ES2635146T3 - Sistema de iluminación - Google Patents

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ES2635146T3
ES2635146T3 ES14815727.4T ES14815727T ES2635146T3 ES 2635146 T3 ES2635146 T3 ES 2635146T3 ES 14815727 T ES14815727 T ES 14815727T ES 2635146 T3 ES2635146 T3 ES 2635146T3
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ES14815727.4T
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Berent Willem Meerbeek
Kars-Michiel Hubert Lenssen
Petrus Johannes Hendrikus Seuntiens
Johannes Petrus Wilhelmus Baaijens
Jochen Renaat VAN GHELUWE
Bart Kroon
Evert Jan Van Loenen
Philip Steven Newton
Ramon Antoine Wiro Clout
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Philips Lighting Holding BV
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Abstract

Un sistema de iluminación que comprende: una fuente (10) de luz que tiene una ventana de salida; y una disposición (12) de procesamiento de luz controlable eléctricamente, en el que la disposición de procesamiento controlable eléctricamente comprende una rejilla de celdas que se ubican en un plano paralelo a la ventana de salida, cada celda tiene una pared de celda formada como elemento conmutable eléctricamente que se puede conmutar entre por los menos dos modos de procesamiento, en el que la pared de celda rodea una abertura, de tal manera que la luz emitida en una dirección normal de la ventana de salida de fuente de luz no se procesa , y la luz que pasa en un ángulo con la dirección normal mayor que un ángulo umbral es procesado por la pared de la celda.

Description

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DESCRIPCION
Sistema de iluminacion CAMPO DE LA INVENCION
Esta invention se refiere a sistemas de iluminacion de interior.
ANTECEDENTE DE LA INVENCION
Las personas en general prefieren la luz dla sobre la luz artificial como su fuente principal de iluminacion. Todos reconocen la importancia de la luz dla en nuestras vidas diarias. Se sabe que la luz dla es importante para el bienestar y la salud de las personas.
En general, las personas pasan mas del 90% de su tiempo en ambientes interiores y frecuentemente lejos de la luz dla natural. Por lo tanto subsiste la necesidad de fuentes de luz dla artificiales que crean la impresion de luz dla convincente con luz artificial, en ambientes que carecen de luz dla natural, incluyendo hogares, colegios, tiendas, oficinas, salas de hospitales, y banos.
Ha habido un desarrollo significativo de sistemas de iluminacion que tratan de imitar la luz dla incluso mas fielmente. Por ejemplo, dichos sistemas de iluminacion se utilizan como claraboyas artificiales, que intentan imitar la luz dla natural que se recibirla a traves de una claraboya real. Para mejorar el realismo de la claraboya artificial, la solution de la claraboya se monta usualmente en una cavidad en el techo, en la misma forma que se montarla una claraboya real.
Se ha reconocido que serla deseable permitir que la temperatura del color se pueda seleccionar e incluso evolucionar con el tiempo, de tal manera que la evolution del punto de color de la luz dla natural, o de hecho se pueda seleccionar un punto de color especlfico. Sin embargo, esto requiere una fuente de luz mas compleja y sistema de control asociados.
Por tanto, subsiste la necesidad de un sistema de iluminacion que permita controlar el punto de color en una forma mas eficiente y efectiva en costes.
RESUMEN DE LA INVENCION
La invencion se define por las reivindicaciones.
De acuerdo con la invencion, se proporciona un sistema de iluminacion que comprende:
Una fuente de luz que tiene una ventana de salida; y
Una disposition que procesa luz controlable electricamente, en el que la disposition de procesamiento controlable electricamente comprende una rejilla de celdas que se ubica en un plano paralelo a la ventana de salida, cada celda tiene una pared de celda formada como elemento conmutable electricamente que se puede conmutar entre por lo menos dos modos de procesamiento, en el que la pared de la celda rodea una abertura, de tal manera que la luz emitida en una direction normal desde la ventana de salida de fuente de luz no se procesa, y la luz que pasa en un angulo hacia la direccion normal es mayor que un angulo umbral que se procesa por la pared de la celda.
Esta disposicion utiliza una rejilla de celdas para proporcionar una funcion de procesamiento de luz. Las paredes de las celdas proporcionan el procesamiento de luz, y se extienden en la direccion normal a la ventana de salida de la luz. Esto significa que las paredes de la celda solo realizan su funcion de procesamiento de luz sobre la luz emitida en un angulo con la normal. De esta forma, se pueden utilizar para controlar la luz percibida como luz ambiente, sin afectar la iluminacion directa (hacia abajo), que puede ser luz de tarea para una estacion de trabajo.
La disposicion de procesamiento de luz puede comprender un reflector o filtro controlable electricamente. El filtro se puede utilizar para cambiar el color de la luz de angulo grande, o tambien el reflector se puede utilizar para cambiar la intensidad. Por supuesto se pueden combinar estas dos posibilidades.
