ES2958094T3 - Luz blanca enriquecida con cian - Google Patents

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Abstract

La invención proporciona un dispositivo generador de luz (100) configurado para generar en un primer dispositivo de modo de control luz (101), en donde el dispositivo generador de luz (100) comprende (i) una primera fuente (210) de primera luz (211), y (ii) una segunda fuente (220) de segunda luz (221), diferente de la primera luz (211), en donde la segunda luz (221) comprende luz similar a cian que tiene una longitud de onda seleccionada del rango de 470-520 nm, en el que la luz del dispositivo (101) comprende la primera luz (211) y la segunda luz (221), y en el que en el primer modo de control la primera luz (211) es luz blanca y la luz del dispositivo (101) es luz blanca enriquecida con luz similar al cian. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Luz blanca enriquecida con cian
Campo de la invención
La invención se refiere a un dispositivo de generación de luz y a un sistema de iluminación que comprende dicho dispositivo de generación de luz.
Antecedentes de la invención
Se conocen en la técnica dispositivos emisores de luz de estado sólido que incluyen efectos supresores de melatonina ajustables. El documento US 9.039.746, por ejemplo, describe un dispositivo emisor de luz de estado sólido que incluye múltiples componentes LED que proporcionan efectos de supresión de melatonina ajustables. Se pueden operar múltiples componentes LED simultáneamente según diferentes modos de operación según los cuales su salida combinada proporciona la misma o similar cromaticidad, pero proporciona efectos supresores de melatonina que difieren en al menos una cantidad umbral predeterminada entre los diferentes modos de operación. El cambio entre modos de operación puede ser activado por elementos de entrada del usuario, temporizadores/relojes o sensores (p. ej., fotosensores). También se puede ajustar la cromaticidad de la salida combinada de múltiples componentes LED, además de proporcionar efectos de supresión de melatonina ajustables en cada cromaticidad de salida combinada seleccionada.
El documento WO2016146688 describe un aparato de iluminación de tres canales con la opción de apoyar el ritmo circadiano humano. Eligiendo especialmente el LED azul y el fósforo verde, se optimiza el rango de actividad biológica que se puede cambiar. Mediante el ajuste de los espectros LED se puede obtener un rango más amplio en el factor de efectividad de la melanopsina, en el mismo rango CCT (desde luz diurna como CCT hasta halógeno atenuado).
El documento US9039746 describe dispositivos emisores de luz de estado sólido que incluyen múltiples componentes LED que proporcionan efectos de supresión de melatonina ajustables. Se pueden operar múltiples componentes LED simultáneamente según diferentes modos de operación según los cuales su salida combinada proporciona la misma o similar cromaticidad, pero proporciona efectos supresores de melatonina que difieren en al menos una cantidad umbral predeterminada entre los diferentes modos de operación. El cambio entre modos de operación puede ser activado por elementos de entrada del usuario, temporizadores/relojes o sensores (p. ej., fotosensores). También se puede ajustar la cromaticidad de la salida combinada de múltiples componentes LED, además de proporcionar efectos de supresión de melatonina ajustables en cada cromaticidad de salida combinada seleccionada.
El documento WO2017025613 describe un dispositivo de iluminación que comprende una primera fuente de luz y una segunda fuente de luz, un sistema de control configurado para controlar la primera fuente de luz y la segunda fuente de luz, en donde la primera fuente de luz está configurada para proporcionar una primera fuente de luz que tiene una temperatura de color correlacionada (CCT) de como máximo 3000 K y un índice de reproducción cromática de al menos 75, y en donde la segunda fuente de luz está configurada para proporcionar una luz de segunda fuente de luz que tiene una longitud de onda dominante seleccionada del intervalo de (575-780) nm y que tiene un índice de reproducción cromática de como máximo.
El documento WO2018130403 describe un sistema de iluminación que comprende un dispositivo de iluminación configurado para proporcionar luz, en donde una o más propiedades de iluminación, incluyendo la distribución de potencia espectral, de la luz son controlables, en donde el sistema de iluminación comprende además un sistema de control adaptado para proporcionar al menos un modo de control que comprende mantener un valor de flujo melanópico predeterminado de la luz mientras se permite cambiar otra propiedad de iluminación de la luz desde un primer valor de propiedad de iluminación a un segundo valor de propiedad de iluminación.
El documento US2004156192 describe un dispositivo informático. El dispositivo informático incluye una carcasa que tiene una parte iluminable. El dispositivo informático también incluye un dispositivo de luz dispuesto dentro de la carcasa. El dispositivo de luz está configurado para iluminar la parte iluminable.
Sumario de la invención
Fundamental para nuestro ciclo de sueño/vigilia es la melatonina, una hormona que promueve el sueño durante la noche. La melatonina es una hormona que favorece el sueño y que solo producimos alrededor (y durante) nuestra hora habitual de acostarnos. La exposición a la luz durante la tarde y la noche suprime la producción natural de melatonina. Cuando el espectro de la luz se desplaza hacia niveles de intensidad y CCT más bajos (como durante el amanecer y el anochecer), esto reduce la supresión de melatonina y hace que la luz sea menos perjudicial para el sueño. Durante el día, la luz natural con alta temperatura de color correlacionada (CCT, en el presente documento también indicado como "temperatura de color") e intensidad energiza a las personas haciendo que estén despiertas y alerta. Los actuales aparatos de iluminación basados en LED de alto rendimiento con CCT sintonizable son capaces de imitar diferentes fases de la luz del día, es decir, cambios en la distribución de potencia espectral y variaciones en CCT, hasta cierto punto.
