Sistema de iluminación LED.

Un sistema para generar luz solar artificialmente de acuerdo con un lugar de horas del día utilizando características espectrales que se asemejan a la luz solar,

estando el citado sistema configurado para controlar automáticamente al menos un aparato de iluminación substancialmente junto con el citado lugar de horas del día para generar la citada luz solar artificial, comprendiendo el citado sistema:

al menos un aparato de iluminación (319) para cambiar automáticamente los niveles de brillo y los niveles de color de acuerdo con una entrada seleccionada por el usuario acoplada al citado sistema, comprendiendo el citado al menos un aparato de iluminación una pluralidad de elementos de iluminación (250), por lo cual cada elemento de iluminación genera luz blanca de espectro extendido de temperaturas de color de 1800 K a 6500 K;

al menos dos sensores se luz (258) (para detectar la luz emitida de la citada pluralidad de elementos de iluminación y generar respectivas señales de la citada luz detectada; y

un controlador (309) acoplado a la citada pluralidad de elementos de iluminación y a los citados al menos dos sensores de luz, estando el citado controlador configurado para utilizar las citadas señales respectivas de la citada luz detectada para activar la citada pluralidad de elementos de iluminación, estando el citado controlador configurado para activar un algoritmo de coincidencia de color para crear automáticamente señales de activación respectivas para cada uno de la citada pluralidad de elementos de iluminación, para variar de manera automática un nivel de brillo y un nivel de color del citado al menos un aparato de iluminación, y

en el que el controlador está configurado para controlar un flujo total de luz azul del aparato de iluminación de un nivel relativo de 1 a 100 % de un flujo de luz azul máximo dentro de la citada luz blanca de espectro extendido producida por cada elemento de iluminación.

Sistema de iluminación LED

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1. CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general al sector de los dispositivos de iluminación y, más particularmente, a un sistema y método de control de aparatos de iluminación para coordinar planificaciones precisas de brillo y color para asimilarse bastante a la luz solar en un día nublado en característica espectrales.

2. DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA Con la creciente demanda de una iluminación energéticamente eficiente, las nuevas tecnologías de iluminación tales como los LED ofrecen diferentes oportunidades debido a sus colores personalizables y precisión en el control. A medida que el mercado de la iluminación blanca por LED crece, el avance en las técnicas de vanguardia conlleva una integración ininterrumpida de la luz artificial con la luz natural y la iluminación saludable mediante una iluminación dinámica.

Un nicho particular de tal diseño y control de LED es la generación de luz solar artificial por diferentes razones, especialmente para el tratamiento de enfermedades humanas, por ejemplo trastornos en el ritmo circadiano, trastorno afectivo estacional, condiciones del trabajo a turnos, etc.

El documento US 7.573.210 se refiere a un sistema para el control de la cromaticidad y de la salida del flujo luminoso de una luminaria controlada digitalmente.

La patente de U.S. Nº 6.350.275 (Vreman et al.) se refiere a un par de gafas personales con LED incorporados a 3 cm del ojo que dirigen luz roja y azul a los ojos del usuario para tratar trastornos del ritmo circadiano. No obstante, esta invención está limitada a un usuario, debe llevarse durante el periodo de trabajo y no simula la luz solar natural.

Las patentes que siguen proponen métodos similares de tratamiento de los trastornos del ritmo circadiano, pero en los que no se replican condiciones de luz solar natural, implican un dispositivo portátil o que se puede llevar puesto, implican periodos de tratamiento que son intermitentes y requieren que el paciente se acople con el dispositivo, o implican propiedades cromáticas de luz de tratamiento que no están definidas: Patentes de U.S. Nº 5.503.637 (Kyricos et al.) , 6.053.936 (Koyama et al.) , 5.197.941 (Whitaker) , 5, 545, 192 (Czeisler et al.) , 5.176.133 (Czeisler et al.) y 5.304, 212 (Czeisler et al.) .

Ejemplos de otros sistemas de control de la iluminación se mencionan a continuación:

La Patente de U.S. Nº 7.014.336 (Ducharme et al.) se refiere a los circuitos activos con un mecanismo de retroalimentación para leer la luz en la habitación y ajustarla activamente. En particular, la invención se refiere específicamente a los aparatos de iluminación variables con la temperatura del color pero sin estar relacionados con una región específica de la curva del cuerpo negro o con el diagrama de cromaticidad. Tampoco parece enseñar o sugerir un método para ajustar automáticamente la temperatura y el brillo del color de los aparatos de iluminación sin intervención del usuario.

