ES2938054T3

ES2938054T3 - Fuentes de luz adaptadas a la sensibilidad espectral de aves diurnas y humanos

Info

Publication number: ES2938054T3
Application number: ES11757037T
Authority: ES
Inventors: Zdenko Grajcar
Original assignee: Signify North America Corp
Current assignee: Signify North America Corp
Priority date: 2010-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2023-04-04
Anticipated expiration: 2031-03-17
Also published as: PL2547954T3; US20150124426A1; CN102884370A; EP2547954A4; US8858005B2; CN102884370B; EP2547954B1; EP4151087A1; EP2547954A1; US20140126174A1; EP4151087B1; US8596804B2; US20110228515A1; WO2011116251A1; DK2547954T3; US9709228B2

Abstract

Varios aparatos y métodos asociados involucran una fuente de luz que proporciona luz en longitudes de onda que se correlacionan sustancialmente con los máximos locales en la sensibilidad espectral de un ave diurna. En un ejemplo ilustrativo, la fuente de luz puede emitir luz principalmente en bandas de longitud de onda que no son sustancialmente absorbidas por las gotitas de aceite coloreadas y/o el pigmento visual en al menos un tipo de cono en el ojo de un ave diurna. En algunas realizaciones, la fuente de luz puede incluir una fuente de luz de diodo emisor de luz (LED). Fuentes de luz ejemplares pueden generar componentes espectrales para iluminar aves diurnas con máximos locales de intensidad a longitudes de onda que corresponden sustancialmente a máximos locales en una respuesta visual de sensibilidad espectral característica de las aves diurnas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Fuentes de luz adaptadas a la sensibilidad espectral de aves diurnas y humanos

REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS

Esta solicitud reivindica la prioridad y los beneficios de la solicitud de patente provisional de EE. UU. titulada "Fuentes de luz adaptadas a la sensibilidad espectral de aves diurnas", n.° de serie 61/314.617, presentada por Z. Grajcar el 17 de marzo de 2010, y de la solicitud de patente provisional de EE. UU. titulada "Motor de luz LED regulable adaptado a la sensibilidad espectral de aves diurnas y humanos ", n.° de serie 61/314.761, que fue presentada por Z. Grajcar el 17 de marzo de 2o1o.

CAMPO TÉCNICO

Varias realizaciones se refieren en general a métodos y aparatos que implican fuentes de luz con energía espectral adaptada en base a la respuesta de absorción de luz de un ave objetivo y humanos.

ANTECEDENTES

La iluminación puede ser una consideración importante en algunas aplicaciones, tal como la producción de ganado. Por ejemplo, luces incandescentes o fluorescentes pueden encenderse y apagarse para simular el día y la noche para las aves que viven en el interior. Se han propuesto las llamadas prácticas de iluminación de "día largo" para promover una mayor producción diaria de leche de las vacas. Algunas investigaciones también sugieren, por ejemplo, que los comportamientos de desarrollo de las aves de corral pueden verse influenciados por la intensidad de la iluminación, el color o el horario. Por ejemplo, la iluminación infrarroja puede promover la agresión en las gallinas, mientras que demasiada oscuridad puede generar miedo.

En general, "aves de corral" puede referirse a aves domesticadas criadas para carne o huevos. Ejemplos típicos de aves de corral pueden incluir gallinas, pavos, patos, gansos, emúes, avestruces o aves de caza. En algunos casos, las aves de corral se crían en un gallinero. Un gallinero de ejemplo podría tener 40 pies (12 metros) de ancho y 600 pies (182 metros) de largo, con un techo de once pies de alto. Para las llamadas "gallinas de engorde", gallinas jóvenes criadas por su carne, un estudio de investigación encontró que un programa de iluminación intermitente resultó en una disminución de la deposición de grasa y una mejor eficiencia de conversión alimenticia en relación con un entorno de iluminación continua. (Véase el documento Rahmi, G., et al., The Effect of Intermittent Lighting Schedule on Broiler Performance", Int'l. J. Poultry Sci. 4 (6): 396-398 (2005)).

Se han empleado varios tipos de iluminación en instalaciones de producción ganadera. Los sistemas de iluminación para ganado que se han utilizado incluyen luces incandescentes, fluorescentes y, más recientemente, LED (diodos emisores de luz).

En general, la percepción animal de la luz implica células fotorreceptoras que pueden responder a fotones asociados con la energía luminosa. Los fotorreceptores pueden estar ubicados en una retina. Las células fotorreceptoras pueden ser de tipo bastón o cono. Algunos conos pueden ser menos sensibles a la luz que las células de tipo bastón, pero los conos pueden permitir la percepción del color.

El documento US 2002/0003233 A1 divulga un dispositivo LED que produce luz blanca realizando la conversión de fósforo en toda la radiación primaria emitida por la estructura emisora de luz del dispositivo LED. El documento US 6252254 B1 divulga un dispositivo emisor de luz con composición de fósforo. El documento WO 2008/114250 A1 divulga un aparato y un método para la cría de animales o plantas con uso de energía reducido. El documento JP 2009-171866 A divulga un sistema de avicultura, un dispositivo de avicultura y un dispositivo emisor de luz para avicultura.

SUMARIO

La presente invención se define con referencia a las reivindicaciones adjuntas 1 y 5.

Varios aparatos y métodos asociados implican una fuente de luz que proporciona luz en longitudes de onda que se correlacionan sustancialmente con máximos locales en la sensibilidad espectral de un ave diurna. En un ejemplo ilustrativo, la fuente de luz puede emitir luz principalmente en bandas de longitud de onda que no son sustancialmente absorbidas por gotas de aceite coloreadas y/o pigmento visual en al menos un tipo de cono en el ojo de un ave diurna. En algunas realizaciones, la fuente de luz puede incluir una fuente de luz de diodo emisor de luz (LED). Fuentes de luz de ejemplo pueden generar componentes espectrales para iluminar aves diurnas con máximos locales de intensidad a longitudes de onda que corresponden sustancialmente a máximos locales en una respuesta visual de sensibilidad espectral característica de las aves diurnas.

Varios aparatos y métodos asociados pueden implicar además el uso de una fuente de luz para ajustar las intensidades de dos conjuntos de longitudes de onda a tasas sustancialmente diferentes en función del nivel de excitación de entrada eléctrica, mientras se mantiene una apariencia sustancialmente blanca percibida por un ser humano. En un ejemplo ilustrativo, a medida que se reduce la excitación de entrada, la fuente de luz puede parecerse a una característica de sensibilidad espectral humana que permanece sustancialmente blanca, con un ligero cambio en la tonalidad. A medida que se reduce la excitación de entrada, puede parecer que simultáneamente la fuente de luz cambia significativamente la temperatura de color, tal como puede ser percibida por la característica de sensibilidad espectral de un ave diurna.

Varias realizaciones pueden lograr una o más ventajas. Por ejemplo, algunas realizaciones pueden mejorar el bienestar y/o el desarrollo de la vida de las aves mediante la estimulación con longitudes de onda seleccionadas a medida a la fisiología natural de las aves. Algunas implementaciones pueden proporcionar además suficiente iluminación percibida por humanos que pueden estar trabajando en áreas iluminadas. En aplicaciones de iluminación avícola, por ejemplo, la fuente de ^lE^dpuede ser accionada a una excitación sustancialmente alta para promover un crecimiento saludable en las primeras etapas del desarrollo del ave, y atenuarse gradualmente y cambiar de color a lo largo de la vida del ave para promover comportamientos seleccionados. En algunos ejemplos, un ave puede percibir una reducción rápida en rojo y una reducción proporcionalmente pequeña en verde o azul, como puede ser deseable para las gallinas de engorde, por ejemplo. En algunos ejemplos, un ave puede percibir una reducción rápida en azul y una reducción proporcionalmente menor en verde o rojo, como puede ser deseable para la producción de reproductores, por ejemplo. La eficiencia energética puede mejorarse seleccionando longitudes de onda para reducir la energía suministrada en longitudes de onda que no son absorbidas o útiles para las aves. Diversas realizaciones pueden ventajosamente permitir un encendido/apagado suave y controlado por tiempo y ajustes de intensidad incrementales que pueden minimizar el estrés o simular las transiciones naturales del sol, por ejemplo.

Los detalles de varias realizaciones se exponen en los dibujos adjuntos y en la descripción a continuación. Otras características y ventajas serán evidentes a partir de la descripción y de los dibujos, y de las reivindicaciones,

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 muestra un ejemplo de instalación de iluminación en una instalación para aves diurnas.

