquiera de una variedad de sensores o transductores que generan una o más señales 122 en respuesta a algunos estímulos. Ejemplos de tales sensores incluyen, pero no se limitan a, diversos tipos de sensores de condición de entorno, tales como sensores sensibles térmicamente (por ejemplo, de temperatura, infrarrojos), sensores de humedad, sensores de movimiento, fotosensores/sensores de luz (por ejemplo, sensores que son sensibles a uno o más espectros particulares de radiación electromagnética), sensores de sonido o vibración u otros transductores de presión/fuerza (por ejemplo, micrófonos, dispositivos piezoeléctricos) y similares.

Ejemplos adicionales de una fuente 124 de señal incluyen diversos dispositivos de medición/detección que monitorizan señales o características eléctricas (por ejemplo, tensión, corriente, potencia, resistencia, capacitancia, inductancia, etc.) o características químicas/biológicas (por ejemplo, acidez, presencia de uno o más agentes químicos o biológicos particulares, bacterias, etc.) y proporcionan una o más señales 122 basándose en valores medidos de las señales o características. Todavía otros ejemplos de una fuente 124 de señal incluyen diversos tipos de escáneres, sistemas de reconocimiento de imágenes, sistemas de reconocimiento de voz u otro sonido, sistemas de inteligencia artificial y de robótica y similares.

Una fuente 124 de señal también podría ser una unidad 100 de iluminación, un procesador 102 o uno cualquiera de muchos dispositivos de generación de señal disponibles, tales como reproductores multimedia, reproductores de MP3, ordenadores, reproductores de DVD, reproductores de CD, fuentes de señal de televisión, fuentes de señal de cámara, micrófonos, altavoces, teléfonos, teléfonos móviles, dispositivos de mensajería instantánea, dispositivos de SMS, dispositivos inalámbricos, dispositivos de organizador personal y muchos más.

La unidad 100 de iluminación mostrada en la figura 1 también puede incluir una o más instalaciones 130 ópticas para procesar ópticamente la radiación generada por las fuentes 104A, 104B, 104C y 104D de luz. Por ejemplo, una

o más instalaciones ópticas pueden estar configuradas para cambiar una o ambas de una distribución espacial y una dirección de propagación de la radiación generada. En particular, una o más instalaciones ópticas pueden estar configuradas para cambiar un ángulo de difusión de la radiación generada. Una o más instalaciones 130 ópticas pueden estar configuradas particularmente para cambiar de manera variable una o a ambas de una distribución espacial y una dirección de propagación de la radiación generada (por ejemplo, en respuesta a algunos estímulos eléctricos y/o mecánicos). Ejemplos de instalaciones ópticas que pueden estar incluidas en la unidad 100 de iluminación incluyen, pero no se limitan a, materiales reflectores, materiales de refracción, materiales translúcidos, filtros, lentes, espejos y fibras ópticas. La instalación 130 óptica también puede incluir un material fosforescente, un material luminiscente u otro material que pueda responder a o interaccionar con la radiación generada.

Tal como se muestra también en la figura 1, la unidad 100 de iluminación puede incluir uno o más puertos 120 de comunicación para facilitar el acoplamiento de la unidad 100 de iluminación a una variedad de otros dispositivos. Por ejemplo, uno o más puertos 120 de comunicación pueden facilitar el acoplamiento de múltiples unidades de iluminación conjuntamente como sistema de iluminación en red, en el que al menos algunas de las unidades de iluminación son direccionables (por ejemplo, tienen identificadores o direcciones particulares) y son sensibles a datos particulares transportados a través de la red.

En particular, en un entorno de sistema de iluminación en red, tal como se comenta en mayor detalle adicionalmente más adelante (por ejemplo, en relación con la figura 2), cuando se comunican datos a través de la red, el procesador 102 de cada unidad de iluminación acoplada a la red puede estar configurado para que sea sensible a datos particulares (por ejemplo, órdenes de control de iluminación) que pertenecen al mismo (por ejemplo, en algunos casos, según venga dictado por los identificadores respectivos de las unidades de iluminación en red). Una vez que un procesador dado identifica datos particulares destinados al mismo, puede leer los datos y, por ejemplo, cambiar las condiciones de iluminación producidas por sus fuentes de luz según los datos recibidos (por ejemplo, generando señales de control apropiadas para las fuentes de luz). La memoria 114 de cada unidad de iluminación acoplada a la red puede cargarse, por ejemplo, con una tabla de señales de control de iluminación que se corresponden con datos que recibe el procesador 102. Una vez que el procesador 102 recibe datos desde la red, el procesador puede consultar la tabla para seleccionar las señales de control que corresponden a los datos recibidos, y controlar las fuentes de luz de la unidad de iluminación de manera correspondiente.

El procesador 102 de una unidad de iluminación dada, esté o no acoplada a una red, puede estar configurado para interpretar instrucciones/datos de iluminación que se reciben en un protocolo de DMX (tal como se comenta, por ejemplo, en las patentes estadounidenses 6.016.038 y 6.211.626), que es un protocolo de órdenes de iluminación empleado convencionalmente en la industria de la iluminación para algunas aplicaciones de iluminación programables. Sin embargo, debe apreciarse que las unidades de iluminación adecuadas a efectos de la presente invención no están limitadas a este respecto, puesto que las unidades de iluminación según diversas realizaciones pueden estar configuradas para que sean sensibles a otros tipos de protocolos de comunicación para controlar sus fuentes de luz respectivas.

La unidad 100 de iluminación de la figura 1 puede incluir y/o estar acoplada a una o más fuentes 108 de potencia. Ejemplos de fuente(s) 108 de potencia incluyen, pero no se limitan a, fuentes de potencia de CA, fuentes de potencia de CC, baterías, fuentes de potencia basadas en potencia solar, fuentes de potencia termoeléctricas o basadas en mecánica y similares. Adicionalmente, la(s) fuente(s) 108 de potencia puede(n) incluir o estar asociada(s) con uno o más dispositivos de conversión de potencia que convierten la potencia recibida por una fuente de potencia externa a una forma adecuada para el funcionamiento de la unidad 100 de iluminación.

Aunque no se muestra explícitamente en la figura 1, la unidad 100 de iluminación puede implementarse en una cualquiera de varias configuraciones estructurales diferentes. Por ejemplo, una unidad de iluminación dada puede tener una cualquiera de una variedad de disposiciones de montaje para la(s) fuente(s) de luz, disposiciones de carcasa/alojamiento y formas para encerrar parcial o completamente las fuentes de luz, y/o configuraciones de conexión eléctrica y mecánica. En particular, una unidad de iluminación puede estar configurada como sustitución o “readaptación” para su acoplamiento eléctrico o mecánico a una disposición de casquillo o portalámparas convencional (por ejemplo, un casquillo roscado de tipo Edison, una disposición de luminaria halógena, una disposición de luminaria fluorescente, etc.).

Adicionalmente, una o más instalaciones ópticas tal como se comentó anteriormente pueden integrarse parcial o completamente con una disposición de carcasa/alojamiento para la unidad de iluminación. Además, una unidad de iluminación dada puede estar asociada opcionalmente con (por ejemplo, incluir, estar acoplada a y/o empaquetarse junto con) diversos componentes adicionales (por ejemplo, conjunto de circuitos de control. tal como el procesador y/o la memoria, uno o más sensores/transductores/fuentes de señal, interfaces de usuario, pantallas, fuentes de potencia, dispositivos de conversión de potencia, etc.) en relación con el funcionamiento de la(s) fuente(s) de luz.

La figura 2 ilustra un ejemplo de un sistema 200 de iluminación en red. En el ejemplo de la figura 2, varias unidades 100 de iluminación, similares a las comentadas anteriormente en relación con la figura 1, están acopladas entre sí para formar el sistema de iluminación en red. Sin embargo, debe apreciarse que la configuración particular y la disposición de unidades de iluminación mostrada en la figura 2 es para fines de ilustración únicamente, y que la invención no está limitada a la topología de sistema particular mostrada en la figura 2.

Adicionalmente, aunque no se muestra explícitamente en la figura 2, debe apreciarse que el sistema 200 de iluminación en red puede estar configurado de manera flexible para incluir una o más interfaces de usuario, así como una o más fuentes de señal tales como sensores/transductores. Por ejemplo, una o más interfaces de usuario y/o una o más fuentes de señal tales como sensores/transductores (tal como se comentó anteriormente en relación con la figura 1) pueden estar asociadas con una cualquiera o más de las unidades de iluminación del sistema 200 de iluminación en red. Alternativamente (o además de lo anterior), una o más interfaces de usuario y/o una o más fuentes de señal pueden implementarse como componentes “autónomos” en el sistema 200 de iluminación en red. Independientemente de que los componentes sean autónomos o estén asociados particularmente con una o más unidades 100 de iluminación, estos dispositivos pueden “compartirse” por las unidades de iluminación del sistema de iluminación en red. Expresado de otro modo, una o más interfaces de usuario y/o una o más fuentes de señal tales como sensores/transductores pueden constituir “recursos compartidos” en el sistema de iluminación en red que pueden usarse en relación con el control de una cualquiera o más de las unidades de iluminación del sistema.

Tal como se muestra en la figura 2, el sistema 200 de iluminación puede incluir uno o más controladores de unidad de iluminación (a continuación en el presente documento “LUC”) 208A, 208B, 208C y 208D, en el que cada LUC es responsable de comunicarse con y controlar en general una o más unidades 100 de iluminación acopladas al mismo. Aunque la figura 2 ilustra cuatro unidades 100 de iluminación acopladas en serie a un LUC dado, debe apreciarse que la invención no está limitada a este respecto, puesto que números diferentes de unidades 100 de iluminación pueden estar acopladas a un LUC dado en una variedad de configuraciones diferentes usando una variedad de medios y protocolos de comunicación diferentes.

En el sistema de la figura 2, cada LUC puede estar acoplado a su vez a un controlador 202 central que está configurado para comunicarse con uno o más LUC. Aunque la figura 2 muestra cuatro LUC acoplados al controlador 202 central a través de un dispositivo 204 de conmutación o acoplamiento, debe apreciarse que números diferentes de LUC pueden acoplarse al controlador 202 central. Adicionalmente, según diversas realizaciones de la presente invención, los LUC y el controlador central pueden estar acoplados entre sí en una variedad de configuraciones usando una variedad de medios y protocolos de comunicación diferentes para formar el sistema 200 de iluminación en red. Además, debe apreciarse que la interconexión de LUC y el controlador central, y la interconexión de unidades de iluminación a LUC respectivos, pueden llevarse a cabo de maneras diferentes (por ejemplo, usando configuraciones, medios de comunicación y protocolos diferentes).

Por ejemplo, el controlador 202 central mostrado en la figura 2 puede estar configurado para implementar comunicaciones basadas en Ethernet con los LUC, y a su vez los LUC pueden estar configurados para implementar comunicaciones basadas en DMX con las unidades 100 de iluminación. En particular, cada LUC puede estar configurado como controlador basado en Ethernet direccionable y, por consiguiente, puede ser identificable para el controlador 202 central a través de una dirección única particular (o un grupo único de direcciones) usando un protocolo basado en Ethernet. De esta manera, el controlador 202 central puede estar configurado para soportar comunicaciones de Ethernet por toda la red de LUC acoplados, y cada LUC puede responder a las comunicaciones destinadas al mismo. A su vez, cada LUC puede comunicar información de control de iluminación a una o más unidades de iluminación acopladas al mismo, por ejemplo, a través de un protocolo de DMX, basándose en las comunicaciones de Ethernet con el controlador 202 central.

Más específicamente, los LUC 208A, 208B, 208C y 208D mostrados en la figura 2 pueden estar configurados para ser “inteligentes” en el sentido de que el controlador 202 central puede estar configurado para comunicar órdenes de nivel superior a los LUC que tienen que interpretarse por los LUC antes de que pueda reenviarse información de control de iluminación a las unidades 100 de iluminación. Por ejemplo, un operario del sistema de iluminación puede desear generar un efecto de color cambiante que varía los colores de una unidad de iluminación a otra de tal manera que se genera la apariencia de un arcoíris de colores que se propaga (“efecto de persecución de arcoíris”), dada una colocación particular de unidades de iluminación unas con respecto a otras. En este ejemplo, el operario puede proporcionar una instrucción sencilla al controlador 202 central para llevar a cabo esto, y a su vez el controlador central puede comunicarse con uno o más LUC usando una orden de nivel alto de protocolo basado en Ethernet para generar un “efecto de persecución de arcoíris”. La orden puede contener información de sincronización, intensidad, matiz, saturación u otra información relevante, por ejemplo. Cuando un LUC dado recibe una orden de este tipo, puede interpretar entonces la orden para generar las señales de control de iluminación apropiadas que comunica entonces usando un protocolo de DMX a través de cualquiera de una variedad de técnicas de señalización (por ejemplo, PWM) a una o más unidades de iluminación que controla.

Debe apreciarse de nuevo que el ejemplo anterior de usar múltiples implementaciones de comunicación diferentes (por ejemplo, Ethernet/DMX) en un sistema de iluminación es para fines de ilustración únicamente, y que la invención no está limitada a este ejemplo particular.

Con referencia a la figura 3, pueden proporcionarse diversas configuraciones para las unidades 100 de iluminación, en cada caso con una instalación 120 de comunicaciones opcional. Las configuraciones incluyen una configuración 302 lineal (que puede ser curvilínea en realizaciones), una configuración 308 circular, una configuración 304 ovalada

o un conjunto de diversas configuraciones 302, 304, 308. Las unidades 100 de iluminación también pueden incluir una amplia variedad de colores de LED, en diversas mezclas, incluyendo LED rojos, verdes y azules para producir una mezcla de colores, así como uno o más LED adicionales para crear colores y temperaturas de color de luz blanca variables. Por ejemplo, los colores rojo, verde y azul pueden mezclarse con ámbar, blanco, UV, naranja, IR u otros colores de LED. Los LED ámbar y blancos pueden mezclarse para ofrecer colores y temperaturas de color de blanco variables. Cualquier combinación de colores de LED puede producir una gama de colores, independientemente de que los LED sean rojos, verdes, azules, ámbar, blancos, naranjas, UV o de otros colores. Los diversos ejemplos descritos a lo largo de toda esta memoria descriptiva abarcan todas las posibles combinaciones de LED en unidades 100 de iluminación, de modo que puede producirse luz de color, intensidad, saturación y temperatura de color variable bajo demanda bajo el control de un procesador 102. Combinaciones de LED con otros mecanismos, tales como fósforos, también están abarcadas en el presente documento.

