ITFI990158A1

ITFI990158A1 - Dispositivo e metodo di illuminazione a spettro controllato

Info

Publication number: ITFI990158A1
Application number: IT1999FI000158A
Authority: IT
Inventors: Leonardo Masotti; Marco Calzolai; Elena Biagi; Andrea Donnini
Original assignee: Targetti Sankey Spa
Priority date: 1999-07-08
Filing date: 1999-07-08
Publication date: 2001-01-08
Also published as: ES2232410T3; DE60016674T2; EP1067825A2; ITFI990158A0; ATE285165T1; EP1067825B1; IT1308289B1; DE60016674D1; EP1067825A3

Description

Dispositivo e metodo di illuminazione a spettro controllato

Descrizione

La presente invenzione riguarda un dispositivo ed un metodo di illuminazione controllata per ambienti di vario tipo.

Oltre ai normali sistemi di illuminazione che vengono attivati manualmente, attualmente esistono sistemi di illuminazione che effettuano un controllo del livello di intensità luminosa in funzione della luce ambiente. Un tipo di sistemi ampiamente diffuso è rappresentato dai cosiddetti interruttori crepuscolari che accendono automaticamente una o più sorgenti luminose quando il livello di luce ambiente scende al di sotto di una soglia prestabilita. Tuttavia, anche con questi sistemi ed impianti noti si ottengono regolazioni limitate alla intensità di luce, in funzione della luce ambiente, ma non un controllo dello spettro della luce.

Scopo della presente invenzione è la realizzazione di un dispositivo e di un metodo che consentano di ottenere un controllo automatico delle condizioni di illuminazione in termini di spettro della luce. Nella descrizione che segue e nelle allegate rivendicazioni, per luce e per spettro della luce non si deve intendere necessariamente solo una radiazione nel campo del visibile. Al contrario, lo spettro di interesse per la presente invenzione può comprendere anche l'infrarosso e l'ultravioletto. Per sorgenti luminose si possono intendere anche sorgenti che emettono in questa gamma estesa di radiazione elettromagnetica.

Sostanzialmente, il dispositivo di illuminazione secondo l'invenzione comprende:

- una pluralità di sorgenti luminose con spettri di emissione luminosa differenziati;

- mezzi di fotorivelazione che determinano almeno una caratteristica dello spettro ambientale;

- mezzi di retroazione che confrontano detta almeno una caratteristica dello spettro ambientale con una corrispondente caratteristica di uno spettro preconfigurato e modificano l'emissione di almeno una di dette sorgenti per minimizzare la differenza tra la caratteristica dello spettro ambientale rivelato e la caratteristica dello spettro preconfigurato.·

Il metodo secondo l'invenzione prevede le fasi di: - disporre una pluralità di sorgenti luminose con spettri di emissione luminosa differenziati;

- determinare almeno una caratteristica dello spettro ambientale;

- confrontare detta almeno una caratteristica dello spettro ambientale con una corrispondente caratteristica di uno spettro preconfigurato;

- modificare l’emissione di detta pluralità di sorgenti per minimizzare la differenza tra la caratteristica dello spettro ambientale rilevato e la caratteristica dello spettro preconfigurato.

Con un sistema di questo tipo, mediante una opportuna interfaccia, l'utente può impostare determinate caratteristiche dello spettro preconfigurato della luce desiderata nell'ambiente, oppure la temperatura di colore della luce nell'ambiente, la temperatura correlata di colore od altro. Ad esempio, i parametri impostati possono essere costituiti da coordinate cromatiche desiderate, oppure dall'indicazione di un punto del piano delle coordinate cromatiche. Le coordinate cromatiche possono essere quelle di un sistema standard, ad esempio il sistema XYZ CIE 1931, od anche di un altro sistema colorimetrico eventualmente scelto in modo arbitrario.

Il sistema è in grado di mantenere queste caratteristiche dello spettro preimpostato, entro tolleranze prestabilite, anche al variare delle condizioni di illuminazione naturale e/o di illuminazione artificiale.