La figura 2A muestra ejemplos de gráficos de sensibilidad espectral en función de la longitud de onda para humanos y para gallinas.

La figura 2B ilustra gráficos de ejemplo de absorción espectral para cuatro tipos de gotas de aceite que se encuentran en algunas células fotorreceptoras aviares diurnas.

Las figuras 3 a 5 representan el contenido espectral de fuentes de ejemplo de diodos emisores de luz (LED), incandescentes y fluorescentes, respectivamente.

La figura 6 representa una característica de una fuente compuesta de ejemplo, que está adaptada para proporcionar energía luminosa en longitudes de onda que se correlacionan sustancialmente con picos en la sensibilidad espectral de una gallina.

La figura 7 representa ejemplos de implementaciones de fuentes para formar una fuente compuesta adaptada para proporcionar energía luminosa en longitudes de onda que se correlacionan sustancialmente con picos en la sensibilidad espectral de un ave diurna.

La figura 8 muestra ejemplos de arquitecturas para implementar una fuente compuesta a partir de varias fuentes. La figura 9 representa un dispositivo de ejemplo de fuente de luz adaptado para igualar sustancialmente al menos porciones de las características de sensibilidad espectral de las aves diurnas.

La figura 10 es un diagrama de flujo de un método de ejemplo para proporcionar una fuente compuesta adaptada para proporcionar energía luminosa en longitudes de onda que se correlacionan sustancialmente con picos en la sensibilidad espectral de un ave diurna.

La figura 11 muestra esquemas de circuitos de acondicionamiento de ejemplo para un motor de luz LED con desviación de corriente selectiva para evitar un grupo de LED mientras la excitación de entrada de CA está por debajo de un nivel predeterminado, con una salida espectral que coincide sustancialmente con tres picos de sensibilidad espectral de un ave diurna y aparece sustancialmente blanco para la visión humana.

La figura 12 muestra gráficos relativos de la sensibilidad espectral humana y de la gallina que pueden proporcionar los motores de luz descritos con referencia a las figuras 11 (a, b).

La figura 13 ilustra gráficos de ejemplo de salida de luz de los L^eD de EJECUCIÓN y DESVIACIÓN, y su salida total combinada, en un intervalo de excitación de tensión de entrada.

Símbolos de referencia similares en los varios dibujos indican elementos similares.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE REALIZACIONES ILUSTRATIVAS

La figura 1 muestra un ejemplo de instalación de iluminación en una instalación agrícola para aves diurnas. En este ejemplo, la figura 1 representa una instalación avícola de ejemplo en la que la iluminación puede proporcionar energía luminosa en longitudes de onda que se correlacionan sustancialmente con los picos en la sensibilidad espectral de las aves. Diversas realizaciones pueden lograr ventajosamente ahorros de energía mejorados proporcionando energía principalmente en bandas de longitud de onda que no son sustancialmente absorbidas por gotas de aceite coloreadas y/o pigmento visual en al menos un tipo de cono en el ojo del ave.

En el ejemplo representado en la figura 1, una instalación 100 incluye un panel de disyuntores 105, un controlador 110, un sistema de distribución eléctrica 115 y varios conjuntos de lámparas LED 120. Un par de conductores 125 proporcionan energía de CA monofásica (por ejemplo, 120-240 VCA, a 50-60 Hz) a la instalación desde un sistema de transmisión de servicios públicos. Al entrar en la instalación 100, la energía de CA se dirige a través del panel de disyuntores 105 al controlador 110. El controlador 110 se puede operar (por ejemplo, bajo el control de un procesador programado o una entrada manual) para proporcionar una reducción controlada de la excitación de CA para la transmisión a los conjuntos de lámparas LED a través del sistema de distribución eléctrica 115. Los conjuntos de lámparas LED 120 están ubicados dentro de la instalación 100 para iluminar artificialmente al ganado que reside en un área de ganado.

Los conjuntos de lámparas LED 120 representados cuelgan de cables eléctricos desde una porción elevada del sistema de distribución eléctrica 115 de la instalación. En algunas implementaciones, los conjuntos de lámparas LED 120 pueden montarse como elementos fijos en la infraestructura o soportes dentro de la instalación 100. Los conjuntos de lámparas LED 120 pueden estar ubicados en una o más elevaciones dentro de la instalación, por ejemplo, para proporcionar una iluminación de bahía alta y/o bahía baja.

Como se describirá con mayor detalle con referencia a las figuras 7 a 10, el sistema de iluminación puede incluir uno o más tipos de fuentes con una señal de salida de luz intermedia procesada con conversión selectiva de longitud de onda apropiada para proporcionar señales de salida de luz con energía principalmente en longitudes de onda que pueden ser transmitidas por las gotas de aceite coloreadas y los filtros de pigmentación de un cono de ave.

El controlador 110 puede atenuar de forma controlada la tensión de excitación de CA y/o la corriente suministrada a los conjuntos de lámpara LED 120. A modo de ejemplo y no de limitación, el controlador 110 puede funcionar como un atenuador controlado por fase con corte de fase de borde delantero y/o borde trasero, modulación de ancho de pulso o modulación de amplitud, por ejemplo. Enfoques de ejemplo para modular la excitación de CA se describen con más detalle, por ejemplo, al menos con referencia a la figura 1 de la solicitud de patente provisional de EE. UU. titulada "Arquitectura para iluminación LED de alto factor de potencia y baja distorsión armónica", n.° de serie 61/255.491, que fue presentada por Z. Grajcar el 28 de octubre de 2009. El control puede ser manual o controlado automáticamente, por ejemplo, para proporcionar una temporización y duración deseadas de los ciclos de luz y oscuridad (con el cambio de color correspondiente proporcionado por la operación de ejemplos del motor de circuito de luz LED). Se describen con mayor detalle ejemplos de sistemas de iluminación que incorporan cambio de color para el desarrollo del ganado, por ejemplo, al menos con referencia a las figuras 1 y 6C de la solicitud de patente provisional de EE. UU. titulada "Iluminación LED para el desarrollo del ganado", n.° de serie 61/255.855, que fue presentada por Z. Grajcar el 29 de octubre de 2009.

En varios ejemplos, el controlador 110 puede incluir un módulo de control de fase para controlar qué porción de la forma de onda de excitación de CA está sustancialmente bloqueada del suministro a un motor de luz, donde un menor bloqueo puede corresponder a un mayor nivel de excitación. En otras realizaciones, la excitación de CA se puede modular usando una o más técnicas, solas o en combinación. Por ejemplo, la modulación de ancho de pulso, sola o en combinación con el control de fase, puede usarse para modular la excitación de CA a una frecuencia de modulación que es sustancialmente más alta que la frecuencia de excitación de CA fundamental.

En algunos ejemplos, la modulación de la señal de excitación de CA puede implicar un modo desactivado en el que sustancialmente no se aplica excitación al motor de luz. En consecuencia, algunas implementaciones pueden incluir un interruptor de desconexión (por ejemplo, relé mecánico o de estado sólido) en combinación con el control de modulación de excitación (por ejemplo, módulo de control de fase 130). El interruptor de desconexión puede disponerse en serie para interrumpir la conexión de suministro de excitación de CA al motor de luz. Se puede incluir un interruptor de desconexión en el panel de disyuntores 105 que recibe la entrada de CA desde una fuente de servicio eléctrico y distribuye la excitación de CA a los conjuntos de lámparas 120. En algunos ejemplos, el interruptor de desconexión puede estar dispuesto en un nodo diferente en el circuito que el nodo en el panel de disyuntores 105. Algunos ejemplos pueden incluir el interruptor de desconexión dispuesto para responder a una señal de entrada automática (por ejemplo, de un controlador programable) y/o al elemento de entrada del usuario colocado en una posición predeterminada (por ejemplo, movido a una posición de final de recorrido, empujado hacia adentro activar un interruptor, o similar).

En algunas implementaciones, la instalación se puede usar para criar ganado, tal como aves de corral, pavos, gansos, cerdos, vacas, caballos, cabras o similares. A modo de ejemplo y no de limitación, la instalación de iluminación puede utilizarse para promover el desarrollo de aves diurnas, tales como pavos, patos, loros o gallinas, incluidos reproductores, gallinas de engorde o ponedoras, por ejemplo.