Por lo menos dos modos pueden comprender modos que proporcionan diferentes salidas de luz de color para que la luz pase en un angulo con la direccion normal mayor que el angulo umbral. Por ejemplo, la luz se puede controlar para que tenga diferentes componentes azules. Al proporcionar una apariencia mas azul, la fuente de luz puede dar una impresion mas natural, que replica el color del cielo, pero aun proporciona luz de tarea directa brillante.
Por lo menos dos modos pueden comprender modos que proporcionan diferentes salidas de intensidad de luz para que la luz pase en un angulo con a la direccion normal mayor que el angulo umbral. Esto se puede utilizar para proporcionar un nivel de iluminacion general controlable, mientras mantiene luz de tarea directa brillante.
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En una disposition, las celdas pueden contener partlculas cargadas electricamente que realizan una funcion de filtro, y las partlculas se adaptan para moverse dentro de la pared de la celda entre un area en vista y un area de deposito. En esta disposition, las partlculas proporcionan filtro de color, cuando las partlculas estan dentro del area de celda o proporcionan un modo transparente cuando las partlculas estan contenidas dentro de las paredes de celda.
Cada celda comprende un filtro unico de color. Esto es suficiente para proporcionar control del nivel de contenido de azul de la iluminacion general, por ejemplo. Sin embargo, cada celda puede comprender un filtro de multiples colores. Esto se puede utilizar para imitar diferentes condiciones del cielo, tal como un cielo claro, cielo despejado, cielo nublado, amanecer o atardecer.
Una forma de proporcionar control del color es para que cada celda comprenda por lo menos dos tipos diferentes de partlculas de color cargadas que se pueden mover independientemente entre un area en vista y un area de deposito.
Una alternativa es para que cada celda comprenda un grupo de subparedes lado a lado en el plano que estan en paralelo con la ventana de salida, en el que cada subpared comprende un filtro conmutable electricamente para un color diferente. Alternativamente, cada celda puede comprender un grupo de subparedes apiladas en la direction normal a la ventana de salida, en el que cada subpared comprende un filtro conmutable electricamente para un color diferente. Estas disposiciones permiten el control completo del color.
Por ejemplo, el grupo de subparedes puede comprender una primera subpared con un filtro que sustrae el color amarillo, una segunda pared con un filtro que sustrae el color magenta y una tercera pared con un filtro que sustrae color cian.
Las celdas se pueden controlar en la misma forma, que permite un esquema de control simple. Sin embargo, la rejilla de celdas puede en cambio comprender regiones controlables independientemente. Esto permite que se creen efectos dinamicos.
Por ejemplo, un primer tipo de celda puede proporcionar un primer color de funcion de filtro y un segundo tipo de celda puede proporcionar una segunda funcion de filtro de color, y en el que la fuente de luz tiene regiones controlables independientemente asociadas con los diferentes tipos de celdas. Esta disposition permite el filtro de color, pero con celdas individuales solo necesita una unica disposition de filtro de color.
El sistema de iluminacion puede comprender una luminaria de luz dla artificial.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Ahora se describirlan ejemplos de la invention en detalle con referencia a los dibujos acompanantes, en los que:
La figura 1 muestra un sistema de iluminacion de la invention;
La figura 2 muestra un ejemplo de la estructura de la disposition de procesamiento de luz;
La figura 3a muestra un primer ejemplo mas detallado de una disposition de procesamiento de luz que proporcionara filtro de color controlable cuando las partlculas estan dentro de la pared lateral de la celda;
La figura 3b muestra un primer ejemplo mas detallado de una disposition de procesamiento de luz que proporciona filtro de color controlable cuando las partlculas estan protegidas de la salida de fuente de luz;
La figura 4a muestra un segundo ejemplo mas detallado de una disposition de procesamiento de luz que proporciona un control de intensidad controlable en el que la pared de la celda se controla para que sea altamente reflectiva;
La figura 4b muestra un segundo ejemplo mas detallado de una disposition de procesamiento de luz que proporciona un control de intensidad controlable, en el que las paredes de las celdas se controlan para que sean menos reflectivas;
La figura 5a muestra un tercer ejemplo mas detallado de una disposition de procesamiento de luz en el que se genera una salida de color deseada;
La figura 5b muestra un tercer ejemplo mas detallado de una disposition de procesamiento de luz en que las paredes de celda se han hecho transparentes de tal manera que se proporcione luz blanca en todas las direcciones;
La figura 6a muestra un cuarto ejemplo mas detallado de una disposition de procesamiento de luz en el que los filtros se controlan para dar una salida de color deseada;
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La figura 6b muestra un cuarto ejemplo mas detallado de una disposicion de procesamiento de luz en el que los filtros se controlan para permitir que pase luz blanca a traves de todos los angulos;
La figura 7 muestra como se pueden formar celdas de filtro de color diferente;
La figura 8 muestra como se pueden controlar dinamicamente disposiciones de filtro de color; y
La figura 9 muestra el sistema de iluminacion con controlador asociado.