Junto a los comúnmente conocidos conos y bastones, el ojo humano tiene fotorreceptores que contienen melanopsina, afectando al arrastre circadiano y la secreción de melatonina, que son sensibles en un intervalo de longitud de onda específico. La sensibilidad espectral relativa para los receptores clásicos (bastones y conos) y para los receptores melanópicos se muestra en la figura 8 (véase también R.J. Lucas,et al.,Measuring and using light in the melanopsin age, Trends in Neurosciences, Vol. 37, N.° 1, enero de 2014, págs. 1-9; http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166223613001975, el informe "CIE TN 003:2015: Report on the First International Workshop on Circadian and Neurophysiological Photometry, 2013" en http://cie.co.at/index.php?i_ca_id=978 (con un enlace a una caja de herramientas de Excel http://files.cie.co.at/784 TN003 Toolbox.xls). Si la potencia espectral en el intervalo de longitud de onda melanópica está ausente o es baja, la exposición a la luz será menos supresora de la producción de la hormona melatonina, lo que permitirá un inicio del sueño más rápido y un sueño más consolidado. Si se aumenta la potencia espectral en el rango melanópico, una exposición a la luz dará como resultado una mayor supresión de la melatonina. En general, se puede decir que una exposición a la luz es más biológicamente activa y más alerta cuando aumenta la potencia en el intervalo melanópico (y la capacidad de suprimir la melatonina por la noche). La eficacia de un espectro de luz determinado para suprimir la producción de melatonina se puede expresar en términos del factor de eficacia de la melanopsina (MEF). Este factor se calcula multiplicando la distribución de potencia espectral de la luz emitida por un sistema de iluminación (SPD(A)) con la función de sensibilidad melanópica (m(A)) dividida por el producto de SPD(A) y la sensibilidad fotópica (V (A)), normalizado por las áreas bajo las curvas de m(X) y V(A), véase la ecuación 1 (y véase también la figura 1).
Esto se puede simplificar a
como
Por ende, las sumas indicadas anteriormente están en el intervalo visible de 380-780 nm. Por definición, el MEF para una fuente de luz de equienergía MEF<ee>es igual a 1. Especialmente, una fuente de luz de equienergía tiene SPD(A) = constante (por ejemplo 1) para todas las longitudes de onda (visibles).
La sensibilidad máxima de este sensor en el ojo humano (células ganglionares de la retina intrínsecamente fotosensibles o iPRGC) ronda los 490 nm. La estimulación de las iPRGC durante el día (o la ausencia de estimulación por la noche) es importante para controlar el ritmo circadiano (arrastre al ciclo de 24 horas).
La eficiencia melanópica de un espectro de luz se puede calcular utilizando el MDEF (Factor de eficiencia melanópica D65) (a veces también indicado como MDER, es decir, índice de eficacia de la luz diurna melanópica). En tal caso, en lugar de una fuente de luz de igual energía, hay una fuente D65, es decir, iluminante estándar CIE D65, que es un iluminante estándar de uso común definido por la Comisión Internacional de Iluminación (CIE). MDEF se puede definir como la iluminancia en lux de una fuente d 65 necesaria para generar la misma estimulación de las iPRGC por lux de la fuente de prueba (o sistema de prueba). El valor MDEF de una fuente D65 es aproximadamente 0,906* el valor MEF. En lugar del valor MDEF, también se puede aplicar el valor MELR. El término MELR se refiere a la eficacia melanópica de la radiación luminosa (véase también más abajo).
Se calculó y representó el MDEF de un conjunto de espectros de fuentes de luz disponibles comercialmente en función de v' (contenido de azul de un espectro). Los resultados se muestran en la figura 7. Al aumentar la CCT (v' inferior), aumenta el MDEF. En un v' dado todavía hay disponible una variedad de MDEF; p. ej., a 4000 K (v'=0,502) MDEF varía entre 0,5 y 0,75. El efecto biológico de la luz es producto de la Iluminación (Lux en el ojo) x MDEF x (Tiempo de exposición). Después de eso, también el tiempo de exposición (mañana/tarde) determina el efecto en las personas. En condiciones normales de iluminación interior, la estimulación de las iPRGC durante el día es demasiado baja (p. ej., 500 lux en oficinas, 4000 K, MDEF ~ 0,6). Por ende, existe la necesidad de proporcionar iluminación (interior) adaptada o adaptable.
Se puede aumentar la estimulación de las iPRGC aumentando la intensidad o aumentando la CCT (enriquecida en azul). Ambas opciones tienen limitaciones debido a efectos secundarios no deseados, tal como el aumento del deslumbramiento. Además, en algunas partes del mundo no gustan las CCT elevadas.
Agregar luz azul/verde a un emisor blanco, tal como un emisor blanco que tiene una temperatura de color correlacionada superior a aproximadamente 2700 K, especialmente por encima de aproximadamente 3000 K, parece proporcionar luz blanca que le da un aspecto verdoso, incluso cuando el punto de color está en el BBL (lugar geométrico del cuerpo negro). Esto tampoco es deseado.