La figura 2A muestra un gráfico 200 de ejemplo de sensibilidad espectral en función de la longitud de onda para gallinas en una curva 205 y para humanos en una curva 210. Una representación de ejemplo de la sensibilidad espectral de un ser humano, la curva 210 aparece aproximadamente como una curva de campana con una sensibilidad máxima única a aproximadamente 555 nm (verde). En general, como se hace referencia en el presente documento, la sensibilidad espectral puede entenderse como una medida recíproca de la energía o potencia para proporcionar una respuesta visual particular.

En la figura representada, la curva 205 proporciona una representación de ejemplo de la sensibilidad espectral de una gallina que aparece con picos evidentes en longitudes de onda entre 380 y 780 nm. En este ejemplo, se produce un primer pico a unos 380 nm, un segundo pico a unos 490 nm, un tercer pico a unos 560 nm y un cuarto pico a unos 630 nm. Estos ejemplos son ilustrativos y no limitativos. De hecho, la amplitud y la longitud de onda y cada pico de sensibilidad espectral pueden variar entre especies de aves, entre individuos dentro de una especie y para un ave individual a lo largo del tiempo. Por ejemplo, un ave diurna individual puede adaptarse en respuesta a la exposición a un conjunto de condiciones de iluminación (por ejemplo, intensidad y/o contenido espectral) cambiando su capacidad de respuesta espectral en amplitud y longitud de onda a lo largo del tiempo. En algunos casos, la pigmentación visual puede ajustar su consistencia. En algunos casos, el número, la densidad y/o la distribución de fotorreceptores de un tipo particular pueden cambiar con el tiempo, lo que puede afectar un cambio en la sensibilidad espectral de un ave individual con el tiempo.

De acuerdo con los gráficos de ejemplo en la figura 2A, las gallinas y los seres humanos tienen una sensibilidad similar a los colores verdes (por ejemplo, alrededor de 560 nm). Los gallinas tienen una sensibilidad sustancialmente mayor al ultravioleta azul-verde (por ejemplo, por debajo de aproximadamente 500 nm) y al rojo anaranjado (por ejemplo, por encima de aproximadamente 600 nm a aproximadamente 720 nm).

A modo de explicación ilustrativa, la sensibilidad espectral tetracromática de algunas aves diurnas puede entenderse mejor con referencia a la figura 2B.

La figura 2B ilustra un gráfico 250 de ejemplo de absorción espectral para cuatro tipos de gotas de aceite que se encuentran en algunas células fotorreceptoras diurnas de aves. A diferencia de otros animales, algunas aves tienen células cónicas fotorreceptoras con gotas de aceite coloreadas (por ejemplo, pigmentadas) que filtran la luz entrante. Estudios de investigación indican que estas gotas de aceite son orgánulos esféricos altamente refractivos dispuestos en algunos conos aviares entre el pigmento visual y la luz incidente. Cuando la luz incidente entra en el cono de un ojo de gallina, por ejemplo, una gota de aceite de color puede filtrar espectralmente la luz antes de que alcance el pigmento visual. El efecto de filtrado espectral combinado de la gota de aceite coloreada y el pigmento visual puede atenuar sustancialmente ciertas longitudes de onda, o una banda de longitudes de onda, de la luz entrante. Algunas aves tienen cuatro tipos de conos que exhiben diferentes respuestas selectivas de longitud de onda. Estas características de absorción indican el grado en que la luz incidente será atenuada en función de la longitud de onda de la luz incidente. En un cono individual, con una gota de aceite con una de las cuatro características de absorción representadas, la luz con longitudes de onda sustancialmente fuera del "ancho de banda" de la característica puede transmitirse sustancialmente sin atenuación a un elemento de pigmento visual en el cono.

A modo de antecedentes adicionales como explicación útil, y sin pretender ser una limitación, los ojos de las gallinas pueden incluir cuatro pigmentos fotorreactivos asociados con células cónicas que proporcionan visión fotópica. En contraste, los conos de los ojos humanos tienen solo tres pigmentos. Mientras que el ser humano es tricromático con tres pigmentos, algunas aves diurnas, tal como las gallinas, pueden ser tetracromáticas con cuatro pigmentos.

Se cree que la sensibilidad de un ave particular a una longitud de onda particular es, en parte, una función del número de conos que pasan esa longitud de onda particular. La densidad y distribución de los conos de un tipo particular puede afectar la correspondiente sensibilidad del ave a un rango de amplitudes de luz en cualquier longitud de onda dada.

En algunos ejemplos, el convertidor de longitud de onda selectivo (SWC) puede incluir puntos cuánticos en la trayectoria óptica. Cuando se aplica como una película a una matriz o una lente, por ejemplo, el material de puntos cuánticos puede absorber parte de la luz en una longitud de onda (por ejemplo, azul frío) y volver a emitir la luz en una longitud de onda sustancialmente diferente (por ejemplo, rojo cálido). En consecuencia, se puede buscar una salida espectral óptima seleccionando una fuente de banda estrecha de una primera longitud de onda junto con una conversión selectiva de longitud de onda usando puntos cuánticos. La selección adecuada de la fuente y los medios de conversión puede producir ventajosamente una salida espectral con energía en una o más longitudes de onda que corresponden a un pico de la sensibilidad espectral aviar. Los ejemplos de puntos cuánticos están disponibles comercialmente en QDVision de Massachusetts.

Las aves diurnas incluyen, por ejemplo, varias especies de aves galliformes (un orden de aves que puede incluir pavos, urogallos, gallinas, codornices y faisanes), que se cree que tienen retinas entre las más complejas de cualquier vertebrado.

Las retinas de aves diurnas (por ejemplo, activas durante el día) pueden incluir una sola clase de varilla sensible a longitud de onda media (MWS) y cuatro clases de cono único con sensibilidades máximas a diferentes regiones del espectro. Los conos individuales pueden incluir gotas de aceite en el extremo distal de sus segmentos internos. Las gotas de aceite son organelos esféricos altamente refractivos ubicados en el fotorreceptor entre el pigmento visual y la luz incidente. En todos menos uno de los tipos de cono único, las gotas de aceite contienen pigmentos carotenoides absorbentes de longitud de onda corta que filtran espectralmente la luz incidente antes de que alcance el pigmento visual en los segmentos externos. Las gotas de aceite pigmentadas actúan como filtros de corte de paso largo y desplazan el pico de sensibilidad efectivo del cono a una longitud de onda mayor que la porción de longitud de onda larga de la banda de paso del pigmento visual contenido en el segmento exterior. También reducen la función de sensibilidad espectral del cono.

Además de los fotorreceptores retinales en el ojo, algunas especies tienen otros fotorreceptores que pueden contribuir a la sensibilidad espectral global. Por ejemplo, algunas especies (por ejemplo, la gallina) tienen fotorreceptores dorsales orientados generalmente hacia el cielo cuando el ave está de pie. Un sistema de iluminación puede apuntar específicamente a fotorreceptores dorsales con iluminación direccional (por ejemplo, patrón de haz) desde arriba, por ejemplo.

Las figuras 3 a 5 representan el contenido espectral de fuentes de ejemplo de diodos emisores de luz (LED), incandescentes y fluorescentes, respectivamente. Los espectros de salida de estas fuentes se superponen individualmente en las características de sensibilidad espectral relativa como se describe con referencia a la figura 2A.

La figura 3 representa un gráfico de un espectro incandescente 300. La curva 305 refleja una característica espectral medida experimentalmente para una bombilla incandescente DOUBLE LIFE (TM) de 60 vatios, disponible comercialmente por parte de General Electric.

La figura 4 representa un gráfico de un espectro incandescente 400. La curva 405 refleja una característica espectral medida experimentalmente para una bombilla fluorescente SLS-23 de 23 vatios, disponible comercialmente por parte de de Philips Lighting Company de Nueva Jersey.

La figura 5 representa un gráfico de un espectro incandescente. La curva 505 refleja una característica espectral medida experimentalmente para una disposición de LED de 1 W de alta potencia, modelo EHP-A21/GT46H-P01/TR, comercialmente disponible por parte de Everlight Electronics Co., Ltd. de Taiwán.

La figura 6 representa una característica de una fuente compuesta de ejemplo adaptada para proporcionar energía luminosa en longitudes de onda que se correlacionan sustancialmente con picos en la sensibilidad espectral de una gallina. Un gráfico 600 indica la intensidad relativa en función de la longitud de onda (nm) para: una curva de respuesta ocular relativa de las aves domésticas 605, una fuente compuesta 610 de ejemplo, una curva 615 que representa lo que las aves domésticas perciben de la fuente compuesta. Las implementaciones de ejemplo que pueden producir la salida espectral de fuente representada 610 se describen con referencia a las figuras 7 a 8.