DESCRIPCION DETALLADA DE LAS REALIZACIONES
La invencion proporciona un sistema de iluminacion que comprende una fuente de luz que tiene una ventana de salida y una disposicion de procesamiento de luz controlable electricamente, en la forma de una rejilla de celdas que se ubican en un plano paralelo a la ventana de salida. Cada celda tiene una pared de celda formada como un elemento conmutable electricamente que se puede conmutar entre por lo menos dos modos de procesamiento. La pared de celda rodea una abertura, de tal manera que la luz emitida en una direccion normal de la ventana de salida de la fuente de luz no se procesa, y la luz pasa en un angulo con la direccion normal mayor que un angulo umbral que se procesa por la pared de celda para el control intensidad y/o color.
La luz emitida en angulos mayores que el angulo umbral pueden dar una iluminacion ambiente general, mientras que la luz emitida normalmente puede proporcionar luz de tarea directa. El umbral es por ejemplo 35 grados con la normal. Por ejemplo, para un techo de 2.5 m de alto, un angulo de 35 grados en cada lado de la normal da un diametro de 3.5 m de area de piso, que se puede considerar para iluminara con luz de la tarea. El resto de la habitacion esta banada en luz desde angulos mayores. La luz de tarea dirigida en forma mas angosta corresponde a un umbral de angulo mas pequeno.
La figura 1 muestra un sistema de iluminacion de la invencion, que comprende una fuente 10 de luz difusa y una disposicion 12 de procesamiento de luz controlable electricamente a traves de la cual se proporcionar la salida de fuente de luz. La fuente 10 de luz tiene una ventana 11 de salida plana, que se monta normalmente en paralelo a una superficie en la que se monta el sistema de iluminacion, y normalmente en paralelo a un techo horizontal.
Preferiblemente el procesamiento de luz comprende filtro de color. Esto se puede basar en la sustraccion de color (por ejemplo con elementos de filtro que absorben un determinado espectro de luz), o reflexion de determinados colores (por ejemplo con elementos de filtro que reflejan un determinado espectro de luz). Sin embargo, el procesamiento de luz puede en cambio comprender control de intensidad, mediante absorcion seleccionada o reflexion del espectro de luz completo.
En una disposicion preferida que tiene filtro de color, la disposicion 12 de filtro es para proporcionar diferencias controlables en color entre luz dirigida en una direccion normal (es decir, hacia abajo en el caso de una fuente de luz montada en el techo) y a un angulo con la normal. El termino “direccion normal” se utiliza en el contexto matematico, que significa perpendicular al plano de ventana de salida de luz. Esto se representa esquematicamente en la figura 1, mediante diferentes tipos de flechas utilizados para mostrar la luz normal y la luz en angulo. El angulo umbral mencionado anteriormente se muestra en la figura 1 como 0, y este puede ser de 35 grados. Para luz emitida del centro del area de celda la luz no pasa a traves de la pared de la celda dentro de este angulo en cada lado de la normal. Por supuesto, si la fuente de luz es una lamina continua de iluminacion, para ubicaciones cerca al borde de la abertura de celda, incluso angulos de luz superficiales pasaran a traves de la pared de la celda.
El filtro de color comprende una rejilla de celdas de filtro conmutables entre por lo menos dos modos de filtro.
La figura 2 muestra un ejemplo de la estructura de la disposicion 12 de filtro de color. Se proporciona una rejilla de celdas 14 hexagonales.
Las celdas 14 se ubican en un plano paralelo a la ventana de salida, cada celda tiene una pared de celda formada como elemento conmutable electricamente que se puede conmutar entre por lo menos dos modos de procesamiento. Cada pared de celda rodea una abertura, de tal manera que la luz emitida en una direccion normal de la ventada 11 de salida de fuente de luz no se procesa, y la luz que pasa en un angulo con la direccion normal mayor que el angulo umbral debe pasar a traves de la pared de celda.
El angulo mas empinado de luz que no se procesa se definira entre un borde de la fuente de luz y una pared de celda diametricamente opuesta. Este angulo se puede considerar que es el angulo que determina si alcanza el angulo umbral, en razon a que toda la luz mas inclinada que este angulo debe pasar a traves de la pared lateral de celda.
En una disposicion preferida, las paredes de celda se forman como filtros de color electroforeticos. En este caso, basado en el movimiento de partlculas de absorcion de color, cada celda es capaz de ajustar dinamicamente el color de la luz que pasa a traves de la pared de celda. Como resultado, el color aparente de la superficie del cielo se
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puede cambiar para imitar diferentes cielos. Por ejemplo, dependiendo del filtro de color utilizado, el sistema puede imitar un atardecer del cielo, un cielo claro, un cielo en dla nubado, etcetera.
Normalmente la rejilla puede tener una altura h de 1-15 mm y un paso de celda p de 1 a 10 mm y la rejilla puede ser hexagonal como se muestra, pero en cambio puede ser cuadrada o rectangular.
