ES2629579T3 - Un módulo de emisión de luz, una lámpara, una luminaria y un método de iluminación de un objeto - Google Patents

Un módulo de emisión de luz, una lámpara, una luminaria y un método de iluminación de un objeto Download PDF

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Abstract

Un módulo de emisión de luz (100, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 300) para iluminar un objeto, comprendiendo el módulo de emisión de luz (100, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 300): - un primer elemento emisor de luz (102) configurado para emitir la primera luz (L1), teniendo la primera luz (L1) un punto de color de luz blanca, - un segundo elemento emisor de luz (104, 204) configurado para emitir un máximo de luz azul (L2), teniendo el máximo de luz azul (L2) una longitud de onda máxima (λP) en un intervalo de 440 nanómetros a 470 nanómetros y teniendo una anchura espectral que es menor que 70 nanómetros, expresándose la anchura espectral como un valor de anchura a media altura.

Description

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DESCRIPCION
Un modulo de emision de luz, una lampara, una luminaria y un metodo de iluminacion de un objeto Campo de la invencion
La invencion se refiere al campo de los modulos de emision de luz para iluminar un objeto o un ambiente.
La invencion se refiere ademas a una lampara, una luminaria y un metodo de iluminacion de un objeto o un ambiente.
Antecedentes de la invencion
Se conoce el uso en diversos productos de los denominados “abrillantadores”. Los abrillantadores absorben una parte de la luz (por ejemplo, la luz UV) que incide sobre ellos y convierte la luz absorbida en luz de otro color. Esta luz adicional de otro color resulta en el hecho de que el ojo humano experimenta el color del objeto como un color mas atractivo, como un color mas acentuado. Por ejemplo, se anaden abrillantadores al papel blanco de tal manera que el papel parece ser mas blanco al ojo humano. La luz que se refleja en el papel blanco en combinacion con la luz generada por los abrillantadores se denomina a menudo “luz blanca acentuada”. Si este papel blanco con abrillantadores se coloca al lado de un objeto blanco reflectante al 100 % (sin abrillantadores), el ojo humano experimenta el papel blanco como mas blanco y experimenta el blanco del objeto blanco reflectante al l0o % como un objeto ligeramente gris o ligeramente amarillo/naranja. El efecto de los abrillantadores puede verse bien bajo la luz natural, y, por ejemplo, las lamparas incandescentes de alta presion. Sin embargo, la mayona de las fuentes de luz basadas en LED no revelan el efecto de los abrillantadores y los estudios han demostrado que en un ultravioleta espedfico (mas espedficamente, la luz UVA) o la luz violeta excitan los abrillantadores. Las fuentes de luz basadas en LED, en general, no emiten mucha luz en estos intervalos espectrales UVA o violeta.
La solicitud de patente publicada WO2013/150470, proporciona una solucion para el problema de que la mayona de las fuentes de luz basadas en LED emiten luz que no conduce a la excitacion de la luz por los abrillantadores. De acuerdo con el documento WO2013/150470, en una fuente de luz que comprende un emisor de luz convertida de fosforo (para emitir, por ejemplo, luz blanca), se proporciona un emisor de luz adicional que emite luz violeta en el intervalo espectral de 400 a 440 nanometros, Cuando la luz emitida incide en un objeto con abrillantadores, los abrillantadores absorben la luz violeta y emiten la luz de otro color.
Con la solucion de la solicitud de patente citada, todavfa se tienen que anadir abrillantadores al producto que tiene que parecer mas atractivo y/o mas acentuado cuando esta iluminado por la fuente de luz de la solicitud de patente. El documento US 2013/258636 A1 desvela un modulo de emision de luz para iluminar un objeto, comprendiendo el modulo de emision de luz un primer elemento emisor de luz configurado para emitir una primera luz, un segundo elemento emisor de luz configurado para emitir un maximo de luz azul, teniendo el maximo de luz azul una longitud de onda maxima en un intervalo de 440 nanometros a 470 nanometros.
Sumario de la invencion
Un objeto de la invencion es proporcionar una fuente de luz para iluminar un objeto a iluminar y para obtener el efecto del uso de abrillantadores sin usar realmente los abrillantadores en los objetos a iluminar.
Un aspecto de la invencion proporciona un modulo de emision de luz. Otro aspecto de la invencion proporciona una lampara. Un aspecto adicional de la invencion proporciona una luminaria. Otro aspecto mas de la invencion proporciona un metodo para iluminar un objeto. En las reivindicaciones dependientes se definen las realizaciones ventajosas.
Un modulo de emision de luz para iluminar un objeto de acuerdo con un aspecto de la invencion comprende un primer modulo de emision de luz y un segundo modulo de emision de luz. El primer modulo de emision de luz emite la primera luz. La primera luz tiene un punto de color de luz blanca. El segundo elemento emisor de luz emite un maximo de luz azul. El maximo de luz azul tiene una longitud de onda maxima en un intervalo de 440 nanometros a 470 nanometros y tiene una anchura espectral que es menor que 70 nanometros, expresandose el ancho espectral como un valor de anchura a media altura.
Es una vision de los inventores que cuando se proporciona un modulo de emision de luz que emite luz blanca junto con el maximo de luz azul, los objetos y el entorno que se iluminan por esta luz parece mas acentuado al ojo humano. En particular, el maximo de luz azul proporciona este efecto. Los objetos iluminados reflejan, junto con la reflexion, una parte de la luz blanca, una parte del maximo de luz azul. La parte reflejada del maximo de luz azul se experimenta por el ojo humano como si el objeto comprendiera abrillantadores. Por lo tanto, se pueden iluminar objetos sin abrillantadores con el modulo de emision de luz y los objetos parecen al ojo humano como si se anadieran abrillantadores. Por lo tanto, cuando, por ejemplo, se coloca encima una superficie reflectante al 100 %
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blanca (sin abrillantadores) de una hoja de papel blanco con abrillantadores, ambas superficies aparecen al ojo humano como un blanco acentuado.
La luz blanca emitida tiene un punto de color que esta sustancialmente en la BBL, es decir, dentro de 15 SDCM (“desviacion convencional de coincidencia de color”) de la BBL durante el funcionamiento del dispositivo de iluminacion, incluso mas especialmente dentro de 10 SDCM, sin embargo, incluso mas especialmente dentro de 5 SDCM.