Tramite i mezzi di fotorivelazione, che possono essere di qualunque natura, viene determinato dal sistema di controllo il valore delle caratteristiche dello spettro ambientale che vengono poi confrontate con le corrispondenti caratteristiche dello spettro preconfigurato. Il sistema di retroazione interviene sulle condizioni di alimentazione delle sorgenti luminose modificando ad esempio la potenza erogata all'una o dall'altra o da più delle sorgenti luminose, per riportare le condizioni dello spettro ambientale al valore desiderato, cioè al valore delle corrispondenti caratteristiche dello spettro preconfigurato.

In sostanza, l'illuminazione ambientale complessivamente ottenuta è costituita dalla somma delle sorgenti esterne al sistema e delle sorgenti del sistema. Queste ultime variano le condizioni di emissione in modo che l’illuminazione risultante abbia le caratteristiche volute in termini di cromaticità, temperatura di colore od altro.

Il sistema di retroazione effettua un controllo continuo nel tempo, ripetuto ad intervalli temporali voluti, di durata scelta in base alla velocità di adattamento richiesta del sistema alla variazione delle condizioni di illuminazione.

In una forma di attuazione particolarmente sofisticata, si può anche prevedere che le caratteristiche dello spettro preimpostato non siano costanti bensì variabili, ad esempio, nell'arco della giornata. In tal caso i mezzi di retroazione sposteranno le condizioni di emissione delle singole sorgenti non solo in funzione della variazione delle condizioni di illuminazione esterna, ma anche in funzione del programma preimpostato in base al quale si desidera variare le condizioni di illuminazione nel tempo.

Secondo una forma di attuazione particolarmente vantaggiosa dell'invenzione, vengono previsti tre o più fotorivelatori o sensori sensibili su differenti bande dello spettro, costituiti ad esempio da fotodiodi con filtri passabanda, od altri dispositivi selettivi per lo spettro luminoso, centrati su differenti porzioni dello spettro luminoso. Questi sensori raccolgono i segnali retrodiffusi da un opportuno oggetto bianco, illuminato da tutta la luce ambiente, con caratteristiche di stabilità nel tempo, oppure i segnali provenienti dal gruppo di sorgenti, e provvedono ad inviarli ad un sistema di controllo, il quale riceve in ingresso anche i parametri dello spettro preimpostato. Tramite un algoritmo di retroazione si minimizzano poi le differenze tra i parametri misurati e quelli preimpostati quando la differenza supera (in valore assoluto) un valore di soglia. Il sistema può servire anche per correggere automaticamente eventuali deviazioni delle caratteristiche dello spettro dell'illuminazione generata dalle sorgenti luminose provocate dall’invecchiamento delle lampade, da un calo della tensione di alimentazione od altro. In questo senso, il sistema può essere usato anche come unico sistema di illuminazione in un ambiente eventualmente anche non raggiunto dalla luce naturale.

Ad esempio, se il sistema è basato sul controllo delle coordinate di cromaticità, l'algoritmo può effettuare un controllo sulla differenza tra ciascuna delle due coordinate di cromaticità della luce ambiente rivelata e le corrispondenti coordinate preimpostate dall'utente. In base alla differenza così determinata si può, tramite un elaboratore, controllare le condizioni di alimentazione delle singole sorgenti per ridurre e minimizzare la differenza.

Secondo una possibile forma di attuazione, vengono previste almeno tre sorgenti indipepdenti, aventi spettri di emissione luminosa differenti, ad esempio con banda di emissione centrata sul rosso, sul verde e sul blu rispettivamente.

Le sorgenti luminose possono essere costituite, ad esempio, da lampade alogene con rispettivi filtri passabanda. In alternativa, si possono prevedere lampade fluorescenti con emissioni centrate sulle bande desiderate, lampade a scarica o comunque sorgenti luminose con lo spettro di emissione desiderato. Ancora, sono possibili soluzioni combinate, in cui lampade ad incandescenza (alogene od equivalenti) sono combinate a lampade a fluorescenza.

E' anche possibile prevedere l'impiego di più sorgenti a spettri differenziati, ed eventualmente l'utilizzo anche di sorgenti bianche in aggiunta a quelle colorate. Un maggior numero di sorgenti a spettri differenziati amplia la gamma di colori dello spettro che si riesce ad ottenere e quindi la gamma di condizioni di illuminazione raggiungibili dal sistema.