Por ende, es un aspecto de la invención proporcionar un dispositivo de generación de luz alternativo, que, preferentemente, además, al menos parcialmente, evita uno o más de los inconvenientes descritos anteriormente. La presente invención puede tener como objeto superar o mejorar al menos una de las desventajas de la técnica anterior, o proporcionar una alternativa útil.
En un primer aspecto, la invención proporciona un dispositivo de generación de luz configurado para generar en un primer modo de control luz del dispositivo (o "luz del dispositivo de iluminación") según la reivindicación 1. Las realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes. El dispositivo de generación de luz comprende (i) una primera fuente de primera luz, y (ii) una segunda fuente de segunda luz. La segunda fuente es diferente de la primera fuente. Además, la segunda luz es diferente de la primera luz.
El dispositivo de generación de luz está configurado para generar la primera luz y la segunda luz. En realizaciones específicas, la primera fuente está dispuesta para generar la primera luz y/o la segunda fuente está dispuesta para generar la segunda luz.
La segunda luz comprende luz similar al cian que tiene una longitud de onda seleccionada en el intervalo entre 470 y 520 nm. En realizaciones específicas, la segunda luz puede tener una longitud de onda dominante seleccionada en el intervalo entre 470 y 510 nm, tal como seleccionada en el intervalo entre 474-500 nm, aún más especialmente seleccionada en el intervalo entre 474-490 nm, como 475-490 nm, tal como 475-488 nm.
En el presente documento, la expresión "que tiene una longitud de onda seleccionada en el intervalo", y expresiones similares, también pueden referirse a "que tiene una o más longitudes de onda seleccionadas en el intervalo".
Además, la luz del dispositivo comprende la primera luz y la segunda luz. Con todo, en realizaciones en el primer modo de control, la primera luzesluz blanca o luz blanca sin cian. Además, especialmente en el primer modo de control, la luz del dispositivoesluz blanca. Especialmente, teniendo la primera luz y la luz del dispositivo diferentes distribuciones espectrales.
En realizaciones, la primera luz es luz blanca, mientras que la luz del dispositivo comprende la primera luz enriquecida con la segunda luz, comprendiendo (al menos) esta última luz similar al cian.
En otras realizaciones más, la primera luz es luz blanca sin cian. Especialmente, el término blanco sin cian se refiere a la luz que tiene un punto de color en el intervalo de 15-30 SDCM por debajo del lugar geométrico del cuerpo negro, tal como dentro del intervalo de 15-25 SDCM por debajo del BBL. Especialmente, el punto de color es > 15 SDCM por debajo del BBL. Además, especialmente al término "luz blanca sin cian" se le puede atribuir luz (visible) que tiene una temperatura de color correlacionada de como máximo 4000 K. Por ende, esta luz puede considerarse blanquecina, o incluso coloreada, ya que tiene un punto de color sustancialmente por debajo del BBL. Cuando la primera luz es luz blanca sin cian, se puede seleccionar la temperatura de color de como máximo 4000 K en el BBL, y aquellos puntos de color que se obtienen a 15-30 SDCM por debajo del BBL que tienen una temperatura de color de como máximo 4000 K, tal como a un máximo de 3500 K, se definen en el presente documento especialmente como luz blanca sin cian. Por ende, en realizaciones (en el primer modo de control) la primera luz puede ser luz blanca sin cian que tiene una temperatura de color correlacionada de como máximo 3500 K y que tiene un punto de color en el intervalo de 15 30 SDCM, tal como 15-25 SDCM por debajo del lugar geométrico del cuerpo negro. En realizaciones específicas, la primera luz puede tener una temperatura de color correlacionada de al menos 2200 K, especialmente al menos 2300 K, tal como al menos 2500 K, como al menos 2700 K.
Por ende, especialmente la invención proporciona un dispositivo de generación de luz configurado para generar en un primer modo de control luz del dispositivo, en donde el dispositivo de generación de luz comprende (i) una primera fuente de primera luz, y (ii) una segunda fuente de segunda luz, diferente de la primera luz, en donde la segunda luz comprende luz similar a cian que tiene una longitud de onda seleccionada en el intervalo entre 470-520 nm, especialmente al menos en el intervalo entre 490-520 nm, en donde la luz del dispositivo comprende la primera luz y la segunda luz, y en donde, en el primer modo de control, la primera luz es luz blanca o luz blanca sin cian, y en donde la luz del dispositivo es luz blanca.