El valor de anchura a media altura (FWHM) del maximo de luz azul tiene que ser menor que 70 nanometros. En una realizacion, el valor de FWHM es menor que 60 nanometros, o menor que 50 nanometros o incluso mas pequeno que 40 nanometros. En una realizacion, la longitud de onda maxima del maximo de luz azul esta en un intervalo de 445 a 465 nanometros.
Observese que la acentuacion visual de un objeto iluminado se relaciona con la percepcion humana de la luz que el ojo humano recibe del objeto iluminado. Si se recibe mas luz azul, y mas en particular, si se recibe mas luz azul en el intervalo de 440 a 470 nanometros procedente del objeto iluminado, el objeto iluminado parece ser mas acentuado al ojo humano. Esto se aplica en particular a las superficies blancas. Si el ojo humano recibe mas luz azul en el intervalo de longitud de onda espedfico de 440 a 470 nanometros procedente de una superficie blanca, una persona humana califica la superficie blanca como una superficie mejor/mas blanca, a menudo esto se califica como una excelente interpretacion blanca. La interpretacion blanca hace referencia a la calidad del aspecto blanco de un objeto blanco cuando se ilumina mediante un modulo de emision de luz espedfico o una fuente de luz espedfica.
Opcionalmente, el modulo de emision de luz no emite luz ultravioleta y no emite luz violeta.
Opcionalmente, el punto de color de la primera luz esta en la lmea de cuerpo negro y la combinacion de la primera luz y el maximo de luz azul tiene un punto de color combinado. Por lo tanto, el punto de color combinado es el punto de color del modulo de emision de luz en su conjunto. El primer elemento emisor de luz emite una primera cantidad de energfa de la primera luz, el segundo elemento emisor de luz emite una segunda cantidad de energfa del maximo de luz azul y se selecciona una relacion entre la primera cantidad de energfa y la segunda cantidad de energfa para obtener una coordenada para el punto de color combinado en el espacio de color CIEXYZ en un area encerrada por la lmea de cuerpo negro y una lmea definida por y = 0,328 + 0,13x. Opcionalmente, la coordenada x del punto de color combinado esta en un intervalo de 0,376 a 0,445. Los inventores han descubierto que el efecto acentuado, cuando se ilumina un objeto por el modulo de emision de luz, puede verse bien cuando el punto de color de la emision de luz del modulo de emision de luz esta en el area definida anteriormente y puede verse mejor aun cuando la coordenada x esta en el intervalo definido anteriormente.
Opcionalmente, la primera luz tiene una distribucion de color que es un espectro sustancialmente continuo desde al menos 470 nanometros a 700 nanometros. En el espacio de color CIE XYZ, la combinacion del maximo de luz azul y la primera luz tiene un punto de color que se ha movido, en comparacion con el punto de color de la primera luz, ligeramente hacia la izquierda y en una direccion hacia abajo. Puede obtenerse este punto de color mezclando tambien, por ejemplo, una luz azul, roja y verde sin crear un espectro sustancialmente continuo que comprenda el maximo entre 440 nanometros y 470 nanometros. Una ventaja del espectro continuo es que el mdice de representacion de color de la luz es relativamente alto. Un espectro sustancialmente continuo de al menos 470 nanometros a 700 nanometros significa que en aproximadamente cada longitud de onda en ese intervalo se emite luz, por lo tanto, la lmea que describe el espectro no comprende interrupciones (una interrupcion es un valor de aproximadamente 0).
Opcionalmente, la primera luz tiene una temperatura de color en un intervalo de 2000 a 4000 Kelvin. Los inventores han descubierto que cuando se anade el maximo de luz azul a la luz blanca de una temperatura de color en el intervalo anterior, el efecto del objeto iluminado parece acentuado y puede verse bien por el ojo humano. En otras palabras, en este intervalo de temperaturas de color, la cantidad de luz en el maximo de luz azul no necesita ser muy grande para obtener un efecto suficiente del objeto iluminado que parezca mas “acentuado” al iluminarse mediante el modulo de emision de luz.
Opcionalmente, la primera luz tiene un mdice de representacion de color (CRI) en el intervalo de 80 a 100. En una realizacion, el mdice de representacion de color (CRI) de la primera luz esta en el intervalo de 90 a 100. Los inventores han descubierto que cuando se anade el maximo de luz azul a la luz blanca de un CRI en el intervalo anterior, el efecto del objeto iluminado parece acentuado y puede verse bien por el ojo humano. En otras palabras, en este intervalo CRI, la cantidad de luz en el maximo de luz azul no necesita ser muy grande para obtener un efecto suficiente de que el objeto iluminado parezca mas “acentuado” al iluminarse por el modulo de emision de luz.