Un dispositivo particolarmente semplice, economico ed efficiente si ottiene utilizzando come mezzi di fotorivelazione una pluralità di fotorivelatori associati a corrispondenti filtri ottici. In pratica vengono usati almeno tre sensori o fotorivelatori, ma non si esclude la possibilità di utilizzare un numero maggiore di fotorivelatori con rispettivi filtri centrati su corrispondenti bande di lunghezza d'onda.

I mezzi di retroazione possono essere realizzati tramite un opportuno circuito hardware. Tuttavia, secondo una forma di attuazione particolarmente vantaggiosa dell'invenzione, il sistema di retroazione è implementato tramite un algoritmo eseguito via software da un elaboratore elettronico, il quale riceve in ingresso i dati relativi allo spettro ambientale (tipicamente le coordinate di cromaticità) ed i corrispondenti dati dello spettro preimpostato. In uscita l'elaboratore fornisce i segnali di controllo di alimentatori programmabili delle singole sorgenti.

Ulteriori vantaggiose caratteristiche e forme di attuazione del dispositivo e del metodo secondo l'invenzione verranno descritte in seguito e sono indicate nelle allegate rivendicazioni indipendenti.

Il dispositivo ed il metodo secondo l'invenzione possono avere una molteplicità di impieghi, ad esempio nella realizzazione di impianti di illuminazione per uso domestico, industriale o professionale. Un sistema di questo tipo consente all'utilizzatore di impostare le caratteristiche desiderate di illuminazione e mantenerle al variare delle condizioni esterne. Di particolare interesse è l'impiego del sistema nel settore museale ed espositivo, dove esso consente di scegliere e mantenere le condizioni di illuminazione ottimali, in termini non solo di intensità ma anche e soprattutto di temperatura di colore della luce impiegata.

L'invenzione verrà meglio compresa seguendo la descrizione e l'unito disegno, il quale mostra una pratica forma di attuazione non limitativa dell'invenzione. Più in particolare, nel disegno mostrano: la

Fig.l le curve di uguaglianza del colore del sistema colorimetrico Χ,Υ,Ζ CIE 1931; la

Fig.2 il diagramma di cromaticità x-y del sistema colorimetrico XYZ CIE 1931; la

Fig.3 la somma di due colori in un diagramma di cromaticità x-y; la

Fig.4 un esempio di compensazione della luce ambiente tramite la luce prodotta dal dispositivo secondo l'invenzione in un diagramma di cromaticità x-y; la Fig.5A un diagramma a blocchi del dispositivo secondo l’invenzione; la

Fig.5B un diagramma di flusso dell'algoritmo di retroazione in una possibile forma di attuazione; le Figg.6A e 6B uno spettro di emissione di una lampada alogena con riflettore dicroico e filtro rosso a varie potenze di alimentazione della lampada ed i corrispondenti punti nel diagramma x-y; le

Figg.7A e 7B uno spettro di emissione di una lampada alogena con riflettore dicroico e filtro verde a varie poten2e di alimentazione ed i corrispondenti punti nel diagramma x-y; le

Figg.8A e 8B uno spettro di emissione di una lampada alogena con riflettore dicroico e filtro blu a varie potenze di alimentazione ed i corrispondenti punti nel diagramma x-y; le

Figg.9A e 9B uno spettro di emissione di una lampada fluorescente rossa a varie potenze di alimentazione ed i corrispondenti punti nel diagramma x-y; le

Figg.lOA e 10B uno spettro di emissione di una lampada fluorescente verde a varie potenze di alimentazione ed i corrispondenti punti nel diagramma xy; le

Figg.11A e 11B uno spettro di emissione di una lampada fluorescente blu a varie potenze di alimentazione ed i corrispondenti punti nel diagramma x-y; le

Figg.12A, 12B e 12C l'andamento del flusso delle lampade fluorescenti rossa, verde e blu rispettivamente, in funzione della potenza assorbita dalla lampada.