Aunque se han propuesto mezclas de rojo, verde y azul para la luz debido a su capacidad de crear una amplia gama de colores mezclados de manera aditiva, la calidad de color general o la capacidad de representación cromática de tales sistemas no son ideales para todas las aplicaciones. Esto se debe fundamentalmente al ancho de banda estrecho de los emisores rojos, verdes y azules actuales. Sin embargo, fuentes de banda más ancha sí hacen posible una buena representación cromática, medida, por ejemplo, mediante el índice CRI convencional. En algunos casos esto puede requerir salidas espectrales de LED que no están disponibles actualmente. Sin embargo, se conoce que fuentes de luz de banda más amplia pasarán a estar disponibles, y tales fuentes de banda más ancha están abarcadas como fuentes para unidades 100 de iluminación descritas en el presente documento.

Adicionalmente, la adición de LED blancos (producidos normalmente a través de un LED azul o UV más un mecanismo de fósforo) sí proporciona un “mejor” blanco que todavía es limitativo en cuanto a la temperatura de color que puede controlarse o puede seleccionarse a partir de tales fuentes.

La adición de un blanco a una mezcla de rojo, verde y azul puede no aumentar la gama de colores disponibles, pero puede añadir una fuente de banda más amplia a la mezcla. La adición de una fuente ámbar a esta mezcla puede mejorar el color todavía más “completando” la gama también.

Estas combinaciones de fuentes de luz como unidades 100 de iluminación pueden ayudar a completar el espectro visible para reproducir fielmente espectros deseables de luces. Estos incluyen equivalentes de la luz del día amplios

o formas de onda más discretas que corresponden a otras fuentes de luz o propiedades de luz deseables. Propiedades deseables incluyen la capacidad de eliminar partes del espectro por motivos que pueden incluir entornos en los que se absorben o atenúan ciertas longitudes de onda. El agua, por ejemplo, tiende a absorber y atenuar la mayoría de colores de luz distintos del azul y el verde, de modo que aplicaciones bajo el agua pueden beneficiarse de luces que combinan fuentes azules y verdes para unidades 100 de iluminación.

Las fuentes de luz ámbar y blancas pueden ofrecer una fuente blanca con temperatura de color seleccionable, en la que la temperatura de color de la luz generada puede seleccionarse a lo largo de la curva de cuerpo negro mediante una línea que une las coordenadas de cromaticidad de las dos fuentes. La selección de temperatura de color es útil para especificar valores de temperatura de color particulares para la fuente de iluminación.

El naranja es otro color cuyas propiedades espectrales en combinación con una fuente de luz basada en LED blanco pueden usarse para proporcionar una luz de temperatura de color controlable a partir de una unidad 100 de iluminación.

La combinación de luz blanca con luz de otros colores como fuentes de luz para unidades 100 de iluminación puede ofrecer luces para usos diversos para muchas aplicaciones comerciales y domésticas, tales como en piscinas, spas, automóviles, interiores de edificios (comerciales y residenciales), aplicaciones de iluminación indirecta, tales como iluminación de huecos, iluminación de puntos de compra comerciales, aplicaciones de comercialización, juguetes, belleza, señales, aviación, marina, médica, submarinos, espacial, militar, de consumo, iluminación bajo armarios, muebles de oficina, paisajística, residencial incluyendo cocina, ‘cine en casa’, baño, grifos, comedores, terrazas, garaje, despacho, productos domésticos, habitaciones familiares, iluminación de panteones, museos, fotografía, aplicaciones artísticas, y muchas más.

Con referencia a la figura 4 y a las figuras posteriores, las fuentes 104 de luz (por ejemplo, sistemas de LED y la mayoría de luminarias) pueden utilizar instalaciones 130 ópticas fijas o estáticas así como dinámicas o variables para conformar y controlar el haz de luz desde la luminaria. En particular, una óptica variable proporciona un ajuste discreto o continuo de dispersión o ángulo de haz o simplemente el perfil del haz de luz emitido desde una luminaria. Las propiedades pueden incluir, pero no se limitan a, ajustar el perfil para superficies que varían en distancia desde la luminaria, tal como luminarias para baño de pared. En diversos ejemplos, la naturaleza variable de la óptica puede ajustarse manualmente, ajustarse mediante un control de movimiento o controlarse automáticamente de manera dinámica.

El accionamiento de una óptica variable puede ser a través de cualquier clase de actuador, tal como un motor eléctrico, un dispositivo piezoeléctrico, un actuador térmico, un motor, un giróscopo, un servomotor, una palanca, un engranaje, un sistema de engranajes, un accionamiento de tornillo sin fin, mecanismo de accionamiento, un volante de inercia, una rueda o una de las muchas técnicas ampliamente conocidas para un control de movimiento. Un control manual puede ser a través de un mecanismo de ajuste que varía la geometría relativa de la lente, materiales de difusión, superficies reflectantes o elementos de refracción. El mecanismo de ajuste puede usar un elemento deslizante, una palanca, tornillos u otros dispositivos mecánicos sencillos o combinaciones de dispositivos mecánicos sencillos. Un ajuste manual o ajuste de control de movimiento puede permitir la flexión de superficies ópticas para doblar y conformar la luz que se hace pasar por el sistema o reflejada o refractada por el sistema óptico.

El accionamiento también puede ser a través de un motor electromagnético o uno de muchos materiales y dispositivos de accionamiento. Instalaciones 130 ópticas también puede incluir otros actuadores, tales como dispositivos piezoeléctricos, dispositivos MEMS, actuadores térmicos, procesadores 102 y muchas otras formas de actuadores.

Puede usarse una amplia variedad de instalaciones 130 ópticas para controlar la luz. Tales dispositivos, como células de Bragg o películas holográficas pueden usarse como instalaciones 130 ópticas para variar la salida de una luminaria. Una célula de Bragg o modulador acustoóptico puede proporcionar el movimiento de luz sin ningún otro mecanismo de movimiento. La combinación de controlar el color (matiz, saturación y valor) así como la forma del haz de luz aporta una tremenda cantidad de control operativo a una fuente de luz. El uso de películas de polarización puede usarse para reducir el resplandor y permitir la iluminación y visualización de objetos que presentan superficies especulares, que son normalmente difíciles de ver. Lentes móviles y superficies conformadas que no forman imágenes pueden proporcionar trayectorias ópticas para guiar y conformar la luz.

En otros ejemplos, pueden manipularse superficies y formas rellenas de fluido para proporcionar una trayectoria óptica. En combinación con fuentes 104 de luz, tales formas pueden proporcionar propiedades ópticas variables a través de la superficie y el volumen del material relleno de fluido. El material relleno de fluido también puede proporcionar un mecanismo de disipación térmica para los elementos emisores de luz. El fluido puede ser agua, polímeros, silicona u otro líquido transparente o translúcido o un gas de cualquier tipo y mezcla con propiedades térmicas u ópticas deseables.

En otros ejemplos, formas rellenas, gelificadas, pueden usarse junto con fuentes 104 de luz para iluminar uniformemente dichas formas. La propagación y difusión de luz se lleva a cabo a través de la dispersión de la luz a través de la forma.

En otros ejemplos, sistemas de espejos giratorios tales como los usados en óptica láser para exploración (por ejemplo escáneres de códigos de barras o escáneres de terreno en 3D) pueden usarse para dirigir y mover un haz de luz. Esto, combinado con la capacidad de encender y apagar rápidamente una fuente 104 de luz, puede permitir que un haz de luz se disperse a través de un área más grande y cambie de colores para “dibujar” formas de patrones variables. Otras instalaciones 130 ópticas para desviar y cambiar patrones de luz se conocen y describen en la bibliografía. Incluyen métodos para una orientación del haz, tales como espejos mecánicos, accionados por motores paso a paso o galvanométricos y mecanismos robóticos más complejos para producir efectos temporales sofisticados o control estático tanto de color (HS&V) como de intensidad. Instalaciones 130 ópticas también incluyen moduladores acustoópticos que usan ondas acústicas generadas a través de dispositivos piezoeléctricos para controlar y orientar un haz de luz. También incluyen dispositivos de espejo digital y procesadores de luz digital, tales como los disponibles de Texas Instruments. También incluyen tecnología de válvula de luz de rejilla (GLV, grating light valve), así como desviación de luz digital inorgánica. También incluyen espejos dieléctricos, tales como los desarrollados en el Massachusetts Institute of Technology.

El control de forma y textura de la luz puede incluir no sólo el control de la forma del haz sino el control de la manera en la que la luz se modela a través del haz. Un ejemplo de uso de esta tecnología puede ser en comercialización visual, en la que podrían crearse “focos” de producto mientras que están reproduciéndose otros medios de manera coordinada. Voz superpuesta o música superpuesta o incluso vídeo pueden reproducirse durante el punto en el que el producto se destaca durante una presentación. Pueden usarse luces que se mueven y ‘bailan’ en combinación con fuentes de A/V para fines de comercialización visual.

Puede encontrarse material adicional acerca de instalaciones ópticas variables en los siguientes documentos y publicaciones: Optoelectronics, Fiber Optics, and Laser Cookbook de Thomas Petruzzellis 322 páginas; McGrawHill/TAB Electronics; ISBN: 0070498407; (1 de mayo de 1997); Digital Diffractive Optics: An Introduction to Planar Diffractive Optics and Related Technology de B. Kress. Patrick Meyrueis. John Wiley & Sons; ISBN: 0471984477; 1ª edición (25 de octubre de 2000); Optical System Design de Robert E. Fischer, Biljana Tadic-Galeb, McGraw-Hill Professional; ISBN: 0071349162; 1ª edición (30 de junio de 2000); y Feynman Lectures On Physics (Conjunto de 3 volúmenes) de Richard Phillips Feynman Addison-Wesley Pub Co; ISBN: 0201021153; (junio de 1970).

Instalaciones 130 ópticas también pueden comprender óptica secundaria, concretamente, óptica (plástico, vidrio, con formación de imágenes, sin formación de imágenes) añadida a una red de LED para conformar y dar forma a la emisión de luz. Puede usarse para dispersar, estrechar, difundir, difractar, refractar o reflectar la luz con el fin de crear una propiedad de salida diferente de la luz. Pueden ser fijas o variables. Pueden ser tubos de luz, lentes, guías de luz y fibras y cualquier otro material transmisor de luz.

En otros ejemplos, se usa una óptica sin formación de imágenes como instalación 130 óptica. La óptica sin formación de imágenes no usa lentes tradicionales. Usa superficies conformadas para difundir y dirigir la luz. Una cuestión fundamental en las luminarias que usan fuentes de luz discretas es mezclar la luz para reducir o eliminar sombras de colores y para producir una salida de luz uniforme y homogénea. Parte de la cuestión es el uso de superficies de alta eficacia que no absorben luz sino que rebotan y reflejan la luz en una dirección o de manera deseada. Pueden usarse instalaciones 130 ópticas para dirigir la luz para crear formas ópticas de iluminación a partir de unidades 100 de iluminación.

Las instalaciones 130 ópticas específicas son de una amplia variedad. La figura 4 representa un ejemplo de una instalación 130 óptica para actuar ópticamente sobre la luz procedente de una fuente 104 de luz. Un actuador 402 está incluido para accionar un cambio en el efecto óptico provocado por la instalación 130 óptica. Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 4, el actuador 402 puede ser un actuador electromecánico que cambia la dirección de la instalación 130 óptica, en este caso una lente 130. El actuador 402 se inclina, cambiando la dirección de la luz que recibe la instalación 130 óptica desde una fuente 104 de luz.

La figura 5 muestra otra forma de accionamiento mediante un actuador 402. En este caso, el actuador acciona un cambio en la instalación óptica, en este caso un cambio en el ancho de la lente 130. La lente puede incluir opcionalmente un fluido compresible, de modo que se expanda con el accionamiento. Con la expansión, el efecto óptico de la instalación 130 óptica es diferente de lo que era en el estado no expandido. El actuador 402 puede accionar un cambio de este tipo cambiando la temperatura del material incluido en la instalación óptica, cambiando mecánicamente una dimensión de la instalación 130 óptica, comprimiendo un gas u otro material fluido en la instalación 130 óptica, o similar. El actuador 402 puede estar bajo el control de un procesador o instalación similar. La instalación 130 óptica también puede inclinarse como el actuador 402 de la figura 4, de modo que puede crearse una amplia variedad de efectos ópticos, actuando en cada caso sobre la luz procedente de la fuente 104 de luz.

Con referencia a la figura 6, se usa un procesador 102 para operar tanto una fuente 104 de luz como el actuador 402 de la instalación 130 óptica. Opcionalmente, podrían usarse dos procesadores 102 junto con los dos elementos. El procesador 102 está en conexión operativa con una fuente 124 de señal, de modo que el procesador 102 puede recibir una entrada desde la fuente 124 de señal (y, opcionalmente, operar en un bucle de retroalimentación con la fuente 124 de señal). En ejemplos, la fuente 124 de señal es un sensor. Por tanto, el procesador 102 puede proporcionar señales de control a la fuente 104 de luz y al actuador 402, para coordinar la fuente 104 de luz con la instalación 130 óptica para producir un tipo deseado de iluminación o presentación. Por ejemplo, el actuador 402 puede usarse para ajustar el ángulo del haz de luz proveniente de la fuente 104 de luz, para difundir la luz a través de un parte dada de una superficie, tal como una pared. En ejemplos, la fuente 104 de luz puede formar parte de un sistema de iluminación lineal, tal como un sistema de luces de cornisa, estableciendo la instalación 130 óptica el ángulo de la luz procedente del sistema de luces de cornisa para que se difunda suavemente a través de una pared, proporcionando un baño de color en la pared.

Pueden usarse muchos tipos de fuentes 124 de señal para detectar cualquier condición o emitir cualquier clase de señal, tal como temperatura, fuerza, electricidad, flujo térmico, tensión, corriente, campo magnético, cabeceo, alabeo, guiñada, aceleración, fuerzas de rotación, viento, turbulencia, flujo, presión, volumen, nivel de fluido, propiedades ópticas, luminosidad, radiación electromagnética, radiación de radiofrecuencia, sonido, niveles acústicos, decibelios, densidad de material particulado, humo, densidad de sustancias contaminantes, emisiones de positrones, niveles de luz, color, temperatura de color, saturación de color, radiación infrarroja, radiación de rayos X, radiación ultravioleta, radiación de espectro visible, estados, estados lógicos, bits, bytes, palabras, datos, símbolos y muchos otros descritos en el presente documento y conocidos por los expertos habituales en las técnicas.