En un aspecto adicional más, la invención proporciona un dispositivo de generación de luz que comprende una primera fuente de luz y una segunda fuente de luz, en donde en realizaciones la primera fuente de luz está configurada para generar luz azul de primera fuente de luz, y en donde en realizaciones la segunda fuente de luz está configurada para generar luz similar al cian de segunda fuente de luz. Especialmente, la luz de segunda fuente de luz tiene una o más longitudes de onda seleccionadas del intervalo entre 470-520 nm. El dispositivo de generación de luz comprende además el primer material luminiscente configurado para convertir parte de una o más de la luz de primera fuente de luz y la luz de segunda fuente de luz en la luz de primer material luminiscente. Opcionalmente, el dispositivo de generación de luz puede comprender además un segundo material luminiscente, configurado para convertir parte de una o más de la luz de primera fuente de luz y la luz de segunda fuente de luz en una luz de segundo material luminiscente. Especialmente, la primera fuente de luz y la segunda fuente de luz están configuradas aguas arriba del primer material luminiscente y del segundo material luminiscente opcional. Especialmente, en el primer modo de control, la luz del dispositivo es luz blanca que comprende la luz de primera fuente de luz, la luz de segunda fuente de luz, la luz de primer material luminiscente y la luz de segundo material luminiscente opcional. Especialmente, en realizaciones, la luz del dispositivo tiene un índice de reproducción cromática de al menos 80. En realizaciones específicas, la luz de primer material luminiscente tiene una o más longitudes de onda en el intervalo de longitudes de onda amarillas, y la luz de segundo material luminiscente tiene una o más longitudes de onda en el intervalo de longitudes de onda rojas. En el presente documento, el término "segundo material luminiscente" también puede referirse a dos o más segundos materiales luminiscentes diferentes. El segundo material luminiscente es diferente del primer material luminiscente; la distribución de potencia espectral del primer material luminiscente y del segundo material luminiscente son diferentes (véase también más abajo). En realizaciones, la primera fuente de luz y la segunda fuente de luz pueden configurarse en una única cadena de LED. En (otras) realizaciones, la primera fuente de luz (azul) y la segunda fuente de luz (cian) pueden ser controlables, lo que permite controlar la distribución de potencia espectral de la luz del dispositivo. De esta manera, p. ej., CCT y/o MDEF pueden ser controlables. Las fuentes de luz son especialmente fuentes de luz de estado sólido (véase también más abajo). En realizaciones, el dispositivo de iluminación comprende un paquete en donde las fuentes de luz de estado sólido están incrustadas al menos parcialmente en un material que comprende material luminiscente. El material que comprende material luminiscente puede ser una combinación de dos o más materiales luminiscentes. En realizaciones, los dos o más materiales luminiscentes pueden estar comprendidos en un material transmisor de luz, como silicona. También pueden ser posibles otros materiales. Especialmente, al menos un material luminiscente está configurado para proporcionar luz de material luminiscente amarilla, especialmente teniendo una longitud de onda dominante en el verde-amarillo, y al menos un material luminiscente está configurado para generar luz de material luminiscente roja, especialmente teniendo una longitud de onda dominante en el rojo. El primer material luminiscente puede, p. ej., ser un cerio que comprende lutecio que comprende granate y/o un cerio que comprende galio que comprende granate (véase también más adelante). El segundo material luminiscente puede ser un europio que comprende nitruro MAlSiN3 (véase también más adelante). Además, la primera fuente de luz puede tener una longitud de onda dominante seleccionada en el intervalo entre 445-455 nm, tales como las seleccionadas en el intervalo de aproximadamente 448-452 nm. La segunda fuente de luz puede tener una longitud de onda dominante seleccionada en el intervalo entre 470-480 nm, como seleccionada en el intervalo de aproximadamente 473-482 nm. Por ejemplo, las respectivas longitudes de onda dominantes pueden ser de aproximadamente 450 y 475 nm.
Dichos dispositivos de generación de luz pueden proporcionar luz al dispositivo con una temperatura de color correlacionada alta, tal como al menos aproximadamente 3500 K, como al menos unos 4000 K, y una reproducción cromática (CRI) de razonable a relativamente alta, tal como mayor de 80. Además, dicha luz puede proporcionar una estimulación relativamente fuerte de las ipRGC. Por lo general, en realizaciones, la temperatura de color de la luz del dispositivo es mayor que la temperatura de color de la primera luz.
El término luz blanca, en el presente documento, es conocido por el experto en la materia. Se refiere especialmente a la luz que tiene una temperatura de color correlacionada (CCT) entre aproximadamente 2000 y 20000 K, especialmente 2700-20000 K, para iluminación general especialmente en el intervalo de aproximadamente 2700 K y 6500 K, y para fines de retroiluminación, especialmente en el intervalo de aproximadamente 7000 K y 20000 K, y especialmente dentro de aproximadamente 15 SDCM (desviación típica de combinación de colores) del BBL (lugar geométrico del cuerpo negro), especialmente dentro de aproximadamente 10 SDCM del BBL (aún más especialmente dentro de aproximadamente 5 SDCM del BBL). Por ende, la luz del dispositivo (en el primer modo de control) tiene un punto de color dentro de 15 SDCM del lugar geométrico del cuerpo negro. En realizaciones específicas, sin embargo, la luz del dispositivo es al menos 3 SDCM por debajo del BBL. Por lo tanto, en realizaciones específicas, sin embargo, la luz del dispositivo es al menos 3 SDCM por debajo del BBL.
La reproducción cromática relativamente alta se puede obtener especialmente cuando el punto de color de la luz del dispositivo se elige (ligeramente) por debajo del lugar geométrico del cuerpo negro o lugar geométrico Planckiano (BBL), tal como al menos aproximadamente 3 SDCM por debajo del BBL (véase más abajo).