Opcionalmente, el primer elemento emisor de luz comprende un primer emisor de luz y un primer elemento luminiscente. El primer emisor de luz emite la primera luz azul que tiene una longitud de onda maxima en un intervalo espectral de 440 nanometros a 460 nanometros. El elemento luminiscente comprende unos materiales luminiscentes y esta configurado para absorber una parte de la primera luz azul y para convertir la parte absorbida en otra distribucion de color. La luz emitida de la otra distribucion de color y una parte no absorbida emitida de la
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primera luz azul forman juntas la primera luz. El segundo elemento emisor de luz comprende un segundo emisor de luz. De este modo, se genera la luz blanca por medio de un emisor de luz que comprende, por ejemplo, uno o mas fosforos. Opcionalmente, el segundo emisor de luz esta configurado para emitir el maximo de luz azul. Por lo tanto, cuando el segundo emisor de luz es, por ejemplo, un emisor de luz de estado solido, comprende una matriz que emite el maximo de luz azul y no tienen lugar otras conversiones de color espedficas. Opcionalmente, el segundo elemento emisor de luz comprende un segundo elemento luminiscente que comprende un material luminiscente y esta dispuesto para recibir la luz emitida por el segundo emisor de luz. El material luminiscente del segundo elemento luminiscente esta configurado para absorber la luz que se emite por el segundo emisor de luz y para convertir la luz absorbida en el maximo de luz azul. En otras palabras, el segundo elemento emisor de luz obtiene el maximo de luz azul por medio de una conversion de color mediante un material luminiscente. Este material luminiscente esta especialmente configurado para emitir luz que tiene las caractensticas del maximo de luz azul. La luz emitida por el segundo emisor de luz puede ser luz UV, o luz violeta, o luz azul que tiene una longitud de onda maxima inferior a 440 nanometros, pero debe observarse que, en una realizacion, toda la luz UV o toda luz violeta se absorbe por el modulo de emision de luz y no se emite al ambiente del modulo de emision de luz. En una realizacion, toda la luz UV o toda la luz violeta se convierte en la luz del maximo de luz azul. Como se ha comentado, el segundo emisor de luz puede ser un emisor de luz de estado solido, tal como un diodo emisor de luz. Sin embargo, el segundo emisor de luz puede ser tambien un diodo laser que emite luz azul con una longitud de onda dentro de un intervalo espectral de 440 nanometros a 470 nanometros. Los diodos laser, en general, emiten un haz de luz estrecho y, opcionalmente, puede proporcionarse un elemento de dispersion y/o un elemento de difusion para dispersar y/o difundir el haz estrecho de luz en un haz de luz mas amplio. Opcionalmente, puede proporcionarse una pluralidad de primeros emisores de luz que emiten luz hacia el primer elemento luminiscente. Opcionalmente, puede proporcionarse una pluralidad de segundos emisores de luz. Una relacion entre un numero del primer emisor de luz y un numero de segundos emisores de luz es al menos 2 o, en una realizacion, al menos 3, o, en una realizacion adicional, al menos 4.
Opcionalmente, el modulo de emision de luz esta configurado para permitir la conexion y desconexion de la emision del maximo de luz azul independientemente de la desconexion y conexion de la emision de la primera luz. Por ejemplo, cuando el primer elemento emisor de luz comprende el primer emisor de luz tratado anteriormente y el segundo elemento emisor de luz comprende el segundo emisor de luz tratado anteriormente, el primer emisor de luz y el segundo emisor de luz tienen conectores electricos separados para recibir alimentacion de tal manera que una circuitena de accionamiento puede accionar el segundo emisor de luz independientemente del primer emisor de luz. En esta ultima realizacion opcional, el modulo de emision de luz puede tener diversas clavijas para recibir alimentacion, en las que, por ejemplo, una clavija de tierra se comparte por los emisores de luz primero y segundo y dos clavijas de accionamiento para recibir una primera tension de accionamiento para accionar el primer emisor de luz y para recibir una segunda tension de accionamiento para accionar el segundo emisor de luz.
Opcionalmente, el modulo de emision de luz comprende un tercer elemento luminiscente y un tercer emisor de luz. El tercer elemento luminiscente y un tercer emisor de luz forman juntos el primer elemento emisor de luz y forman juntos el segundo elemento emisor de luz. En otras palabras, el primer elemento emisor de luz y el segundo elemento emisor de luz comparten el tercer elemento luminiscente y comparten el tercer emisor de luz. El tercer emisor de luz que emite la segunda luz azul tiene opcionalmente una longitud de onda maxima entre 440 nanometros y 460 nanometros. El tercer elemento luminiscente comprende unos materiales luminiscentes que estan configurados para absorber una parte de la segunda luz azul y convertir la luz azul absorbida en una distribucion de color adicional. El modulo de emision de luz emite una mezcla de la distribucion de color adicional y, opcionalmente, una parte no absorbida de la segunda luz azul (cuando no se absorbe toda la segunda luz azul). La mezcla de luz emitida tiene una distribucion espectral que comprende el maximo de luz azul y que corresponde a la luz blanca si no se tiene en cuenta el maximo de luz azul. De acuerdo con esta realizacion opcional, es posible emitir la luz blanca con el maximo de luz azul usando una cantidad relativamente pequena de diferentes componentes. Por ejemplo, solo se debe proporcionar un tipo de tercer emisor de luz en lugar de usar diferentes tipos de emisores de luz en el primer elemento emisor de luz y en el segundo elemento emisor de luz. Opcionalmente, los materiales luminiscentes del tercer elemento luminiscente comprenden un material luminiscente espedfico que esta configurado para emitir el maximo de luz azul. Opcionalmente, los materiales luminiscentes del tercer elemento luminiscente comprenden ademas una mezcla de otros materiales luminiscentes. La cantidad de los materiales luminiscentes adicionales y la composicion de la mezcla de los materiales luminiscentes adicionales se selecciona de tal manera que esta mezcla de materiales luminiscentes adicionales convierte la luz azul absorbida en una luz que forma junto con la parte no absorbida opcional de la segunda luz azul una luz de la primera luz. En una realizacion, el material luminiscente espedfico son partfculas que muestran un confinamiento cuantico y tienen al menos en una dimension un tamano en el intervalo de nanometros. Ejemplos de tales partfculas son los puntos cuanticos, las varillas cuanticas y los tetrapodos cuanticos.
Opcionalmente, la mezcla de los materiales luminiscentes adicionales comprende una pluralidad de diferentes tipos de partfculas que muestran un confinamiento cuantico y que tienen al menos en una dimension un tamano en el intervalo de nanometros. Cada tipo de partfculas esta configurado para emitir una emision de luz diferente cuando se excita y en la que los diferentes tipos de partfculas se seleccionan para obtener una combinacion de diferentes emisiones de luz que forman juntas una distribucion espectral sustancialmente continua desde al menos 470 nanometros hasta aproximadamente 700 nanometros.
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De acuerdo con otro aspecto de la invencion, se proporciona una lampara que comprende un modulo de emision de luz de acuerdo con una cualquiera de las realizaciones tratadas anteriormente del modulo de emision de luz.
De acuerdo con un aspecto adicional de la invencion, se proporciona una luminaria que comprende un modulo de emision de luz de acuerdo con una cualquiera de las realizaciones tratadas anteriormente del modulo de emision de luz o que comprende una lampara de acuerdo con el otro aspecto de la invencion tratado anteriormente.