La figura 7 representa un actuador 704 mecánico para cambiar el efecto operativo de una instalación 702 óptica, en este caso una lente 702 que altera la trayectoria óptica de la luz procedente de una fuente 104 de luz. En este caso, la forma de la lente 702 se altera mediante el movimiento lineal del actuador 704, que mueve un elemento 708 lineal bajo el control de un procesador 102, que puede estar integrado en el actuador 704 o puede formar parte de un sistema separado, tal como un control remoto. El procesador 102 controla opcionalmente la fuente 104 de luz también, de modo que tanto la lente como la fuente 104 de luz pueden controlarse simultáneamente para proporcionar cambios coordinados en la iluminación proveniente de la fuente 104 de luz. El procesador 102 también es opcionalmente sensible a una fuente 124 de señal, que puede ser cualquier sensor, tal como los descritos en relación con la figura 6. Por tanto, el actuador 704 desliza el elemento 708 lineal para doblar la lente 702, cambiando el índice de refracción de la luz que la lente 702 recibe desde la fuente 104 de luz. La fuente 104 de luz puede estar dispuesta como fuente lineal, fuente circular, fuente rectangular u otras formas. La lente 702 puede cambiar el ángulo de radiación de la luz proveniente de la fuente 104 de luz, para producir una variedad de efectos de iluminación, tal como proyección de patrones de luz diferentes sobre una pared u objeto. El actuador 704 puede ser cualquier tipo de actuador para proporcionar un movimiento lineal, tal como un elemento electromecánico, un mecanismo de accionamiento de tornillo sin fin (tal como se usa en impresoras informáticas), un accionamiento de tornillo sin fin u otro elemento para movimiento lineal, conocido por los expertos en la técnica.

La figura 8 representa otro sistema para accionar una instalación 130 óptica para realizar cambios bajo el control de un procesador. En este caso, la instalación óptica es una lente 802 rellena de fluido, que contiene un fluido 808 compresible, tal como un gas o líquido. El actuador 804 incluye una válvula 810 para entregar un fluido a la cámara interior de la lente 802: El actuador 804 es una bomba o instalación similar, que puede ser de naturaleza electromecánica, eléctrica o mecánica. El actuador 804 bombea fluido 808 al interior de o fuera de la lente 802, provocando que la lente 802 cambie de forma y, por tanto, doble la luz de manera diferente cuando se transmite a través de la lente 802. En ejemplos, el fluido 808 puede seleccionarse para que tenga un efecto sobre la luz; por ejemplo, puede ser semiopaco, de modo que produzca un efecto incandescente, o puede tener burbujas que refractan partes de la luz. Puede usarse cualquiera de una variedad de fluidos, tal como agua, aire, polímeros fluidos y similares. El actuador 804 se controla opcionalmente por un procesador 102, que puede estar integrado en el mismo o separado del mismo y que a su vez puede ser opcionalmente sensible a una fuente 124 de señal. El procesador 102 opcionalmente controla la fuente 104 de luz, de modo que puede conseguirse el control coordinado de la fuente de luz (por ejemplo, color, intensidad, saturación y temperatura de color de luz) así como el efecto sobre la luz debido a la lente 802.

La figura 9 representa otra instalación 130 óptica, en este caso una lente 902 rellena de fluido que actúa en respuesta a un sistema 904 de presurización, que induce cambios de presión en la cámara 908 interior de la lente, tal como aumentando la cantidad de fluido en la cámara 908 o cambiando la temperatura de la cámara, induciendo así una expansión de volumen de un gas dentro de la cámara 908. El sistema 904 de presurización puede controlarse por un procesador 102, que puede controlar la fuente 104 de luz, opcionalmente bajo el control desde una fuente 124 de señal, tal como un sensor de los tipos mencionados anteriormente.

Con referencia a la figura 10, un espejo 1002 digital puede servir como instalación 130 óptica. El espejo digital refleja la luz procedente de la fuente 104 de luz. El espejo digital está opcionalmente bajo el control de un procesador 102, que regula las propiedades reflectoras del espejo digital. El procesador 102 controla opcionalmente la fuente 104 de luz y es opcionalmente sensible a una señal 122 desde una fuente 124; tal como un sensor. Por tanto, el procesador 102 facilita la coordinación de la luz generada desde la fuente 104 de luz con las propiedades reflectoras del espejo 1002 digital. Puede usarse cualquier tecnología de espejo digital conocida, tal como el espejo digital de DMD/DLP comercialmente disponible de Texas Instruments.

Con referencia a la figura 11, un sistema 1102 de espejos giratorios puede servir como instalación 130 óptica. Como en otros ejemplos, el sistema de espejos giratorios es sensible al control de un procesador 102, que puede estar integrado en el mismo o separado. El procesador opcionalmente controla la fuente 104 de luz, que genera luz que se refleja por el sistema 1102 de espejos giratorios. El procesador es opcionalmente sensible a una fuente 124 de señal, y recibe una señal 122, tal como desde un sensor 124. En ejemplos, el sensor 124 detecta condiciones de iluminación, permitiendo que una retroalimentación de bucle cerrado en el procesador 102 controle tanto la fuente 104 de luz como el sistema 1102 de espejos giratorios de una manera coordinada para generar condiciones óptimas de luz reflejada desde el sistema de espejos giratorios. Los sistemas de espejos giratorios son características conocidas de muchos otros sistemas industriales o comerciales, tales como escáneres de códigos de barras y escáneres de terreno en 3D. Pueden usarse para dirigir y controlar un haz de luz en una dirección deseada. En combinación con la capacidad de controlar de manera precisa la sincronización de la luz generada desde la fuente 104 de luz bajo el control del procesador 102, la combinación de la fuente 104 de luz y el sistema 1102 de espejos giratorios permite un control mejorado de la dirección de un haz de luz, para dispersar el haz a través de un área más grande, para cambiar colores y “dibujar” formas de patrones variables.

El sistema 1102 de espejos giratorios de la figura 11 y el sistema 1002 de espejo digital de la figura 10 son ejemplos de dispositivos diseñados para orientar haces de luz. Muchos de tales dispositivos son conocidos para los expertos en las técnicas ópticas, y está previsto que cualquiera de tales dispositivos esté abarcado en el presente documento.

Con referencia a la figura 12, una válvula 1202 de luz reticular (GLV) puede servir como instalación 130 óptica en la unidad 100 de iluminación de la figura 1. La válvula 1202 de luz reticular puede recibir luz desde una fuente 104 de luz (no mostrada) bajo el control de un procesador 102 (no mostrado). GLV usa una tecnología de sistemas microelectromecánicos (MEMS) y física óptica para variar la manera en que se refleja la luz desde cada una de múltiples estructuras 1204, 1208 a modo de cinta que representan un “punto de imagen” o píxel particular. Las cintas pueden moverse una distancia pequeña, tal como entre un estado 1204 inicial y un estado 1208 deprimido tal como se observa en la figura 12. Cuando las cintas se mueven, cambian la longitud de onda de la luz reflejada. También pueden conseguirse tonos de escala de grises variando la velocidad en la que se encienden y apagan los píxeles dados. La imagen resultante puede proyectarse en una amplia variedad de entornos, tales como en un estadio grande con una fuente de luz intensa o en un dispositivo pequeño usando fuentes de luz de baja potencia. En GLV se forman elementos (píxeles) de imagen sobre la superficie de un chip de silicio y se convierten en la fuente para la proyección.

Puede encontrarse información adicional acerca de las técnicas de GLV en “Diffractive Optical MEMs Use Grating Light Valve Technique”, por Christopher Gudeman, Electrical Engineering Times, 18 de marzo de 2002.

Con referencia todavía a la figura 12, la GLV 1202 es un modulador de luz espacial. La GLV 1202 consiste en una red de microcintas paralelas suspendidas por encima de un espacio 1210 de aire. La GLV 1202 está configurada de modo que las cintas pueden accionarse entre estados diferentes. Las cintas 1204, 1208 están bajo una tensión elevada de modo que permanecen firmes cuando no están accionadas. La capa superior de la cinta es normalmente un metal, tal como aluminio, que sirve como capa reflectora para luz y como electrodo para un accionamiento electrostático. Cuando se aplica una tensión a la cinta, la atracción electrostática desvía la cinta hacia abajo a un estado tal como el de la cinta 1208 en la figura 12. Las subcapas de la cinta pueden ser un conjunto de capas de materiales tales como películas estequiométricas Si3N4 y SiO2 que proporcionan una fuerza de restablecimiento como un resorte que equilibra la fuerza electrostática y proporciona equilibrio de rigidez y tensión de modo que la cinta permanece plana a través de su ancho. En ejemplos, las cintas son de aproximadamente 500 mm de largo, 10 mm de ancho, 300 nm de grosor y tienen una separación reducida, tal como un espacio de menos de 0,5 mm.

Una GLV 1202 puede tener cintas “activas” alternas y cintas “de polarización”. Las cintas de polarización pueden

tener una única conexión de control común y pueden mantenerse puestas a tierra, igual que el electrodo 1212 inferior. Conexiones eléctricas individuales a cada electrodo de cinta activa pueden proporcionar un accionamiento independiente.

Cuando la tensión de las cintas activas se establece a potencial de tierra, todas las cintas están no desviadas, y el dispositivo actúa como espejo. Puesto que aumenta la tensión a una cinta activa, esta zona de la red comienza a difractar luz, atenuando por tanto la luz que se refleja de manera especular.

En ejemplos de una GLV 1202, las cintas se duplican varios miles de veces para formar una red unidimensional de elementos de difracción. En ejemplos, los elementos de difracción son sin interrupciones, sin espacios entre elementos.

Con referencia a la figura 13, un modulador 1302 acustoóptico puede servir como instalación 130 óptica. También conocido como filtro sintonizable y como célula de Bragg, el modulador 1302 acustoóptico consiste en un cristal que está diseñado para recibir ondas acústicas generadas, por ejemplo, por un transductor 1304, tal como un transductor 1304 piezoeléctrico. Las ondas estacionarias acústicas producen cambios del índice de refracción en el cristal, esencialmente debido a un desplazamiento de Doppler, de modo que el cristal sirve como rejilla de difracción sintonizable. La luz 1308 incidente, tal como desde una fuente 104 de luz, se refleja en el cristal con grados variables, dependiendo de la longitud de onda de las ondas estacionarias acústicas inducidas por el transductor 1304. El transductor 1304 puede ser sensible a un procesador 102, para convertir una señal de cualquier tipo en una señal acústica que se envía a través del cristal. Por tanto, el modulador 1302 puede coordinar efectos con cambios en la luz desde la fuente 104 de luz.

Con referencia a la figura 14, un sistema 1400 de iluminación está diseñado para reflejar luz desde la fuente 104 de luz sobre un objeto 1404. El objeto 1404 puede ser un objeto que va a visualizarse con un sistema de visión de máquina, tal como un objeto en el que va a leerse un código de barras; un elemento semiconductor que va a colocarse en una placa de circuito, o similar. En sistemas de visión de máquina y otros sistemas en los que se encienden objetos, puede ser deseable proporcionar iluminación desde una amplia variedad de ángulos de radiación, en lugar de desde un ángulo de radiación o un número pequeño de ángulos de radiación. La provisión de muchos ángulos de radiación reduce las reflexiones bruscas y proporciona una vista más homogénea de un objeto. Un sistema para producir tales ángulos de radiación puede observarse en la figura 14. En la figura 14, se proporciona una superficie 1402 reflectora para reflejar luz desde una fuente 104 de luz hacia el objeto 1404. La superficie 1402 reflectora es sustancialmente parabólica, de modo que la luz desde la fuente 104 de luz se refleja sustancialmente hacia el objeto 1404, independientemente del ángulo al que choca con la superficie 1402 reflectora desde la fuente 104 de luz. La superficie podría tratarse para obtener una superficie de espejo, o una superficie de Lambert mate que refleja la luz de manera sustancialmente igual en todas las direcciones. Como resultado, el objeto 1404 se enciende desde muchos ángulos diferentes, haciéndolo visible sin reflexiones bruscas. El objeto 1404 puede visualizarse opcionalmente por una cámara 1412, que opcionalmente puede formar parte de o estar en conexión operativa con un sistema 1414 de visión. La cámara puede ver el objeto a través de un espacio 1418 en la superficie 1402 reflectora, tal como ubicado a lo largo de un eje de visualización 1410 desde por encima del objeto. El objeto 1404 puede descansar sobre una plataforma 1408, que puede ser una plataforma 1408 móvil. La plataforma 1408, la fuente 104 de luz, el sistema 1414 de visión y la cámara 1412 pueden cada uno estar bajo el control de un procesador 102, de modo que la visualización del objeto y la iluminación del objeto puedan coordinarse, para visualizar el objeto en colores de iluminación diferentes. Un sistema tal como el representado en la figura 14 puede producir una iluminación difusa continua. Tales sistemas pueden verse en las patentes concedidas a Tim White, tal como la patente estadounidense n.º 5.604.550, concedida el 18 de febrero de 1997 y 6.059.421, concedida el 9 de mayo de 2000.

Con referencia a la figura 16, se proporcionan instalaciones 130A y 130B ópticas para conformar y formar luz 1608 incidente. Se proporciona un tubo 1602 de luz que refleja luz para producir un patrón de luz particular en el extremo de salida. Una forma diferente del tubo 1604 de luz produce un patrón diferente. En general, tal óptica secundaria, ya sea con formación de imágenes o no, y hecha de plástico, vidrio, espejos u otros materiales, puede añadirse a una unidad 100 de iluminación para conformar y formar la emisión de luz. Tales instalaciones 130A y 130B ópticas pueden usarse para dispersar, estrechar, difundir, difractar, refractar o reflectar la luz con el fin de que se cree una propiedad de salida diferente de la luz. Pueden ser fijas o variables. Ejemplos pueden ser tubos de luz, lentes, guías de luz y fibras y cualquier otro material de transmisión de luz, o una combinación de cualquiera de los mismos.

Con referencia a la figura 17, un tubo 1704 de luz sirve como instalación óptica, que entrega luz procedente de una o más unidades 100 de iluminación a un material 1702 iluminado. Las unidades 100 de iluminación se controlan opcionalmente por un controlador 202 central, que controla las unidades 100 de iluminación para enviar luz de colores, temperaturas de color, intensidades seleccionados y similares al interior del tubo 1704 de luz. En otros ejemplos, no se requiere un controlador 202 central, tal como en ejemplos en los que las unidades 100 de iluminación incluyen su propio procesador 102. En ejemplos, una o más unidades 100 de iluminación pueden estar equipadas con una instalación de comunicaciones, tal como un puerto de datos, un receptor, un transmisor o similar. Tales unidades 100 de iluminación pueden recibir y transmitir datos, tal como hacia y desde otras unidades 100 de iluminación. Por tanto, una cadena de sistemas 100 de iluminación en un tubo de luz puede transmitir no sólo luz, sino también datos a lo largo del tubo 1704, incluyendo datos que envían señales de control para las unidades de iluminación dispuestas en el tubo 1704. El material 1702 puede ser cualquier material, tal como uno elegido para iluminación, incluyendo un objeto de cualquier tipo. El controlador 202 central puede controlar la iluminación enviada a través del tubo para iluminar basándose en una característica del material 1702. En ejemplos, el interior 1704 puede rellenarse con un material sustancialmente transmisor de luz, tal como un material de fluido, gel, polímero, gas, líquido, vapor, sólido, cristal, fibra óptica u otro material. En ejemplos, el material puede ser un material flexible, de modo que el tubo 1704 de luz puede hacerse flexible. El tubo 1704 de luz puede estar hecho de un material flexible o un material rígido, tal como un material de plástico, caucho, un cristal, PVC, vidrio, un polímero, un metal, una aleación u otro material.

