Aparato para controlar y medir luz, comprendiendo el aparato:

a.

un módulo (110) de controlador acoplado operativamente a dos o más fuentes (132, 134, 136) de luz, estando configurado el módulo de controlador para generar dos o más secuencias de conmutación, siendo cada secuencia de conmutación para controlar el funcionamiento de una de las fuentes de luz, estando configuradas las dos o más secuencias de conmutación para dar como resultado la generación de un efecto de iluminación deseado y dos o más combinaciones medibles de luz diferentes, comprendiendo al menos una combinación medible luz desde una o más de las fuentes de luz;

b. un módulo (145) de medición de luz acoplado operativamente al módulo de controlador y configurado para recibir señales indicativas de las secuencias de conmutación, estando configurado el módulo de medición de luz para definir una o más secuencias de medición basándose en las secuencias de conmutación, estando configurado el módulo de medición de luz para proporcionar una o más mediciones de luz basándose en las secuencias de medición; y

c. un módulo (150) de procesamiento acoplado operativamente al módulo de medición de luz y al módulo de controlador, estando configurado el módulo de procesamiento para determinar una indicación de salida de luz por al menos una de las dos o más fuentes de luz basándose al menos en parte en la una o más mediciones de luz y las dos o más secuencias de conmutación.

Método y aparato para controlar y medir aspectos de luz combinada variable en el tiempo

Campo técnico

La presente invención se refiere en general a un método y a un aparato para controlar y medir propiedades de luz combinada variable en el tiempo. Más particularmente, diversos métodos y aparatos de la invención dados a conocer en el presente documento se refieren a la generación y medición de luz variable que comprende diversas combinaciones de luz desde fuentes de luz componentes, y determinar aspectos de luz desde una o más de las fuentes de luz componentes basándose en mediciones de la luz combinada.

Antecedentes

Las tecnologías de iluminación digital, es decir, iluminación basada en fuentes de luz de semiconductores, tales como diodos emisores de luz (LED) , ofrecen una alternativa viable a las lámparas fluorescentes, HID, e incandescentes tradicionales. Las ventajas y beneficios funcionales de los LED incluyen conversión energética y eficiencia óptica altas, durabilidad, costes de funcionamiento menores, y muchas otras. Recientes avances en tecnología de LED han proporcionado fuentes de iluminación eficientes y robustas de espectro completo que permiten una variedad de efectos de iluminación en muchas aplicaciones. Algunas de las luminarias que realizan estas fuentes presentan un módulo de iluminación, que incluye uno o más LED que pueden producir diferentes colores, por ejemplo rojo, verde, y azul, así como un procesador para controlar de manera independiente la salida de los LED con el fin de generar una variedad de colores y efectos de iluminación con cambio de color, por ejemplo, tal como se analiza en detalle en las patentes estadounidenses n.os 6.016.038 y 6.211.626.

En diversas aplicaciones de iluminación, se mezcla luz desde uno o más LED u otras fuentes de luz para proporcionar un efecto de iluminación combinado, tal como una cromaticidad de luz combinada deseada. Para ello, puede controlarse la luz desde cada una de las fuentes de luz con respecto a factores tales como la intensidad de la luz. Por ejemplo, puede controlarse la intensidad de luz instantánea o promedio en el tiempo desde fuentes de luz tales como LED usando métodos tales como control de corriente de accionamiento directo y control de corriente de accionamiento de modulación por ancho de pulsos (PWM) .

Controlar aspectos de luz desde una fuente de luz tal como un LED controlando las señales de accionamiento suministradas a la misma puede presentar algunos retos. Por ejemplo, debido a factores tales como el envejecimiento del dispositivo, el calentamiento del dispositivo y las condiciones de iluminación ambiental, las relaciones entre las señales de accionamiento suministradas a una fuente de luz y las características de la luz emitida en respuesta a dichas señales de accionamiento pueden cambiar con el tiempo. Para compensar tales cambios, se han considerado varias soluciones de realimentación óptica que miden las características de entradasalida de la fuente de luz en aplicaciones de luz mezclada con el fin de controlar de manera precisa la luz emitida por cada fuente de luz y por tanto controlar la luz mezclada.

Una solución que se centra en medir luz desde fuentes de luz componentes contempla una pluralidad de filtros de luz o sensores filtrados con el fin de discriminar luz desde cada fuente de luz basándose en los espectros de luz emitidos de ese modo. La salida de luz desde cada LED puede medirse y compararse con una salida deseada, y en consecuencia pueden realizarse correcciones de iluminación. Un inconveniente de esta solución es que puede ser costoso y difícil de proporcionar múltiples filtros de color ajustados a la salida de luz de cada LED, al tiempo que se rechaza la salida de luz de otros LED.

Otra solución emplea un único sensor y mide la salida de luz de diferentes LED empleando un circuito de control electrónico que apaga los LED que no están midiéndose en una secuencia de pulsos de tiempo. Esto permite la medición directa de cada LED de manera independiente. La salida de luz medida para cada LED se compara con una salida deseada, que puede determinarse mediante entradas de usuario, y se realizan correcciones de la corriente para cada color en consecuencia. Un inconveniente de esta solución es que deben reservarse intervalos de tiempo para la operación de medición, lo que puede interrumpir la continuidad de las aplicaciones de iluminación.