Come noto dalla colorimetria, fissate tre sorgenti di luce di diverse caratteristiche spettrali, molti colori si possono ottenere per somma {cioè per sintesi additiva) delle tre sorgenti, calibrando opportunamente l’intensità luminosa di ciascuna delle tre sorgenti (dette sorgenti primarie). Secondo il Sistema Colorimetrico Standard XYZ CIE 1931, un colore Q è ottenibile come somma di tre stimoli immaginari X, Y, Z come segue:

dove X, Y, Z sono i valori di tristimolo definiti da

dove dove Ρ(λ) è la componente monocromatica alla lunghezza d'onda λ dello stimolo avente distribuzione spettrale SPD {P(X)dX} e k è un fattore di normalizzazione che può essere assegnato arbitrariamente purché rimanga costante. Le funzioni r(A), y(λ) e z(λ) sono dette funzioni di uguaglianza del colore ed il loro andamento nel sistema colorimetrico standard XYZ CIE 1931 è riportato in Fig.l.

Dai valori di X, Y e Z si ricavano le cosiddette coordinate di cromaticità x, y, z definite da:

con la relazione

Secondo questo standard, un determinato colore viene rappresentato su un diagramma x-y su cui sono riportate le coordinate di cromaticità sopra definite. In Fig.2 è riportato il diagramma x-y. In questo diagramma valgono alcune proprietà utili nella descrizione del sistema secondo la presente invenzione. In particolare, dati due colori rappresentati sul diagramma di cromaticità x-y da due punti SI, S2, la somma di tali colori è rappresentata da un punto S3 che si trova sulla linea retta che unisce i punti SI ed S2. Inoltre, secondo lo standard XYZ CIE 1931, il valore di tristimolo Y di un colore corrisponde alla luminosità del segnale e pertanto, conoscendo i valori Y3 e Y2 di tristimolo dei due colori SI ed S2 si può ricavare, per la legge di additività della luminosità, il valore della luminosità Y3 della somma dei due colori SI, S2: Y3 = Y1 + Y2.

In Fig.3 è mostrato come si determina la posizione del colore S3 ottenuto dalla somma dei colori SI ed S2.

Il punto S3 è posizionato sulla retta che passa per i punti S1 ed S2 ed ha coordinate cromatiche x3, y3 date da:

I principi sopra richiamati si possono utilizzare per ottenere un sistema di illuminazione a spettro controllato, in cui lo spettro di emissione delle sorgenti di luce artificiale viene controllato in funzione, ad esempio, della illuminazione naturale, per ottenere una temperatura di colore dell'illuminazione circa costante e pari, entro valori di tolleranza impostabili, ad un valore definito. Il concetto è schematicamente illustrato in Fig.4: nel diagrama di cromaticità x-y è riportato un primo punto SA che rappresenta il colore della luce ambiente. Con Ss è viceversa indicato il punto nel diagramma x-y rappresentativo della luce emessa dal sistema di illuminazione artificiale. Con ST è rappresentato il punto di cromaticità che si desidera ottenere con il sistema. Per quanto sopra detto, il punto ST si ottiene come somma dei due punti rappresentativi della sorgente di luce naturale (SA) e della sorgente di luce artificiale (Ss) e si trova, quindi sulla congiungente i due punti SA, SS.

Il dispositivo ed il metodo della presente invenzione consentono di mantenere una illuminazione complessiva, data dalla somma delle due sorgenti SA, SS, nel punto ST, controllando le caratteristiche spettrali di emissione della sorgente Ss e quindi in sostanza spostando il punto Ss nel diagramma x-y al variare della posizione del punto SA

Il dispositivo secondo l'invenzione è schematicamente rappresentato, sotto forma di diagramma a blocchi, in Fig.5A. Nella forma di attuazione qui illustrata, il sistema presenta un primo blocco 1 comprendente un insieme di tre sorgenti R2, G2, B2 che emettono luce rossa, verde e blu rispettivamente. Le sorgenti R2, G2 e B2 possono essere di varia natura, ad esempio lampade alogene o lampade fluorescenti. Esempi di lampade verranno descritti nel seguito e caratterizzati con i relativi diagrammi di emissione.