El paso de celda y la altura se seleccionan de tal manera que la luz desde un centro de la celda y dentro de un primer rango de angulos con la direccion normal, pasa a traves del area central de celdas de rejilla, tal como 0 a 35 grados, mientras que la luz en angulo, de 35 a 90 grados, pasa a traves de las paredes de celda. El diseno de pared de celda se puede seleccionar para hacer mas angosta la luz de tarea (por ejemplo 25 grados) o mas amplia.
Se conocen bien dispositivos de visualizacion electroforeticos y por ejemplo se utilizan ampliamente en lectores libro electronico.
Los dispositivos de visualizacion electroforeticos utilizan el movimiento de partlculas dentro de un campo electrico para proporcionar una transmision de luz selectiva o funcion de bloqueo de luz. Las partlculas pueden ser bloqueo de luz o pueden ser filtro de color, que realizan una funcion sustractiva de filtro de color. Se pueden apilar multiples disposiciones sustractivas de filtro de color diferentes para permitir el control de color completo. Se puede utilizar la configuracion de dispositivos de visualizacion conocidos como filtro de color, cuando se utiliza combinacion con una fuente de luz.
se puede utilizar visualizacion electroforetica de campos transversales o electricos en plano.
Por ejemplo, en el caso del dispositivo de campo electrico transversal, se puede utilizar campo electrico para llevar partlculas de color a la superficie del dispositivo de tal manera que se puedan observar. Alternativamente, una capa subyacente puede tener regiones de color, y las partlculas pueden bloquear luego el paso de la luz hacia el color subyacente o tambien permitir este paso de luz.
Otro tipo de dispositivo de visualizacion electroforetica utiliza la denominada "conmutacion en plano". Este tipo de dispositivo utiliza el movimiento de partlculas selectivamente lateralmente en la capa material de visualizacion. Cuando las partlculas se mueven hacia electrodos laterales, aparece una abertura entre las partlculas, a traves de las cuales se puede ver una superficie subyacente. Cuando las partlculas se dispersan aleatoriamente, bloquean el paso de la luz hacia la superficie subyacente y se ve el color de la partlcula. En el caso de un lector de libro electronico, normalmente las partlculas tienen color y la superficie subyacente negra o blanca, o tan bien las partlculas pueden ser blancas o negras, y la superficie subyacente de color. Sin embargo, en cambio las partlculas son partlculas de filtro de color para la aplicacion a esta invencion.
Una ventaja en la conmutacion en plano es que el dispositivo se puede adaptar para operacion transmisiva. En particular, el movimiento de las partlculas crea un pasaje para la luz, de tal manera que se puede implementar la operacion de filtro de color y trasmision a traves del material.
Se ha reconocido que la tecnologla electroforetica permite el bajo consumo de energla y se forma el dispositivo delgado. Tambien se puede hacer a partir materiales plasticos, y tambien existe la posibilidad de procesamiento de riel a riel a bajo costo en la fabricacion de dichos dispositivos.
Las paredes de la celda de la estructura mostrada en la figura 2 pueden estructurar como un dispositivo electroforetico en plano con el plano que se extiende en direccion normal hacia la ventana de salida. De esta manera, el movimiento de partlculas en el plano es luego hacia arriba o hacia abajo. Esto sera claro a partir de los ejemplos detallados adelante.
En una implementacion mas simple, las matrices de celdas electroforeticas se pueden controlar con todas las celdas controladas en la misma forma, o con celdas agrupadas en una serie de segmentos relativamente pequenos.
Las matrices de celdas electroforeticas pueden en cambio ser controladas independientemente utilizando un esquema de direccionamiento de matriz pasiva. Un problema asociado con el uso del direccionamiento de matriz pasiva es que las senales de conduccion se deben introducir secuencialmente, normalmente una llnea a la vez, a lo largo de columnas de datos y filas de seleccion “ortogonal”. Una vez la llnea ya no es direccionada, se reduce el campo electrico a un nivel con el cual las partlculas no se moveran. Como consecuencia, las partlculas solo se mueven mientras se direcciona una llnea, y llevara mucho tiempo completar el direccionamiento (en general, la velocidad de respuesta del pixel por el numero de filas en la visualizacion). Cuando el dispositivo funciona utilizando el movimiento fisico de partlculas, existe un limite a la velocidad en la que se puede direccionar un pixel.
Para la aplicacion de esta invencion, puede ser suficiente para todas las celdas de la rejilla ser controladas en la misma forma, de tal manera que se puede utilizar un esquema de direccionamiento simple.
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Sin embargo, el tiempo de actualizacion probablemente no sea un problema, en razon a que la salida de luz solo necesita evolucionar lentamente con el tiempo. De esta manera, se puede utilizar el direccionamiento pasivo de matriz, como una implementacion de consumo de baja potencia y bajo costo que no obstante habilita diferentes areas de la matriz de celdas para que sean controladas independientemente.