Una solución similar emplea un único sensor y mide la salida de luz de diferentes LED empleando un circuito de control electrónico que apaga el LED que está midiéndose en una secuencia de pulsos de tiempo. La salida de luz del LED que está midiéndose se calcula entonces restando la salida de luz correspondiente a todos los LED excepto el LED que está midiéndose que está encendido a partir de la salida de luz correspondiente a todos los LED que están encendidos. Las salidas de luz medidas para los colores se comparan con las salidas deseadas, que pueden ajustarse mediante controles de usuario, y se realizan cambios en el suministro de potencia para los bloques de color según sea necesario. Un inconveniente de esta solución es que los intervalos de tiempo deben reservarse para la operación de medición, que de nuevo puede interrumpir la continuidad de las aplicaciones de iluminación.

Puede implementarse una solución que evita la necesidad de periodos de calibración específicos cuando se usa control de corriente de accionamiento de PWM para controlar la luz desde múltiples LED, más específicamente cuando los pulsos de accionamiento de PWM para cada LED se superponen parcialmente. Según esta solución, la salida de luz pico y la corriente de accionamiento de un primer LED se miden simultáneamente en un punto en el tiempo cuando los pulsos de accionamiento de PWM no se superponen, y la salida de luz pico combinada y la corriente de accionamiento de un segundo LED se miden simultáneamente en otro punto en el tiempo cuando los pulsos de accionamiento de PWM se superponen. La salida de luz pico del segundo LED se determina restando las dos mediciones y la razón de salida de luz pico respecto a la corriente pico puede usarse con fines de control de realimentación. Un inconveniente de esta solución es que requiere monitorizar las corrientes de accionamiento, y no se proporciona ningún método mediante el cual pueda conseguirse la superposición parcial requerida de pulsos de accionamiento de PWM, ni se proporciona un método para iniciar las mediciones de la luz en los puntos en el tiempo apropiados.

Por tanto, existe la necesidad en la técnica de proporcionar un método y un aparato mediante los cuales puedan controlarse y medirse aspectos de la luz mezclada que no presente al menos uno de los inconvenientes identificados anteriormente.

Sumario

La presente descripción va dirigida a los métodos y aparatos de la invención para control y realimentación de la intensidad de la luz. Por ejemplo, pueden controlarse fuentes de luz de uno o más colores para proporcionar salidas de luz combinada variable en el tiempo usando diferentes secuencias de conmutación para diferentes fuentes de luz, por ejemplo, según PWM, PCM, u otros métodos de modulación. Configurando de manera aproximada la temporización de las secuencias de conmutación, puede hacerse que la salida de luz mezclada presente una pluralidad de combinaciones de iluminación. Puede configurarse un sensor de luz de banda ancha para medir algunas o todas de la pluralidad de combinaciones de iluminación, y las mediciones usadas para determinar las mediciones de salida de luz de partes de la luz combinada, y opcionalmente de luz ambiental, mediante el procesamiento apropiado de las mediciones.

Generalmente, en un aspecto, se proporciona un aparato para controlar y medir luz. El aparato comprende un módulo de controlador acoplado operativamente a dos o más fuentes de luz. El módulo de controlador está configurado para generar dos o más secuencias de conmutación. Cada secuencia de conmutación se usa para controlar el funcionamiento de al menos una fuente de luz. Las dos o más secuencias de conmutación están configuradas para dar como resultado la generación de un efecto de iluminación deseado y dos o más combinaciones medibles de luz diferentes. Al menos una combinación medible de luz comprende luz desde una o más de las fuentes de luz. El aparato también comprende un módulo de medición de luz acoplado operativamente al módulo de controlador. El módulo de medición de luz está configurado para recibir señales indicativas de las secuencias de conmutación. El módulo de medición de luz está... [Seguir leyendo]

1. Aparato para controlar y medir luz, comprendiendo el aparato:

a. un módulo (110) de controlador acoplado operativamente a dos o más fuentes (132, 134, 136) de luz, estando configurado el módulo de controlador para generar dos o más secuencias de conmutación, siendo cada secuencia de conmutación para controlar el funcionamiento de una de las fuentes de luz, estando configuradas las dos o más secuencias de conmutación para dar como resultado la generación de un efecto de iluminación deseado y dos o más combinaciones medibles de luz diferentes, comprendiendo al menos una combinación medible luz desde una o más de las fuentes de luz;

b. un módulo (145) de medición de luz acoplado operativamente al módulo de controlador y configurado para recibir señales indicativas de las secuencias de conmutación, estando configurado el módulo de medición de luz para definir una o más secuencias de medición basándose en las secuencias de conmutación, estando configurado el módulo de medición de luz para proporcionar una o más mediciones de luz basándose en las secuencias de medición; y

c. un módulo (150) de procesamiento acoplado operativamente al módulo de medición de luz y al módulo de controlador, estando configurado el módulo de procesamiento para determinar una indicación de salida de luz por al menos una de las dos o más fuentes de luz basándose al menos en parte en la una o más mediciones de luz y las dos o más secuencias de conmutación.