Le sorgenti R2, G2 e B2 emettono una luce che si somma alla luce ambiente, che può essere data dalla luce naturale e/o da altre sorgenti di luce artificiale. La luce risultante viene captata da un colorimetro, genericamente rappresentato dal blocco 2, comprendente tre fotorivelatori FI, F2, F3 davanti ai quali sono posti tre filtri ottici R1, G1,B1.

Le uscite dei tre fotorivelatori FI, F2, F3 vengono inviati ad un blocco convertitore, di cui si dirà più in dettaglio nel seguito, dal quale si ottengono i valori di tristimolo X, Y, Z sopra richiamati per la luce captata dal sistema di fotorivelazione comprendente i filtri R11 G1, B1 ed i fotorivelatori FI, F2, F3. Dai valori di X, Y e Z, un sistema di controllo, rappresentato dal blocco 3, determina i valori delle coordinate x-y nel diagramma di cromaticità. Questi valori sono indicati con xs ed ys nel diagramma a blocchi di Fig. 5. Il calcolo delle coordinate di cromaticità avviene ad esempio via software tramite un elaboratore. All’ingresso dell'elaboratore viene fornita, tramite un’interafaccia utente 5, anche una coppia di valori xi, yi, rappresentanti le coordinate di cromaticità del punto del diagramma di cromaticità x-y che si desidera ottenere tramite il dispositivo di illuminazione. In altre parole, le coordinate xi, yi indicano la posizione in cui si deve trovare il punto che nel diagramma di Fig. 4 è stato indicato con ST. Se le coordinate xa ed ys differiscono dalle coordinate xi, yi ciò significa che l’illuminazione complessiva (data dalla somma della luce ambiente e della luce generata dalle sorgenti R2, G2, B2) non corrisponde al colore desiderato.

Se ciò si verifica, l’unità di controllo, tramite un algoritmo di retroazione schematicamente rappresentato dal blocco 6 e descritto in maggiore dettaglio nel seguito, provvede a modificare le condizioni di alimentazione delle sorgenti R2, G2, B2 per correggere le condizioni di illuminazione e portare le coordinate di cromaticità x„ ed y8 verso il valore impostato xi, yi Ciò viene ottenuto tramite il blocco di controllo 7, che modifica le condizioni di alimentazione delle sorgenti R2, G2, B2.

L'algoritmo di retroazione può essere configurato in vario modo. In generale, si può utilizzare qualunque algoritmo che sia in grado di generare un parametro di controllo che, in funzione delle coordinate di cromaticità rilevate, corregga le coordinate di cromaticità della sorgente complessivamente costituita dalle tre sorgenti R2, G2, B2 in modo da ottenere le coordinate di cromaticità preimpostate.

In Fig. 6 è illustrato, in forma di diagramma di flusso, un algoritmo particolarmente semplice per ottenere questa funzione.

In base ai valori impostati xi, yi e ad un valore di tolleranza (t), rappresentante l’errore massimo ammissibile tra le coordinate di cromaticità impostate e quelle misurate, l'algoritmo esegue i seguenti passaggi: controllo sulla coordinata x:

se la differenza, in valore assoluto tra xi e xs è superiore alla tolleranza t, si verifica se il valore di xB è superiore al valore di xi. In caso affermativo (e se la potenza con cui viene alimentata la sorgente R2 non è pari al massimo valore) si incrementa il valore della potenza di alimentazione della sorgente rossa R2 di una quantità preimpostata (AR2) e quindi il flusso luminoso fornito da tale sorgente. Viceversa, se il valore della potenza di alimentazione della sorgente rossa R2 è già pari al massimo, si riduce la potenza di alimentazione della sorgente blu B2 di una quantità preimpostata (ΔΒ2)e quindi il flusso luminoso generato da questa sorgente.

Se il valore di xs è maggiore od uguale a xi si aumenta la potenza di alimentazione della sorgente blu B2. Se questa è già al valore massimo si riduce la potenza di alimentazione della sorgente rossa R2.

Controllo della coordinata v:

se la differenza in valore assoluto tra le coordinate yB e è maggiore della tolleranza t, si riduce la potenza di alimentazione della lampada verde G2 se ys è maggiore o uguale a yi, si aumenta la potenza di alimentazione della sorgente verde G2 se yB è minore di

yi.