En un ejemplo ilustrativo, la curva 615 representa una respuesta visual característica de ejemplo al espectro de la fuente de luz compuesta tal como lo percibe la gallina 615. La característica de respuesta visual es una función de la sensibilidad espectral a la fuente de luz en cada longitud de onda y la sensibilidad de la gallina en la longitud de onda correspondiente.

En particular, la curva característica 610 de la fuente de luz representada tiene un pico de intensidad a aproximadamente 480 nm. Una banda de paso (por ejemplo, entre aproximadamente 460-500 nm) asociada con este pico representa energía que está sustancialmente dentro del ancho de banda del segundo pico de la sensibilidad espectral de la gallina alrededor de aproximadamente 500 nm, que tiene un ancho de banda aproximado que se puede considerar que incluye en menos entre aproximadamente 450-520 nm. De manera similar, la fuente compuesta incluye picos que se encuentran sustancialmente dentro de un ancho de banda de los picos de sensibilidad espectral de la gallina a aproximadamente 560 nm y aproximadamente 630 nm, respectivamente.

Además, la fuente compuesta exhibe un contenido de energía relativamente bajo, o mínimos locales de intensidad, en longitudes de onda que corresponden sustancialmente a los mínimos locales de la sensibilidad espectral de la gallina. En el ejemplo representado, se puede ver que la fuente compuesta tiene mínimos de intensidad sustancialmente mínimos o locales en los mínimos de sensibilidad correspondientes (por ejemplo, aproximadamente 410 nm, 510 nm, 605 nm, o más de aproximadamente 680 nm en este ejemplo).

La figura 7 representa ejemplos de implementaciones de fuentes para formar una fuente compuesta adaptada para proporcionar energía luminosa en longitudes de onda que se correlacionan sustancialmente con picos en la sensibilidad espectral de un ave diurna. Cada implementación puede estar formada por una combinación de uno o más tipos de fuentes, incluyendo, entre otras, las fuentes descritas con referencia a las figuras 3 a 5. Algunas fuentes compuestas pueden incluir además haluro metálico, sodio a alta presión u otra fuente de descarga de alta intensidad. Una fuente compuesta puede estar formada por un solo tipo de fuente, sola o en combinación con una o más fuentes, para obtener una fuente compuesta adaptada para proporcionar energía luminosa en longitudes de onda que se correlacionan sustancialmente con picos en una sensibilidad espectral de un ave diurna específica.

Las figuras 7a a 7d representan redes de ejemplo de dos o más fuentes A-L para formar una fuente compuesta. En algunos ejemplos, cada una de las fuentes A-L puede incluir individualmente una red que incluye uno o más elementos de un solo tipo de fuente (por ejemplo, al menos una bombilla fluorescente, una red de uno o más LED, una matriz de bombillas incandescentes). Cada red puede incluir fuentes que tengan espectros de salida de longitud de onda seleccionados para lograr la salida compuesta especificada que coincida sustancialmente con al menos partes de las características de sensibilidad espectral de las aves diurnas. Algunas redes de ejemplo pueden incluir dos o más elementos del mismo tipo de fuente dispuestos en serie, paralelo y/o combinaciones de serie y paralelo, incluidas dos o más ramas paralelas. En la figura 7a, por ejemplo, la misma corriente de excitación fluye a través de ambas fuentes A, B, y la excitación puede ser CA o ^cC. En la figura 7b, por ejemplo, las fuentes J y K-L son ramas independientes que pueden excitarse de forma independiente con diferente tensión y/o corriente, y la excitación de cualquiera de las ramas puede ser CA o CC.

La figura 8 muestra ejemplos de arquitecturas para implementar una fuente compuesta de varias fuentes.

En la figura 8a, una fuente de banda ancha suministra una señal de luz para ser procesada por un convertidor de longitud de onda selectiva (SWC). El SWC procesa la señal de luz de la fuente de luz de banda ancha usando aparatos o técnicas para cambiar sustancialmente el contenido de energía en una o más longitudes de onda seleccionadas a diferentes longitudes de onda. Mediante la selección adecuada de fuente y SWC, se puede crear una fuente compuesta para emitir luz en longitudes de onda que coincidan sustancialmente con la característica espectral de un ave diurna.

En algunas realizaciones, el convertidor de longitud de onda selectivo (SWC) puede incluir puntos cuánticos en la trayectoria óptica, como se describe con referencia a la figura 2B.

En algunas otras realizaciones, el SWC puede incluir un material similar al fósforo que emite luz a una longitud de onda en respuesta a la estimulación a una longitud de onda diferente.

En algunos ejemplos, la fuente compuesta puede utilizar, por ejemplo, varias bombillas incandescentes dispuestas en serie como una fuente de banda sustancialmente ancha. Se puede proporcionar una película de puntos cuánticos y/o fósforos en la trayectoria óptica de la salida del LED para cambiar algo de energía, por ejemplo, de un espectro rojo a una porción verde y/o azul del espectro. La salida resultante de la fuente compuesta puede coincidir sustancialmente (por ejemplo, encontrarse sustancialmente dentro de la banda de paso de) al menos tres de los picos y al menos dos mínimos locales de la característica de respuesta de sensibilidad espectral de las aves diurnas.

La figura 8b representa una fuente compuesta de ejemplo formada por tres fuentes monocromáticas independientes. Por ejemplo, una red de LED verdes, rojos y azules puede generar una señal de luz combinada dispuesta en una red (por ejemplo, de acuerdo con cualquiera de las figuras 7a a 7d) que coincide sustancialmente con una característica espectral de sensibilidad de una gallina.

La figura 8c representa una fuente compuesta de ejemplo formada por una fuente blanca y dos fuentes monocromáticas independientes junto con un SWC. Por ejemplo, una red de LED blancos fríos puede servir como fuente "blanca", y los LED rojos y/o azules pueden servir como dos fuentes monocromáticas. El ^sW^cpuede cambiar al menos algo de energía para proporcionar picos de la intensidad de la fuente de luz compuesta que caen sustancialmente dentro de una banda de paso de al menos 2 de los picos de la característica de sensibilidad espectral aviar.

La figura 9 representa un dispositivo de ejemplo de fuente de luz adaptado para igualar sustancialmente al menos porciones de las características de sensibilidad espectral de las aves diurnas. En esta figura, un sustrato iluminante emite un primer conjunto de longitudes de onda que se dirigen generalmente hacia arriba desde una superficie superior del iluminante. El iluminante puede incluir una o más unidades de una fuente (por ejemplo, uno o más LED, elementos fluorescentes, elementos incandescentes).

El primer conjunto de longitudes de onda pasa a través de un SWC proporcionado como una película o capa en la trayectoria óptica. El SWC puede implementarse en varias realizaciones como se describe anteriormente, incluidos puntos cuánticos, fósforos o una combinación de los mismos. El contenido espectral de la luz emitida por el SWC tiene al menos algo de energía en longitudes de onda que se han desplazado con respecto al contenido espectral emitido por el iluminante. La trayectoria óptica en este ejemplo incluye además una lente, que puede o no incorporar otro elemento SWC para adaptar aún más el contenido espectral de la fuente compuesta para que coincida con mayor precisión con la característica de sensibilidad espectral de las aves.

La figura 10 es un diagrama de flujo de un método de ejemplo para proporcionar una fuente compuesta adaptada para proporcionar energía luminosa en longitudes de onda que se correlacionan sustancialmente con picos en la sensibilidad espectral de un ave diurna. El método 1000 puede implementarse mediante un procesador que ejecuta operaciones de acuerdo con un conjunto de instrucciones recuperadas de un almacén de datos. Algunas o todas las etapas del método pueden ser implementadas por al menos un procesador que esté incluido en al menos un ordenador, como un ordenador de sobremesa, un portátil, un servidor o un dispositivo digital portátil.

Cuando se inicia en la etapa 1005, el método 1000 incluye una etapa 1010 para inicializar un índice (n) a uno. Luego, en la etapa 1015, el procesador selecciona una longitud de onda para el índice en el que hay un pico local de sensibilidad basado en un espectro de absorción y pigmentación visual de las gotas de aceite del ave objetivo. En algunas realizaciones, la información sobre la absorción de las gotas de aceite y la información sobre la transmisión espectral a través de pigmentos visuales para una especie particular de ave diurna puede almacenarse como registros en un almacén de datos. Si hay más picos de sensibilidad para identificar en la etapa 1020, entonces el índice aumenta y se repite la etapa 1015 de selección de longitud de onda.

