Sistema de iluminación.

Sistema (1; 101) de iluminación para producir luz blanca, sistema de iluminación que comprende al menos tres diodos (6,

7, 8; 106, 107, 108) emisores de luz, emitiendo cada uno de los diodos emisores de luz, en funcionamiento, luz visible en un intervalo de longitudes de onda preseleccionado, comprendiendo dichos tres diodos (6, 7, 8; 106, 107, 108) emisores de luz un diodo (6; 106) emisor de luz azul, un diodo (7; 107) emisor de luz azul-verde y un diodo (8; 108) emisor de luz rojo, incluyendo además el sistema (1; 101) de iluminación al menos un cuarto diodo (9; 109) emisor de luz que, en funcionamiento, emite luz visible en un intervalo de longitudes de onda adicional, caracterizado porque el máximo de la emisión espectral del diodo (6; 106) emisor de luz azul se encuentra en el intervalo de longitudes de onda de desde 460 hasta 490 nm, el máximo de la emisión espectral del diodo (7; 107) emisor de luz azul-verde se encuentra en el intervalo de longitudes de onda de desde 510 hasta 530 nm, y el máximo de la emisión espectral del diodo (8; 108) emisor de luz rojo se encuentra en el intervalo de longitudes de onda de desde 610 hasta 630 nm, y encontrándose el máximo de la emisión espectral del cuarto diodo emisor de luz en el intervalo de longitudes de onda adicional de desde 575 hasta 605 nm.

Sistema de iluminación La invención se refiere a un sistema de iluminación para producir luz blanca, sistema de iluminación que comprende al menos tres diodos emisores de luz, emitiendo cada uno de los diodos emisores de luz, en funcionamiento, luz visible en un intervalo de longitudes de onda preseleccionado.

Los sistemas de iluminación basados en diodos emisores de luz (LED) se usan como fuente de luz blanca para aplicaciones de iluminación generales.

Un sistema de iluminación del tipo mencionado en el párrafo inicial se conoce a partir del documento EP-A 0 838

866. Dicho sistema de iluminación conocido emplea tres LED como fuente de luz para producir luz blanca, y en dicho sistema de iluminación se calcula que los máximos de los espectros de emisión de los LED se seleccionan preferiblemente en los intervalos de longitudes de onda de desde 455 hasta 490 nm, desde 530 hasta 570 nm y desde 605 hasta 630 nm. Para un sistema de iluminación de este tipo se calcula además que puede conseguirse un índice de rendimiento cromático superior a 80.

Tales sistemas de iluminación tienen el inconveniente de que no están disponibles LED con máximos espectrales en dichos intervalos espectrales y, simultáneamente, una eficiencia energética suficiente. En un sistema de iluminación en el que se emplean tales LED, particularmente la eficacia luminosa se ve afectada de manera adversa.

Es un objeto de la invención proporcionar un sistema de iluminación del tipo descrito en el párrafo inicial, que pueda usarse en la práctica. La invención tiene como objetivo adicional proporcionar un sistema de iluminación que tenga una eficacia luminosa relativamente alta.

Para conseguir esto, el sistema de iluminación del tipo descrito en el párrafo inicial está caracterizado según la invención porque el sistema de iluminación incluye al menos un cuarto diodo emisor de luz que, en funcionamiento, emite luz visible en un intervalo de longitudes de onda adicional, encontrándose el máximo de la emisión espectral del cuarto diodo emisor de luz en el intervalo de longitudes de onda adicional de desde 575 hasta 605 nm.