Con referencia a la figura 18, se proporciona un sistema 1802 de mezclado de colores para mezclar un color desde una fuente 104 de luz. El sistema de mezclado de colores consiste en dos secciones 1804, 1808 cónicas truncadas opuestas, que se encuentran en un límite 1810. La luz desde una fuente 104 de luz se entrega al sistema de mezclado de colores y se refleja desde las superficies interiores de las dos secciones 1804, 1808. Las reflexiones mezclan la luz y producen una luz mezclada desde el extremo distal del sistema 1802 de mezclado de colores. La patente estadounidense 2.686.866 de Williams muestra un aparato de iluminación de mezclado de colores que utiliza dos conos invertidos para reflejar y mezclar la luz desde múltiples fuentes. Combinando un sistema de mezclado de colores tal como éste con cambios de color desde la fuente 104 de luz, un usuario puede producir una amplia variedad de efectos de iluminación.

Otros sistemas de mezclado de colores pueden funcionar bien junto con la fuente 104 de luz que cambia de color. Por ejemplo, la patente estadounidense 2.673.923 de Williams usa una serie de placas de lentes para un mezclado de colores.

Con referencia a la figura 19, está representada una instalación 130 óptica que comprende una pluralidad de elementos 1902 de lentes cilíndricos. Estos elementos cilíndricos difractan la luz desde una fuente 104 de luz, produciendo una variedad de patrones de colores diferentes, basándose en la luz desde la fuente 104 de luz. Los cilindros pueden ser de una amplia variedad de tamaños, que oscilan desde materiales de microlentes hasta lentes convencionales.

Con referencia a la figura 20, está representada una red 2002 de microlentes como instalación 130 óptica. La red 2002 de microlentes comprende una pluralidad de lentes hexagonales microscópicas, alineadas en una configuración de panal. Las microlentes son opcionalmente o bien de refracción o bien de difracción, y pueden ser tan pequeñas como de unas cuantas micras de diámetro. Las redes de microlentes pueden realizarse usando materiales convencionales tales como silicona y sílice fundida y materiales más recientes tales como Gallium Phosphide, haciendo posible una variedad muy amplia de lentes. Las microlentes pueden estar hechas por un lado de un material o con lentes en ambos lados de un sustrato con una alineación de tan sólo una micra. Los valores de aspereza de superficie de 20 a 80 angstroms RMS son típicos, y la adición de diversos recubrimientos puede producir una óptica con tasas de transmisión muy altas. La red 2002 de microlentes puede refractar o difractar luz desde una fuente 104 de luz para producir una variedad de efectos.

Con referencia a la figura 21, otra red 2102 de microlentes comprende una pluralidad de elementos de lentes sustancialmente circulares. De nuevo, la red 2102 puede construirse de materiales convencionales tales como sílice, con diámetros de lentes en el intervalo de unas cuantas micras. La red 2102 puede actuar sobre la luz desde una fuente 104 de luz para producir una variedad de colores y efectos ópticos.

Con referencia a la figura 22, una red de microlentes está dispuesta en un material 2202 flexible, de modo que la instalación 130 óptica puede configurarse doblando y conformando el material que incluye la red.

Con referencia a la figura 23, una red 2302 de microlentes de material flexible se enrolla para formar una forma cilíndrica para recibir luz desde una fuente 104 de luz. La configuración podría usarse, por ejemplo, como pantalla de lámpara transmisora de luz con un aspecto único.

Con referencia a la figura 24, puede proporcionarse un sistema para enrollar una red 2402 de microlentes alrededor de un eje 2408. Un mecanismo 2404 de accionamiento puede enrollar o desenrollar la red 2402 flexible bajo el control de un controlador 2412. El controlador también puede controlar una unidad 100 de iluminación (por ejemplo, véase la configuración de la figura 2 y el controlador 202 central), de modo que la red 2402 se disponga delante de la unidad 104 de iluminación o se enrolle alejándose de la misma, según se seleccione por el usuario. Un elemento 2410 sustancialmente rígido puede proporcionar una resistencia a la tracción al borde del material 2402 flexible, haciendo que sea más fácil de enrollar la red 2402 flexible según se accione por el mecanismo 2404 de accionamiento. El sistema puede usarse para ofrecer de manera alterna luz directa procedente de la unidad 104 de iluminación o luz que se altera por la operación de la red 2402.

Con referencia a la figura 25, un gráfico 2500 de cromaticidad representa colores desde el espacio de colores en 3D de percepción visual humana. Debido a que es un gráfico en 2D, el diagrama 2500 representa sólo dos de los ejes: matiz y saturación. La forma del gráfico 2500 se deriva de los valores triestímulo, que se basan en mediciones de la percepción visual humana. La curva 2502 en forma de herradura externa es una línea espectral pura que representa longitudes de onda puras de color o matiz que oscilan entre aproximadamente 400 nm de longitud de onda y 700 nm. La línea 2504 es la “línea púrpura” que une los extremos de la curva espectral. Ninguna longitud de onda espectral estimula estos colores en el ojo.

Todos los colores que perciben los humanos entran dentro del área definida por la línea 2502 espectral y la línea 2504 púrpura. Dado cualquiera de dos colores fuente, todos los colores que pueden realizarse mezclando esos colores en cantidades diferentes entrarán en la línea que los conecta. Por ejemplo, puede obtenerse un blanco complementario binario mediante dos fuentes C1 2506 y C2 2508 en el diagrama 2500 que, en cantidades apropiadas pueden formar C3 2510.

Una extensión de esto a tres colores amplía la gama de colores considerablemente. Los puntos 2512, 2514 y 2516 por ejemplo forman una gama de rojo, verde y azul (RGB). Los tres puntos son los colores primarios del sistema. Los colores dentro del triángulo representan la gama de colores, los colores que pueden generarse mediante el sistema. Los colores primarios exactos se seleccionan cuidadosamente para proporcionar normalmente una gama grande.

La línea 2502 espectral externa representa el grado más alto de pureza posible para un color. Al moverse hacia el medio del área o de la gama los colores se vuelven menos saturados; esencialmente esto añade blanco a los colores.

Sin embargo, una luz blanca de buena calidad también se define por un índice de reproducción cromática (CRI), que hace corresponder una fuente de luz con una paleta de colores y proporciona una ponderación a través de un espectro de color. Una tríada de colores RGB produce normalmente un CRI bajo, pero a través del uso de LED blancos y fósforos el CRI puede mejorarse en gran parte. Ofreciendo un control de las fuentes diferentes, una unidad 100 de iluminación blanca puede moverse a lo largo de la curva de cuerpo negro, 2518, generando temperaturas de color diferentes de luz blanca.

La figura 26 representa un entorno 2604 de aeronave para un sistema de iluminación de los diversos ejemplos descritos en el presente documento. Una o más unidades 100 de iluminación pueden estar dispuestas en la cabina 2602 interior o en el exterior para producir iluminación de color cambiante.

La figura 27 representa un interior 2602 de aeronave con una pluralidad de unidades 100 de iluminación. Las unidades de iluminación pueden usarse en el techo 2714 interior o a lo largo del suelo 2712, tal como se usan como luces 2704 direccionales. Las luces pueden usarse para iluminar el entorno 2710 de asientos. En ejemplos, las unidades 100 de iluminación pueden proporcionar alternativamente iluminación de luz blanca o iluminación de luz de colores al entorno 2602, tal como bajo el control de un controlador 202 central tal como se comentó en relación con la figura 2. En ejemplos, la iluminación puede controlarse en coordinación con otros sistemas informáticos, tales como el sistema informático primario de la aeronave. Por tanto, las unidades 100 de iluminación pueden usarse para proporcionar una iluminación estética, iluminación de alarma, iluminación de seguridad, entretenimiento de iluminación, indicación de condiciones o datos o muchos otros fines. En ejemplos, las luces pueden cambiar de color y temperatura de color para imitar el ciclo de la luz del día, ofreciendo una variedad de condiciones basándose en la hora del día.

La figura 28 representa el interior de un vehículo, tal como un bus 2800. Las unidades 100 de iluminación pueden estar dispuestas a lo largo del techo 2802, por encima de los asientos 2808, o a lo largo del pasillo 2804, para proporcionar una variedad de efectos de iluminación, que van desde iluminación de luz blanca o temperaturas de color variables hasta iluminación de colores para fin estético, de indicación, de seguridad, de datos, de advertencia, de entrenamiento u otros fines. En cada caso las luces pueden tener controladores separados o pueden regularse por un controlador 202 central, que opcionalmente puede formar parte del sistema de control para el vehículo 2800.

La figura 29 representa un sistema 2902 para iluminar un objeto 2904 que va a exponerse. Las unidades 100 de iluminación pueden iluminar el objeto 2904, tal como bajo el control de un procesador 102. En ejemplos, el procesador 102 puede estar integrado con otro sistema informático, tal como un sistema de iluminación convencional, o un sistema informático para controlar un entorno, tal como un sistema de seguridad, un sistema de calefacción o un sistema de enfriamiento, un sistema de seguridad o similar. Las unidades 100 de iluminación para iluminar el objeto pueden incluir elementos para producir tanto luz multicolor como luz blanca, tal como se describió en relación con la figura 3. Por tanto, los sistemas de iluminación pueden iluminar el objeto 2904 con luz blanca convencional (incluyendo de temperaturas de color seleccionadas) así como con luz no blanca (para producir efectos estéticos, para proporcionar una advertencia, para proporcionar una indicación de una condición o similar).

Un entorno 2902 de este tipo en el que se exponen objetos es un entorno de venta al por menor. El objeto 2904 podría ser un artículo de productos que van a venderse, tal como ropa, accesorios, aparatos electrónicos, juguetes, alimentos o cualquier otro artículo de venta al por menor. Las unidades 100 de iluminación pueden controlarse para iluminar el objeto 2904 con una forma deseada de iluminación. Por ejemplo, la temperatura de color correcta de luz blanca puede presentar el artículo con un color verdadero, tal como el color que aparecerá con la luz del día. Esto puede ser deseable para alimentos o para artículos de ropa, en los que el color es muy significativo. En otros casos, las unidades 100 de iluminación pueden iluminar el artículo con un color particular, para llamar la atención a los artículos, tal como mediante destellos, bañando el artículo con un arcoíris de seguimiento o iluminando el artículo con un color distintivo. En otros casos, la iluminación puede indicar datos, tal como presentar artículos que están en venta en un color particular, tal como verde. La iluminación puede controlarse por un controlador central, de modo que artículos diferentes se iluminen en colores y temperaturas de color diferentes a lo largo de cualquier línea de tiempo seleccionada por el usuario. Los sistemas de iluminación también pueden interaccionar con otros sistemas informáticos, tales como tarjetas o dispositivos manuales de un usuario. Por ejemplo, una luz puede reaccionar a una señal desde el dispositivo manual de un usuario, para indicar que el usuario particular tiene derecho a una rebaja sobre el objeto 2904 que se ilumina en un color particular cuando el usuario está cerca. Las unidades 100 de iluminación pueden combinarse con diversos sensores que producen una fuente 124 de señal. Por ejemplo, un objeto 2904 puede iluminarse de manera diferente si el sistema detecta la proximidad de un comprador.

Los objetos 2904 que van a exponerse en condiciones de iluminación controlada también aparecen en otros entornos, tales como entornos de entretenimiento, museos, galerías, bibliotecas, hogares, lugares de trabajo y similares.

Con referencia a la figura 30, las unidades 100 de iluminación pueden configurarse para iluminar una señal 3000. En ejemplos, la señal 3000 puede realizarse de materiales transmisores de luz, tales como los dados a conocer en relación con la figura 17. Por tanto, una señal 3000 puede brillar con luz procedente de las unidades 100 de iluminación, similar a la manera en que brilla una luz de neón. La señal 3000 puede estar configurada con letras, símbolos, números u otras configuraciones, o bien construyéndola de esa manera o bien proporcionando subelementos que encajan entre sí para formar la configuración deseada. La luz procedente de las unidades 100 de iluminación puede ser luz blanca, otros colores de luz o luz de temperaturas de color variables. En un ejemplo, la señal 3000 puede realizarse a partir de un kit que incluye diversos subelementos, tales como elementos curvados,

elementos rectos, uniones en “T”, elementos en forma de “V” y “U” y similares.

Con referencia a la figura 31, una señal 3000 puede estar dispuesta en el exterior de un edificio 3100. Una señal 3000 de este tipo puede presentarse visualmente en muchos otros lugares, tales como dentro de un edificio, en un suelo, pared o techo, en un pasillo, bajo el agua, sumergida en un líquido distinto de agua o en muchos otros entornos.

Con referencia a la figura 32, una señal 3200 puede comprender una parte 3202 de presentación visual iluminada con luz posterior y una configuración 3204, tal como de letras, números, logos, imágenes o similares. La iluminación de la parte 3202 iluminada con luz posterior y la configuración 3204 pueden coordinarse para proporcionar colores de contraste y diversos efectos estéticos.

Con referencia a la figura 33, se representa un entorno médico en el que un proveedor 3300 de atención médica proporciona servicios de atención médica a un paciente 3302 bajo un sistema 3308 de iluminación que incluye una pluralidad de unidades 100 de iluminación. Las unidades 100 de iluminación pueden producir luz blanca, tal como luz blanca de una temperatura de color seleccionada, así como luz de colores. En ejemplos, el sistema 3308 de iluminación puede proporcionar tanto luz blanca como no blanca bajo el control de un procesador 202. El procesador 202 puede formar parte de otro sistema de iluminación, tal como el sistema de iluminación para un quirófano, una sala de emergencias u otro entorno médico. El sistema 3308 de iluminación puede usarse para proporcionar luz controlada al área del paciente 3302. El control de la luz puede ser mediante control directo o mediante control remoto. El proveedor 3300 de atención médica u otro operario puede controlar el sistema 3308 de luz para proporcionar exactamente las condiciones de iluminación deseadas. Por ejemplo, un cirujano puede tener una clara preferencia por un color dado o color o temperatura de color de luz, mientras que otro cirujano puede tener preferencias diferentes. El sistema 3308 permite que cada uno seleccione un color y temperatura de color preferido. Además, durante un procedimiento, tal como una cirugía, puede ser deseable cambiar las condiciones de iluminación. Por ejemplo, una arteria, que es roja, aparecerá más viva bajo la luz roja, mientras que una vena aparecerá más viva bajo luz azul. Por consiguiente, dependiendo del sistema particular que se ve, el proveedor de atención médica puede cambiar la luz para adaptarse a las circunstancias. Otras aplicaciones médicas también pueden beneficiarse de las condiciones de iluminación cambiantes que se controlan; por ejemplo, un proveedor puede desear ver un resultado de rayos X, gráfico, gráfica, imagen u otra prueba en condiciones de iluminación ideales, o ver a un paciente en tales condiciones, para observar el color de la piel o similar.