Cuando se han identificado todos los picos, en la etapa 1030 se almacena el número máximo de picos (nmax), y el índice se restablece a uno. Luego, el procesador realiza operaciones para seleccionar una fuente para suministrar iluminación a la longitud de onda para el índice en la etapa 1035.

Si, en la etapa 1040, se requiere una conversión de longitud de onda selectiva para hacer coincidir el espectro de longitud de onda fuente con la longitud de onda seleccionada en el índice, entonces el procesador realiza operaciones en la etapa 1045 para seleccionar un convertidor de longitud de onda selectivo (SWC) adecuado para convertir la fuente seleccionada a la longitud de onda seleccionada para el índice. Por ejemplo, el SWC puede ser un fósforo solo o en combinación con una película de puntos cuánticos.

Si el índice no ha alcanzado nmax en la etapa 1050, entonces el índice aumenta en la etapa 1055 y se repite la etapa 1035 de selección de fuente. Cuando todos los picos seleccionados se han asociado con una fuente y cualquier SWC requerido, el método finaliza en la etapa 1060.

La figura 11 muestra esquemas de circuitos de acondicionamiento de ejemplo para un motor de luz LED con desviación de corriente selectiva para evitar un grupo de LED mientras la excitación de entrada de CA está por debajo de un nivel predeterminado, con una salida espectral para coincidir sustancialmente con aproximadamente tres picos de sensibilidad espectral de un ave diurna y parecen sustancialmente blancos para la visión humana. En particular, la combinación de salidas de LED puede proporcionar una energía espectral que coincida sustancialmente con una sensibilidad espectral de un ave diurna seleccionada. En algunas realizaciones, el espectro de salida del LED puede ser proporcionado por un LED (o una combinación de LED) en combinación con un convertidor de longitud de onda selectivo (SWC), cuyos ejemplos se describen con referencia, por ejemplo, al menos a las figuras 8 a 10 de la solicitud de patente provisional de EE. UU. titulada "Fuentes de luz adaptadas a la sensibilidad espectral de aves diurnas", n.° de serie 61/314.617, que fue presentada por Z. Grajcar el 17 de marzo de 2010.

La figura 11 (a) muestra 40 LED blancos y 12 rojos en un primer grupo entre los nodos A, C, denominado en el presente documento como el grupo de LED de "EJECUCIÓN", y con 10 LED azules en un segundo grupo entre los nodos C, B, denominado aquí como el grupo de LED de "DESVIACIÓN".

La figura 11(b) muestra 48 LED blancos y 6 azules en el grupo de "EJECUCIÓN" y 20 LED rojos en el grupo de "DESVIACIÓN".

Como se representa, el motor de luz de ejemplo incluye un circuito excitado por una fuente V1 de tensión de CA (por ejemplo, sustancialmente sinusoidal). La excitación de CA de la fuente V1 es rectificada por los diodos D1-D4. Una salida positiva del rectificador, en el nodo A, suministra corriente rectificada a un primer conjunto de LED, LED1-LED54, (LED de EJECUCIÓN) que están conectados como una red de dos cadenas paralelas desde el nodo A al nodo C.

En el nodo C, la corriente puede dividirse entre una primera trayectoria a través de un segundo conjunto de LED y una segunda trayectoria a través de un circuito de desviación de corriente. La primera trayectoria desde el nodo C fluye a través del segundo conjunto de LED, LED55-LED74, (LED de DESVIACIÓN) hasta un nodo B, y luego a través de una resistencia en serie, R1 y R2. En algunas realizaciones, una corriente máxima extraída de la fuente V1 puede depender sustancialmente de la resistencia en serie R1 y R2.

La segunda trayectoria desde el nodo C fluye a través de un circuito de desviación de corriente selectivo que incluye Q1, Q2, R3 y R4. En algunos ejemplos, la corriente extraída desde la fuente V1 en niveles de excitación intermedios puede depender sustancialmente del circuito de desviación de corriente selectiva.

En algunas realizaciones, los esquemas de las figuras 11 (a, b) pueden modificarse para disponer los LED en diferentes redes en serie y/o en paralelo. Por ejemplo, el grupo de EJECUCIÓN de la figura 11(a) puede incluir tres o más ramas de LED rojos y/o LED blancos. En otro ejemplo, el grupo de EJECUCIÓN en la figura 11(b) puede incluir uno o más LED azules y/o blancos en ejemplos de red en serie y/o en paralelo que está en serie con la red en paralelo ilustrada. En otra realización, el grupo de l Ed S de DESVIACIÓN puede incluir LEDs adicionales para adaptar la salida espectral, como varias fuentes de LED blancas (por ejemplo, blanco frío).

Los grupos de EJECUCIÓN y DESVIACIÓN de LED1-LED74 pueden estar en un solo módulo, tal como un módulo o ensamblaje de circuito híbrido. En algunos ejemplos, los LED LED1-LED74 pueden disponerse como paquetes individuales o discretos y/o en grupos de LED. Los LED individuales pueden generar el mismo espectro de color en algunos ejemplos. En otros ejemplos, uno o más de los LED pueden emitir colores sustancialmente diferentes a los de los LED restantes. Diversas realizaciones pueden utilizar LED económicos de bajo CRI (índice de reproducción cromática).

El número de LED es ilustrativo y no pretende ser limitativo. Por ejemplo, el número de LED rojos o azules puede ser 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 20, 24 o al menos al menos 30 o más, para operar con excitación de 120 VCA, y puede ajustarse aún más de acuerdo con el brillo, el contenido espectral, otros LED en el circuito, la disposición del circuito (por ejemplo, 2 o más ramas paralelas) y/o la tensión directa del LED, por ejemplo . El número de LED blancos se puede aumentar utilizando la disposición representada para incluir desde aproximadamente 18 hasta aproximadamente 38 LED blancos, tal como entre aproximadamente 21 y 27 LED.

El número de LED se puede diseñar de acuerdo con la caída de tensión directa de los LED seleccionados y la amplitud de excitación aplicada suministrada desde la fuente V1. El número de LED en el primer conjunto entre los nodos A, C puede reducirse para lograr un factor de potencia mejorado. Los LED entre los nodos A, C pueden colocarse ventajosamente en paralelo para equilibrar sustancialmente la carga de los dos conjuntos de LED según su ciclo de trabajo relativo, por ejemplo. En algunas implementaciones, la corriente puede fluir a través del grupo de LED de EJECUCIÓN siempre que la corriente de entrada se extraiga de la fuente V1, mientras que la corriente a través del grupo de LED de DESVIACIÓN puede fluir sustancialmente solo por encima de un umbral de excitación de tensión de la fuente V1.

Los LED adecuados se pueden seleccionar de acuerdo con su salida de color para crear una salida espectral combinada de acuerdo, por ejemplo, con los espectros de ejemplo descritos con referencia a la figura 12. A modo de ejemplo, y no de limitación, un ejemplo representativo de LED adecuados puede incluir los modelos EHP-A21/UB01H-P01/TR- o EHP-A21/GT46H-P01/TR, que están disponibles comercialmente por parte de Everlight Electronics Co., Ltd. de Taiwán; modelos SLHNNWW629T00S0S373 o SPMRED3215A0AEFCSC, que están disponibles comercialmente por parte de Samsung LED Co., LTD. de Corea.

La salida espectral de uno o más de los LED se puede adaptar convirtiendo la energía de una longitud de onda a una longitud de onda diferente, por ejemplo, utilizando técnicas de conversión de longitud de onda selectiva (SWC). Los ejemplos de técnicas de sWc que utilizan fósforos o puntos cuánticos se describen con mayor detalle con referencia al menos a las figuras 8 y 9 del documento de EE. u U. n.° de serie 61/314.617.

La figura 12 muestra gráficos relativos de sensibilidad espectral humana y de gallina que pueden proporcionar los motores de luz descritos con referencia a las figuras 11 (a, b). La curva de sensibilidad espectral característica humana de ejemplo (por ejemplo, gráfico de forma de curva de campana) y una curva de sensibilidad espectral característica predeterminada de gallina de ejemplo (3 picos entre 400-680 nm) representan sensibilidades espectrales que se muestran en líneas discontinuas, cuyos ejemplos se analizan con más detalle con referencia a por lo menos la figura 12A del documento de EE. UU. n.° de serie 61/314.617.