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que el módulo de controlador está configurado además para proporcionar cada una de las dos o más combinaciones medibles de luz diferentes durante al menos una cantidad de tiempo mínima predeterminada.

3. Aparato según la reivindicación 1, en el que el módulo de controlador está configurado además para ajustar las dos o más secuencias de conmutación, basándose en la indicación de salida de luz por al menos una de las dos o más fuentes de luz, para facilitar la generación del efecto de iluminación deseado.

4. Aparato según la reivindicación 1, en el que el módulo de procesamiento está configurado además para determinar una indicación de luz ambiental.

5. Aparato según la reivindicación 1, en el que el módulo de procesamiento está configurado para determinar la indicación de salida de luz resolviendo un sistema lineal de ecuaciones.

6. Aparato según la reivindicación 1, en el que el módulo de procesamiento está configurado además para determinar si la una o más mediciones de luz proporcionadas son suficientes para determinar una o más indicaciones deseadas de salida de luz.

7. Aparato según la reivindicación 6, en el que el módulo de procesamiento está configurado además para proporcionar una indicación al módulo de controlador y/o al módulo de medición relativa a si la una o más mediciones de luz proporcionadas son suficientes para determinar una o más indicaciones deseadas de salida de luz.

8. Método para controlar y medir luz que comprende luz generada por dos o más fuentes de luz, comprendiendo el método las etapas de:

a. proporcionar dos o más secuencias de conmutación, siendo cada secuencia de conmutación para controlar el funcionamiento de una de las fuentes de luz, estando configuradas las dos o más secuencias de conmutación para dar como resultado la generación de un efecto de iluminación deseado y dos o más combinaciones medibles de luz diferentes, comprendiendo al menos una combinación medible luz desde una o más de las fuentes de luz;

b. proporcionar una o más secuencias de medición basándose en las secuencias de conmutación;

c. proporcionar una o más mediciones de luz basándose en las secuencias de medición; y

d. procesar la una o más mediciones de luz para determinar una indicación de salida de luz por al menos una de las dos o más fuentes de luz basándose al menos en parte en la una o más mediciones de luz y las dos o más secuencias de conmutación.

9. Método según la reivindicación 8, en el que cada una de las dos o más combinaciones medibles de luz diferentes se proporcionan durante al menos una cantidad de tiempo mínima predeterminada.

10. Método según la reivindicación 9, que comprende además las etapas de:

a. determinar si cada una de las dos o más combinaciones medibles de luz diferentes se proporcionan durante al menos la cantidad de tiempo mínima predeterminada; y

b. ajustar las dos o más secuencias de conmutación si se determina que al menos una de las dos o más combinaciones medibles de luz diferentes se proporciona durante menos de la cantidad de tiempo mínima predeterminada.

11. Método según la reivindicación 8, que comprende además la etapa de ajustar las dos o más secuencias de conmutación, basándose en la indicación de salida de luz por al menos una de las dos o más fuentes de luz, para facilitar la generación del efecto de iluminación deseado.

12. Método según la reivindicación 8, en el que el procesamiento de la una o más mediciones de luz incluye determinar una indicación de luz ambiental.

13. Método según la reivindicación 8, en el que determinar una indicación de salida de luz comprende resolver un sistema lineal de ecuaciones.

14. Método según la reivindicación 8, que comprende además las etapas de:

a. determinar si la una o más mediciones de luz proporcionadas son suficientes para determinar una o más indicaciones deseadas de salida de luz; y

b. ajustar las dos o más secuencias de conmutación si se determina que la una o más mediciones de luz proporcionadas son insuficientes para determinar una o más indicaciones deseadas de salida de luz.

15. Producto de programa informático que comprende un medio legible por ordenador que tiene grabado en el mismo sentencias e instrucciones para su ejecución por un procesador para llevar a cabo un método para controlar y medir luz que comprende luz generada por dos o más fuentes de luz, comprendiendo el método las etapas de:

a. proporcionar dos o más secuencias de conmutación, siendo cada secuencia de conmutación para controlar el funcionamiento de una de las fuentes de luz, estando configuradas las dos o más secuencias de conmutación para dar como resultado la generación de un efecto de iluminación deseado y dos o más combinaciones medibles de luz diferentes, comprendiendo al menos una combinación medible luz desde una o más de las fuentes de luz;

b. proporcionar una o más secuencias de medición basándose en las secuencias de conmutación;

c. proporcionar una o más mediciones de luz basándose en las secuencias de medición; y

d. procesar la una o más mediciones de luz para determinar una indicación de salida de luz por al menos una de las dos o más fuentes de luz basándose al menos en parte en la una o más mediciones de luz y las dos o más secuencias de conmutación.