Tambien es sabido utilizar el direccionamiento de matriz activa, que asegura que el voltaje de accionamiento se mantiene durante el tiempo a diferencia de otras llneas de la visualizacion que se seleccionan, y tambien proporciona aislamiento electrico de plxeles de llneas de senal cuando no se direcciona. En una disposicion de matriz activa, los elementos de conmutacion tal como diodos o transistores se pueden utilizar, ya sean solos o en conjunto con otros elementos, para los electrodos de celda. Tambien se puede utilizar el direccionamiento de matriz activa.
Una serie de ejemplos detallados se proporcionara ahora. En las figuras 3 a 6, se muestra por simplicidad la estructura de una unica celda. En todos los ejemplos, el procesamiento de luz se basa en un metodo electroforetico.
Estas figuras no se trazan a escala. En particular, se trazan mucho mas amplias para hacer clara la estructura. Esto significa que las direcciones de los rayos no son exactas.
La figura 3 muestra un primer ejemplo.
Se proporcionan partlculas que controlan la luz en las paredes 16 laterales (solamente). El area central de la celda es transparente, de tal manera que siempre existe una luz de tarea blanca emitida en la direccion normal (asumiendo que la fuente 10 de luz emite luz blanca). Las partlculas se pueden adaptar luego para moverse entre una distribucion uniforme dentro de paredes laterales y un area 17 de deposito, para conmutar entre el primero y segundo modos. Por ejemplo, el area 17 de deposito puede estar en la parte superior de la pared de la celda (es decir, mas cerca a la fuente 10 de luz).
Las paredes de deposito pueden ser de bloqueo de luz. Esta disposicion se muestra en la figura 3 con dos estados de extremo.
En esta disposicion, las partlculas proporcionan filtro de color para luz emitida en angulo con una direccion normal, cuando las partlculas estan dentro de paredes laterales (Figura 3(a)), o las partlculas se cubren de la salida de la fuente de luz (Figura 3(b)). En un ejemplo preferido, las paredes 16 de celda se pueden ajustar desde azul a transparente, como se muestra en la figura 3 (en el que B = azul y W = blanco).
El filtro de color azul se puede alcanzar utilizando la absorcion de luz amarilla a traves de un medio translucido o reflexion de luz azul a traves de un medio opaco/dispersante. Normalmente, la opcion translucida se prefiere por razones de eficiencia.
El control de contenido de luz azul en angulos grandes permite que se creen dos modos, que comprenden un primer modo, de luz dla que proporciona una salida con un componente azul de angulo mas grande que el segundo modo de iluminacion artificial.
Las celdas comprenden electrodos colocados en las paredes externas. Cuando no se aplica potencial a los electrodos las partlculas de color se distribuyen uniformemente a traves del area de celda y se controla el color aparente (tal como azul en este ejemplo). Cuando se aplica un potencial con la carga opuesta de las partlculas de color, las partlculas se moveran hacia el electrodo de deposito que resulta en el resto de la rejilla que no tiene partlculas de color. Como resultado, parecera transparente y se ve la apariencia de cielo azul.
En una implementacion mas simple, todas las paredes de celdas en la rejilla se comportan en la misma forma. La figura 3 muestra una unica area 17 de deposito y una unica area de filtro de color. En la practica, una celda puede tambien consistir de diversas subestructuras con areas de filtro y deposito. Por ejemplo, la pared lateral de celda se puede dividir en secciones (seis para una rejilla hexagonal) y cada seccion de pared de celda puede ser una estructura de camara y deposito separada.
La figura 4 muestra un segundo ejemplo.
La opacidad de las paredes de celda se puede ajustar de opaco a transparente. Esto proporciona esencialmente estados intermedios al ejemplo de la figura 3 para proporcionar diferentes grados de filtro de luz. La densidad de partlculas de reflejo en la pared de la celda se puede utilizar para determinar cuanta luz se refleja hacia atras de la fuente de luz y cuanta se transmite.
La figura 4(a) muestra la pared de celda controlada que es altamente reflectiva de tal manera que una menor cantidad de luz alcanza angulos laterales mas grandes. La gran cantidad de reflexion en las paredes laterales se muestra como las flechas 18.
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La figura 4(b) muestra la pared de celda controlada que es menos reflectiva que una mayor cantidad de luz alcanza angulos laterales mas grandes. La cantidad de reflexion mas pequena en las paredes laterales se muestra como flechas 19.
La funcion de filtro puede proporcionar tanto control de color como control de intensidad, o puede proporcionar solo control de intensidad, por ejemplo al controlar el movimiento de partlculas que se reflejan completamente (blanco), o partlculas que absorben el negro.
Los anteriores ejemplos proporcionan filtro de luz en direcciones laterales, por ejemplo proporcionar control de la cantidad de contenido azul para esa luz dirigida lateralmente. Sin embargo, realizaciones adicionales permiten que la rejilla optica sea controlada para proporcionar diversas salidas de color, tal como amarillo, naranja y rojo, por ejemplo. Esto permite la simulacion de un atardecer o un amanecer, por ejemplo.
