Sistema (100) de iluminación de diodo emisor de luz (LED) para producir luz blanca,

comprendiendo el sistema (100)

un primer conjunto de LED (102, 304, 404) dispuesto para emitir luz con una primera gama de longitud de onda y un primer conjunto de características;

un segundo conjunto de LED (103, 310) dispuestos para emitir luz con una segunda gama de longitud de onda y un segundo conjunto de características;

un tercer conjunto de LED (104) dispuesto para emitir luz con una tercera gama de longitud de onda y un tercer conjunto de características; y un circuito (106) de activación dispuesto para activar dichos conjuntos de LED (102, 103, 104), que comprende;

una entrada (108, 204) para parámetros que determinan la intensidad de luz y color deseados;

una entrada para señales para temperaturas de LED de los conjuntos de LED;

un modelo (200) para determinar corrientes de activación para dichos conjuntos de LED a partir de dichos parámetros, señales y conjuntos de características para cada uno de dichos conjuntos de LED (102, 103, 104); y un activador (208) de corriente para proporcionar dichas corrientes determinadas a dichos conjuntos de LED (102, 103, 104, 304, 404, 310), caracterizado porque dicho tercer conjunto de LED (104) comprende un primer subconjunto de LED (306, 406) con una primera subgama de longitud de onda y un primer conjunto de características, y un segundo subconjunto de LED (308, 408) con una segunda subgama de longitud de onda y un segundo conjunto de características, en el que dicha tercera gama de longitud de onda es una gama de longitud de onda concentrada de dichas subgamas de longitud de onda primera y segunda, y dicho tercer conjunto de características es una función de dichos conjuntos primero y segundo de características, y en el que dicho modelo para cada conjunto de LED comprende una función de longitud de onda de temperatura de LED que es dependiente de una diferencia entre temperatura de LED y una temperatura de referencia, y una dependencia de la longitud de onda del parámetro de temperatura según las características de cada conjunto de LED.

Descripción de dos colores de LED como un único color de LED concentrado.

Campo técnico La presente invención se refiere a un sistema de iluminación de diodo emisor de luz (LED) para producir luz blanca, y un método para controlar tres o más conjuntos de LED para proporcionar luz blanca.

Antecedentes de la invención

Un asunto actual para una fuente de luz de diodo emisor de luz (LED) de color ajustable son las propiedades de reproducción cromática. Para obtener una gama de colores lo suficientemente grande, la fuente de luz normalmente comprende tres colores de LED: rojo, verde y azul. Esto se describe en la patente US nº 6.411.046, en la que la salida de luz y el color de los LED se controlan midiendo coordenadas de colores para cada fuente de luz de LED para diferentes temperaturas, almacenando las expresiones de las coordenadas de colores como una función de las temperaturas, derivando ecuaciones para las coordenadas de colores como una función de temperatura, calculando las coordenadas de colores y fracciones de salida de unidad de flujo luminoso en línea, y controlando la salida de luz y color de los LED basándose en las coordenadas de colores calculadas y la unidad de flujo luminoso basándose en las coordenadas de colores calculadas y fracciones de salida de unidad de flujo luminoso. Sin embargo, la demanda de potencia de cálculo aumentará el coste del sistema de iluminación. Además, las propiedades de reproducción cromática de un sistema de tres colores pueden no ser satisfactorias. Obsérvese que el índice de reproducción cromática sólo puede optimizarse eligiendo las longitudes de onda de los LED cuando se diseña el sistema de iluminación. Esto puede superarse usando más colores. Sin embargo, entonces subiría aún más la demanda de potencia de cálculo, y por tanto el coste. Por tanto, existe la necesidad de un sistema de iluminación de LED mejorado, y un método mejorado para controlar tal sistema de iluminación de LED.

Sumario de la invención

En vista de lo anterior, un objetivo de la invención es resolver o al menos reducir los problemas comentados anteriormente. En particular, un objetivo es mejorar la optimización de reproducción cromática en sentido de complejidad.

La presente invención se basa en el entendimiento de que puede reducirse la complejidad en el control de la reproducción cromática al activar LED de diferentes colores conjuntamente, y cómo esto puede implementarse para obtener propiedades de control y reproducción cromática satisfactorias aunque haya cambios en la temperatura de los LED.

Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de iluminación de diodo emisor de luz (LED) para producir luz blanca, comprendiendo el sistema un primer conjunto de LED dispuesto para emitir luz con una primera gama de longitud de onda y un primer conjunto de características; un segundo conjunto de LED dispuesto para emitir luz con una segunda gama de longitud de onda y un segundo conjunto de características; un tercer conjunto de LED dispuesto para emitir luz con una tercera gama de longitud de onda y un tercer conjunto de características; y un circuito de activación dispuesto para activar dichos conjuntos de LED. El circuito de activación comprende una entrada para parámetros que determinan el color y la intensidad de luz deseados; una entrada para señales para temperaturas de LED de los conjuntos de LED; un modelo para determinar corrientes de activación para dichos conjuntos de LED a partir de dichos parámetros, señales y conjuntos de características para cada uno de dichos conjuntos de LED; y un activador de corriente para proporcionar dichas corrientes determinadas a dichos conjuntos de LED. El sistema se caracteriza porque dicho tercer conjunto de LED comprende un primer subconjunto de LED con una primera subgama de longitud de onda y un primer conjunto de características, y un segundo subconjunto de LED con una segunda subgama de longitud de onda y un segundo conjunto de características, en el que dicha tercera gama de longitud de onda es una gama de longitud de onda concentrada de dichas subgamas de longitud de onda primera y segunda, y dicho tercer conjunto de características es una función de dichos conjuntos primero y segundo de características.

Una ventaja de esto es la reproducción cromática mejorada sin un aumento en la complejidad de control. Con el uso de más de tres colores, el índice de reproducción cromática puede optimizarse después de elegir el color que va a generarse.

Dichos conjuntos de características pueden comprender una dependencia de la temperatura de la salida de luz, dependencia de la temperatura de la longitud de onda, o dependencia de la corriente de la salida de luz, o cualquier combinación de las mismas.

El primer y segundo subconjunto de diodos emisores de luz se conectan eléctricamente en serie.

Una ventaja de esto es que se proporciona igual corriente a los dos conjuntos de LED.

El sistema de iluminación puede comprender además un sensor de temperatura para proporcionar dichas señales para temperaturas de LED de los conjuntos de LED, en el que dicho sensor de temperatura está dispuesto en un sumidero de calor dispuesto en dichos conjuntos de LED.

Dicho modelo para cada conjunto de LED puede comprender una función de flujo de temperatura de LED que sea una función exponencial de cociente de una diferencia entre la temperatura de LED y una temperatura de referencia, y una dependencia del flujo del parámetro de temperatura según las características de cada conjunto de LED. Dicho modelo para cada conjunto de LED puede comprender una función de longitud de onda de la temperatura de LED que sea dependiente de una diferencia entre la temperatura de LED y una temperatura de referencia, y una dependencia de la longitud de onda del parámetro de temperatura según las características de cada conjunto de LED.

Según un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para controlar tres conjuntos de LED, cada uno dispuesto para emitir luz con una gama de longitud de onda y con un conjunto de características, para proporcionar luz blanca, que comprende las etapas de: determinar un color e intensidad de luz deseados; determinar temperaturas de LED de los conjuntos de LED; determinar para cada conjunto de LED una corriente de activación para cada uno de dichos conjuntos de LED a partir de dicho color e intensidad de luz deseados, y dichas temperaturas de LED; y proporcionar dichas corrientes de activación a dichos conjuntos de LED. El método se caracteriza porque al menos uno de dichos conjuntos de LED comprende un primer subconjunto de LED con una primera subgama de longitud de onda y un primer conjunto de características, y un segundo subconjunto de LED con una segunda subgama de longitud de onda y un segundo conjunto de características, en el que una gama de longitud de onda de dicho conjunto de LED es una gama de longitud de onda concentrada de dichas subgamas de longitud de onda primera y segunda, y un conjunto de características de dicho conjunto de LED es una función de dichos conjuntos primero y segundo de características.

Dicha etapa de determinar para cada conjunto de LED una corriente de activación para cada uno de dichos conjuntos de LED puede usar un modelo para cada conjunto de LED que comprenda una función de longitud de onda de la temperatura de LED que sea dependiente de una diferencia entre la temperatura de LED y una temperatura de referencia, y una dependencia de la longitud de onda del parámetro de temperatura según las características de cada conjunto de LED.

Los conjuntos de LED pueden comprender uno o más LED.

Por temperatura de LED, se hace referencia a una temperatura bajo la que trabaja un LED. Físicamente, ésta es la temperatura de unión; de manera práctica y perceptible, ésta es una temperatura de un medio próximo a la unión, por ejemplo la cápsula del LED o un sumidero de calor en el LED.

Por temperatura de referencia, se hace referencia a una temperatura nominal, a la que se especifican propiedades de por ejemplo un LED.