Por ende, como se indicó anteriormente, la invención proporciona un dispositivo de generación de luz. En lugar de la expresión "dispositivo de generación de luz", también se puede aplicar la expresión "dispositivo de iluminación". El dispositivo de generación de luz está especialmente configurado para generar luz visible. El dispositivo de generación de luz se puede usarse en interiores y exteriores, pero puede usarse especialmente en interiores. El dispositivo de generación de luz puede ser parte de, o puede aplicarse en, p. ej., sistemas de iluminación de oficinas, sistemas de aplicaciones del hogar, sistemas de iluminación de tiendas, sistemas de iluminación del hogar, sistemas de iluminación de acento, sistemas de iluminación puntuales, sistemas de iluminación de teatros, sistemas de aplicaciones de fibra óptica, sistemas de proyección, sistemas de visualización autoiluminados, sistemas de visualización pixelados, sistemas de visualización segmentados, sistemas de señales de advertencia, sistemas de aplicación de iluminación médica, sistemas de señalización de indicadores, sistemas de iluminación decorativos, sistemas portátiles, aplicaciones automotrices, sistemas de iluminación de carreteras (exteriores), sistemas de iluminación urbana, sistemas de iluminación de casas ecológicas, iluminación de horticultura o retroiluminación LCD. Realizaciones de sistemas de iluminación en general, que comprenden dicho dispositivo de generación de luz, se analizan más detalladamente a continuación.
Como se ha indicado anteriormente, el dispositivo de generación de luz está configurado para generar (en un primer modo de control) luz del dispositivo. El sistema o aparato o dispositivo puede ejecutar una acción en un "modo" o "modo operativo" o "modo de operación" o "modo de control". Análogamente, en un método, una acción, etapa o fase puede ejecutarse en un "modo" o "modo operativo" o "modo de operación" o "modo de control" o "modo para controlar". El término "modo" también puede indicarse como "modo de control". Esto no excluye que el sistema, aparato o dispositivo también pueda adaptarse para proporcionar otro modo de control, o una pluralidad de otros modos de control. Análogamente, esto no puede excluir que antes de ejecutar el modo y/o después de ejecutar el modo se puedan ejecutar uno o más otros modos.
El término "modo de control" también puede referirse a una pluralidad de diferentes modos de control. Análogamente, el término "primer modo de control" también puede referirse a una pluralidad de primeros modos de control diferentes. Por ejemplo, para cada uno de los primeros modos de control una o más de las condiciones relativas a (i) MDEF y/o MELR, (ii) punto de color (al menos 3 SDCM) por debajo del BBL, (iii) temperatura de color y, opcionalmente, otras condiciones definidas en el presente documento, se pueden aplicar.
En lugar de la expresión "en el primer modo de control", también se puede aplicar la expresión "durante el primer modo de control".
Sin embargo, en realizaciones, un sistema de control puede estar disponible, que está adaptado para proporcionar al menos el modo para controlar. Otros modos podrían estar disponibles, la elección de tales modos puede ejecutarse especialmente a través de una interfaz de usuario, aunque otras opciones, como ejecutar un modo en dependencia de una señal de sensor o un esquema (de tiempo), también pueden estar posibles. Esto se aclarará más adelante.
El modo de operación en realizaciones también puede referirse a un sistema, aparato o dispositivo, que solo puede operar en un solo modo de operación (es decir, "encendido", sin más capacidad de sintonización). Por ende, en realizaciones específicas, el primer modo de control es el único modo de control (el modo apagado no se considera un modo de control). En tales realizaciones, la luz del dispositivo puede tener propiedades ópticas esencialmente fijas, tal como la distribución espectral, el punto del color, la temperatura del color, etc. En otras realizaciones más, las propiedades espectrales de la luz del dispositivo son controlables, es decir, que el dispositivo de generación de luz puede ser controlable y permitir más de un único modo de control.
A continuación se describe con mayor detalle un sistema que comprende el dispositivo de generación de luz.
Cuando a continuación se analiza la "luz del dispositivo" en relación con el dispositivo de generación de luz, en general se hará referencia a la luz del dispositivo que se genera en el primer modo de control. Por ende, especialmente la luz del dispositivo (en el primer modo de control) es una luz blanca del dispositivo. La luz del dispositivo aquí descrita se puede proporcionar a través de diferentes realizaciones, que se aclararán más adelante.
En realizaciones específicas, el dispositivo de generación de luz comprende (i) una primera fuente de primera luz, y (ii) una segunda fuente de segunda luz. La fuente de luz proporciona la luz correspondiente durante el funcionamiento del dispositivo en el primer modo de control.
Con respecto al término "fuente de luz" se indica en el presente documento que en realizaciones el dispositivo de generación de luz comprende especialmente al menos dos fuentes de luz. En realizaciones, dos o más de las al menos dos fuentes de luz pueden estar comprendidas en el mismo paquete (LED). Incluso una combinación de dos materiales luminiscentes puede considerarse dos fuentes de luz. Sin embargo, p. ej., una lámpara de wolframio que tiene una distribución espectral relativamente amplia que comprende luz blanca, que también puede incluir un tono cian, se considera una única fuente de luz. Por ende, p.ej., un LED azul con un fósforo amarillo (o "material luminiscente") puede considerarse como dos fuentes de luz, ya que tal LED proporcionará luz blanca basándose en una fuente de luz azul y otra fuente de luz amarilla. Por ende, especialmente, la segunda fuente es diferente de la primera luz. Por tanto, se puede considerar que la primera luz y la segunda luz provienen de especies diferentes, tales como de diferentes matrices de LED, o de una matriz de LED y de un material luminiscente, o de diferentes materiales luminiscentes, etc.