En la figura 5 se muestras un tercer ejemplo, que permite mayor control del color dirigido a los angulos laterales mas grandes.
En este ejemplo, cada pared de celda consiste de tres capas (ciano (C), Magenta (M) y amarillo (Y)). Como se muestra, estas tres capas se apilan lateralmente. De esta manera, cada celda comprende un grupo de sub-paredes lado a lado en el plano paralelas a la ventana de salida, en el que cada sub-pared comprende un filtro conmutable electricamente para un color diferente.
Al conmutar sus estados individuales, se pueden crear diversos colores. Observe que el ancho de la rejilla sera mucho mas delgado que aquel mostrado en la figura 5, de tal manera que a angulos mas grandes, el haz de luz blanca de la fuente 10 de luz viaja a traves de todos los tres filtros C, M e Y.
Dependiendo del estado de los filtros C, M, Y, cambiara la salida de color final.
La figura 5(a) muestra una salida de color deseada que se genera, y figura 5(b) muestra paredes de celdas hechas transparentes de tal manera que se proporciona luz blanca en todas las direcciones.
La figura 5 muestra filtros de color apilados lateralmente que forman las paredes de celdas.
La figura 6 muestra un cuarto ejemplo, en el que los filtros de color se apilan verticalmente.
En este caso, el grupo de sub-paredes comprende un grupo de sub-paredes apiladas en la direccion normal a la ventana de salida, en el que cada sub-pared comprende un filtro conmutable electricamente para un diferente color.
En el ejemplo mostrado, el filtro 70a de color amarillo es mas cercano a la fuente 10 de luz, el filtro 70b de color magenta se apila sobre el filtro 70a de color amarillo (en el que se utiliza "sobre" con referencia a la ubicacion de la fuente de luz) y el filtro 70c de color ciano se apila sobre el filtro 70b de color magenta.
En esta forma, las paredes de celda consisten de segmentos apilados, cada uno con un color diferente. La luz blanca emitida en angulos grandes solo viaja a traves del segmento amarillo, angulos ligeramente mas pequenos tambien pasan a traves del segmento magenta, e incluso angulos mas pequenos tambien pasan a traves del segmento de ciano. Directamente bajo la fuente de luz, permanece la salida de luz no filtrada.
La figura 6(a) muestra los filtros controlados para dar una salida de color deseada, al seleccionar el filtro de color magenta. En angulos muy grandes, cerca paralelos al techo, la luz pierde el filtro magenta y aparecera blanca. Sin embargo, para luz de angulos 0 inferiores, se implementa el control de color.
La figura 6(b) muestra los filtros controlados para permitir que la luz blanca pase a traves de todos los angulos.
Las figuras 5 y 6 muestran de esta manera filtros que sustraen color. Un filtro ciano absorbe luz roja, un filtro magenta absorbe luz verde y un filtro amarillo absorbe luz azul. Por ejemplo, los filtros ciano y magenta se utilizan para obtener luz azul de la fuente de luz blanca. Se utilizan filtros amarillo y magenta para obtener luz roja de la fuente de luz blanca.
El apilamiento de multiples capas de diferente color en las paredes de la rejilla en el ejemplo de la figura 6 da control direccional adicional del color percibido en diferentes ubicaciones en una habitacion. Mas lejos de la fuente de luz, la mezcla de color sera mejor que bajo o cerca de la lampara. Esto se puede utilizar para hacer que la rejilla aparezca mas azulosa cerca a la lampara (con el filtro a traves de los filtros ciano y magenta) y mas rojizo lejos (con el filtro a traves de los filtros magenta y amarillo).
Las figuras 5 y 6 proporcionan tres filtros de color para el control de color. Por supuesto se pueden crear efectos de color dinamico mas limitados al utilizar solo dos colores de filtro. Se sabe que control de dos filtros de color se puede
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lograr con una unica celda electroforetica, al proporcionar dos tipos diferentes partlcuias cargadas, que se pueden controlar independientemente.
En cambio de utilizar multiples partlculas electroforeticas conmutables dentro de cada celda, con el fin de proporcionar control de color, la rejilla tambien puede estar compuesta de segmentos de rejilla de diferentes colores. Estos tambien se pueden operar dependiendo de la hora del dla. Las fuentes de luz tambien pueden estar comprendidas de una matriz de fuentes de luz, tal como LED, y estas tambien se pueden controlar independientemente. De esta manera, para generar una salida roja en angulos grandes, la atenuacion de algunos otros segmentos se puede llevar a cabo mientras se proporciona una salida roja en angulos laterales grandes para las fuentes de luz que no estan atenuadas.
La figura 7 muestra esquematicamente la rejilla de filtro de color formada como una matriz de diferentes celdas 80 de color.
Al controlar los segmentes de la rejilla optica individualmente, pueden tener color y/o opacidades diferentes. De esta forma, se pueden crear gradientes en el cielo. Por ejemplo, se pueden simular nubes dinamicas en el cielo al conmutar determinados segmentos de la rejilla de azul a blanco y viceversa en una secuencia dependiente del tiempo. Este metodo se muestra en la figura 8, en el que la flecha muestra como una region blanca puede moverse a traves el area de salida de luz.