L'algoritmo di retroazione viene eseguito ad intervalli temporali determinati in modo tale che le caratteristiche di emissione delle sorgenti R2, B2, G2 siano costantemente adattate per mantenere le coordinate di cromaticità della luce complessiva nell'intorno del valore impostato, con la tolleranza t.

Se i filtri ottici posti davanti ai fotorivelatori avessero una trasmittanza Τi(λ) (con i=x, y, z per i tre filtri) ed i fotorivelatori avessero una risposta spettrale s(X) tale per cui

all'uscita dei tre fotorivelatori si avrebbero i tre valori di tristimolo X, Y e Z sopra definiti. Poiché, tuttavia, i filtri ed i fotorivelatori commercialmente disponibili non soddisfano le condizioni sopra esposte, le uscite dei tre fotorivelatori F1, F2 , F3 corrisponderanno a valori di tristimolo in un sistema diverso (e genericamente indicato con UVW in Fig.5) dal sistema standard XYZ. Tramite una opportuna calibrazione dei fotorivelatori è possibile determinare la matrice che trasforma i valori di tristimolo nel generico sistema UVW al sistema XYZ.

Utilizzando i seguenti componenti:

tre fotorivelatori Texas mod TSL 230

- un filtro ottico Kodak Wratten Filter n. 29 come filtro R1

- un filtro ottico Kodak Wratten Filter n. 58 come filtro G1 e

un filtro ottico Kodak Wratten Filter n. 46 come filtro B2

la matrice di trasformazione ottenuta è la seguente:

Il blocco di conversione, indicato con 8 in Fig. 5, effettua la conversione dal sistema UVW al sistema XYZ tramite la matrice suddetta. Ovviamente i coefficienti della matrice cambiano a seconda del sistema filtrifotorivelatori utilizzato.

Il blocco 3 può essere programmato anche per effettuare il calcolo della temperatura correlata di colore (Tc) della luce ottenuta, ad esempio implementando via software uno dei metodi di determinazione della temperatura correlata di colore, quale il metodo di Robertson.

Variando la potenza di alimentazione delle singole sorgenti, si varia non solo il flusso luminoso di esse, ma anche le caratteristiche cromatiche della luce emessa. Di ciò il sistema tiene conto tramite l'algoritmo di retroazione. L'effetto di variazione delle coordinate di cromaticità della luce emessa dalle singole sorgenti in funzione della potenza assorbita essere rilevato dai diagrammi delle Figg. 6-12, dove le Figg. 6 a 8 si riferiscono a lampade alogene con riflettore dicroico e filtro passabanda, mentre le Figg. 9 a 12 si riferiscono a lampade fluorescenti.

In Fig.6A è riportato lo spettro di emissione di una lampada alogena (mod. Osram Decostar Titan 4687OFL di produzione della OSRAM, Germania) corredata di un filtro passabanda centrato sul rosso. Le cinque curve si riferiscono a cinque diverse potenze assorbite e più esattamente a potenze di 28, 34, 40, 45 e 50 W (essendo 50W la potenza nominale della lampada). In Fig. 6B sono riportati i corrisondenti cinque punti nel diagramma di cromaticità x-y del sistema standard XYZ CIE 1931. Risulta evidente che variando la potenza di alimentazione della lampada cambia la posizione delle sue coordinate di cromaticità ed in sostanza la temperatura di colore della luce emessa.

Analogo comportamento si riscontra per la stessa lampada corredata di un filtro passabanda centrato sul verde (Figg. 7A e 7B) e di un filtro passabanda centrato sul blu (Figg. 8A, 8B). Sui diagrammi sono riportate le potenze relative alle varie misure effettuate.

Le Figg. 9A e 9B riportano lo spettro di emissione ed il diagramma di cromaticità x-y di una lampada fluorescente tubolare rossa Osram mod. L58W/60, di potenza nominale pari a 60 W. Le curve ed i punti nel diagramma di cromaticità sono ottenuti per potenze di 6, 11, 17, 23, 29, 35, 40, 46, 52, 58 W.