Al emplear cuatro tipos de LED que tienen intervalos espectrales diferentes, se amplían las posibilidades de combinar LED. Para obtener un sistema de iluminación que produzca luz blanca con un buen rendimiento cromático, que se base en los tres colores primarios azul, verde y rojo, es deseable que los máximos de emisión de los intervalos espectrales de los LED se encuentren en los intervalos de desde 430 hasta 490 nm (azul) , desde 530 hasta 565 nm (verde) y desde 590 hasta 630 nm (rojo) . En dichos intervalos de longitudes de onda, están disponibles comercialmente LED azules y rojos con una eficacia luminosa razonable, sin embargo, LED verdes con el intervalo espectral deseable y eficacia luminosa comparable no están o están difícilmente disponibles. LED “verdes” disponibles que tienen una eficacia que es aproximadamente la mitad de la de sus equivalentes azules emiten en el intervalo espectral azul-verde entre 500 y 525 nm, lo que no incluye el intervalo espectral deseado. Además, a medida que aumenta la carga en la entrada del LED, se observa un desplazamiento (adicional, no deseable) hacia el azul. Puesto que están disponibles LED con un intervalo espectral en la región amarilla (el máximo de la emisión espectral en el intervalo de longitudes de onda de desde 565 hasta 605 nm) y una alta eficacia luminosa, se obtiene un sistema de iluminación que puede usarse de manera práctica que produce luz blanca con el rendimiento cromático deseado combinando LED azules (disponibles comercialmente) , “verdes” (emisión en el intervalo azul-verde) , amarillos y rojos. Usando LED disponibles comercialmente, se obtiene un sistema de iluminación que también muestra una eficacia luminosa relativamente alta.

LED amarillos muy eficientes a base de GaAs están disponibles desde hace algunos años y también se usan cada vez más para fines de señalización, tales como luces traseras (de vehículos) , semáforos y sistemas de señalización de tráfico.

En el sistema de iluminación dado a conocer en el documento EP-A 0 838 866, también se usan cuatro tipos diferentes de LED como fuente de luz para producir luz blanca, y se calcula que los máximos de los espectros de emisión de los LED se seleccionan en los intervalos de longitudes de onda de desde 440 hasta 450 nm, desde 455 hasta 505 nm, desde 555 hasta 565 nm y desde 610 hasta 620 nm. Dichos intervalos de longitudes de onda están basados en cálculos de la calidad de luz deseada basados en LED con un espectro de emisión deseado. El sistema de iluminación conocido no está basado aparentemente en LED disponibles comercialmente. El sistema de iluminación según la invención comprende una combinación posible en la práctica de (las características espectrales de) LED conocidos y disponibles comercialmente para fabricar una fuente de luz que produzca luz blanca con una eficacia luminosa relativamente alta.

Es deseable determinar un intervalo de longitudes de onda relativamente limitado dentro del cual se sitúa el máximo de la emisión espectral del cuarto diodo emisor de luz. Preferiblemente, el máximo de la emisión espectral del cuarto diodo emisor de luz se encuentra en el intervalo de longitudes de onda de desde 585 hasta 600 nm. El uso de tales LED amarillos provoca la mejora de la armonía con los otros tres tipos de LED. Puesto que la sensibilidad fotópica del ojo humano en el intervalo de longitudes de onda es como máximo a 555 nm, variaciones relativamente pequeñas en el intervalo espectral del LED amarillo tienen un efecto relativamente grande sobre el rendimiento cromático del sistema de iluminación. Un LED amarillo (disponible comercialmente) que tiene una emisión espectral máxima a 595 nm (20 nm de FWHM, eficiencia energética del 20%) es muy adecuado.

Preferiblemente, el índice de rendimiento cromático (Ra) del sistema de iluminación es al menos igual a o mayor que 60 (Ra º 60) . Mediante una combinación adecuada de las emisiones espectrales de las cuatro fuentes de luz, se obtiene un sistema de iluminación que tiene una eficacia luminosa relativamente alta y un índice de rendimiento cromático bueno.

Preferiblemente, la eficacia luminosa del sistema de iluminación es al menos igual a o mayor que 30 lm/W. Los sistemas de iluminación basados en LED que tienen una eficacia de este tipo son atractivos comercialmente. En una realización particularmente preferida, la eficacia luminosa del sistema de iluminación es mayor que 40 lm/W. Para su comparación, una lámpara incandescente de 100 W típica tiene una eficacia luminosa de 14 lm/W (temperatura de color de 2800 K, índice de rendimiento cromático de 100) , una lámpara incandescente halógena de 500 W tiene una eficacia luminosa de aproximadamente 19 lm/W (temperatura de color de 3000 K, índice de rendimiento cromático de 100) , mientras que una lámpara fluorescente de 36 W tiene una eficacia luminosa de aproximadamente 89 lm/W (temperatura de color de 4000 K, índice de rendimiento cromático de 85) . El índice de rendimiento cromático del sistema de iluminación según la invención es inferior al calculado en el sistema de iluminación conocido, sin embargo, la eficacia luminosa del sistema de iluminación según la invención es sustancialmente mayor y el sistema de iluminación según la invención se basa en una combinación de diodos emisores de luz disponibles comercialmente.