Generalmente, todos los términos usados en las reivindicaciones deben interpretarse según su significado normal en el campo técnico, a menos que se defina explícitamente lo contrario en el presente documento. Todas las referencias a "un/una/el/la [elemento, dispositivo, componente, medio, etapa, etc.]" deben interpretarse abiertamente como haciendo referencia a al menos un ejemplo de dicho elemento, dispositivo, componente,... [Seguir leyendo]

1. Sistema (100) de iluminación de diodo emisor de luz (LED) para producir luz blanca, comprendiendo el sistema (100)

un primer conjunto de LED (102, 304, 404) dispuesto para emitir luz con una primera gama de longitud de onda y un primer conjunto de características;

un segundo conjunto de LED (103, 310) dispuestos para emitir luz con una segunda gama de longitud de onda y un segundo conjunto de características;

un tercer conjunto de LED (104) dispuesto para emitir luz con una tercera gama de longitud de onda y un tercer conjunto de características; y un circuito (106) de activación dispuesto para activar dichos conjuntos de LED (102, 103, 104) , que comprende;

una entrada (108, 204) para parámetros que determinan la intensidad de luz y color deseados;

una entrada para señales para temperaturas de LED de los conjuntos de LED;

un modelo (200) para determinar corrientes de activación para dichos conjuntos de LED a partir de dichos parámetros, señales y conjuntos de características para cada uno de dichos conjuntos de LED (102, 103, 104) ; y un activador (208) de corriente para proporcionar dichas corrientes determinadas a dichos conjuntos de LED (102, 103, 104, 304, 404, 310) , caracterizado porque dicho tercer conjunto de LED (104) comprende un primer subconjunto de LED (306, 406) con una primera subgama de longitud de onda y un primer conjunto de características, y un segundo subconjunto de LED (308, 408) con una segunda subgama de longitud de onda y un segundo conjunto de características, en el que dicha tercera gama de longitud de onda es una gama de longitud de onda concentrada de dichas subgamas de longitud de onda primera y segunda, y dicho tercer conjunto de características es una función de dichos conjuntos primero y segundo de características, y en el que dicho modelo para cada conjunto de LED comprende una función de longitud de onda de temperatura de LED que es dependiente de una diferencia entre temperatura de LED y una temperatura de referencia, y una dependencia de la longitud de onda del parámetro de temperatura según las características de cada conjunto de LED.

2. Sistema de iluminación según la reivindicación 1, en el que dichos conjuntos de características comprenden la dependencia de temperatura de la salida de luz, la dependencia de temperatura de la longitud de onda, o la dependencia de corriente de la salida de luz, o cualquier combinación de las mismas.

3. Sistema de iluminación según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que dicha primera gama de longitud de onda es desde 450 nm hasta 490 nm, dicha segunda gama de longitud de onda es desde 520 nm hasta 550 nm, dicha tercera gama de longitud de onda es desde 580 nm hasta 645 nm, en el que dicha tercera longitud de onda es una gama de longitud de onda concentrada de una primera subgama desde 580 nm hasta 600 nm y una segunda subgama desde 610 nm hasta 645 nm.

4. Sistema de iluminación según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que dicha primera gama de longitud de onda es desde 610 nm hasta 645 nm, dicha segunda gama de longitud de onda es desde 580 nm hasta 600 nm, dicha tercera longitud de onda es desde 450 nm hasta 550 nm, en el que dicha tercera longitud de onda es una gama de longitud de onda concentrada de una primera subgama desde 450 nm hasta 490 nm, y una segunda subgama desde 520 nm hasta 550 nm.

5. Sistema de iluminación según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que dicho primer y segundo subconjunto de diodos (306, 308) emisores de luz se conectan eléctricamente en serie.

6. Sistema de iluminación según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, que comprende además un sensor de temperatura para proporcionar dichas señales para temperaturas de LED de los conjuntos de LED, en el que dicho sensor de temperatura está dispuesto en un sumidero de calor dispuesto en dichos conjuntos de LED.

7. Método para controlar tres conjuntos de LED, cada uno dispuesto para emitir luz con una gama de longitud de onda y con un conjunto de características, para proporcionar luz blanca, que comprende las etapas de:

determinar un color e intensidad de luz deseados;

determinar las temperaturas de LED de los conjuntos de LED; determinar para cada conjunto de LED una corriente de activación para cada uno de dichos conjuntos de LED a partir de dicha intensidad de luz y color deseados, y dichas temperaturas de LED; y proporcionar dichas corrientes de activación a dichos conjuntos de LED, caracterizado porque al menos uno de dichos conjuntos de LED comprende un primer subconjunto de LED con una primera subgama de longitud de onda y un primer conjunto de características, y un segundo subconjunto de LED con una segunda subgama de longitud de onda y un segundo conjunto de características, en el que una gama de longitud de onda de dicho conjunto de LED es una gama de longitud de onda concentrada de dichas subgamas de longitud de onda primera y segunda, y un conjunto de características de dicho conjunto de LED es una función de dichos conjuntos primero y segundo de características, y en el que dicha etapa de determinar para cada conjunto de LED una corriente de activación para cada uno de dichos conjuntos de LED usa un modelo para cada conjunto de LED que comprende una función de longitud de onda de temperatura de LED que es dependiente de una diferencia entre temperatura de LED y una temperatura de referencia, y una dependencia de longitud de onda de parámetro de temperatura según las características de cada conjunto de LED.