De acuerdo con un aspecto adicional mas de la invencion, se proporciona un metodo de iluminacion de un objeto. El metodo comprende las etapas de: i) emitir una primera luz que tiene un punto de color de luz blanca, y ii) emitir un maximo de luz azul, teniendo el maximo de luz azul una longitud de onda maxima en un intervalo de 440 nanometros a 470 nanometros y teniendo una anchura espectral que es menor que 70 nanometros, expresandose la anchura espectral como un valor de anchura a media altura.
La lampara, la luminaria y el metodo de acuerdo con los anteriores aspectos tratados de la invencion proporcionan las mismas ventajas que el modulo de emision de luz de acuerdo con el primer aspecto de la invencion y que tiene realizaciones similares con efectos similares a los de las realizaciones correspondientes del sistema.
Estos y otros aspectos de la invencion son evidentes a partir de y se aclararan haciendo referencia a las realizaciones descritas a continuacion.
Se apreciara por los expertos en la materia que dos o mas de las opciones, implementaciones, y/o aspectos de la invencion mencionados anteriormente pueden combinarse de cualquier manera que se considere util.
Las modificaciones y variaciones de la lampara, la luminaria y el metodo, que corresponden a las modificaciones y variaciones descritas del modulo de emision de luz, pueden realizarse por una persona experta en la materia sobre la base de la presente descripcion.
Breve descripcion de los dibujos
En los dibujos:
la figura 1a muestra esquematicamente una realizacion de un modulo de emision de luz,
la figura 1b muestra esquematicamente como se combinan en el espectro de emision de luz del modulo de emision de luz para obtener un espectro de emision de luz para iluminar los objetos para obtener un aspecto “acentuado”,
la figura 2 muestra esquematicamente varias realizaciones de modulos de emision de luz,
la figura 3a muestra esquematicamente una realizacion adicional de un modulo de emision de luz,
la figura 3b muestra esquematicamente como se combinan en el modulo de emision de luz de la realizacion
adicional los espectros de emision de luz para obtener un espectro de emision de luz para iluminar objetos para
obtener un aspecto “acentuado”,
la figura 4a muestra esquematicamente una realizacion de una lampara, la figura 4b muestra esquematicamente una realizacion de una luminaria,
la figura 5 muestra esquematicamente una realizacion de un metodo de iluminacion de un objeto, y
las figuras 6a y 6b presentan esquematicamente unas areas de espacio de color CIEXYZ para un punto de color
combinado de la emision de luz del modulo de emision de luz.
Debena observarse que, los elementos indicados con los mismos numeros de referencia en diferentes figuras tienen las mismas caractensticas estructurales y las mismas funciones, o son las mismas senales. Cuando se haya explicado la funcion y/o la estructura de un elemento tal, no hay necesidad de volverlo a explicar en la descripcion detallada.
Las figuras son puramente esquematicas y no estan dibujadas a escala. Espedficamente para mayor claridad, algunas dimensiones se han exagerado mucho.
Descripcion detallada
Una primera realizacion se muestra en la figura 1a. La figura 1a muestra esquematicamente una realizacion de un modulo de emision de luz 100. El modulo de emision de luz 100 comprende un primer elemento emisor de luz 102 que es capaz de emitir una primera luz L1. La primera luz L1 tiene un punto de color que esta sustancialmente sobre una lmea de cuerpo negra en un espacio de color o cerca de la lmea de cuerpo negra. En otras palabras, la primera luz L1 es una luz blanca. El punto de color de luz blanca esta dentro de 15 SDCM (“desviacion convencional de coincidencia de colores”) de la lmea de cuerpo negra durante el funcionamiento del elemento emisor de luz, aun mas especialmente dentro de 10 SDCM, incluso mas especialmente dentro de 5 SDCM desde la lmea de cuerpo negra. El modulo de emision de luz 100 comprende ademas un segundo elemento emisor de luz 104 que esta configurado para emitir un maximo de luz azul L2. El maximo de luz azul L2 tiene una longitud de onda maxima que esta en un intervalo de 440 nanometros a 470 nanometros y el maximo tiene una anchura espectral que es menor que 70
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nanometros (cuando se expresa como un valor de anchura a media altura (FWHM)). Opcionalmente, la longitud de onda maxima del maximo de luz azul L1 esta en un intervalo de 445 a 465 nanometros. Opcionalmente, el valor de FWHM es menor que 60 nanometros, o menor que 50 nanometros o incluso mas pequeno que 40 nanometros. El modulo de emision de luz 100 emite una mezcla de luz blanca L2 y el maximo de luz azul L2.
La figura 1b muestra esquematicamente como se combinan en el modulo de emision de luz 100 los espectros de emision de luz 152, 154 para obtener un espectro de emision de luz 156 para iluminar objetos para obtener un aspecto “acentuado”. El espectro de emision de luz 152 representa la emision de luz por el primer elemento emisor de luz 102. El espectro de emision de luz 154 representa la emision de luz por el segundo elemento emisor de luz 104. Como se ve, el espectro de emision de luz 154 es un maximo relativamente pequeno de luz que como un maximo de longitud de onda Xp tiene un valor en el intervalo de 440 nanometros a 470 nanometros. El valor de anchura a media altura (FWHM) del maximo (medido a la mitad de la intensidad maxima Im/2 de la intensidad de maximo Im) es menor que 70 nanometros.
Una vision de los inventores es que cuando un espectro de emision de luz blanca 152 se combina con el maximo de luz azul L2 (como se muestra en el espectro de emision de luz 154), puede usarse la luz del espectro de emision de luz obtenido 156 para iluminar objetos de tal manera que los objetos parecen mas acentuados, mas frescos, mas atractivos o, cuando se refiere a un objeto blanco, parece mas blanco al ojo humano. Este efecto de un objeto que parece mas acentuado o mas blanco se obtiene sin introducir abrillantadores en los objetos.
La figura 2 presenta varias realizaciones alternativas del modulo de emision de luz 100 de la figura 1.