La figura 12(a) representa un diagrama de intensidad de ejemplo para un motor de luz de ejemplo en un primer nivel de intensidad, que puede considerarse aquí como 100 % de intensidad total con fines ilustrativos. Una curva de respuesta visual de gallina y una curva de respuesta visual humana representan las respuestas respectivas a la curva de fuente de luz. La salida del motor de luz puede ser producida, por ejemplo, por cualquiera de los circuitos de las figuras 11 (a, b) operando a máxima intensidad.

En este ejemplo ilustrativo, la respuesta visual humana generalmente coincide con la forma y el ancho de banda de la curva de campana para la característica de sensibilidad espectral humana.

La respuesta visual de la gallina se extiende a longitudes de onda por encima y por debajo de la "banda de paso" de la característica humana. La respuesta visual de la gallina alcanza su punto máximo alrededor de las longitudes de onda en las que la sensibilidad espectral de la gallina y la fuente de luz LED tienen sus máximos locales (por ejemplo, alrededor de 480 nm, 560 nm y 600 nm).

La figura 12(b) representa diagramas de intensidad de ejemplo para un motor de luz, incluyendo el circuito de la figura 11(a), a un primer nivel de intensidad reducida, que puede considerarse aquí como el 40 % de la intensidad máxima con fines ilustrativos. También se trazan las respuestas visuales de gallinas y humanos a esta fuente de luz. La salida del motor de luz puede ser producida por el circuito de la figura 11(a) operando a una intensidad de alrededor del 40% (por ejemplo, un nivel de tensión de excitación de entrada reducido).

La figura 12(b) ilustra que la intensidad de la fuente de LED tiene un perfil espectral diferente al de la figura 12(a). En particular, los colores azules (por ejemplo, longitudes de onda por debajo de 470 nm) asociados con los LED azules en el grupo de LED de DESVIACIÓN están sustancialmente más atenuados que la intensidad de los colores rojos (por ejemplo, longitudes de onda por encima de 620 nm) asociados con los LED rojos en el grupo de EJECUCIÓN de la figura 1(a). Las diferentes tasas de atenuación pueden ser explicadas por las operaciones de acondicionamiento del circuito de desviación selectiva.

En respuesta al perfil espectral de la fuente de luz de la figura 12(b), la respuesta visual humana generalmente coincide con la forma y el ancho de banda de la curva de campana para la característica de sensibilidad espectral humana. Como tal, un ser humano típico puede percibir la luz como más tenue, pero aún con la apariencia de luz blanca con una reproducción cromática razonablemente buena. La percepción humana puede considerarse sustancialmente blanca con un ligero matiz rojizo.

La respuesta visual de la gallina a la fuente incluye una percepción sustancialmente reducida de la mayoría del color azul, mientras que mantiene sustancialmente el verde y el rojo, aunque con una intensidad parcialmente reducida en comparación con la figura 12(a). Como ejemplo ilustrativo, este color rojizo puede conservar de manera ventajosa la energía que de otro modo se proporcionaría en el espectro azul, mientras que la gallina lo percibe como una iluminación razonablemente brillante con contenido rojo que, según algunas investigaciones, puede promover las actividades de reproducción.

Como tal, el circuito de la figura 11(a) puede ser ventajoso como un sistema de iluminación altamente eficiente diseñado para gallinas reproductores, por ejemplo. Aunque la gallina percibe un cambio de color sustancial hacia el espectro rojo y lejos del azul, las realizaciones del circuito de la figura 11 (a) puede ser ventajoso además como una luz que permite a los seres humanos ver con una buena reproducción cromática en un amplio rango de atenuación.

La figura 12(c) representa diagramas de intensidad de ejemplo para un motor de luz, incluido el circuito de la figura 11(b), a un primer nivel de intensidad reducida, que puede considerarse aquí como un 40 % de intensidad total con fines ilustrativos. También se trazan las respuestas visuales de gallinas y humanos a esta fuente de luz. La salida del motor de luz puede ser producida por el circuito de la figura 11(b) operando a una intensidad de alrededor del 40% (por ejemplo, un nivel de tensión de excitación de entrada reducido).

La figura 12(c) ilustra que la intensidad de la fuente LED tiene un perfil espectral diferente al de la figura 12(a). En particular, los colores rojos asociados con los LED rojos en el grupo de LED de DESVIACIÓN están sustancialmente más atenuados que la intensidad de los colores azules asociados con los LED azules y/o blancos fríos en el grupo de EJECUCIÓN de la figura 11(b). Las diferentes tasas de atenuación pueden ser explicadas por las operaciones de acondicionamiento del circuito de desviación selectiva.

En respuesta al perfil espectral de la fuente de luz de la figura 12(c), la respuesta visual humana generalmente coincide con la forma y el ancho de banda de la curva de campana para la característica de sensibilidad espectral humana. Como tal, un ser humano típico puede percibir la luz como más tenue, pero aún con la apariencia de luz blanca con una reproducción cromática razonablemente buena. La percepción humana puede considerarse sustancialmente blanca con un ligero matiz azulado (por ejemplo, debido a un pequeño pico alrededor de 480 nm en este ejemplo).

La respuesta visual de la gallina a la fuente incluye una percepción sustancialmente reducida de la mayoría del color rojo, mientras mantiene sustancialmente el verde y el azul, aunque a una intensidad más baja en comparación con la figura 12(a). Como ejemplo ilustrativo, este color azulado puede conservar ventajosamente la energía suministrada de otro modo en el espectro rojo, mientras que la gallina lo percibe como una iluminación razonablemente brillante con un contenido azul verdoso que, según algunas investigaciones, puede promover el crecimiento y comportamientos no agresivos.

Como tal, el circuito de la figura 11(b) puede ser ventajoso como un sistema de iluminación altamente eficiente diseñado para gallinas de engorde, por ejemplo. Aunque la gallina percibe un cambio de color sustancial hacia el espectro azul y lejos del rojo, las realizaciones del circuito de la figura 11 (b) pueden ser ventajosas como fuente de luz para permitir que los humanos vean con una buena reproducción cromática en un amplio intervalo de atenuación.

Las figuras 13(a, b) ilustran gráficos 1300 de ejemplo de salida de luz de los LED de EJECUCIÓN 1305 y DESVIACIÓN 1310, y su salida total combinada 1315, en un intervalo de excitación de tensión de entrada.

La figura 13(a) es un gráfico de salida de luz de ejemplo en unidades de lúmenes para una lámpara LED de ejemplo con un circuito sustancialmente similar a cualquiera de los de las figuras 11 (a, b). A medida que la tensión de c A r.m.s. aumenta a aproximadamente 45 voltios, el grupo de LED de EJECUCIÓN comienza a conducir una corriente continua y una luz de salida significativas. La corriente de los LED de EJECUCIÓN se desvía alrededor del grupo de LED de DESVIACIÓN hasta que la excitación de entrada de CA aumenta aún más a aproximadamente 90 voltios. A medida que la tensión continúa aumentando, la luz de los LED de DESVIACIÓN se suma a la luz de los LED de EJECUCIÓN, lo que hace que la salida de luz total exceda la salida de luz de los LED de EJECUCIÓN solos.

La figura 13(b) representa el gráfico de la figura 13(a) en términos de salida de luz normalizada y porcentaje de excitación de entrada nominal. En el ejemplo ilustrado, el flujo total muestra un punto de inflexión en el punto en el que el circuito de DESVIACIÓN comienza a conducir la corriente y la luz de salida.

Aunque se han descrito varias realizaciones con referencia a las figuras, son posibles otras realizaciones. Por ejemplo, algunas realizaciones de una fuente compuesta pueden producir una intensidad de luz máxima a una longitud de onda que corresponde sustancialmente a una sensibilidad máxima de la sensibilidad espectral de las aves diurnas. En algunos ejemplos, esto puede mejorar ventajosamente una eficiencia asociada con la percepción de la respuesta visual y el consumo de entrada de energía eléctrica. En algunas realizaciones adicionales, la fuente compuesta puede producir una segunda intensidad de luz más alta a una longitud de onda que corresponde sustancialmente a una segunda sensibilidad más alta de la sensibilidad espectral de las aves diurnas. En algunos ejemplos, esto puede mejorar aún más ventajosamente la eficiencia asociada con la percepción de la respuesta visual y el consumo de entrada de energía eléctrica.