Con referencia a la figura 34, se usa un sistema 3400 de iluminación con unidades 100 de iluminación bajo el control de un procesador 202 para iluminar un objeto de arte 3402. En entornos en los que se expone arte, tales como museos, galerías, hogares, lugares de trabajo, salas y similares, puede ser deseable mostrar un objeto bajo una temperatura de color seleccionada de luz blanca, que se permita por las unidades 100 de iluminación. Sin embargo, el color y la temperatura de color ideales pueden variar según la hora del día, las condiciones de iluminación ambiental, el objeto que se expone y las preferencias del espectador. Por tanto, es preferible permitir el control del color y la temperatura de color, para producir condiciones de visualización ideales. En ejemplos, el sistema 3400 de iluminación está integrado con otro sistema informático, tal como el sistema de iluminación para el entorno, un sistema de seguridad, un sistema de alarma o similar, de modo que un responsable del entorno pueda proporcionar las condiciones de iluminación deseadas para cada objeto 3402, a través de diversas líneas de tiempo. En ejemplos, el objeto 3402 de arte puede estar diseñado para aprovechar los cambios de color, tal como incluyendo diversos colores diferentes que emergen o se desvanecen dependiendo del color de la luz que los ilumina desde el sistema 3400 de iluminación. Por tanto, el objeto 3402 de arte puede ser dinámico, basándose en la iluminación desde las unidades 100 de iluminación, y el aspecto dinámico del objeto 3402 puede formar parte del diseño del objeto 3402 de arte.

Con referencia a la figura 35, un objeto 3502 se ilumina por un sistema 3402 de iluminación. En este caso, el objeto 3502 es un objeto tridimensional. El objeto 3502 también puede iluminarse internamente, para proporcionar su propia iluminación. Por tanto, el objeto 3502 puede incluir color y temperatura de color de luz como medio, que puede interaccionar con los cambios en el color y la temperatura de color desde el sistema 3402 de iluminación.

La figura 36 representa un objeto 3602 en primer plano y un objeto 3604 en segundo plano, ambos con unidades 100 de iluminación. Por tanto, tanto el objeto 3602 en primer plano como el objeto 3604 en segundo plano pueden iluminarse en diversos colores, intensidades o temperaturas de color. En un ejemplo, la iluminación del objeto 3602 en primer plano y el objeto 3604 en segundo plano puede coordinarse por un procesador 102, para producir una iluminación complementaria. Por ejemplo, los colores de los dos pueden coordinarse de modo que el color del objeto 3604 en segundo plano sea un color complementario al color del objeto 3602 en primer plano, de modo que cuando el objeto 3604 en segundo plano es rojo, el objeto 3602 en primer plano es verde, etc. Cualquier objeto 3602 en cualquier entorno puede servir como objeto 3602 en primer plano. Por ejemplo, puede ser un artículo de productos en un entorno de venta al por menor, un objeto de arte en un entorno de exposición, un objeto de emergencias en un entorno de seguridad, una herramienta en un entorno de trabajo o similar. Por ejemplo, si un procesador 102 forma parte de un sistema de seguridad, el objeto 3602 podría ser un extintor de incendios, y el objeto 3604 en segundo plano podría ser la caja que contiene el extintor, de modo que el extintor se ilumina tras una alerta por incendio para que sea lo más evidente posible para un usuario. De manera similar, gestionando el contraste entre el objeto 3604 en segundo plano y el objeto 3602, un operario de un entorno de venta al por menor puede llamar la atención al objeto 3602 para fomentar la compra.

La figura 37 representa a una persona 3704 en un asiento 3708 bajo un sistema 3702 de iluminación que tiene un procesador 3710. El asiento 3708 está situado para permitir la iluminación de la persona 3704 mediante el sistema 3702 de iluminación, que puede contener unidades 100 de iluminación para proporcionar una iluminación de color controlado, incluyendo blanco, así como iluminación no blanca de intensidad y temperaturas de color variables. El asiento 3708 podría ser cualquier tipo de asiento en cualquier entorno, tal como la silla de una peluquería, la silla de un salón de belleza, la silla de un dentista, la silla de una tienda de venta al por menor, la silla de un centro de atención médica, el asiento de un teatro, el asiento de un elemento de transporte, el asiento de una aerolínea, el asiento de un coche, el asiento de un bus o similar. Bajo el control del procesador 3710, el sistema 3702 de iluminación puede iluminar el asiento 3708 y el área de la persona 3704 según se desee por el operario del sistema 3702, que puede ser la persona 3704 u otra persona. Por ejemplo, un dentista puede ajustar el color o la temperatura de color de la luz para proporcionar una presentación precisa del aspecto de la boca del usuario, para mostrar un color de los dientes tal como aparecerá bajo la luz del sol. De manera similar, un peluquero u operario de un salón de belleza puede mostrar el color del pelo, color del maquillaje o similar, puesto que estas características aparecerán en diversos entornos de iluminación, que van desde la luz del sol hasta entornos de interior. El operario de un entorno de asientos para un lugar de entretenimiento, tal como un asiento de una sala de cine, teatro, de aerolínea, otro asiento de transporte o similar, puede producir representaciones de luz con el sistema 3702, en cualquier línea de tiempo deseada, incluyendo en coordinación con otro entretenimiento, tal como música, programación de televisión, películas, videojuegos o similares. Por tanto, los métodos y sistemas descritos en toda esta memoria descriptiva pueden aplicarse más generalmente para proporcionar iluminación a un entorno de asientos con un asiento 3708.

La figura 38 representa un sistema 3802 de iluminación con unidades 100 de iluminación en el entorno de un armario 3804. En un ejemplo preferido, un sistema 3802 de iluminación de armario lineal proporciona una iluminación de colores tanto blanco como no blanco bajo el control de un procesador 202 de controlador central tal como se muestra en la figura 2, por ejemplo. El entorno contiene opcionalmente una superficie 3808 por debajo del armario 3804, tal como un mostrador o espacio de trabajo. El armario 3804 puede tener puertas o podría ser un armario 3804 abierto, tal como con estantes. A menudo puede ser deseable tener iluminación por debajo del armario, para iluminar una superficie o espacio de trabajo. Dependiendo del entorno, puede ser deseable tener un sistema 3802 de iluminación diseñado para iluminar la zona por debajo del armario con luz de color, temperatura de color, intensidad y saturación variables, tal como iluminación de colores tanto blanco como no blanco. Pueden usarse sistemas de iluminación de configuraciones variables, tal como un sistema 3802 de iluminación lineal, un sistema curvilíneo o luces de diversas configuraciones, tal como se describe en relación con la figura 3. En ejemplos, el sistema 3802 de iluminación puede estar diseñado con un perfil bajo, para minimizar la incursión en el área por debajo del armario. En otros ejemplos, la superficie 3808 puede estar configurada, diseñada o modificada para interaccionar con el sistema 3802 de iluminación, para resaltar los cambios de color, tal como incluyendo sobre la misma patrones que se animan en presencia de cambios de color.

La figura 39 representa el uso de un sistema 3802 de iluminación por debajo del armario tal como se describe en relación con la figura 38 para iluminar un objeto 3902 en un entorno de armario. El objeto 3902 puede ser cualquier objeto que se beneficie de la iluminación controlada, tal como una pieza de trabajo, una pantalla, un electrodoméstico, una herramienta, alimentos o similares. La iluminación desde el sistema 3802 de iluminación puede configurarse para que sea adecuada para iluminar ese objeto 3902, basándose en una característica del objeto, tal como su material, diseño u otra característica.

La figura 40 representa un sistema de iluminación para un entorno 4000 de lugar de trabajo. El entorno puede incluir uno o más sistemas 4002, 4004 de iluminación. Por ejemplo, un primer sistema 4002 de iluminación puede consistir en una o más unidades 100 de iluminación en una línea sustancialmente horizontal. Un segundo sistema 4004 de iluminación podría consistir en unidades 100 de iluminación en una configuración sustancialmente vertical. Los sistemas 4002, 4004 de iluminación pueden usarse para iluminar el entorno 4000, tal como un escritorio, cubículo, oficina, mesa de trabajo, mesa de laboratorio o entorno de lugar de trabajo similar. Los sistemas 4002, 4004 de iluminación pueden proporcionar iluminación de colores blanco y no blanco de diversos colores, temperaturas de color e intensidades, de modo que los sistemas 4002, 4004 pueden usarse para una iluminación convencional así como para efectos estéticos, de entretenimiento o de utilidad, tal como la iluminación de objetos de lugar de trabajo con condiciones de iluminación preferidas, tal como para análisis o inspección, presentando una representación de luz u otros efectos de entretenimiento, o indicando datos o estado. Por ejemplo, acoplados con una fuente 124 de señal, tal como un sensor, los sistemas 4002, 4004 de iluminación de lugar de trabajo podrían iluminar en una intensidad o color dado para indicar una condición de datos, tal como velocidad de una línea de fábrica, tamaño de una relación de existencias, temperatura externa, presencia de una persona en una oficina, si alguien está disponible para quedar o similar.

La figura 41 representa un sistema de iluminación para un entorno 4100 de asientos. El entorno de asientos podría ser un entorno de teatro, sala de entretenimiento, sala de cine, transporte u otro entorno en el que las personas se sientan en grupo. Un sistema 4102 de iluminación puede iluminar el entorno 4100 con iluminación de colores blanco y no blanco de diversos colores, temperaturas de color e intensidades, para producir efectos estéticos, de entretenimiento y de utilidad, para complementar una presentación de entretenimiento, para indicar una condición de datos (tal como presencia de una alarma) o similar. El sistema 4102 de iluminación puede estar por encima de los asientos, o en otro lugar en el entorno 4100, tal como a lo largo de un suelo 4104.

La figura 42 representa un sistema de iluminación para otro entorno 4200 de entretenimiento. Un asiento 4204 está colocado cerca de una pantalla 4202. El asiento puede ser un asiento de entretenimiento doméstico, tal como un sofá o un asiento reclinable, o un asiento de aerolínea, otro asiento de transporte, asiento de cine o teatro, asiento de consola de videojuegos u otro asiento 4204 de entretenimiento. La pantalla puede ser una televisión, una pantalla de proyección de vídeo, obra de arte, pantalla de cristal líquido, pantalla de plasma, pantalla de sala de cine u otra pantalla 4202. Un sistema 4208 de iluminación con unidades 100 de iluminación puede suministrar una iluminación de colores blanco y no blanco de diversos colores, temperaturas de color e intensidades, para producir efectos estéticos, de entretenimiento y de utilidad, tal como una representación de luz de colores para complementar las presentaciones de entretenimiento en la pantalla 4202, mientras también se suministra iluminación ambiental, tal como luz blanca de temperaturas de color seleccionadas. Como otros sistemas descritos en el presente documento, el sistema 4208 de iluminación puede usarse para indicar una condición de datos, tal como una siguiente hora del día, un programa siguiente, que suena un teléfono o similar.

La figura 43 representa un sistema 4304 de iluminación en un entorno con una cámara 4302. El sistema 4304 de iluminación puede ser una red de unidades 100 de iluminación, o podría ser una única unidad 100 de iluminación, tal como un accesorio de flash para la cámara 4302. Las unidades 100 de iluminación y el sistema 4304 de iluminación pueden incluir un controlador 202 central, para proporcionar un control de color, temperatura de color, saturación e intensidad de luz blanca y no blanca a las unidades 100 de iluminación, para iluminar el entorno o un objeto en el entorno. El controlador 202 puede controlar la iluminación junto con el control de la cámara 4302, para coordinar la iluminación con ajustes de la cámara 4302. En ejemplos, la cámara 4302 puede ser una cámara inteligente con funciones de procesamiento enlazadas a un sistema de visión, de modo que el sistema 4304 de iluminación se controla en respuesta a un procesamiento de imágenes mediante el sistema de visión. Es decir, la cámara 4302 puede servir como fuente 124 de señal para generar una señal de control de iluminación para el sistema 4304 de iluminación. Por tanto, puede coordinarse la iluminación para que sea apropiada para el objeto que se filma o graba por la cámara. La cámara 4302 podría ser una cámara de filmación, una cámara digital, una cámara de vídeo, una cámara fija, una cámara de imagen en movimiento u otra cámara de cualquier tipo. En un ejemplo, la cámara 4302 es una cámara de imagen en movimiento bajo el control coordinado por un usuario que controla simultáneamente a través del controlador 202 las características de exposición de la cámara y las condiciones de iluminación generadas por el sistema 4304 de iluminación. En otro ejemplo, la cámara 4304 es un proyector, y el sistema 4304 de iluminación sirve como lámpara de proyector, así como sistema de iluminación para generar condiciones de iluminación controlada.

Los métodos y sistemas dados a conocer en el presente documento también incluyen una variedad de métodos y sistemas para el control de luz, incluyendo los controladores 202 centrales así como los controladores 208 de unidad de iluminación. Una agrupación de controles de iluminación incluye controles de atenuación, incluyendo un control de atenuación tanto por cable como inalámbrico. Pueden usarse atenuadores tradicionales con las unidades 100 de iluminación, no sólo de la manera tradicional usando un control de tensión o carga resistiva, sino más bien usando un procesador 102 para ajustar a escala y controlar la salida interpretando los niveles de tensión. En combinación con un estilo y una interfaz que es familiar para la mayoría de las personas debido a la ubicuidad de los conmutadores de atenuación, un aspecto de la presente memoria descriptiva permite que la posición de un conmutador de atenuación (lineal o rotativo) indique la temperatura de color o intensidad a través de un control de ciclo de potencia. Es decir, el modo puede cambiar con cada ciclo de encendido o apagado. Un conmutador especial puede permitir múltiples modos sin tener que apagar las luces. Un ejemplo de un producto que usa esta técnica es Color Dial, disponible de Color Kinetics.

Con referencia a la figura 44, un controlador 202 incluye un elemento 4402 deslizante y un conmutador 4404. El elemento deslizante puede proporcionar una entrada de tensión a una unidad 100 de iluminación, y el conmutador 4404 puede permitir que el usuario conmute entre modos de operación, tal como seleccionando un baño de color, un color o temperatura de color específico, una serie de destellos de colores o similares.

La figura 45 representa un controlador 202 con dos elementos 4502, 4504 deslizantes y un conmutador 4508. Los elementos deslizantes permiten múltiples dimensiones de control, y el conmutador permite que el usuario conmute los modos de operación. Por ejemplo, un elemento 4502 deslizante podría controlar la intensidad, mientras que el otro 4504 controla la temperatura de color. El conmutador 4508 puede controlar los modos de operación. En diversos ejemplos, podrían usarse los elementos 4502, 4504 deslizantes y el conmutador 4508 para controlar una amplia variedad de variables, tales como color, temperatura de color, intensidad, matiz y activación de representaciones de iluminación de atributos variables.