La patente de U.S. Nº 7.213.940 (Van De Ven et al.) implica reducir la luz con coordenadas específicas (atenuación y retroalimentación) utilizando diferentes familias de emisores de LED y ajustes para la salida específica a temperatura de color constante en detrimento del brillo. Esta patente es también un sistema incorporado estático con controles dentro del aparato. Esta invención se refiere a una temperatura de color variable, ajustable en el tiempo mediante controles activos. En particular, la invención implica un cuadro delimitador específico de 5 lados en el diagrama de cromaticidad CIE (Comisión internacional de la iluminación - Commission Internationale de lEclairage, en francés) 1931. Esta especifica que un primer grupo de elementos de iluminación debe tener coordenadas de cromaticidad en un primer punto (definido) y un segundo grupo debe tener coordenadas que se encuentren dentro del cuadro definido. Adicionalmente, esta patente se refiere a un aparato de iluminación que produce una temperatura de color fija.

La Patente de U.S. Nº 7.354.172 (Chemel et al.) se refiere a proporcionar condiciones de iluminación basadas en una gama de colores de referencia común para muchas unidades de iluminación en una red que utiliza LED de luz blanca y monocromática. Esta patente no define específicamente la gama de colores o los colores o las coordenadas de cromaticidad en las que opera el aparato, y no parece enseñar o sugerir un medio mediante el cual el brillo y el color cambian autónoma y dinámicamente con el tiempo.

La Patente de U.S. Nº 6.459.919 (Lys et al.) describe la iluminación de tejidos vivos en los que parámetros de luz conocidos se refieren a una condición del tejido vivo. Esto se explica en el contexto de la utilización de la luz para la identificación de características anormales y de condiciones patológicas de tejidos, materia viva y otros materiales. Las aplicaciones terapéuticas mencionadas en los antecedentes se extienden solo a métodos diagnósticos y no

parecen enseñar o sugerir la utilización de condiciones de iluminación para la estimulación de una respuesta biológica.

La Patente de U.S. Nº 6.441.558 (Muthu et al.) se refiere a un aparato que emplea LED rojo, verde y azul y un 5 mecanismo de control de manera que el aparato produce una temperatura del color y un brillo constantes.

La Patente de U.S. Nº 6.340.868 (Lys et al.) se refiere a unidades de iluminación en una red capaz de recibir órdenes de actuación y controles para el control de una pluralidad de LED en cada unidad. No obstante, esta invención no se refiere a métodos mediante los cuales se cambian las condiciones de iluminación (es decir, planificaciones de color) , a regiones cromáticas específicas que los aparatos recrean o a métodos para asegurar la consistencia del color (es decir, bucles de retroalimentación o sensores) .

La patente de U.S. Nº 7, 173, 384 (Plotz et al.) se refiere a la recreación de una región predeterminada en un diagrama de cromaticidad CIE que utiliza canales de ancho de impulso de LED rojos, verdes y azules dispuestos en 15 canales de hasta seis.

La Patente de U.S. Nº 7.067.995 (Gunter et al.) describe el uso de un sensor de temperatura y de calibraciones, junto con almacenamiento de datos de calibración del sensor en varias temperaturas de referencia como medio para corregir las fluctuaciones de color relacionadas con el estado térmico de los LED.

La Patente de U.S. Nº 6.992.803 (Chang) se refiere a un mecanismo de retroalimentación que calcula las coordenadas de cromaticidad de cada elemento de iluminación en un aparato de iluminación para calcular las condiciones de operación adecuadas necesarias para reproducir una coordenada de cromaticidad específica.

La Patente de U.S. Nº 6.683.419 (Kriparos) describe un método mediante el cual unos LED, con curvas lineales de atenuación - brillo, imitan bombillas incandescentes, que tienen curvas exponenciales de atenuación - brillo. La invención implica la relación atenuación -brillo en un aparato de LED y no parece enseñar o sugerir cambio de color con el nivel de atenuación.

La Patente de U.S. Nº 7.327.337 (Callahan) implica a una serie de dispositivos de iluminación conectados a una conexión de alimentación de dos hilos en la cual las señales de modulación del color son transmitidas a través de la conexión de alimentación y desmoduladas en el dispositivo de iluminación.

La Patente de U.S. Nº 6.806.659 (Mueller et. al.) cubre una red de control de iluminación para luminarias de LED, así 35 como varios aparatos de iluminación de LED para diferentes aplicaciones. Véase también la Publicación de Patente de U.S. Nº 20040178751 (Mueller et al.) .

La Patente de U.S. Nº 4.962.687 (Belliveau et al.) se refiere a colores variables en un sistema de iluminación, conseguidos mediante circuitos de atenuación dentro de los aparatos. No parece cubrir regiones cromáticas 40 específicas proporcionadas utilizando un bucle de retroalimentación de control.