El sistema de iluminación según la invención está caracterizado porque los tres diodos emisores de luz comprenden un diodo emisor de luz azul, un diodo emisor de luz azul-verde y un diodo emisor de luz rojo, y el cuarto diodo emisor de luz incluye un diodo emisor de luz amarillo. De esta manera, se obtiene un sistema de iluminación que emite luz blanca con un buen rendimiento cromático basándose en cuatro colores básicos (azul, azul-verde, amarillo y rojo) . El máximo de la emisión espectral del diodo emisor de luz azul se encuentra en el intervalo de longitudes de onda de desde 460 hasta 490 nm, el máximo de la emisión espectral del diodo emisor de luz azul-verde se encuentra en el intervalo de longitudes de onda de desde 510 hasta 530 nm y el máximo de la emisión espectral del diodo emisor de luz rojo se encuentra en el intervalo de longitudes de onda de desde 610 hasta 630 nm, y encontrándose el máximo de la emisión espectral del cuarto diodo emisor de luz en el intervalo de longitudes de onda adicional de desde 575 hasta 605 nm. LED que tienen tales intervalos espectrales y eficiencia energética relativamente alta son factibles comercialmente. Al usar los LED de tipo amarillo se compensa el “desajuste” en el color... [Seguir leyendo]

1. Sistema (1; 101) de iluminación para producir luz blanca, sistema de iluminación que comprende al menos tres diodos (6, 7, 8; 106, 107, 108) emisores de luz, emitiendo cada uno de los diodos emisores de luz, en funcionamiento, luz visible en un intervalo de longitudes de onda preseleccionado, comprendiendo dichos tres diodos (6, 7, 8; 106, 107, 108) emisores de luz un diodo (6; 106) emisor de luz azul, un diodo (7; 107) emisor de luz azul-verde y un diodo (8; 108) emisor de luz rojo, incluyendo además el sistema (1; 101) de iluminación al menos un cuarto diodo (9; 109) emisor de luz que, en funcionamiento, emite luz visible en un intervalo de longitudes de onda adicional, caracterizado porque el máximo de la emisión espectral del diodo (6; 106) emisor de luz azul se encuentra en el intervalo de longitudes de onda de desde 460 hasta 490 nm, el máximo de la emisión espectral del diodo (7; 107) emisor de luz azul-verde se encuentra en el intervalo de longitudes de onda de desde 510 hasta 530 nm, y el máximo de la emisión espectral del diodo (8; 108) emisor de luz rojo se encuentra en el intervalo de longitudes de onda de desde 610 hasta 630 nm, y encontrándose el máximo de la emisión espectral del cuarto diodo emisor de luz en el intervalo de longitudes de onda adicional de desde 575 hasta 605 nm.

2. Sistema de iluminación según la reivindicación 1, en el que el máximo de la emisión espectral del cuarto diodo (9; 109) emisor de luz se encuentra en el intervalo de longitudes de onda de desde 585 hasta 600 nm.

3. Sistema de iluminación según la reivindicación 1 ó 2, en el que la contribución espectral relativa del diodo emisor de luz azul es menor que 0, 2 y una eficacia luminosa del sistema (1; 101) de iluminación es mayor que 40 lm/W.

4. Sistema de iluminación según la reivindicación 1 ó 2, estando el sistema (1; 101) de iluminación dotado de medios (3; 103) de reflexión.

5. Sistema de iluminación según la reivindicación 4, en el que los medios (3; 103) de reflexión comprenden un material seleccionado del grupo formado por BaSO4, ZnS, ZnO y TiO2.

6. Sistema de iluminación según la reivindicación 1 ó 2, en el que la temperatura de color del sistema (1; 101) de iluminación puede ajustarse activando por separado los diodos (6, 7, 8, 9; 106, 107, 108, 109) emisores de luz.