La figura 46 muestra una rueda 4602 selectora que puede servir como controlador 202 para una unidad 100 de iluminación. La rueda 4602 selectora puede permitir que un usuario ajuste una variable, tal como el color, la temperatura de color, intensidad o similar. La rueda 4602 selectora puede incluir un mecanismo de conmutación (accionado al presionar la rueda 4602 selectora), para conmutar entre los modos de control, para facilitar una variedad de representaciones de luz.

La figura 47 muestra un controlador 202 con dos ruedas 4702, 4704 selectoras. Las ruedas 4702, 4704 selectoras pueden tener cada una conmutadores para accionar modos diferentes, tal como presionando las ruedas 4702, 4704 selectoras. Las ruedas 4702, 4704 selectoras pueden controlar cualquiera de una amplia variedad de variables, tales como tensión, color, temperatura de color, intensidad, saturación u otros atributos de una o más unidades 100 de iluminación.

La figura 48 muestra un sistema 4800 para controlar una pluralidad de unidades 100 de iluminación en una red doméstica. Un controlador 4802 de red doméstica entrega señales de control a través de una red 4804 (que puede ser una red convencional, un cable, un cable eléctrico, una red inalámbrica u otra instalación de datos). Cada unidad 100 de iluminación es sensible a un controlador 208A, 208B, 208C, 208D de unidad de iluminación para proporcionar cambios de iluminación en respuesta a señales desde el controlador 4802 de red doméstica. Los ejemplos de controladores de red doméstica incluyen un sistema 4802 de control centralizado para controlar las unidades 100 de iluminación. Otros ejemplos incluyen RadioRA de Lutron y similares, así como sistemas de control distribuidos como el sistema HomeTouch de LiteTouch.

Con referencia a la figura 49, un conmutador 4902 incluye un procesador 102, una memoria 114 y una instalación 120 de comunicaciones. El conmutador 4902 puede estar enlazado a una red, tal como una red de oficina, Internet o red 4804 doméstica. Cada conmutador 4902 (que puede aparecer de diversas formas tales como las representadas en las figuras 44-47) puede ser un dispositivo inteligente que responde a señales de comunicación a través de la instalación 120 de comunicaciones para proporcionar un control de cualquiera de las unidades 100 de iluminación desde cualquier ubicación en la que puede estar ubicado otro conmutador 4902 o dispositivo. Un conmutador 4902 de este tipo puede estar integrado a través de redes e interfaces inteligentes para activar representaciones (tal como usando un reproductor de control de iluminación, tal como iPlayer 2 disponible de Color Kinetics) como con un controlador de iluminación tal como un ColorDial de Color Kinetics. Por tanto, el conmutador 4902 puede estar programado con representaciones de luz para crear diversos efectos estéticos, de utilidad o de entretenimiento, de colores blanco o no blanco. En ejemplos, un operario de un sistema 4800 puede procesar, crear o descarar representaciones, incluyendo desde una fuente externa tal como Internet. Pueden enviarse representaciones al conmutador a través de una instalación 120 de comunicación de cualquier clase. Diversos conmutadores 4902 pueden programarse para reproducir y controlar cualquier unidad 100 de iluminación dada. En ejemplos, los ajustes pueden controlarse a través de una red 4804 u otra interfaz, tal como una interfaz web.

Puede usarse un conmutador 4902 con un procesador 102 y una memoria 114 para permitir unidades 100 de iluminación actualizables. Por tanto, pueden suministrarse unidades 100 de iluminación con capacidades, representaciones o características diferentes, permitiendo que los usuarios actualicen a capacidades diferentes, como con versiones diferentes de programas de software comerciales. Las posibilidades de actualización incluyen firmware para añadir características, reparar errores, mejorar el rendimiento, cambiar protocolos, añadir capacidad y compatibilidad y muchos otros.

Con referencia a la figura 50, un diagrama 5000 de flujo muestra las etapas para entregar una señal de control a una unidad 100 de iluminación basándose en modos almacenados y un evento de ciclo de potencia. En una etapa 5002, el operario puede almacenar modos para un control de iluminación, tal como en una memoria 114. Entonces el sistema puede buscar, en una etapa 5004, un evento de potencia, tal como un encendido o apagado. Si no hay ningún evento de potencia en la etapa 5004, entonces el sistema espera en una etapa 5006 un evento de este tipo. Cuando hay un evento de potencia en la etapa 5004, entonces en una etapa 5008 el sistema cambia de modo. El modo puede ser un modo de descanso, sin ninguna señal a la unidad 100 de iluminación, o puede ser cualquiera de una variedad de modos diferentes, tal como un cambio de color regular, un modo de destello, un modo de color fijo o modos de intensidad diferente. Los modos pueden incluir modos de iluminación blanca y no blanca. Los modos pueden estar configurados en un ciclo, de modo que con un cambio de modo en la etapa 5008, se recupera el siguiente modo almacenado de la memoria 114 y las señales para ese modo se entregan a la unidad 5008 de control de iluminación. En ejemplos, tal como usando un conmutador, tal como el conmutador 4902 u otro conmutador tal como un conmutador, elemento deslizante, rueda selectora o atenuador descrito en relación con las figuras 44-47, el sistema 30 puede tomar, en una etapa 5010, una señal de entrada, tal como desde el conmutador. Dependiendo del modo actual, puede usarse la señal de entrada desde el conmutador 4902 para generar una señal de control diferente en una etapa 5012. Por ejemplo, si el modo es un cambio de color regular, la entrada desde el atenuador podría acelerar o desacelerar la velocidad de cambio. Si el modo fuera un único color, entonces la señal de atenuador podría cambiar el modo aumentando o disminuyendo la intensidad de luz. Naturalmente, la etapa 5012 podría tomar múltiples entradas desde múltiples conmutadores, ruedas selectoras, atenuadores, elementos deslizantes o similares, para proporcionar más modulación de los modos diferentes. Finalmente, en una etapa 5014, la señal modulada puede enviarse a la unidad 100 de iluminación.

Con referencia a la figura 51, un diagrama 5100 de flujo ilustra etapas para generar una señal de control de iluminación. En una etapa 5104, el sistema puede almacenar modos, tal como en la memoria 114. Entonces, en una etapa 5108 el sistema puede tomar una entrada, tal como desde una fuente 124 de señal, tal como un sensor, un ordenador u otra fuente de señal. En una etapa 5110 el sistema puede determinar el modo del sistema 5110, tal como basándose en un ciclo de modos, o recuperando modos de la memoria, incluyendo basándose en la naturaleza de la señal desde la fuente 124 de señal. Entonces, en una etapa 5112 el sistema puede generar una señal de control para una unidad de iluminación, basándose en el modo determinado en la etapa previa. Finalmente, en una etapa 5114, el sistema puede entregar una señal de control a la unidad 100 de iluminación.

La figura 52 representa un ejemplo de un sistema 5200 de iluminación que incluye un controlador 202 central, una instalación 204 de comunicaciones, tal como un bus, cable, red, cable eléctrico o circuito, para entregar señales desde el controlador 202 a un controlador 208A, 208B, 208C o 208D de unidad de iluminación, y unidades 100 de iluminación que responden a las señales proporcionando iluminación, tal como iluminación blanca o no blanca de colores, temperaturas de color, intensidades variables y similares. La figura 52 también representa una conexión del controlador 202 central a una red, tal como Internet 5202. Debe observarse que un controlador 208A, 208B, 208C, 208D de unidad de iluminación individual también podría conectarse directamente a la red 5202 informática. Por tanto, el controlador 202 central o controlador 208A, 208B, 208C, 208D de unidad de iluminación individual podría obtener cada uno señales de control de iluminación desde una fuente externa, tal como un operario conectado a Internet 5202.

En otros ejemplos de la presente invención, puede ser deseable limitar el control de usuario. Los diseñadores de iluminación, decoradores de interiores y arquitectos a menudo prefieren crear un cierto estilo en su entorno y desean que se quede así a lo largo del tiempo. Desafortunadamente, a lo largo del tiempo, el mantenimiento de un entorno, que incluye la sustitución de una bombilla, a menuda significa que se selecciona una unidad de iluminación, tal como una bombilla, cuyas propiedades difieren del diseño original. Esto puede incluir vatiajes, temperaturas de color, propiedades espectrales diferentes u otras características. Es deseable tener instalaciones para mejorar el control del diseñador sobre la iluminación futura de un entorno.

Con referencia a la figura 53, una unidad 100 de iluminación incluye una rueda 5302 selectora que permite que un usuario seleccione uno o más colores o temperaturas de color a partir de una escala 5304. Por ejemplo, la escala podría incluir temperaturas de color diferentes de luz blanca. El diseñador de iluminación puede especificar el uso de una temperatura de color particular de luz, que el instalador puede seleccionar estableciendo la posición correcta en la escala 5304 con la rueda selectora.

La figura 54 muestra un mecanismo 5402 deslizante que puede usarse como la rueda selectora de la figura 53 para establecer una temperatura de color particular de luz blanca, o seleccionar un color particular de luz no blanca, en cualquier caso en una escala 5304. De nuevo, el diseñador puede especificar un ajuste particular, y el instalador puede establecerlo según el plan de diseño. La provisión de unidades 100 de iluminación ajustables ofrece a los diseñadores e instaladores un control mucho mayor sobre el mantenimiento correcto de la iluminación del entorno.

La figura 55 muestra una unidad 100 de iluminación con un puerto 5502 de datos para recibir un cable de datos, tal como un cable de tipo CAT 5 convencional para la conexión en red. Por tanto, la unidad 100 de iluminación puede recibir datos, tal como desde una red. Permitiendo la conexión de la unidad 100 de iluminación a una instalación 120 de comunicaciones, el sistema permite que un diseñador de iluminación o instalador envíe datos a una pluralidad de unidades 100 de iluminación para ponerlas en modos comunes de control e iluminación, proporcionando más consistencia a la iluminación del entorno global.

La figura 56 muestra un casquillo 5602 o portalámparas para alojar una unidad 100 de iluminación. En este caso, el casquillo 5602 incluye un procesador 102, para proporcionar señales de control a la unidad 100 de iluminación. El casquillo 5602 puede estar conectado a una instalación 120, 108 de comunicaciones, de modo que puede recibir señales, tal como desde un controlador 202. Por tanto, el casquillo 5602 puede servir como controlador de unidad de iluminación. Aplicando un control en el casquillo 5602, es posible que un diseñador de iluminación o instalador proporcione señales de control a una ubicación conocida, independientemente de las bombillas que se retiran o sustituyan en el casquillo 5602. Por tanto, un sistema de iluminación de entorno puede disponerse mediante los casquillos 5602, entonces puede instalarse cualquier unidad 100 de iluminación diferente, sensible a las señales de control enviadas a los casquillos 5602 respectivos. Los casquillos 5602 pueden estar configurados para alojar cualquier clase de bombilla, incluyendo luces incandescentes, fluorescentes, halógenas, de haluro metálico, basadas en LED o similares. Por tanto, el procesador 102 puede proporcionarse inteligencia a un casquillo convencional. En realizaciones, pueden proporcionarse datos a través de cables eléctricos, evitando por tanto la necesidad de renovar la instalación eléctrica del entorno, usando técnicas de portadora de cable eléctrico tal como se conoce en la técnica, siendo el sistema X10 un ejemplo de este tipo, y siendo otro el sistema HomeTouch.

En las realizaciones anteriores, un portalámparas o una red puede proporcionar a una unidad 100 de iluminación una orden para establecer un estilo particular incluyendo color, temperatura de color, intensidad, saturación y propiedades espectrales. Por tanto, cuando el diseñador establece el diseño original, puede especificar un conjunto de parámetros de bombillas particulares de modo que cuando se sustituye una unidad 100 de iluminación el portalámparas o la red puede realizar una rutina de inicio que inicializa esa unidad 100 de iluminación a un conjunto particular de valores que luego se controlan. En realizaciones, la unidad 100 de iluminación se identifica en la red cuando se enciende. A la unidad 100 de iluminación o portalámparas o casquillo 5602 se le puede asignar una dirección por el controlador 202 central, a través de una instalación 120 de comunicaciones. Por tanto, hay una dirección asociada con el portalámparas o casquillo 5602, y el control de la unidad 100 de iluminación corresponde al de la dirección. Los parámetros de la unidad 100 de iluminación pueden establecerse en la memoria 114, que reside en la unidad 100 de iluminación, el casquillo 5602 o portalámparas, terminación de cable o en un controlador 202 central. Ahora la unidad 100 de iluminación puede establecerse a esos parámetros. Desde ese momento, cuando se enciende la unidad 100 de iluminación recibe un valor de orden sencillo ya establecido dentro del conjunto de parámetros elegidos por el diseñador.

En realizaciones, el portalámparas, casquillo 5602 o la unidad 100 de iluminación puede ordenar el ajuste de color en la instalación, o bien un ajuste nuevo o bien un ajuste fino para proporcionar un control de color preciso. En realizaciones, la unidad 100 de iluminación permite un control de la temperatura de color tal como se describe en otro lado. La unidad 100 de iluminación puede ajustarse, pero el propio portalámparas almacena una orden o valor para el ajuste de una temperatura de color o color particular. Puesto que el portalámparas se ajusta, el diseñador o arquitecto puede garantizar que todas las unidades 100 de iluminación ajustables se ajustarán correctamente cuando se instalan o sustituyen. Un portalámparas direccionable puede obtenerse a través de una conexión de cable cuando el extremo distal del cable, en el portalámparas, tiene un valor programado o establecido. El valor se establece a través de un almacenamiento en la memoria 114 o a través de los cables eléctricos. Puede realizarse una conexión física con un dispositivo manual pequeño, tal como un Zapi disponible de Color Kinetics, para crear y establecer el conjunto de parámetros para ese portalámparas y otros. Si el entorno cambia a lo largo del tiempo, como por ejemplo durante una remodelación, entonces esos valores pueden actualizarse y cambiarse para reflejar un nuevo estilo para el entorno. Una persona podría o bien ir de un portalámparas a otro para restablecer esos valores o bien cambiar esos parámetros de manera remota para ajustar toda una instalación rápidamente. Una vez que el área se ha remodelado o se ha vuelto a pintar, como en el vestíbulo de un hotel por ejemplo, la temperatura de color o color puede restablecerse y, por ejemplo, tener todas las unidades 100 de iluminación en el vestíbulo ajustadas con luz blanca de 3500 K. Luego, en el futuro, si se sustituye o actualiza cualquier unidad 100 de iluminación, cualquier bombilla insertada puede ajustarse con ese valor nuevo. Los cambios en los parámetros de instalación pueden realizarse de diversas maneras, tal como mediante órdenes de red, o comunicación inalámbrica, tal como comunicación de RF o IR.

En diversos ejemplos, el ajuste puede producirse en el portalámparas o casquillo 5602, en el extremo distal de un cable, en el extremo proximal del cable o en un controlador central. El ajuste puede ser un fragmento de la memoria 114 incrustado en cualquiera de esos elementos con una instalación para leer los datos con el inicio de la unidad 100 de iluminación.