Le Figg. 10A e 10B riportano lo spettro di emissione ed il diagramma di cromaticità per una lampada fluorescente tubolare verde Osram mod. L58W/66 per potenze di alimentazione variabili e pari a 17, 23, 29, 35, 40. 46, 52, 58 W.

Le Figg. HA e 11B mostrano lo spettro di emissione ed il diagramma di cromaticità per una lampada fluorescente tubolare blu mod. Osram L58W/67 per potenze di 23, 29, 35, 40, 46, 52, 58 W.

Per le tre lampade fluorescenti, le Figg. 12A, 12B e 12C riportano l'andamento del flusso luminoso (% in ordinate) in funzione della potenza assorbita (W in ascisse).

Appare chiaro dai diagrammi riportati nelle Figg. 6 a 11 che variando la potenza di alimentazione delle singole lampade (siano esse alogene filtrate o fluorescenti colorate) si variano le coordinate di cromaticità della luce emessa. Agendo opportunamente, nel modo precedentemente descritto, tramite l'algoritmo di retroazione si può in questo modo spostare il punto dello spettro della luce ambiente nel diagramma x-y per portarlo nel punto desiderato tenendo conto dello spostamento del punto di emissione delle singole sorgenti nel diagramma x-y al variare della potenza assorbita.

E' inteso che il disegno non mostra che una pratica forma di attuazione non limitativa del trovato, il quale può variare nelle forme e disposizioni senza peraltro uscire dall'ambito del concetto che informa il trovato stesso.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Un dispositivo di illuminazione comprendente : una pluralità di sorgenti luminose con spettri di emissione luminosa differenziati; - mezzi di fotorivelazione che determinano almeno una caratteristica dello spettro ambientale; mezzi di retroazione che confrontano detta almeno una caratteristica dello spettro ambientale con una corrispondente caratteristica di uno spettro preconfigurato e modificano l'emissione di almeno una di dette sorgenti per minimizzare la differenza tra la caratteristica dello spettro ambientale rivelato e la caratteristica dello spettro preconfigurato.
2. Dispositivo come da rivendicazione 1, in cui detti mezzi di fotorivelazione determinano le coordinate di cromaticità in un diagramma di cromaticità di detto spettro ambientale.
3. Dispositivo come da rivendicazione 2, in cui detti mezzi di retroazione provocano una modifica delle coordinate di cromaticità della luce generata da detta pluralità di sorgenti luminose, per minimizzare la differenza tra le coordinate di cromaticità dello spettro ambientale e corrispondenti coordinate di cromaticità di detto spettro preconfigurato.
4. Dispositivo come da rivendicazione 1, in cui detta pluralità di sorgenti comprende almeno tre sorgenti indipendenti, aventi spettri di emissione luminosa differenti.
5. Dispositivo come da rivendicazione 4, in cui dette tre sorgenti hanno spettri di emissione centrati sul rosso, sul verde e sul blu rispettivamente.
6. Dispositivo come da rivendicazione 4 o 5, in cui detta pluralità di sorgenti comprende almeno una quarta sorgente luminosa bianca.
7. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta pluralità di sorgenti comprende lampade alogene corredate di corrispondenti dispositivi selettivi per lo spettro luminoso centrati su bande spettrali differenziate.
8. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta pluralità di sorgenti comprende lampade fluorescenti centrate su rispettive bande spettrali differenziate.
9. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di fotorivelazione comprendono una pluralità di fotorivelatori associati a corrispondenti dispositivi selettivi per lo spettro luminoso.
10. Dispositivo come da rivendicazione 9, comprendente una pluralità di dispositivi selettivi per lo spettro luminoso in numero pari al numero di sorgenti contemporaneamente in funzione.
11. Dispositivo come da rivendicazione 10, in cui detti dispositivi selettivi per lo spettro luminoso associati a detti fotorivelatori sono centrati sulle bande di emissione di dette sorgenti.
12. Dispositivo come almeno da rivendicazione 2, in cui detti mezzi di fotorivelazione determinano le coordinate di cromaticità dello spettro ambientale nel sistema XYZ CIE 1931.