El modulo de emision de luz 200 comprende un primer emisor de luz 202 que se proporciona por un primer elemento luminiscente 203. La luz que se genera por la combinacion del primer emisor de luz 202 y el primer elemento luminiscente 203 es la primera luz L1 (con un punto de color de luz blanca). El primer emisor de luz 202 puede emitir, por ejemplo, una luz azul convertida parcialmente por el material luminiscente del primer elemento luminiscente 203 en la luz de uno o mas colores diferentes. Cuando no se convierte toda la luz azul (que se emite por el primer emisor de luz 202) en la luz de otro color, una parte restante de la luz azul emitida por el primer emisor de luz 202 puede emitirse tambien en un ambiente del modulo de emision de luz 200. La combinacion de esta parte restante opcional de luz azul y la luz que se emite por el material luminiscente del primer elemento luminiscente forma la primera luz L1 que tiene un punto de color de luz blanca. El modulo de emision de luz 200 comprende ademas un segundo emisor de luz 204 que esta configurado para emitir el maximo de luz azul L2, en otras palabras, el segundo emisor de luz 204 emite directamente el maximo de luz azul L2 sin usar ninguna conversion espedfica de luz. El primer emisor de luz 202 y el segundo emisor de luz 204 pueden proporcionarse sobre una capa de soporte 209. La capa de soporte 209 puede ser un buen conductor termico que conduce el calor lejos del primer emisor de luz 202 y del segundo emisor de luz 204. Aunque el primer elemento luminiscente 203 se dibuja en la figura 2 como un elemento que esta dispuesto directamente en la parte superior del primer emisor de luz 202, puede existir un hueco (de aire) presente entre el primer elemento luminiscente 203 y el primer emisor de luz 202 (de tal manera que el primer elemento luminiscente 203 esta dispuesto en una configuracion de proximidad o en una configuracion remota en funcion de la anchura del hueco, anchura que puede ser, 0,1-0,5 mm o mas de 1 cm, respectivamente).
El modulo de emision de luz 210 es similar al modulo de emision de luz 200, sin embargo, comprende un segundo emisor de luz 214 que esta provisto de un segundo elemento luminiscente 215. El otro segundo emisor de luz 214 emite luz hacia el segundo elemento luminiscente 215 y el material luminiscente proporcionado en el segundo elemento luminiscente 215 convierte la luz emitida por el otro segundo emisor de luz 214 en el maximo de luz azul L2. La luz emitida por el segundo emisor de luz 214 puede ser luz ultravioleta (UV), puede ser luz violeta o puede ser luz azul con una longitud de onda maxima por debajo de la longitud de onda maxima del maximo de luz azul L2. En una realizacion, la combinacion del segundo elemento luminiscente 215 y el segundo emisor de luz 214 esta dispuesta de tal manera que no se emite luz UV o ninguna luz violeta en un ambiente o en el modulo de emision de luz 210.
El modulo de emision de luz 220 es similar al modulo de emision de luz 200, sin embargo, en lugar de la capa de soporte 209 se proporciona un miembro de soporte en forma de caja 221 que comprende en al menos un lado una ventana de salida de luz 222. Una superficie interior 223 del miembro de soporte en forma de caja 221 puede ser de color blanco reflectante de tal manera que la luz que incide en la superficie interior 223 se refleja bien, no se absorbe y se mezcla mejor por el modulo de emision de luz 220.
El modulo de emision de luz 230 es similar al modulo de emision de luz 220, sin embargo, se proporciona un elemento de difusion de luz adicional 236 en la ventana de salida de luz del miembro de soporte en forma de caja 221. Un elemento de difusion 236 puede ser una capa de vidrio o de un material sintetico de transmision de luz sobre el que o en el que se proporcionan partfculas de dispersion. La difusion de la luz produce una salida de luz mas homogenea.
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El modulo de emision de luz 240 es similar al modulo de emision de luz 220, pero se proporciona otro miembro de soporte en forma de caja 241, que comprende un reflector para conformar un haz de luz emitido por el modulo de emision de luz 240 en una forma espedfica.
El modulo de emision de luz 250 es similar al modulo de emision de luz 240 y comprende para cada uno de los emisores de luz 202, 204 unos conectores de alimentacion separados 258, 259 para proporcionar alimentacion por separado a cada uno de los emisores de luz 202, 204. Los conectores de alimentacion 258, 259 estan dispuestos, por ejemplo, en una superficie exterior del modulo de emision de luz 250 que se orienta hacia fuera desde una ventana de salida de luz del modulo de emision de luz 250. Los conectores de alimentacion 258, 259 permiten el accionamiento por separado del primer emisor de luz 202 y del segundo emisor de luz 204 y, por lo tanto, puede, por ejemplo, implementarse que el segundo emisor de luz 204 puede desconectarse cuando no se requiere el “aspecto acentuado” del objeto iluminado.
El primer emisor de luz 202, el segundo emisor de luz 204 y el otro segundo emisor de luz 214 pueden ser emisores de luz de estado solido. Un ejemplo de un emisor de luz de estado solido es un diodo emisor de luz. Otros ejemplos son un diodo emisor de luz organico o un diodo laser. El diodo laser puede usarse para generar el maximo de luz azul L2. Cuando se usa un diodo laser, el modulo de emision de luz comprende preferentemente un elemento de difusion de luz, tal como un elemento de difusion de luz 236.
Ademas, se observa que, en una realizacion, el primer elemento luminiscente 203 comprende una pluralidad de materiales luminiscentes de tal manera que la combinacion de la luz emitida por la pluralidad de materiales luminiscentes (opcionalmente combinados con una parte no absorbida restante de la luz emitida por el primer emisor de luz 202) es la primera luz L1.
En lo anterior, se dibujan un primer emisor de luz 202 y un segundo emisor de luz 204 (o el otro segundo emisor de luz 214). Las realizaciones no estan limitadas a un numero tan bajo de emisores de luz. Los modulos de emision de luz 200, 210, 220, 230, 240, 250 pueden comprender una pluralidad de primeros emisores de luz 202 provistos cada uno de un primer elemento luminiscente 203. Los modulos de emision de luz 200, 210, 220, 230, 240, 250 pueden comprender una pluralidad de segundos emisores de luz 204. Los modulos de emision de luz 200, 210, 220, 230, 240, 250 pueden comprender una pluralidad de otros segundos emisores de luz 214 provistos, cada uno, con un segundo elemento luminiscente 215. En una realizacion, la relacion entre el numero de primeros emisores de luz 202 y el numero de segundos emisores de luz 204 (o como alternativa, los otros segundos emisores de luz 214) es al menos 1, o al menos 2, o al menos 3. En general, es ventajoso cuando se emite mas luz blanca que la cantidad de luz que se emite en el maximo de luz azul, porque de lo contrario podna resultar en iluminar un objeto con luz azul en lugar de con la luz que proporciona un efecto “acentuado”.