El término "primera fuente de luz" también puede referirse a una pluralidad de (diferentes) primeras fuentes de luz, que juntas pueden proporcionar la primera luz. Análogamente, el término "segunda fuente de luz" también puede referirse a una pluralidad de segundas fuentes de luz (diferentes), que juntas pueden proporcionar la segunda luz. El término "distribución espectral" se refiere especialmente a la distribución espectral de la luz en el espectro visible, es decir, en el intervalo de longitud de onda visible.
Los términos "luz violeta" o "emisión violeta" se refieren especialmente a la luz que tiene una longitud de onda en el intervalo de aproximadamente 380-440 nm. Los términos "luz azul" o "emisión azul" se refieren especialmente a la luz que tiene una longitud de onda en el intervalo de aproximadamente 440-495 nm (incluyendo algunos tonos violeta y cian).
Más especialmente, el término luz azul en el presente documento se refiere a luz que tiene una longitud de onda máxima seleccionada en el intervalo entre 440-470 nm, especialmente seleccionada del intervalo de longitud de onda de 440-460 nm. Además, especialmente en el presente documento cuando se aplica una fuente de luz azul, tal como una fuente de luz de estado sólido que emite en azul, especialmente una fuente de luz de estado sólido en donde la matriz emite dicha luz y no está involucrado ningún material luminiscente, al menos el 50 %, tal como especialmente al menos el 60 %, aún más especialmente al menos un 70 %, como aún más especialmente al menos aproximadamente el 75 %, tal como al menos aproximadamente el 80 %, de la potencia total de la fuente de luz en el intervalo visible está en el intervalo de 440-470 nm, especialmente seleccionada del intervalo de longitud de onda de 440-460 nm.
Los términos "luz verde" o "emisión verde" se refieren especialmente a la luz que tiene una longitud de onda en el intervalo de aproximadamente 495-570 nm. Los términos "luz amarilla" o "emisión amarilla" se refieren especialmente a la luz que tiene una longitud de onda en el intervalo de aproximadamente 570-590 nm. Los términos "luz naranja" o "emisión naranja" se refieren especialmente a la luz que tiene una longitud de onda en el intervalo de aproximadamente 590-620 nm. Los términos "luz roja" o "emisión roja" se refieren especialmente a la luz que tiene una longitud de onda en el intervalo de aproximadamente 620-780 nm. La expresión "luz rosada" o "emisión rosada" se refiere a la luz que tiene un componente azul y uno rojo. Las expresiones "visible", "luz visible" o "emisión visible" se refieren a la luz que tiene una longitud de onda en el intervalo de aproximadamente 380-780 nm.
La segunda luz comprende una luz similar al cian. En realizaciones, la segunda luz puede consistir (esencialmente) en luz similar al cian. En tales realizaciones, la distribución espectral de la segunda luz tiene al menos el 50 %, aún más especialmente al menos un 60 %, aún más especialmente al menos un 70 %, tal como al menos el 75 %, como aún más especialmente al menos el 80 % de la potencia total en la región espectral similar al cian, es decir, en el intervalo de longitud de onda de 470-520 nm (en relación con la potencia total en el intervalo visible de 380-780 nm), aún más especialmente al menos un 90 %, tal como al menos 95%.
En el presente documento, la luz que tiene una longitud de onda seleccionada del intervalo de longitud de onda de 470-520 nm se indica como luz similar al cian. Además, la luz que tiene una longitud de onda seleccionada del intervalo entre 490 y 520 nm se indica como luz cian. Especialmente, en realizaciones, la luz que tiene una distribución espectral con una longitud de onda centroide en el intervalo de 495-510 nm se indica aquí como luz cian.
En realizaciones, la distribución espectral de la segunda luz tiene al menos el 50 %, aún más especialmente al menos un 60 %, aún más especialmente al menos un 70 %, como aún más especialmente al menos el 80 %, en relación con la potencia total en el intervalo visible (de la segunda luz), en la región espectral cian, es decir, en el intervalo de longitud de onda de 490-520 nm.
Además, la luz del dispositivo - en el primer modo de control - comprende la primera luz y la segunda luz. En aún otras realizaciones específicas, la luz del dispositivo (en el primer modo de control) consiste esencialmente en la primera luz y la segunda luz. En tales realizaciones, la distribución espectral de la luz del dispositivo consiste al menos en un 90 % en la primera luz y la segunda luz, aún más especialmente al menos el 95 % de la potencia total en la región espectral visible (es decir, el intervalo de longitud de onda visible).
Además, en realizaciones específicas, la luz del dispositivo - en el primer modo de control - comprende la primera luz y la segunda luz y luz adicional opcional (de una o más fuentes de luz adicionales). En aún otras realizaciones específicas, la luz del dispositivo (en el primer modo de control) consiste esencialmente en la primera luz, la segunda luz y la luz adicional. En tales realizaciones, la distribución espectral de la luz del dispositivo consiste en la primera luz, la segunda luz y la luz adicional, al menos el 90 %, aún más especialmente al menos el 95 % de la potencia total en la región espectral visible (es decir, el intervalo de longitud de onda visible).