13. Dispositivo come da rivendicazione 11 e 12, in cui il prodotto tra la sensibilità di detti fotorivelatori e la trasmittanza dei rispettivi dispositivi selettivi per lo spettro luminoso definiscono funzioni di uguaglianza del colore di una terna di tristimolo immaginaria, ed in cui sono previsti mezzi di conversione dei valori di tristimolo di detta terna immaginaria nei valori di tristimolo del sistema XYZ CIE 1931.
14. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di retroazione comprendono un algoritmo implementato tramite un programma su un processore.
15. Dispositivo come da rivendicazione 14, in cui detto algoritmo determina la differenza tra ciascuna coordinata di cromaticità dello spettro ambientale e la corrispondente coordinata di cromaticità di detto spettro preconfigurato ed in base a detta differenza modifica le condizioni di alimentazione di una o più di dette sorgenti per minimizzare detta differenza.
16. Dispositivo come almeno da rivendicazione 1, in cui detta caratteristica dello spettro ambientale e detta caratteristica dello spettro preconfigurato sono costituite da rispettive temperatura di colore o temperature correlate di colore.
17. Un metodo per controllare almeno una caratteristica di uno spettro di illuminazione ambientale comprendente le fasi di: prevedere una pluralità di sorgenti luminose con spettri di emissione luminosa differenziati; determinare almeno una caratteristica dello spettro ambientale; confrontare detta almeno una caratteristica dello spettro ambientale con una corrispondente caratteristica di uno spettro preconiigurato; modificare l'emissione di una o più di dette sorgenti per minimizzare la differenza tra la caratteristica dello spettro ambientale rivelato e la caratteristica dello spettro preconfigurato.
18. Metodo come da rivendicazione 17, in cui detta caratteristica dello spettro ambientale e detta caratteristica dello spettro configurato sono costituite dalle rispettive coordinate in un diagramma di cromaticità.
19. Metodo come da rivendicazione 17 o 18, in cui dette sorgenti sono almeno tre.
20. Metodo come da rivendicazione 17, 18 o 19, comprendente le fasi di: determinare le due coordinate di cromaticità dello spettro ambientale, in un diagramma di cromaticità; verificare se la differenza tra ciascuna di dette coordinate di cromaticità dello spettro ambientale ed una corrispondente coordinata di detto spettro preconfigurato supera un valore di soglia preimpostato; se almeno una di dette differenze supera detto valore di soglia, modificare le condizioni di emissione di almeno una delle sorgenti per minimizzare detta differenza.
21. Metodo come da una o più delle rivendicazioni 17 a 20, in cui vengono utilizzate almeno tre sorgenti luminose con bande spettrali differenziate.
22. Metodo come da rivendicazione 21, in cui dette sorgenti luminose hanno bande spettrali centrate sul rosso, sul blu e sul verde rispettivamente.
23. Metodo come da una o più delle rivendicazioni 17 a 22, in cui viene utilizzata una sorgente ausiliaria bianca, la cui intensità di emissione viene modificata in funzione della luminosità complessiva desiderata.
24. Metodo come da una o più delle rivendicazioni 18 a 23, in cui dette coordinate di cromaticità sono le coordinate di cromaticità del sistema colorimetrico XYZ CIE 1931.
25. Metodo come da rivendicazione 24, in cui le coordinate di cromaticità dello spettro ambientale vengono determinate tramite una terna di fotorivelatori associati a rispettivi dispositivi selettivi per lo spettro luminoso, ciascun fotorivelatore presentando una sensibilità ed il rispettivo filtro ottico presentando una trasmittanza tali per cui i tre prodotti della sensibilità del fotorivelatore per la trasmittanza del relativo dispositivo selettivo per lo spettro luminoso definiscono una terna di funzioni di uguaglianza del colore di una terna di tristimolo immaginaria, ed in cui i valori di tristimolo determinati da detti fotorivelatori in detta terna di tristimolo immaginaria vengono convertiti in corrispondenti valori di tristimolo nel sistema XYZ CIE 1931 per Calcolare le coordinate di cromaticità.
26. Metodo come almeno da rivendicazione 17, in cui detta caratteristica dello spettro ambientale e detta caratteristica dello spettro preconfigurato sono rappresentate dalla temperatura di colore o da una temperatura correlata di colore.