El primer elemento luminiscente 203 y el segundo elemento luminiscente 215 pueden comprender al menos uno de los siguientes tipos de materiales luminiscentes: un fosforo inorganico, un fosforo organico, por ejemplo, basado en derivados del perileno, o partfculas que muestran un confinamiento cuantico y tienen al menos en una dimension un tamano en el intervalo de nanometros. Mostrar un confinamiento cuantico significa que las partfculas tienen propiedades opticas que dependen del tamano de las partfculas. Ejemplos de tales materiales son puntos cuanticos, varillas cuanticas y tetrapodos cuanticos. El primer elemento luminiscente 203 y el segundo elemento luminiscente 215 pueden comprender tambien una mezcla de los materiales tratados anteriormente.
La figura 3a muestra esquematicamente una realizacion adicional de un modulo de emision de luz 300. El modulo de emision de luz 300 comprende un tipo de un emisor de luz 302 que emite una tercera luz L3. Opcionalmente, la tercera luz L3 es una luz azul y tiene una longitud de onda maxima en un intervalo de 440 nanometros a 460 nanometros. En la figura 3 se ha dibujado que solo se proporciona un unico tercer emisor de luz 302, pero puede proporcionarse una pluralidad de terceros emisores de luz 302 para emitir una mayor cantidad de la tercera luz L3. La tercera luz L3 se emite hacia un tercer elemento luminiscente 304. El tercer elemento luminiscente 304 comprende un material luminiscente espedfico 308 que absorbe parte de la tercera luz L3 y convierte la luz absorbida en el maximo de luz azul L2. El tercer elemento luminiscente 304 comprende ademas una mezcla de otros materiales luminiscentes 306 que juntos emiten (opcionalmente, en combinacion con una parte no absorbida de la tercera luz L3) una emision de luz que corresponde a la primera luz L1 (y, por lo tanto, luz blanca). En comparacion con la realizacion anterior, una pluralidad de material luminiscente 306, 308 genera la primera luz L1 y el maximo de luz azul L2. Esto se ilustra en la figura 3b. La figura 3b muestra esquematicamente como en el modulo de emision de luz 300, los espectros de emision de luz 352, 354 se combinan para obtener un espectro de emision de luz 356 para obtener una apariencia 'acentuada' de los objetos iluminados. Por ejemplo, cuando el tercer elemento luminiscente 304 comprende diferentes tipos de puntos cuanticos que todos tienen un tamano ligeramente diferente (y/o son de diferentes materiales), cada uno de los mismos puede emitir un maximo levemente desplazado de luz y los maximos de luz vecinos pueden levemente solaparse de tal manera que, se obtiene aproximadamente una emision de luz continua (como se muestra en el espectro de emision de luz 352). Puede anadirse otro punto cuantico que tenga un tamano espedfico y un material espedfico que esta configurado para emitir el maximo de luz azul como se muestra en el espectro de emision de luz 354. Juntas, las emisiones de luz 352 y 354 resultan en el espectro de emision de luz 356. Cuando se ilumina un objeto mediante el espectro de emision de luz 356, el objeto tiene una “acentuacion”, mas “fresca”, mas apariencia blanca cuando se ve por el ojo humano.
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El espectro de emision de luz 352 es un ejemplo de un espectro que puede generarse mediante la mezcla de otros materiales luminiscentes 306 (opcionalmente, el espectro de emision de luz 352 tambien comprende una parte no absorbida de la tercera luz L3). Como se ha tratado anteriormente, tal espectro de emision de luz 352 puede obtenerse combinando varios puntos cuanticos ligeramente diferentes. Como se ha tratado anteriormente, los puntos cuanticos son partmulas que muestran un confinamiento cuantico y tienen al menos en una dimension un tamano en el intervalo de nanometros, lo que significa que las partmulas tienen propiedades opticas que dependen del tamano de las partmulas. Por lo tanto, la mezcla de otros materiales luminiscentes 306 puede comprender varios puntos cuanticos de diferentes tamanos. Debe observarse que otras partmulas que muestran un confinamiento cuantico son las varillas cuanticas de tetrapodos cuanticos y que, en lugar de o ademas de los puntos cuanticos, estos materiales podnan estar presentes en la mezcla de los otros materiales luminiscentes 306. Debe observarse que, en otras realizaciones, pueden usarse otras mezclas de materiales luminiscentes para generar (opcionalmente, junto con una parte no absorbida emitida de la tercera luz L3) la primera luz (blanca) Li. Por ejemplo, la mezcla de otros materiales luminiscentes 306 tambien puede comprender uno de entre: fosforos inorganicos o fosforos organicos (tales como, por ejemplo, los derivados del perileno).