En algunas implementaciones, una instalación similar a la instalación 100 de la figura 1, por ejemplo, puede usarse para criar ganado como cerdos, vacas, caballos, cabras, aves diurnas (por ejemplo, gallinas, pavos) o similares. A modo de ejemplo y no de limitación, la iluminación se puede utilizar para promover el desarrollo de gallinas tales como reproductoras, gallinas de engorde o ponedoras, por ejemplo. En varias realizaciones, la iluminación puede ser generada por una o más lámparas LED, cada una de las cuales puede generar una temperatura de color que es una función del nivel de excitación de CA suministrado desde el controlador. Para diferentes tipos de ganado, el cambio de color puede ser diferente para optimizar la exposición a la luz para cada tipo. Por ejemplo, los criadores pueden requerir algunos períodos de luz infrarroja para promover la actividad sexual. Se pueden desarrollar perfiles espectrales óptimos en base a resultados de investigación publicados o datos empíricos, y se pueden proporcionar perfiles espectrales apropiados mediante la selección apropiada del tipo, número y color de grupos de LED, arquitectura de motor de luz LED con circuito de derivación y perfil de control de atenuación.

Un estudio encontró que los tres pigmentos en los conos de un ojo humano pueden tener un máximo de sensibilidad local, por ejemplo, a aproximadamente 419, 531 y 558 nm (Dartnall et al., 1983). El estudio indica además que los cuatro pigmentos en un ojo de gallina pueden tener un máximo de sensibilidad local, por ejemplo, alrededor de 415, 455, 508 y 571 nm.

Varios componentes espectrales pueden ser ventajosos para aves en diferentes etapas de desarrollo. Por ejemplo, la investigación indica que las gallinas de engorde bajo luz azul o verde pueden volverse significativamente más pesados que gallinas similares expuestos a luz roja o blanca. (Rozenboim et al., 2004) Algunas investigaciones indican que la luz verde puede acelerar el crecimiento muscular (Halevy et al., 1998) y puede estimular el crecimiento a una edad temprana, mientras que la luz azul puede estimular el crecimiento en aves mayores (Rozenboim et al., 999, 2004). Algunos estudios han encontrado que las gallinas de engorde jóvenes tienen una fuerte preferencia por la luz brillante (Davis et al., 1997).

En algunas realizaciones, la selección y el procesamiento de materiales pueden controlarse para manipular la temperatura de color del LED y otros parámetros de salida de luz (por ejemplo, intensidad, dirección) para proporcionar LED que producirán una salida espectral compuesta deseada. La selección adecuada de LED para proporcionar una temperatura de color deseada, en combinación con la aplicación adecuada y la determinación del umbral para el circuito de derivación, puede permitir ventajosamente adaptar la variación de la temperatura de color en un rango de excitación de entrada.

Algunas implementaciones pueden controlarse en respuesta a señales de componentes analógicos o digitales, que pueden ser discretos, integrados o una combinación de cada uno. Algunas realizaciones pueden incluir dispositivos programados y/o programables (por ejemplo, PLA, PLD, ASIC, microcontrolador, microprocesador, procesador de señal digital (DSP)), y pueden incluir uno o más almacenes de datos (por ejemplo, celda, registro, bloque, página) que proporcionan capacidad de almacenamiento de datos digitales de uno o varios niveles, y que pueden ser volátiles y/o no volátiles. Algunas funciones de control pueden implementarse en hardware, software, firmware o una combinación de cualquiera de ellos.

Los productos de programas informáticos pueden contener un conjunto de instrucciones que, cuando son ejecutadas por un dispositivo procesador, hacen que el procesador realice funciones prescritas. Estas funciones pueden realizarse junto con dispositivos controlados en comunicación operativa con el procesador. Los productos de programas informáticos, que pueden incluir software, pueden almacenarse en un almacén de datos incrustado tangiblemente en un medio de almacenamiento, como un dispositivo de almacenamiento electrónico, magnético o giratorio, y pueden ser fijos o extraíbles (por ejemplo, disco duro, disquete, memoria USB, CD, DVD).

En algunas implementaciones, un producto de programa informático puede contener instrucciones que, cuando las ejecuta un procesador, hacen que el procesador ajuste la temperatura del color y/o la intensidad de la iluminación, que puede incluir iluminación LED. La temperatura de color puede ser manipulada por un aparato de luz compuesto que combina uno o más LED de una o más temperaturas de color con una o más fuentes de luz que no son LED, cada una con una temperatura de color única y/o características de salida de luz. A modo de ejemplo y no de limitación, los LED de temperatura de color múltiple pueden combinarse con una o más fuentes de luces fluorescentes, incandescentes, halógenas y/o de mercurio para proporcionar una característica de temperatura de color deseada en una gama de condiciones de excitación.

De acuerdo con otra realización, la excitación de entrada de CA puede modificarse mediante otros circuitos de procesamiento de energía. Por ejemplo, se puede usar un módulo atenuador que usa control de fase para retrasar el encendido y/o interrumpir el flujo de corriente en puntos seleccionados en cada medio ciclo. En algunos casos, la mejora armónica aún se puede lograr ventajosamente incluso cuando el módulo atenuador distorsiona la corriente. T ambién se puede lograr un factor de potencia mejorado cuando la forma de onda de tensión sinusoidal rectificada se modula en amplitud mediante un módulo atenuador, un transformador variable o un reóstato, por ejemplo. En algunas realizaciones, la excitación de entrada eléctrica puede ser sustancialmente CA, CC (por ejemplo, batería, rectificador, energía solar) o una combinación de los mismos.

En un ejemplo, la tensión de excitación puede tener una forma de onda sustancialmente sinusoidal, tal como una tensión de línea de aproximadamente 120 V CA a 50 o 60 Hz. En algunos ejemplos, la tensión de excitación puede ser una forma de onda sustancialmente sinusoidal que ha sido procesada por un circuito de atenuación, como un interruptor controlado por fase que opera para retrasar el encendido o para interrumpir el apagado en una fase seleccionada en cada medio ciclo. En algunos ejemplos, el atenuador puede modular la amplitud de la tensión sinusoidal de CA (por ejemplo, convertidor de CA a CA) o modular una amplitud de la forma de onda sinusoidal rectificada (por ejemplo, convertidor de CC a CC).

En algunas implementaciones, la amplitud de la tensión de excitación puede modularse, por ejemplo, mediante la conmutación controlada de las tomas del transformador. En general, algunas combinaciones de tomas pueden estar asociadas con varias relaciones de giro diferentes. Por ejemplo, se pueden usar relés mecánicos o de estado sólido para seleccionar entre varias derivaciones disponibles en el primario y/o secundario de un transformador para proporcionar una relación de transformación más cercana a una tensión de excitación de CA deseado.

En algunos ejemplos, la amplitud de excitación de CA puede ajustarse dinámicamente mediante un transformador variable (por ejemplo, variac) que puede proporcionar un ajuste continuo suave de la tensión de excitación de CA en un rango operativo. En algunas realizaciones, la excitación de CA puede ser generada por un generador electromecánico de tensión/velocidad variable (por ejemplo, accionado por diésel). Un generador puede funcionar con parámetros controlados de velocidad y/o corriente para suministrar una excitación de CA deseada a un motor de luz basado en LED, como el motor de luz de la figura 1, por ejemplo. En algunas implementaciones, la excitación de CA al motor de luz se puede proporcionar utilizando métodos electromecánicos y/o de estado sólido bien conocidos que pueden combinar la rectificación de CA-CC, la conversión de CC-CC (por ejemplo, reductor-elevador, impulso, reductor, lanzamiento), inversión CC-CA (por ejemplo, medio puente o puente completo, acoplado por transformador) y/o conversión directa CA-CA. Las técnicas de conmutación de estado sólido pueden utilizar, por ejemplo, técnicas de conmutación resonante (por ejemplo, casi resonante, resonante), de cruce por cero (por ejemplo, corriente cero, tensión cero), solas o en combinación con estrategias de modulación apropiadas (por ejemplo, densidad de pulso, ancho de pulso, salto de pulso, demanda o similares).

Este documento divulga tecnología relacionada con fuentes de luz adaptadas a sensibilidades espectrales de aves diurnas. Las implementaciones, técnicas o aparatos de ejemplo relacionados se pueden encontrar en divulgaciones presentadas anteriormente que tienen una propiedad intelectual común con esta divulgación.

Los ejemplos de tecnología para atenuar y cambiar de color una fuente de luz con excitación de CA se describen con referencia, por ejemplo, a las varias figuras de la solicitud de patente provisional de EE. UU. titulada "Control de cambio de temperatura de color para iluminación LED de CA regulable", n.° de serie 61/234.094, que fue presentada por Z. Grajcar el 14 de agosto de 2009.