Además, en realizaciones específicas, en el primer modo de control al menos el 5 %, tal como en el intervalo del 5 35 % de la potencia total dentro del intervalo de longitud de onda visible de la luz del dispositivo es luz similar al cian, especialmente al menos el 15 %, tal como en el intervalo del 15-30 %, como en el intervalo del 20-30 %, o incluso por encima del 22 %. En realizaciones, una parte sustancial de la misma puede estar comprendida por la segunda luz.
Como se ha indicado anteriormente, en realizaciones en el primer modo de control, la primera luzesluz blanca y también la luz del dispositivoesluz blanca. Especialmente, la primera luz y la luz del dispositivo tienen (por tanto) distribuciones espectrales diferentes. La primera luz es luz blanca, mientras que la luz del dispositivo comprende la primera luz (blanca) enriquecida con la segunda luz, comprendiendo (al menos) esta última luz similar al cian. Por ende, en el primer modo de control, el dispositivo proporciona especialmente luz blanca enriquecida con cian.
El dispositivo de generación de luz incluye una primera fuente de luz y una segunda fuente de luz. En realizaciones, esto no excluye la disponibilidad de una o más fuentes de luz adicionales. Dichas una o más fuentes de luz adicionales y el (uno o más tipos de) luz (diferente) generada por las mismas, respectivamente, se indican en el presente documento además como "fuentes de luz adicionales". Por ende, la luz del dispositivo generada por el dispositivo de generación de luz comprende - en el primer modo - la luz de la primera fuente de luz, la luz de la segunda fuente de luz, y cuando hay más fuentes de luz disponibles y una o más de estas generan también más luz durante el primer modo, luego también la luz adicional de la una o más fuentes de luz adicionales opcionales.
La expresión "fuentes de luz adicionales" puede referirse a una o más (opcionalmente) fuentes de luz adicionales.
Cuando hay dos o más fuentes de luz adicionales disponibles, en realizaciones, dos o más de estas pueden tener diferentes distribuciones espectrales. El término "fuente de luz adicional" puede (también) referirse a una pluralidad de (diferentes) fuentes de luz adicionales, que en conjunto pueden proporcionar luz adicional.
Como también se indicó anteriormente, parece deseable que el punto de color de la luz blanca del dispositivo esté por debajo del BBL. Por ende, en realizaciones específicas, la primera fuente, la segunda fuente, otras fuentes opcionales de luz adicional y el primer modo de control, se eligen para obtener un punto de color de la luz del dispositivo al menos 3 SDCM por debajo del lugar geométrico del cuerpo negro, tal como en el intervalo de 3-5 SDCM, o incluso 3-10 SDCM por debajo del lugar geométrico del cuerpo negro, tal como al menos 5 SDCM.
En realizaciones específicas, lo que puede proporcionar un CRI aún mayor, el punto de color de la luz del dispositivo está (elegido) al menos 5 SDCM por debajo del lugar geométrico del cuerpo negro (en el primer modo de control). Por ende, en realizaciones específicas adicionales la primera fuente, la segunda fuente, otras fuentes opcionales de luz adicional y el primer modo de control, se eligen para obtener un punto de color de la luz del dispositivo en el intervalo de 5-10 SDCM por debajo del lugar geométrico del cuerpo negro.
Con la presente invención, parece que la luz del dispositivo se puede generar con un MEF alto o un MDEF alto, más alto que esencialmente cualquier fuente de luz comercial conocida, especialmente cuando se elige que la CCT sea al menos 2000 K, tal como al menos 2500 K, como al menos 2700 K, como incluso aproximadamente 3000 K, como al menos 3500 K, o incluso al menos aproximadamente 4000 K. Incluso es posible crear en algunos casos valores MEF o MDEF por encima de los valores respectivos D65, especialmente cuando la CCT es igual o superior a aproximadamente 4500 K, tal como igual o superior a aproximadamente 5000 K. Sin embargo, el CRI puede ser relativamente alto y la apariencia verdosa puede estar esencialmente ausente. Por lo tanto, con la presente invención se puede proporcionar una iluminación única de una manera relativamente sencilla.
El dispositivo de generación de luz está configurado para proporcionar en el primer modo de control la luz del dispositivo que tiene un valor MDEF de > 5,43-9,31 *v', en donde v' se refiere a las coordenadas de color en el espacio de color CIELUV (1976), y en donde MDEF se define como:
en donde SPD(A) es la distribución de potencia espectral de la luz emitida por un dispositivo de generación de luz, m(A) es la función de sensibilidad melanópica, la V(A) es la sensibilidad fotópica.
Por ende, en un aspecto la invención proporciona un dispositivo de generación de luz configurado para generar en un primer modo de control luz del dispositivo, en donde el dispositivo de generación de luz comprende (i) una primera fuente de primera luz, y (ii) una segunda fuente de segunda luz, diferente de la primera luz, en donde la luz del dispositivo comprende la primera luz y la segunda luz, y en donde en el primer modo de control la luz del dispositivo es luz blanca, y en donde el dispositivo de generación de luz está configurado para proporcionar en el primer modo de control la luz del dispositivo que tiene un valor MDEF de > 5,43-9,31 *v', en donde v' se refiere a las coordenadas de color en el espacio de color CIELUV (1976), y en donde MDEF se define como:
en donde SPD(A) es la distribución de potencia espectral de la luz emitida por un dispositivo de generación de luz, m(A) es la función de sensibilidad melanópica, la V(A) es la sensibilidad fotópica.