Los ejemplos de materiales luminiscentes comprenden unas partmulas que muestran un confinamiento cuantico y tienen al menos en una dimension un tamano en el intervalo de nanometros. Esto significa, por ejemplo, que, si las partmulas son sustancialmente esfericas, su diametro esta en el intervalo de nanometros. O, esto significa, por ejemplo, que si estan en forma de alambre, un tamano de una seccion transversal del alambre esta en una direccion en el intervalo de nanometros. Un tamano en el intervalo de nanometros significa que su tamano es al menos menor que 1 micrometro, por lo tanto, mas pequeno que 500 nanometros, y mas grande o igual a 0,5 nanometros. En una realizacion, el tamano en una dimension es menor que 50 nanometros. En otra realizacion, el tamano en una dimension esta en el intervalo de 2 a 30 nanometros. En las realizaciones de la invencion, los materiales luminiscentes pueden comprender puntos cuanticos. Los puntos cuanticos son pequenos cristales de material semiconductor que tienen, en general, una anchura o diametro de solo unos pocos nanometros. Cuando se excita por la luz incidente, un punto cuantico emite luz de un color determinado por el tamano y el material del cristal. La luz de un color espedfico puede, por lo tanto, producirse mediante la adaptacion del tamano de los puntos. Los puntos cuanticos mas conocidos con emision en el intervalo visible se basan en seleniuro de cadmio (CdSe) con carcasa tal como de sulfuro de cadmio (CdS) y sulfuro de zinc (ZnS). Tambien pueden usarse puntos cuanticos libres de cadmio tales como el fosfuro de indio (InP), y el sulfuro de indio cobre (CuInS2) y/o el sulfuro de indio plata (AgInS2). Los puntos cuanticos muestran una banda de emision muy estrecha y por lo tanto muestran colores saturados. Ademas, el color de emision puede afinarse facilmente adaptando el tamano de los puntos cuanticos. Cualquier tipo de punto cuantico conocido en la tecnica puede usarse en la presente invencion, siempre que tenga las caractensticas de conversion de longitud de onda apropiadas. Sin embargo, puede preferirse por razones de seguridad ambiental y por la preocupacion de usar puntos cuanticos libres de cadmio o al menos puntos cuanticos que tengan un contenido muy bajo de cadmio.
La figura 4a muestra esquematicamente una realizacion de una lampara 400. La lampara 400 tiene, por ejemplo, una forma de una lampara incandescente tradicional y es, como tal, una lampara incandescente de ajuste retro. La lampara puede comprender, por ejemplo, uno o mas modulos de emision de luz (no mostrados) de acuerdo con las realizaciones tratadas anteriormente de los modulos de emision de luz.
La figura 4b muestra esquematicamente una realizacion de una luminaria 450. La luminaria 450 comprende, por ejemplo, uno o mas modulos de emision de luz (no mostrados) de acuerdo con las realizaciones tratadas anteriormente de los modulos de emision de luz. En otra realizacion, la luminaria 450 comprende una o mas lamparas (no mostradas) de acuerdo con la realizacion de la figura 4a.
La figura 5 muestra esquematicamente una realizacion de un metodo 500 de iluminacion de un objeto. El metodo 500 comprende las etapas de: i) emitir 502 una primera luz que tiene un punto de color de luz blanca, ii) emitir 504 un maximo de luz azul, teniendo el maximo de luz azul una longitud de onda maxima en un intervalo de 440 nanometros a 470 nanometros y teniendo una anchura espectral que es menor que 70 nanometros, cuando se expresa como un valor de anchura a media altura.
La lampara, la luminaria y el metodo tratado anteriormente de iluminacion de un objeto tienen una realizacion similar con un efecto similar al de la realizacion del modulo de emision de luz.
Las figuras 6a y 6b presentan esquematicamente unas areas de espacio de color CIEXYZ para un punto de color combinado de la emision de luz del modulo de emision de luz. En la figura 6a, se presenta una primera grafica 600 del espacio de color CIEXYZ. En el espacio de color CIEXYZ se dibuja la lmea de cuerpo negro 602. El primer elemento de emision de luz emite la primera luz que tiene un punto de color en la lmea de cuerpo negro. La combinacion de la primera luz y el maximo de luz azul tiene un punto de color combinado. Por lo tanto, el punto de color combinado es el punto de color del modulo de emision de luz en su conjunto. El primer elemento emisor de luz emite una primera cantidad de energfa de la primera luz, el segundo elemento emisor de luz emite una segunda cantidad de energfa del maximo de luz azul, y se selecciona una relacion entre la primera cantidad de energfa y la segunda cantidad de energfa para obtener una coordenada para el punto de color combinado en el espacio de color CIEXYZ en un area 604 encerrada por la lmea de cuerpo negro 602 y una lmea 606 definida por y = 0,328 + 0,13x.
Dentro del area 604 el efecto acentuado es bien visible al ojo humano. El area 604 puede limitarse ademas de tal manera que el efecto acentuado puede verse incluso mejor. Esto se muestra en la grafica 650 de la figura 6b. En la figura 6b, el area 654, en la que puede localizarse el punto de color combinado, esta limitada ademas por una primera lmea 660 definida por la coordenada x 0,376 y una segunda lmea 662 definida por la coordenada x 0,445. 5 Por lo tanto, el area 654 es un area entre la lmea de cuerpo negro, 602, la lmea 606 definida por y = 0,328 + 0,13x, una lmea 660 definida por x = 0,376 y una lmea 662 definida por x = 0,445.
Debena observarse que las realizaciones mencionadas anteriormente ilustran mas que limitan la invencion, y que los expertos en la materia seran capaces de disenar muchas realizaciones alternativas sin alejarse del alcance de 10 las reivindicaciones adjuntas.
En las reivindicaciones, cualquier signo de referencia colocado entre parentesis no debera interpretarse como limitativo de la reivindicacion. El uso del verbo “comprender” y sus conjugaciones no excluye la presencia de elementos o etapas diferentes de los indicados en una reivindicacion. El artmulo “un” o “una” precediendo a un 15 elemento no excluye la presencia de una pluralidad de tales elementos. En la reivindicacion de dispositivo que enumera varios medios, varios de estos medios pueden realizarse por uno y el mismo elemento de hardware. El mero hecho de que ciertas medidas se citen en las reivindicaciones dependientes diferentes entre sf no indica que una combinacion de estas medidas no pueda usarse con ventaja.

Claims (15)

  1. 5
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    REIVINDICACIONES
    1. Un modulo de emision de luz (100, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 300) para iluminar un objeto, comprendiendo el modulo de emision de luz (100, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 300):
    - un primer elemento emisor de luz (102) configurado para emitir la primera luz (L1), teniendo la primera luz (L1) un punto de color de luz blanca,
    - un segundo elemento emisor de luz (104, 204) configurado para emitir un maximo de luz azul (L2), teniendo el maximo de luz azul (L2) una longitud de onda maxima (XP) en un intervalo de 440 nanometros a 470 nanometros y teniendo una anchura espectral que es menor que 70 nanometros, expresandose la anchura espectral como un valor de anchura a media altura.