Con referencia a la figura 57, en otros ejemplos puede ser deseable evitar o impedir el ajuste por el usuario. Una unidad 100 de iluminación puede estar programada para permitir un ajuste y cambios de los parámetros por un diseñador de iluminación o instalador, pero no por otros usuarios. Tales sistemas pueden incorporar una instalación de bloqueo para impedir que otros cambien fácilmente los ajustes. Ésta puede adoptar la forma de la memoria 114 para almacenar el estado actual pero permitir sólo que un usuario con permiso por contraseña realice cambios. Un ejemplo es una unidad 100 de iluminación que se conecta a una red o a un dispositivo que permite el acceso a la unidad 100 de iluminación o red. El dispositivo puede ser un dispositivo autorizado cuya comunicación inicial establece confianza entre dos dispositivos o entre el dispositivo y la red. Este dispositivo, una vez que se ha establecido la conexión, puede permitir la selección o modificación del patrón, color, efecto o relación entre otros dispositivos tales como sensores ambientales o dispositivos externos. La figura 57 es un diagrama 5700 de flujo que muestra etapas para permitir sólo que los usuarios autorizados cambien las condiciones de iluminación desde una unidad 100 de iluminación. El sistema puede almacenar modos en una etapa 5702, tal como en la memoria 114. El sistema puede detectar un evento 5704 de usuario, tal como un intento del usuario para cambiar los modos, tal como enviando una orden a través de una red o dispositivo inalámbrico. En una etapa 5708, el sistema consulta si el usuario está autorizado para cambiar el modo de la unidad 100 de iluminación, tal como solicitando una contraseña, buscando una contraseña almacenada o comprobando un identificador de dispositivo para el dispositivo a través del cual el usuario está intentando cambiar el modo de la unidad 100 de iluminación. Si el usuario no está autorizado en la etapa 5708, entonces el sistema mantiene el modo previo en una etapa 5710, y opcionalmente notifica al diseñador de iluminación, instalador u otro individuo el intento no autorizado de cambiar el modo. Si el usuario está autorizado en la etapa 5708, entonces se permite al usuario cambiar el modo en la etapa 5714. Las instalaciones para permitir que sólo usuarios autorizados activen eventos son ampliamente conocidas en las técnicas de programación informática, y puede usarse cualquier instalación de este tipo con un procesador 102 y una memoria 114 usados con una unidad 100 de iluminación.

En otros ejemplos, el diseñador de iluminación puede especificar cambios en el color a lo largo del tiempo o basándose en la hora del día o la estación del año. Es beneficioso para una unidad 100 de iluminación medir la cantidad de tiempo que ha estado encendida y almacenar la información en una forma compacta en cuanto a su historial de iluminación. Esto proporciona un historial útil del uso de la luz y puede correlacionarse con la vida útil de uso y la potencia consumida, entre otras mediciones. Una unidad 100 de iluminación en red inteligente puede almacenar una amplia variedad de información útil acerca de su propio estado a lo largo del tiempo y el estado ambiental de sus alrededores. Con referencia a la figura 58, una unidad de iluminación puede almacenar un histograma 5800, una gráfica que representa el valor y tiempo de la iluminación a lo largo del tiempo. El histograma puede almacenarse en la memoria 114. Un histograma puede registrar gráficamente el tiempo de encendido frente al tiempo de apagado de una unidad 100 de iluminación. Un histograma puede correlacionarse con otros datos, tales como la ocupación de una sala, para desarrollar modelos de patrones de uso, que entonces pueden vincularse con un controlador 202 central, tal como integrarse con un sistema de control de un edificio. Mientras que la figura 58 muestra valores que cambian bruscamente, un histograma 5800 también podría mostrar valores que cambian suavemente a lo largo del tiempo, tal como transiciones de la salida del sol a la puesta del sol, etc.

En ejemplos, la unidad 100 de iluminación puede incluir una característica de sincronización basándose en un reloj astronómico, que almacena no simplemente la hora del día, sino también la hora solar (salida del sol, puesta del sol) y puede usarse para proporcionar otras mediciones de tiempo tales como ciclos lunares, patrones de las mareas y otros eventos relativos al tiempo (temporada de cosecha, días festivos, temporada de caza, temporada del cangrejo violinista, etc.). En ejemplos, usando una instalación de sincronización, un controlador 202 puede almacenar datos en relación con tales eventos basados en el tiempo y hacer ajustes para controlar las señales basándose en los mismos. Por ejemplo, una unidad 100 de iluminación puede permitir una temperatura de color “fría” en el verano y temperaturas de color calientes en el invierno.

Con referencia a la figura 61, un diagrama 6100 de flujo muestra etapas para aplicar un algoritmo de sincronización para generar una señal de control de iluminación. En una etapa 6102 el sistema puede almacenar algoritmos de sincronización, tal como en la memoria 114. En una etapa 6104 el sistema puede determinar el tiempo, tal como desde una instalación de sincronización como un reloj de sistema u otra instalación de sincronización. En una etapa 6108 el sistema puede recuperar el algoritmo de sincronización desde la memoria. En una etapa 6110 el sistema puede determinar si se requieren otros datos para ejecutar el algoritmo, tal como datos desde un sensor o similar. Si es así, entonces en una etapa 6112 el sistema puede buscar los otros datos. Si en la etapa 6110 no se requiere ningún otro dato, o una vez que se obtienen otros datos necesarios, entonces en una etapa 6114 el sistema aplica el algoritmo, o bien a los datos de sincronización solos o, si es aplicable, también a los otros datos. Entonces, en una etapa 6118 el sistema puede activar una señal de control de iluminación basándose en el resultado del algoritmo.

En ejemplos, la unidad de control de iluminación puede recibir una señal de sincronización basándose en un programa de software, tal como un programa de calendario como Outlook de Microsoft, de modo que las unidades 100 de iluminación pueden presentar visualmente o indicar una iluminación basándose en el aviso de compromisos,

o pueden producir representaciones particulares en días especiales, tales como días festivos. Por ejemplo, una unidad 100 de iluminación podría mostrar una representación verde el día de San Patricio, etc. Señales basadas en la hora o fecha similares pueden proceder de PDA, PC y otros dispositivos que ejecutan software que incluye datos basados en la hora y la fecha.

Con referencia a la figura 59, un diagrama 5900 de flujo muestra etapas para activar un evento de control de unidad de iluminación basándose en un elemento de datos. En una etapa 5902 un sistema puede almacenar datos, tal como en la memoria 114. En una etapa 5904 el sistema puede almacenar un algoritmo para actuar sobre los datos, de nuevo en la memoria 114. En una etapa 5908 el sistema puede aplicar el algoritmo a los datos, luego en una etapa 5910 activar un evento, tal como una señal de control de iluminación particular. El diagrama 5900 de flujo ilustra que las señales de control de iluminación pueden activarse basándose en cualquier clase de datos, aplicando una amplia variedad de algoritmos que convierten datos no procesados en señales de control. Por ejemplo, los datos podrían ser un nivel de una relación de existencias, una temperatura, un estado encendido/apagado, una tensión, una corriente, un nivel de campo magnético o cualquier otra clase de datos.

Con referencia a la figura 60, un diagrama 6000 de flujo muestra etapas para activar un control de iluminación basándose en datos desde un sensor. En una etapa 6002 el sistema puede almacenar algoritmos de control para generar señales de control de iluminación. En una etapa 6004 el sistema puede detectar una condición, tal como recibiendo datos desde una fuente 124 de señal en forma de sensor. Puede usarse cualquier clase de sensor. Entonces, en una etapa 6008 el sistema puede aplicar un algoritmo a los datos detectados. Finalmente, en una etapa 6010 se usa el resultado del algoritmo para activar el control de la señal de iluminación a una unidad 100 de iluminación. En ejemplos, el sensor puede ser un sensor de luz, y el sensor puede proporcionar un control de una señal de iluminación basándose en un bucle de retroalimentación, en el que un algoritmo en la etapa 6008 modifica la señal de control de iluminación basándose en las condiciones de iluminación medidas por el sensor. En ejemplos, un sistema de retroalimentación de bucle cerrado puede leer las propiedades espectrales y ajustar un índice de reproducción de color, temperatura de color, color, intensidad u otras características de iluminación basándose en entradas de usuario o retroalimentación basándose en fuentes de luz ambiente adicionales para corregir o cambiar la salida de luz.

Un sistema de retroalimentación, ya sea de bucle cerrado o de bucle abierto, puede ser de uso particular en la reproducción de luz blanca. Algunos LED, tales como los que contienen ámbar, pueden tener una variación significativa en la longitud de onda e intensidad a través de regímenes operativos. Algunos LED también se deterioran rápidamente a lo largo del tiempo. Para compensar el cambio de temperatura, un sistema de retroalimentación puede usar un sensor para medir la tensión directa de los LED, lo que proporciona una buena indicación de la temperatura a la que funcionan los LED. En ejemplos, el sistema podría medir una tensión directa a través de una cadena de LED en lugar de por todo el portalámparas y asumir un valor promedio. Esto podría usarse para predecir la temperatura de funcionamiento del LED dentro de un cierto porcentaje. Se consideraría la variación de vida útil a través de una curva predictiva basándose en datos experimentales sobre el rendimiento de las luces.

La degradación puede tratarse a través de un LED que produce los colores ámbar o rojo a través de otro mecanismo tal como una conversión de fósforo y lo hace a través de un material, dado o proceso más estable. Por consiguiente, el CRI también podría mejorar drásticamente. Ese LED más un LED rojo o blanco azulado permite entonces una fuente blanca variable de temperatura de color con un buen CRI.

En otros ejemplos, con el suministro de potencia de tensión de línea integrado en sistemas de LED, una portadora de cable eléctrico (PLC) permite la simplificación adicional de tales sistemas. La instalación de sistemas de LED es compleja y a menudo requiere actualmente un suministro de potencia, cableado para datos y la instalación de estos dispositivos de modo que no sean visibles. Por ejemplo, 10 piezas de luces de cornisa requieren un dispositivo para entregar datos (controlador) y un suministro de potencia que debe instalarse y ocultarse. Se incurre en costes adicionales mediante el uso de estos dispositivos. Para mejorar la eficacia de un sistema de este tipo, puede hacerse que una luminaria de LED o línea de luminarias pueda conectarse con la tensión de línea. Un sistema basado en LED que se conecta directamente con la tensión de línea ofrece ahorros de costes del sistema global y facilita la instalación en gran parte. Un sistema de este tipo se incorpora a sistemas de potencia existentes (120 ó 220 VCA), y los datos pueden cablearse por separado o proporcionarse a través de un control inalámbrico (una de varias normas IR, RF, acústica, etc.). Tales sistemas no se consideran automáticamente sistemas de baja tensión. Las aprobaciones regulatorias pueden ser diferentes. Los desarrollos de baja potencia recientes permiten usar directamente aplicaciones de tensión de línea con circuitos integrados con componentes adicionales pequeños. Aunque puede usarse un protocolo tal como DMX para comunicarse con unidades 100 de iluminación, no hay ningún requisito para un protocolo particular.

Las unidades 100 de iluminación abarcadas en el presente documento incluyen unidades 100 de iluminación configuradas para parecerse a todos los tipos de bombilla convencionales, de modo que las unidades 100 de iluminación pueden readaptarse de manera conveniente a luminarias y entornos adecuados para tales entornos. Tales unidades 100 de iluminación de readaptación pueden diseñarse, tal como se dio a conocer anteriormente, para usar casquillos convencionales de todos los tipos, así como conmutadores, atenuadores de iluminación convencionales, y otros controles adecuados para encendido y apagado o controlar de otro modo las bombillas convencionales. Las unidades 100 de iluminación de readaptación abarcadas en el presente documento incluyen lámparas incandescentes, tales como A15 Med, A19 Med, A21 Med, A21 3C Med, A23 Med, B10 Blunt Tip, B10 Crystal, B10 Candle, F15, GT, C7 Candle C7 DC Bay, C15, CA10, CA8, G16/1/2 Cand, G16-1/2 Med, G25 Med, G30 Med, G40 Med, S6 Cand, S6 DC Bay, S11 Cand, S11 DC Bay, S11 Inter, S11 Med, S14 Med, S19 Med, LINESTRA 2-base, T6 Cand, T7 Cand, T7 DC Bay, T7 Inter, T8 Cand, T8 DC Bay, T8 Inter, T10 Med, T6-1/2 Inter, T6-1/2 DC Bay, R16 Med, ER30 Med, ER40 Med, BR30 Med, BR40 Med, R14 Inter, R14 Med, K19, R20 Med, R30 Med, R40 Med, R40 Med Skrt, R40 Mog, R52 Mog, P25 Med, PS25 3C, PS25 Med, PS30 Med, PS35 Mog, PS52 Mog, PAR38 Med Skrt, PAR38 Med Sid Pr, PAR46 Scrw Trm, PAR46 Mog End Pr, PAR 46 Med Sid Pr, PAR56 Scrw Trm, PAR56 Mog End Pr, PAR 64 Scrw Trm y PAR64 Ex Mog End Pr. Además, las unidades 100 de iluminación de readaptación incluyen lámparas de tungsteno/halógenas convencionales, tales como BT4, T3, T4 BI-PIN, T4 G9, MR16, MR11, PAR14, PAR16, PAR16 GU10, PAR20, PAR30, PAR30LN, PAR36, PAR38 Medium Skt., PAR38 Medium Side Prong, AR70, AR111, PAR56 Mog End Pr, PAR64 Mog End Pr, T4 DC Bayonet, T3, T4 Mini Can, T3, T4 RSC doble extremo, T10 y MB19. Las unidades 100 de iluminación también pueden incluir lámparas de readaptación configuradas para parecerse a lámparas de descarga de alta intensidad, tales como lámparas E17, ET18, ET23.5, E25, BT37, BT56, PAR20, PAR30, PAR38, R40, T RSC base, T Fc2 base, T G12 base, T G8.5 base, T Mogul base y TBY22d base. Las unidades 100 de iluminación también pueden estar configuradas para parecerse a lámparas fluorescentes, tales como T2 base axial, T5 miniatura dos clavijas, T8 medio dos clavijas, T8 medio dos clavijas, T12 medio dos clavijas, t-12 en forma de U, OCTRON T-8 en forma de U, OCTRON T8 doble contacto rebajado, T12 doble contacto rebajado, T14-1/2 doble contacto rebajado, T6 clavija única, T8 clavija única, T12 clavija única, ICETRON, Circline 4-Pin T-19, PENTRON CIRCLINE 4-pin T5, DULUX S, DULUX S/E, DULUX D, DULUX D/E, DULUX T, DULUX T/E, DULUX T/E/IN, DULUX L, DULUX F, DULUX EL Triple, DULUX EL TWIST DULUX EL CLASSIC, DULUX EL BULLET, DULUX EL perfil bajo GLOBE, DULUX EL GLOBE, DULUE EL REFLECTOR y DULUX EL Circline. Las unidades 100 de iluminación también pueden incluir lámparas especiales, tal como para aplicaciones médicas, de visión de máquina o otras aplicaciones industriales o comerciales, tales como lámparas para aeropuertos/aeronaves, mapas audiovisuales, lámparas de calor de uso especial, lámparas de estudio, teatro, de TV y de vídeo, lámparas de proyector, lámparas de descarga, lámparas marinas, lámparas acuáticas y lámparas de descarga fotoópticas, tales como lámparas HBO, HMD, HMI, HMP, HSD, HSR, HTI, LINEX, PLANON, VIP, XBO y XERADEX. Otros tipos de lámparas pueden hallarse en un catálogo de productos para fabricantes de iluminación, tal como el Sylvania Lamp and Ballast Product Catalog 2002, de Sylvania Corporation o catálogos similares ofrecidos por General Electric y Philips Corporation.