Ejemplos de tecnología para mejorar el factor de potencia y reducir la distorsión armónica para el cambio de color de una fuente de luz se describen con referencia, por ejemplo, al menos a las figuras 20A a 20C de la solicitud de patente provisional de EE. UU. titulada "Reducción de la distorsión armónica para cargas LED", n.° de serie 61/233.829, que fue presentada por Z. Grajcar el 14 de agosto de 2009.

Se describen realizaciones adicionales de motores de luz para un sistema de iluminación con referencia, por ejemplo, al menos a las figuras 1, 2, 5-5B, 7A a 7B y 10A a 10B de la solicitud de patente provisional de EE. UU. titulada "Arquitectura para iluminación LED de alto factor de potencia y baja distorsión armónica", n.° de serie 61/255.491, que fue presentada por Z. Grajcar el 28 de octubre de 2009.

Varias realizaciones pueden incorporar una o más interfaces eléctricas para realizar la conexión eléctrica desde el aparato de iluminación a una fuente de excitación. Un ejemplo de una interfaz eléctrica que se puede usar en algunas realizaciones de un downlight se describe con mayor detalle con referencia, por ejemplo, al menos a la figura 1 a 3, o 5 de la solicitud de patente de diseño de EE. UU. titulada "Conjunto de lámpara", n.° de serie 29/342.578, que fue presentada por Z. Grajcar el 27 de octubre de 2009.

En lugar de una interfaz de tipo tornillo roscado, algunas realizaciones pueden incluir una sección de un receptáculo de estilo de iluminación de pista para recibir la interfaz de doble poste de una lámpara de ejemplo. Por ejemplo, se puede usar una interfaz eléctrica de doble poste del tipo que se usa para las lámparas de estilo GU 10. Un ejemplo de una interfaz eléctrica que se puede usar en algunas realizaciones de un downlight se describe con mayor detalle con referencia, por ejemplo, al menos a la figura 1, 2, 3 o 5 de la solicitud de patente de diseño de e E. UU. titulada "Conjunto de lámpara", n.° de serie 29/342.575, que fue presentada por Z. Grajcar el 27 de octubre de 2009.

Algunas realizaciones de un aparato de luz pueden integrarse con hardware de embalaje y/o gestión térmica. Los ejemplos de elementos térmicos o de otro tipo que pueden integrarse ventajosamente con las realizaciones descritas en el presente documento se describen con referencia, por ejemplo, a la figura 15 en la publicación de la solicitud US 2009/0185373 A1, presentada por Z. Grajear el 19 de noviembre de 2008.

Este documento divulga tecnología relacionada con motores de luz LED regulables adaptados a sensibilidades espectrales de aves diurnas y humanos. Las implementaciones, técnicas o aparatos de ejemplo relacionados se pueden encontrar en divulgaciones presentadas anteriormente que tienen una propiedad intelectual común con esta divulgación.

Varios ejemplos de aparatos y métodos pueden estar relacionados con la iluminación para proporcionar energía luminosa en longitudes de onda que se correlacionan sustancialmente con los picos en la sensibilidad espectral de las aves de corral. Los ejemplos de tales aparatos y métodos se describen con referencia, por ejemplo, al menos a las figuras 2A y 2B de la solicitud de patente provisional de EE. UU. titulada "Fuentes de luz adaptadas a la sensibilidad espectral de aves diurnas", n.° de serie 61/314.617, que fue presentada por Z. Grajcar el 17 de marzo de 2010.

Varias realizaciones se refieren a iluminación regulable para ganado. Ejemplos de tales aparatos y métodos se describen con referencia, por ejemplo, al menos a las figuras 3, 5A a 6C de la solicitud de patente provisional de EE. UU. titulada "Iluminación LED para el desarrollo del ganado", n.° de serie 61/255.855, que fue presentada por Z. Grajcar el 29 de octubre de 2009.

Ejemplos de tecnología para atenuar y cambiar de color una fuente de luz con excitación de CA se describen con referencia, por ejemplo, a las varias figuras de la Solicitud de patente provisional de US titulada "Control de cambio de temperatura de color para iluminación LED de CA regulable", n.° de serie 61/234.094, que fue presentada por Z. Grajcar el 14 de agosto de 2009.

En un lugar de una interfaz de tipo tornillo roscado, algunas realizaciones pueden incluir una sección de un receptáculo de estilo de iluminación de pista para recibir la interfaz de poste doble de una lámpara de ejemplo. Por ejemplo, se puede usar una interfaz eléctrica de doble poste del tipo que se usa para las lámparas de estilo GU 10. Un ejemplo de una interfaz eléctrica que se puede usar en algunas realizaciones de un downlight se describe con mayor detalle con referencia, por ejemplo, al menos a la figura 1, 2, 3 o 5 de la solicitud de patente de diseño de e E. UU. titulada "Conjunto de lámpara", n.° de serie 29/342.575, que fue presentada por Z. Grajcar el 27 de octubre de 2009.

Algunas realizaciones de un aparato de luz pueden integrarse con hardware de embalaje y/o gestión térmica. Los ejemplos de elementos térmicos o de otro tipo que pueden integrarse ventajosamente con las realizaciones descritas en el presente documento se describen con referencia, por ejemplo, a la figura 15 en la publicación de la solicitud US 2009/0185373 A1, presentada por Z. Grajcar el 19 de noviembre de 2008.

Se han descrito varias implementaciones. No obstante, se entenderá que se pueden realizar varias modificaciones. Por ejemplo, se pueden lograr resultados ventajosos si las etapas de las técnicas divulgadas se realizaron en una secuencia diferente, o si los componentes de los sistemas revelados se combinaron de una manera diferente, o si los componentes se complementaron con otros componentes. En consecuencia, otras implementaciones están dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para iluminar aves diurnas con fuentes de luz artificial (120), comprendiendo el método:

generar una primera luz que tiene un primer contenido espectral (305; 405; 505) entre 380 nm (nanómetros) y 780 nm;

convertir la primera luz en una segunda luz que comprende un segundo contenido espectral (610) que tiene al menos dos máximos locales en intensidad relativa; y,

suministrar la segunda luz que comprende el segundo contenido espectral (610) a un hábitat sustancialmente cerrado para aves diurnas ubicado en una instalación ganadera (100);

caracterizado por que el segundo contenido espectral tiene al menos un máximo local en intensidad relativa a una longitud de onda dentro de los 15 nm de una longitud de onda en la que una respuesta espectral visual característica predeterminada (605) del ave diurna tiene un máximo local,

el al menos un máximo local en intensidad relativa del segundo contenido espectral está en una longitud de onda por debajo de 400 nm.

2. El método de la reivindicación 1, en el que los máximos locales de la respuesta espectral visual característica predeterminada (605) del ave diurna corresponden a las características de absorción espectral de las gotas de aceite en los ojos del ave diurna.

3. El método de la reivindicación 1, en el que convertir la primera luz en una segunda luz comprende emitir el segundo contenido espectral (610) con un contenido sustancialmente rojo en respuesta al primer contenido espectral (405; 505) que comprende un contenido sustancialmente azul.

4. El método de la reivindicación 1, en el que los al menos dos máximos locales en intensidad relativa del segundo contenido espectral (610) están entre las tres intensidades relativas más altas de máximos locales del segundo contenido espectral (610) para longitudes de onda entre 380 nm y 780 nm.

5. Un aparato de iluminación adaptado espectralmente (105, 110, 115, 125) adaptado para iluminar aves diurnas, comprendiendo el aparato:

una fuente de luz (120) adaptada para generar una primera luz que tiene un primer contenido espectral (305; 405; 505) entre 380 nm (nanómetros) y 780 nm;

un convertidor adaptado para convertir la primera luz en una segunda luz que comprende un segundo contenido espectral (610) que tiene al menos dos máximos locales de intensidad relativa; y,

un emisor adaptado para suministrar la segunda luz que comprende el segundo contenido espectral (610) a un hábitat sustancialmente cerrado para aves diurnas ubicado en una instalación ganadera (100), caracterizado por que el segundo contenido espectral tiene al menos un máximo local en intensidad relativa a una longitud de onda dentro de los 15 nm de una longitud de onda en la que una respuesta espectral visual característica predeterminada (605) del ave diurna tiene un máximo local;

el al menos un máximo local en intensidad relativa del segundo contenido espectral (610) está por debajo de 400 nm.

6. Una instalación ganadera (100) que comprende el aparato de acuerdo con la reivindicación 5.