La Patente de U.S. Nº 5.350.977 (Hamamoto et al.) se refiere a un aparato de temperatura variable del color y no incorpora un medio de cambio autónomo y dinámico de la temperatura y o brillo del color con respecto a la hora del día o la ubicación geográfica.

La Patente de U.S. Nº 5.357.170 (Luchaco et al.) reivindica un sistema de control en el que pueden cambiarse condiciones preestablecidas por el ocupante moviendo un miembro o control deslizante para cambiar los niveles máximos de brillo del sistema. Esta patente no parece resolver la modulación del color en el tiempo o las programaciones o programas de iluminación.

1. Un sistema para generar luz solar artificialmente de acuerdo con un lugar de horas del día utilizando características espectrales que se asemejan a la luz solar, estando el citado sistema configurado para controlar automáticamente al menos un aparato de iluminación substancialmente junto con el citado lugar de horas del día para generar la citada luz solar artificial, comprendiendo el citado sistema:

al menos un aparato de iluminación (319) para cambiar automáticamente los niveles de brillo y los niveles de color de acuerdo con una entrada seleccionada por el usuario acoplada al citado sistema, comprendiendo el citado al menos un aparato de iluminación una pluralidad de elementos de iluminación (250) , por lo cual cada elemento de iluminación genera luz blanca de espectro extendido de temperaturas de color de 1800 K a 6500 K; al menos dos sensores se luz (258) (para detectar la luz emitida de la citada pluralidad de elementos de iluminación y generar respectivas señales de la citada luz detectada; y un controlador (309) acoplado a la citada pluralidad de elementos de iluminación y a los citados al menos dos sensores de luz, estando el citado controlador configurado para utilizar las citadas señales respectivas de la citada luz detectada para activar la citada pluralidad de elementos de iluminación, estando el citado controlador configurado para activar un algoritmo de coincidencia de color para crear automáticamente señales de activación respectivas para cada uno de la citada pluralidad de elementos de iluminación, para variar de manera automática un nivel de brillo y un nivel de color del citado al menos un aparato de iluminación, y en el que el controlador está configurado para controlar un flujo total de luz azul del aparato de iluminación de un nivel relativo de 1 a 100 % de un flujo de luz azul máximo dentro de la citada luz blanca de espectro extendido producida por cada elemento de iluminación.

2. El sistema de la reivindicación 1, en el que la citada pluralidad de elementos de iluminación comprende al menos tres elementos de iluminación para controlar un balance de color de los citados al menos tres elementos de iluminación.

3. El sistema de la reivindicación 1, en el que cada uno de los citados dos sensores de luz está asociado con un amplificador de transimpedancia cuya sensibilidad está configurada para ser controlada de manera automática por el citado controlador para compensar la variación en los niveles de brillo del citado aparato de iluminación.

4. Un método para generar luz solar artificialmente de acuerdo con un lugar de horas del día utilizando 35 características espectrales que se asemejan a la luz solar, comprendiendo el citado método:

proporcionar al menos un aparato de iluminación que comprende una pluralidad de elementos de iluminación; activar cada uno de la citada pluralidad de elementos de iluminación para generar una mezcla de luz

compuesta; detectar la citada mezcla de luz compuesta proporcionando al menos dos sensores de luz que detectan la mezcla de luz compuesta y que generan señales respectivas de la citada luz detectada; acoplar un controlador de la citada pluralidad de elementos de iluminación a los citados al menos dos sensores de luz y en el que el citado controlador utiliza las citadas señales respectivas de la citada luz

detectada para activar la citada pluralidad de elementos de iluminación; controlar la citada pluralidad de elementos de iluminación, mediante el citado controlador, sobre la base de la citada mezcla de luz compuesta para generar luz solar artificial junto con el citado lugar de horas del día cambiando niveles de brillo y niveles de color de la citada pluralidad de elementos de iluminación para generar luz blanca de espectro extendido de temperaturas de color de 1800 K a 6400 K de acuerdo con una 50 entrada seleccionada por el usuario; activar un algoritmo de coincidencia de color con el citado controlador para crear de manera automática respectivas señales de activación para cada uno de la citada pluralidad de elementos de iluminación para variar de manera automática un nivel de brillo y un nivel de color del citado al menos un aparato de iluminación; y 55 controlar un flujo total de luz azul del aparato de iluminación dentro de la citada luz blanca de espectro extendido que puede ser ajustado de un nivel relativo de 1 a 100 % de un flujo de luz azul máximo de la citada mezcla de luz compuesta.

5. El método de la reivindicación 4, en el que la citada pluralidad de elementos de iluminación comprende al menos 60 tres elementos de iluminación para controlar un balance de color de los citados al menos tres elementos de iluminación.