Con referencia a la figura 62 y las figuras posteriores, un LED produce normalmente un espectro de emisión estrecho centrado en una longitud de onda particular; es decir un color fijo. A través del uso de múltiples LED y un mezclado de colores aditivo puede producirse una variedad de colores aparentes, tal como se describe en otro lado en el presente documento.

En los sistemas de luz a base de LED convencionales, a menudo se prefiere un control de corriente constante debido a problemas de vida útil. Demasiada corriente puede destruir un LED o reducir la vida útil. Una corriente demasiado reducida produce poca luz y constituye un uso ineficaz o ineficiente del LED.

También se conoce que la salida de luz desde un LED puede desplazarse con respecto a la longitud de onda como resultado en los cambios de corriente. En general, el desplazamiento de la salida se ha considerado indeseable para la mayoría de aplicaciones, puesto que previamente se ha preferido un color de luz estable frente a uno inestable.

Desarrollos recientes en fuentes de luz LED con potencias nominales mayores (> 100 mA) han hecho posible operar eficazmente sistemas de LED sin suministrar una corriente máxima. Tales intervalos operativos hacen posible proporcionar unidades 100 de iluminación basadas en LED que tienen salidas de longitud de onda variables como una función de corriente.

Encendiendo y apagando muy rápidamente una fuente de corriente constante puede controlarse una intensidad de salida de LED aparente. Las técnicas de control varían, pero una técnica de este tipo es una modulación por ancho de pulsos (PWM), descrita en otro lado en el presente documento.

La salida de PWM convencional es una señal digital (onda cuadrada) cuyo ancho puede variarse bajo el control de un microprocesador. Pueden usarse otras técnicas, tales como un cambio de corriente o control analógico, pero a veces tienen inconvenientes debido a efectos sobre la vida útil, un control deficiente y variaciones de salida a través de varios dispositivos LED. Un control analógico también tiene ramificaciones de sistema con distancias largas que atenúan potencialmente la salida de luz.

Desarrollos recientes en LED incluyen paquetes de mayor potencia que pueden producir una salida de luz significativa. Los LED han cambiado de producir fracciones de lúmenes a muchas decenas de lúmenes de salida de luz en sólo unos cuantos años. Como con otros LED, con los desarrollos recientes de paquetes de mayor potencia tales como la línea Luxeon de Lumileds, cuando varía la corriente suministrada al LED, la longitud de onda de salida se desplaza. Sin embargo, a diferencia de una generación previa de LED, el cambio de corriente requerido no dañará el dispositivo. Aunque los dispositivos de menor potencia anteriores muestran un desplazamiento de longitud de onda característico similar, la cantidad de desplazamiento fue pequeña y no puede controlarse fácilmente sin efectos adversos en el propio LED. El control de corriente en los paquetes de potencia nuevos puede ser significativo sin dañar el dispositivo. Por tanto, puede producir un desplazamiento de espectro mucho más amplio. En algunos sistemas, ese desplazamiento puede ser indeseable. Sin embargo, el desplazamiento permite ciertos métodos y sistemas descritos en el presente documento.

En el presente documento se describen ejemplos para controlar LED para producir una temperatura de color blanco variable y para controlar y calibrar las unidades 100 de iluminación basadas en LED para producir un color consistente de una unidad a otra durante la producción e incluso el uso.

La técnica de calibración no cambia simplemente la modulación de los LED sino que en realidad desplaza la longitud de onda o color de salida. La sensibilidad del ojo varía a través del espectro, tal como se describe, por ejemplo, en Wyszecki and Stiles, Color Science 2ª Edición, Sección 5.4. Un cambio de corriente también puede ampliar la emisión estrecha de la fuente y esto desplaza la saturación de la fuente de luz hacia una fuente de espectro más amplio. Por tanto, un control de corriente de LED permite un desplazamiento controlado de longitud de onda tanto para fines de control como para fines de calibración.

Con referencia a la figura 62, en el espectro visible, aproximadamente de 400 a 700 nm, la sensibilidad del ojo varía según la longitud de onda. Tal como se muestra en la gráfica 6200, la sensibilidad del ojo es mínima en los bordes de ese intervalo y alcanza su máximo en aproximadamente 555 nm en la mitad del color verde.

Con referencia a la figura 63, un diagrama 6300 esquemático muestra formas de pulsos para una señal de PWM. Cambiando rápidamente la corriente y ajustando simultáneamente la intensidad a través de PWM puede producirse una fuente de luz de espectro más amplio. La figura 63 muestra dos señales 6302, 6304 de PWM. Ambas señales de control proporcionan niveles de corriente idénticos a (un) LED cuando está(n) encendido(s), y el ancho del pulso varía para cambiar la intensidad aparente o percibida. La señal A de PWM superior, 6302, es más estrecha que la señal inferior, B, 6304. Como resultado, la señal 6302 superior tiene una salida menos aparente. Esto sucede a velocidades suficientes de modo que no hay parpadeo perceptible. Esta frecuencia es normalmente de cientos de

hercios o más. El ciclo de trabajo global, el tiempo entre dos veces “encendido”, podría ser de 10 milisegundos o

menos.

Con referencia a la figura 64, un diagrama 6400 esquemático muestra de nuevo dos señales 6402, 6404 de PWM. En este caso las dos señales 6402, 6404 de PWM varían tanto con respecto al nivel de corriente como al ancho. La superior 6402 tiene un ancho de pulso más estrecho, pero un nivel de corriente mayor que la inferior 6404. El resultado es que el pulso más estrecho desvía el nivel de corriente aumentado en la señal 6402 superior. Como resultado, dependiendo del ajuste de los dos factores (tiempo de encendido y nivel de corriente) ambas salidas de luz podrían tener un brillo similar. El control es un equilibrio entre nivel corriente y el tiempo de encendido.

Sin embargo, tal como se indicó anteriormente, una de las propiedades de muchos de los LED de potencia mayor es un desplazamiento de longitud de onda significativo que es una función de la corriente. Por tanto, usando la PWM junto con un control de corriente coordinado, puede crearse una unidad 100 de iluminación que varíe en el color (longitud de onda) en pequeñas cantidades para producir varias ventajas. En primer lugar, puede realizarse un cambio en el color (matiz) sin ningún cambio en la intensidad desde un único LED. En segundo lugar, un cambio rápido de los niveles de corriente puede producir múltiples espectros de emisión que, cuando se observan, producen una fuente de espectro más amplio, menos saturado. En tercer lugar, pueden inducirse cambios en múltiples unidades 100 de iluminación para producir un mejor mezclado aditivo a través del control de múltiples cadenas o canales de LED en la luz combinada desde las unidades 100 de iluminación. Por tanto, múltiples unidades 100 de iluminación LED con saturación, de espectro estrecho pueden combinarse para proporcionar una fuente de luz basada en LED de amplio espectro y alta calidad.

El diagrama 6500 esquemático de la figura 65 muestra el resultado de usar un desplazamiento rápido en la longitud de onda para desplazar el matiz de un LED. El espectro 6502 de emisión original es una emisión de banda relativamente estrecha. El espectro 6504 resultante muestra un desplazamiento que puede resultar cambiando la corriente. Sin embargo, obsérvese que cambiando simplemente la corriente también se cambiará la salida de LED, motivo por el cual las salidas 6504 de corriente modulada, de líneas discontinuas difieren en su valor pico. Una corriente mayor produce más luz, y viceversa. Obsérvese que hay otro efecto de la curva V (lambda), pero por los desplazamientos relativamente pequeños esto puede no ser significativo. Este ajuste de sensibilidad podría incorporarse también en las señales de control. La intensidad de salida percibida puede cambiarse mediante un ajuste de la modulación de la señal tal como usando el método de PWM tal como se muestra más adelante.

El diagrama 6600 esquemático de la figura 66 muestra el efecto de cambiar tanto la corriente como el ajuste de la PWM con el fin de crear un color blanco de mejor calidad desplazando la corriente y los anchos de pulso simultáneamente y mezclando entonces múltiples fuentes, tal como RG y B, para producir un color blanco de alta calidad. Puede determinarse una calidad alta a través de una métrica como el índice de reproducción de color o comparaciones directas con fuentes de luz blanca tradicionales. En esencia, el espectro se construye controlando rápidamente la corriente y los tiempos de encendido para producir múltiples espectros desplazados. La longitud de onda se mueve de un lado a otro y esto produce una salida de espectro más amplio. Por tanto, el espectro 6602 original se desplaza a un espectro 6604 más amplio mediante desplazamientos de corriente, mientras se aumenta el control coordinado de la intensidad mediante cambios en la PWM.

Puede proporcionarse diversos ejemplos del control descrito en relación con las figuras 62 a 66, incluyendo bucles de retroalimentación, tal como usando un sensor de luz como fuente 124 de señal, o una tabla de consulta o elemento similar que almacene una longitud de onda de luz y una salida de intensidad como una función de diversas combinaciones de modulación por ancho de pulsos y modulación por amplitud de pulsos.

En ejemplos, un sistema de iluminación puede producir colores saturados para un fin (entretenimiento, atmósfera, efectos), mientras que para otro fin puede producir una luz blanca variable de buena calidad cuya temperatura de color puede variarse junto con las propiedades espectrales. Por tanto, una única luminaria puede tener fuentes de luz de ancho de banda estrecho para color y luego puede cambiar a un modo de control de PWM y de corriente para obtener espectros amplios para obtener una luz blanca buena u obtener una luz no blanca con características de color de espectro más amplio. Además, el modo de control puede combinarse con diversas instalaciones 120 ópticas descritas anteriormente para controlar además la salida de luz desde el sistema.

Con referencia a la figura 67, un diagrama 6700 esquemático muestra que el control de corriente puede proporcionar una ampliación percibida de una fuente de banda estrecha, tal como un LED de color. Con referencia a la figura 68, con múltiples LED como fuentes de luz, combinados con una ampliación percibida como resultado de variar la corriente suministrada a los LED, puede proporcionarse una fuente de banda mucho más amplia.

En ejemplos, los métodos y los sistemas pueden incluir un bucle de control y fuentes de corriente rápidas para permitir que un operario pase por un espectro amplio. Esto podría realizarse en un sistema de alimentación hacia delante o con retroalimentación para garantizar una operación apropiada por una variedad de condiciones.

Con referencia a la figura 69, un ejemplo del sistema 6900 de control puede usar una variedad de métodos bien conocidos. Por tanto, la instalación 6902 de control puede conmutar entre un modo 6904 de control de corriente (que en sí podría controlarse por un flujo de PWM) y un modo 6908 de PWM separado. Un sistema de este tipo puede incluir un control de corriente simultáneo a través de PWM para un control de PWM y longitud de onda equilibrado para producir una intensidad y color de salida deseados. La figura 69 muestra un diagrama 6900 esquemático con una posible realización para crear las dos señales de control desde un controlador, tal como un microprocesador

5 para controlar uno o más LED en una cadena. Pueden usarse múltiples cadenas de este tipo para crear una luminaria que puede variar en color (HSB) y espectro basándose en el control de corriente y de encendido-apagado. La señal de PWM también puede ser un convertidor digital a analógico (DAC) de PWM tal como los de Maxim y otros.

10 Obsérvese que las funciones que corresponden a valores de salida particulares pueden calibrarse con anticipación determinando valores nominales para las señales de PWM y las variaciones resultantes en la salida de LED. Éstos pueden almacenarse en tablas de consulta o una función creada que permita el mapeo de valores deseados desde señales de control de LED.

15 Aunque la invención se ha dado a conocer en relación con las realizaciones mostradas y descritas anteriormente, diversos equivalentes, modificaciones y mejoras resultarán evidentes para un experto habitual en la técnica y están abarcados en el presente documento.

Claims (7)

1. REIVINDICACIONES

   1. Aparato que comprende:

   una unidad (100) de iluminación basada en LED; y

   un casquillo (5602) configurado para alojar la unidad (100) de iluminación basada en LED y permitir que se retire y sustituya la unidad de iluminación basada en LED, teniendo la unidad (100) de iluminación basada en LED forma de bombilla que está adaptada para insertarse en el casquillo (5602);

   en el que la unidad de iluminación basada en LED incluye al menos dos LED adaptados respectivamente para generar una radiación de colores diferentes; y

   en el que el casquillo (5602) incluye una memoria para almacenar señales (114) de control de iluminación para establecer un color o temperatura de color particular de la unidad (100) de iluminación basada en LED, y un procesador (102) configurado para procesar las señales de control de iluminación para ordenar el color

   o temperatura de color de la unidad (100) de iluminación basada en LED controlando independientemente las intensidades respectivas de la luz generada por los al menos dos LED.
2. 2. Aparato según la reivindicación 1, que comprende una instalación de comunicaciones y un controlador

   (202) central conectado a la instalación (120) de comunicación, en el que el controlador central está configurado para asignar una dirección al casquillo (5602) a través de la instalación de comunicaciones, estando el casquillo (5602) configurado además para recibir los datos para la unidad (100) de iluminación basándose en la dirección asociada con el casquillo (5602).

3. 3.

   Aparato según la reivindicación 2, en el que el controlador central está configurado para proporcionar señales de control de iluminación al casquillo a través de la instalación de comunicaciones.

4. 4.

   Aparato según la reivindicación 1, en el que el procesador (102) está configurado para procesar las señales de control de iluminación para ordenar a la unidad (100) de iluminación que genere una variedad de efectos de iluminación de múltiples colores o de temperatura de múltiples colores, estáticos o variables en el tiempo.

5. 5.

   Aparato según cualquier reivindicación anterior, en el que la unidad (100) de iluminación está configurada para que se parezca a una lámpara convencional seleccionada del grupo que consiste en una lámpara halógena, una lámpara incandescente, una lámpara de haluro metálico, una lámpara fluorescente y una lámpara especial.

6. 6.

   Aparato según cualquier reivindicación anterior, en el que la unidad de iluminación basada en LED incluye al menos un LED blanco.

7. 7.

   Aparato según la reivindicación 2 o la reivindicación 3, o la reivindicación 5 o la reivindicación 6 cuando dependen de la reivindicación 2 o la reivindicación 3, en el que la instalación (120) de comunicaciones está dispuesta para recibir las señales de control de iluminación a través de una red.