  2. 2. Un modulo de emision de luz (100, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 300) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que
    - el punto de color de la primera luz (L1) esta sustancialmente en la lmea de cuerpo negro (602),
    - la combinacion de la primera luz (L1) y el maximo de luz azul (L2) tienen un punto de color combinado,
    - el primer elemento emisor de luz (102) emite una primera cantidad de energfa de la primera luz (L1), el segundo elemento emisor de luz (104, 204) emite una segunda cantidad de energfa del maximo de luz azul (L2), y una relacion entre la primera cantidad de energfa y la segunda cantidad de energfa se selecciona para obtener una coordenada para el punto de color combinado en un area encerrada por la lmea de cuerpo negro y una lmea definida por y = 0,328 + 0,13x, en el espacio de color CIEXYZ, y
    - opcionalmente, la coordenada x del punto de color combinado esta en un intervalo de 0,376 a 0,445.
  3. 3. Un modulo de emision de luz (100, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 300) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la primera luz (L1) tiene al menos una de las siguientes caractensticas:
    - una temperatura de color en un intervalo de 2000 Kelvin a 4000 Kelvin, y
    - un mdice de reproduccion de color en un intervalo de 80 a 100.
  4. 4. Un modulo de emision de luz (100, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 300) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que
    - el primer elemento emisor de luz (102) comprende un primer emisor de luz (202) y un primer elemento luminiscente (203), estando el primer emisor de luz (202) configurado para emitir una primera luz azul que tiene una longitud de onda maxima en un intervalo espectral de 440 nanometros a 460 nanometros, comprendiendo el primer elemento luminiscente (203) unos materiales luminiscentes y estando configurado para absorber una parte de la primera luz azul y para convertir la parte absorbida en otra distribucion de color, en el que la luz emitida de la otra distribucion de color y una parte no absorbida emitida de la primera luz azul forman juntas la primera luz (L1), y
    - el segundo elemento emisor de luz (104, 204) comprende un segundo emisor de luz (204, 214).
  5. 5. Un modulo de emision de luz (100, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 300) de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que el segundo emisor de luz (204, 214) esta configurado para emitir el maximo de luz azul.
  6. 6. Un modulo de emision de luz (100, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 300) de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que el segundo elemento emisor de luz (104, 204) comprende un segundo elemento luminiscente (215), comprendiendo el segundo elemento luminiscente (215) un material luminiscente que esta configurado para absorber la luz emitida por el segundo emisor de luz y para convertir la luz absorbida en el maximo de luz azul (L2).
  7. 7. Un modulo de emision de luz (100, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 300) de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que el segundo emisor de luz (204, 214) es un emisor de luz de estado solido y, opcionalmente, el primer emisor de luz (202) es un emisor de luz de estado solido.
  8. 8. Un modulo de emision de luz (100, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 300) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el modulo de emision de luz (100, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 300) esta configurado para permitir una desconexion y una conexion de la emision del maximo de luz azul (L2) independientemente de la desconexion y la conexion de la emision de la primera luz (L1).
  9. 9. Un modulo de emision de luz (100, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 300) de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende un tercer elemento luminiscente (304) y un tercer emisor de luz (302), en el que el tercer elemento luminiscente (304) y el tercer emisor de luz (302) forman juntos el primer elemento emisor de luz (102) y forman juntos el segundo elemento emisor de luz (104, 204), estando el tercer emisor de luz (302) configurado para emitir la segunda luz azul (L3), comprendiendo el tercer elemento luminiscente (304) unos materiales luminiscentes que estan configurados para absorber una parte de la segunda luz azul (L3) y convertir la luz azul absorbida en una distribucion de color adicional, estando el modulo de emision de luz (100, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 300)
    5
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    configurado para emitir una mezcla de la distribucion de color adicional y, opcionalmente, una parte no absorbida de la segunda luz azul (L3), y teniendo la luz emitida por el modulo de emision de luz una distribucion espectral que comprende el maximo de luz azul (L2) y forma la primera luz (L1) si el maximo de luz azul no se tiene en cuenta, opcionalmente, teniendo la segunda luz azul (L3) una longitud de onda maxima entre 400 nanometros y 460 nanometros.
  10. 10. Un modulo de emision de luz (100, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 300) de acuerdo con la reivindicacion 9, en el que el tercer elemento luminiscente (304) comprende un material luminiscente espedfico que esta configurado para emitir el maximo de luz azul.
  11. 11. Un modulo de emision de luz de acuerdo con la reivindicacion 10, en el que el tercer elemento luminiscente (304) comprende ademas una mezcla de materiales luminiscentes adicionales, en el que las cantidades de los materiales luminiscentes adicionales y la composicion de la mezcla de los materiales luminiscentes adicionales esta configurada para convertir la segunda luz azul absorbida en la luz que forma, junto con la parte no absorbida opcional de la segunda luz azul, la primera luz (L1).
  12. 12. Un modulo de emision de luz (100, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 300) de acuerdo con la reivindicacion 11, en el que la mezcla de los materiales luminiscentes adicionales comprende una pluralidad de diferentes tipos de partfculas que muestran un confinamiento cuantico y que tiene al menos en una dimension un tamano en el intervalo de nanometros, estando cada tipo de partfculas configurado para emitir una emision de luz diferente cuando se excita, en el que los diferentes tipos de partfculas se seleccionan para obtener una combinacion de las diferentes emisiones de luz que forma una distribucion espectral sustancialmente continua desde al menos 470 nanometros a 700 nanometros.
  13. 13. Una lampara (400) que comprende el modulo de emision de luz (100, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 300) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.
  14. 14. Una luminaria (450) que comprende un modulo de emision de luz de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 o que comprende una lampara de acuerdo con la reivindicacion 13.
  15. 15. Un metodo (500) de iluminacion de un objeto, comprendiendo el metodo:
    - emitir (502) una primera luz que tiene un punto de color de luz blanca hacia el objeto,
    - emitir (504) un maximo de luz azul hacia el objeto, teniendo el maximo de luz azul una longitud de onda maxima en un intervalo de 440 nanometros a 470 nanometros y teniendo una anchura espectral que es menor que 70 nanometros, expresandose la anchura espectral como un valor de anchura a media altura.
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