Las regiones controlables independientemente pueden comprender celdas individuales, o tambien sub-matrices de celdas.
En la mayorla de los ejemplos anteriores, las paredes de las celdas proporcionan una funcion de filtro de color translucida. Las paredes de las celdas pueden procesar la luz en angulos mas inclinados mediante un grado de reflexion controlado. Las paredes laterales pueden ser opacas en este caso. De esta manera, la luz inclinada proporcionada en un lado es luz reflejada de un lado opuesto de la celda, y el color y/o la intensidad de esta luz inclinada se puede controlar al variar las caracterlsticas de reflexion de la pared de celda.
Las paredes laterales formadas de esta manera realizan una funcion de procesamiento de luz, que puede comprender una funcion de filtro translucido o una funcion de filtro reflectivo.
La figura 9 muestra un sistema de la invention. Un controlador 90 controla la fuente 10 de luz, as! como la disposition 12 de filtro de color. El controlador puede operar de acuerdo con las instrucciones del usuario recibidas desde una interfaz 92 de usuario y/o basado en un valor temporal recibido de un temporizador 94 de tal manera que el control del amanecer y atardecer se puedan proporcionar automaticamente. El controlador permite cambios en la salida de luz de la fuente de luz que se va a sincronizar con cambios en la funcion de filtro de color.
El control se puede implementar en numerosas formas, con software y/o hardware, para realizar las diversas funciones requeridas. Un procesador es un ejemplo de un controlador que emplea uno o mas microprocesadores que se pueden programar utilizando software (por ejemplo, microcodigos) para realizar las funciones requeridas. Sin embargo, se puede implementar un controlador con o sin emplear un procesador, y tambien puede implementar como una combination de hardware dedicado para realizar algunas funciones y un procesador (por ejemplo, uno o mas microprocesadores programados y circuitos asociados) para realizar otras funciones.
Ejemplos de componentes de controladores que se pueden emplear en diversas realizaciones de la presente divulgation incluyen, pero no se limitan a, microprocesadores convencionales, circuitos de aplicacion integrados especlficos (ASIC), y matrices de portal programables en campo (FPGA).
En diversas implementaciones, se puede asociar un procesador o controlador con uno o mas medios de almacenamiento tal como memoria de ordenador no volatil y volatil tal como RAM, PROM, EPROM y EEPROM. Los medios de almacenamiento se pueden codificar con uno o mas programas que, cuando se ejecutan en uno o mas procesadores y/o controladores, realizan las funciones requeridas. Diversos medios de almacenamiento se pueden fijar dentro de un procesador o controlador o pueden ser transportables, de tal manera que uno o mas procesadores almacenados en este se pueden cargar en un procesador o un controlador.
Los anteriores ejemplos se basan en tecnologlas de visualization electroforetica. Diversos disenos de visualization electroforetica, que se pueden utilizar para proporcionar la funcion de filtro de color de la invencion son bien conocidos. Por ejemplo, el artlculo " Bright e-skin technology and applications: Simplified grey-scale e-paper " de K. M. H. Lenssen et. al., divulga disenos adecuados en detalle. Este documento se publica en The Journal of the SID, 19/1,2011.
En general, las partlculas en dicho dispositivo no necesitan moverse sobre distancias tan grandes como 1 mm, as! que no estan sobre la altura completa de las paredes de la rejilla. En cambio, se pueden utilizar sub estructuras de tal manera que las partlculas se tengan que mover solo por ejemplo solo de 100 a unas pocas cientos de micras para alcanzar un deposito.
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La electroforesis no es la unica tecnologla de filtro controlable electricamente posible. Se pueden utilizar otras tecnicas para cambiar el color de la rejilla, que incluyen control electrocromico, dispositivos de partlcula suspendida, tecnicas de electrohumectacion y filtros de cristal llquido.
La invencion proporciona una disposicion en la que para angulos mas pequenos (directamente bajo la luminaria) no existe filtro de luz, que permanece blanca. Para angulos mas grandes, se encuentran disponibles diferentes opciones de procesamiento de luz, como se describio anteriormente.
La fuente de luz puede tomar muchas formas diferentes. A modo de ejemplo, la fuente 10 de luz puede comprender una gula de luz de borde encendido con un patron de acoplamiento de salida en su superficie (tal como puntos de pintura, o rugosidades de superficie) o estructuras o partlculas de dispersion formadas dentro de su estructura. La fuente de luz puede ser LED en uno o mas bordes en una estructura del gula. Como segundo ejemplo, la fuente de luz puede ser un panel de iluminacion OLED (LED organico). Como un tercer ejemplo, la fuente luz puede consistir de una disposicion de LED de baja o media potencia en una caja de mezcla blanca. La caja de mezcla esta cubierta por un difusor para crear una superficie de emision homogenea.
Se proporcionar un difusor debil en la ventana de salida final de la claraboya (despues de la rejilla de celda) con el proposito principal de hacer invisible la estructura de rejilla.
Otras variaciones a las realizaciones divulgadas pueden ser entendidas y efectuadas por aquellos los expertos en la tecnica en la practica de la invencion reivindicada, a partir de un estudio de los dibujos, la divulgacion y las reivindicaciones adjuntas. En las reivindicaciones, la palabra "que comprende" no excluye otros elementos o etapas, y el artlculo "un" o "uno" no excluye una pluralidad. El solo hecho de que determinadas medidas se citen en las reivindicaciones dependientes mutuamente diferentes no indica que una combinacion de estas medidas no se puede utilizar ventajosamente. Cualquier signo de referencia en las reivindicaciones no se debe interpretar que limitan el alcance.

Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. un sistema de iluminacion que comprende:
    una fuente (10) de luz que tiene una ventana de salida; y
    una disposicion (12) de procesamiento de luz controlable electricamente,
    en el que la disposicion de procesamiento controlable electricamente comprende una rejilla de celdas que se ubican en un plano paralelo a la ventana de salida, cada celda tiene una pared de celda formada como elemento conmutable electricamente que se puede conmutar entre por los menos dos modos de procesamiento, en el que la pared de celda rodea una abertura, de tal manera que la luz emitida en una direccion normal de la ventana de salida de fuente de luz no se procesa , y la luz que pasa en un angulo con la direccion normal mayor que un angulo umbral es procesado por la pared de la celda.
  2. 2. un sistema de iluminacion como se reivindico en la reivindicacion 1, en el que la disposicion de procesamiento de luz comprende un filtro o reflector controlable electricamente.
  3. 3. un sistema de iluminacion como se reivindico en la reivindicacion 1 o 2, en el que por lo menos dos modos comprenden modos que proporcionan diferente salida de luz de color para que la luz que pase en un angulo con respecto a la direccion normal mayor que el angulo umbral.
  4. 4. un sistema de iluminacion como se reivindico en la reivindicacion 3, en el que por lo menos dos modos comprenden un primer modo que proporciona una salida filtrada con un primer componente azul y un segundo modo que proporciona una salida filtrada con un segundo componente azul diferente.
  5. 5. un sistema de iluminacion como se reivindica en cualquier reivindicacion precedente, en el que por lo menos dos modos comprenden modos que proporcionan diferente salida de intensidad de luz para que la luz pase en un angulo con la direccion normal mayor que el angulo umbral.
  6. 6. un sistema de iluminacion como se reivindica en cualquier reivindicacion precedente, en el que las celdas (14) contienen partlculas cargadas electricamente que realizan una funcion de filtro, y las partlculas se adaptada para moverse dentro de la pared de la celda entre un area en vista y un aerea de deposito.
  7. 7. un sistema de iluminacion como se reivindica en cualquier reivindicacion precedente, en el que cada celda comprende un unico filtro de color.
  8. 8. un sistema de iluminacion como se reivindica en una cualquier de las reivindicaciones 1 a 6, en el que cada celda comprende un filtro de multiples colores.
  9. 9. un sistema de iluminacion como se reivindico en la reivindicacion 8, en donde cada celda comprende por lo menos dos tipos diferentes de partlculas de color cargadas que se mueven independientemente entre el area en vista y la el area de deposito.
  10. 10. un sistema de iluminacion como se reivindico en la reivindicacion 8, en el que cada celda comprende un grupo de sub-paredes lado a lado en el plano paralelo a la ventana de salida, en el que cada sub-pared comprende un filtro conmutable electricamente para un color diferente.
  11. 11. un sistema de iluminacion como se reivindico en la reivindicacion 8, en el que cada celda comprende un grupo de sub-paredes apiladas en la direccion normal a la ventana de salida, en el que cada sub-pared comprende un filtro conmutable electricamente para un color diferente.
  12. 12. un sistema de iluminacion como se reivindico en las reivindicaciones 10 o 11, en el que el grupo de sub-paredes comprende una primera sub-pared con un filtro sustractivo de color amarillo, una segunda sub-pared con un filtro sustractivo de color magenta y una tercera sub-pared con un filtro sustractivo de color ciano.
  13. 13. un sistema de iluminacion como se reivindica en cualquier reivindicacion precedente, en el que la rejilla de celdas comprende regiones controlables independientemente.
  14. 14. un sistema de iluminacion como se reivindico en la reivindicacion 13, en el que la rejilla de celdas comprende un primer tipo de celdas que proporcionan una primera funcion de filtro de color y un segundo tipo de celda proporciona una segunda funcion de filtro de color, y en el que la fuente de luz tiene regiones controlables independientemente asociadas con los diferentes tipos de celda.
  15. 15. un sistema de iluminacion como se reivindico en cualquier reivindicacion precedente, que comprende una luminaria de luz dla artificial.
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