En el presente documento, u' y v' se refieren especialmente a las coordenadas de color en el espacio de color CIELUV (1976). En realizaciones, v' puede seleccionarse del intervalo entre 0,44 y 0,57, tal como seleccionada del intervalo entre 0,45-0,56, como especialmente seleccionada del intervalo entre 0,46-0,55. En realizaciones, v' puede ser al menos 0,49, tal como al menos 0,50, como al menos 0,51. En realizaciones, u' puede seleccionarse en el intervalo entre 0,18 y 0,30. Como puede derivarse a partir de lo anterior, u' y v' se seleccionan especialmente para proporcionar luz blanca dentro de 15 SDCM desde el BBL.
La invención proporciona (en realizaciones) un dispositivo de generación de luz (100) que comprende una primera fuente de luz y una segunda fuente de luz, en donde la primera fuente de luz (110) está configurada para generar luz azul de primera fuente de luz (111), en donde la segunda fuente de luz (120) está configurada para generar luz similar al cian de segunda fuente de luz (121) que tiene una o más longitudes de onda seleccionadas del intervalo entre 470 520 nm, en donde el dispositivo de generación de luz (100) comprende además el primer material luminiscente (310), configurado para convertir parte de una o más de la luz de primera fuente de luz (111) y luz de segunda fuente de luz (121) en una luz de primer material luminiscente (311), y opcionalmente un segundo material luminiscente (320), configurado para convertir parte de una o más de la luz de primera fuente de luz (111) y luz de segunda fuente de luz (121) en una luz de segundo material luminiscente (321), en donde la primera fuente de luz (110) y la segunda fuente de luz (120) están configuradas aguas arriba del primer material luminiscente (310) y el segundo material luminiscente (320) opcional, en donde en el primer modo de control la luz del dispositivo (101) es luz blanca que comprende la luz de primera fuente de luz (111), la luz de segunda fuente de luz (121), la luz de primer material luminiscente (311) y la luz de segundo material luminiscente (321) opcional, y en donde el dispositivo de generación de luz está configurado para proporcionar en el primer modo de control la luz del dispositivo que tiene un valor MDEF de > 5,43-9,31 *v'.
Como se ha indicado anteriormente, en realizaciones específicas, la segunda luz (en el primer modo de control) comprende luz similar a cian que tiene una longitud de onda seleccionada del intervalo entre 470-520 nm. Además, como se ha indicado anteriormente, en el primer modo de control, la primera luz es luz blanca o luz blanca sin cian.
Por ende, todavía en un aspecto adicional, la invención proporciona un dispositivo de generación de luz configurado para generar en un primer modo de control luz del dispositivo, en donde el dispositivo de generación de luz comprende (i) una primera fuente de primera luz, y (ii) una segunda fuente de segunda luz, diferente de la primera luz, en donde la segunda luz comprende luz similar a cian que tiene una longitud de onda seleccionada en el intervalo entre 470-520 nm, en donde la luz del dispositivo comprende la primera luz y la segunda luz, y en donde en el primer modo de control la primera luz es luz blanca, o luz blanca sin cian, y la luz del dispositivo es luz blanca, y en donde el dispositivo de generación de luz está configurado para proporcionar en el primer modo de control la luz del dispositivo que tiene un valor MDEF de > 5,43-9,31*v', en donde el MDEF se define como:
en donde SPD(A) es la distribución de potencia espectral de la luz emitida por un dispositivo de generación de luz, m(A) es la función de sensibilidad melanópica, la V(A) es la sensibilidad fotópica.
Por ende, especialmente la primera fuente, la segunda fuente, otras fuentes opcionales de luz adicional y el primer modo de control, se eligen para obtener un valor MDEF de la luz del dispositivo de > 5,43-9,31 *v', tal como > 5,45 9,31 *v', o incluso 5,46-9,31 *v'.
En realizaciones específicas, el dispositivo de generación de luz comprende (i) una primera fuente de luz configurada para generar una luz de primera fuente de luz que comprende la primera luz, y (ii) un primer material luminiscente configurado para convertir parte de la luz de primera fuente de luz en la luz de primer material luminiscente, en donde la segunda luz comprende al menos parte de la luz de primer material luminiscente. La luz de primera fuente de luz puede comprender la primera luz y además de esta luz, la luz puede ser relativamente rica en, p. ej., luz azul. El primer material luminiscente puede convertir parte de la luz azul en luz de primer material luminiscente, por lo que la luz del dispositivo puede comprender o puede consistir esencialmente en la primera luz y la segunda luz. En realizaciones específicas adicionales, la luz del dispositivo puede comprender o puede consistir esencialmente en la primera luz y la luz del material luminiscente. Como se indica en el presente documento, la primera luz puede ser esencialmente luz blanca y la segunda luz puede comprender sustancialmente luz similar al cian.
Por ejemplo, en realizaciones, el dispositivo de generación de luz puede comprender una fuente de luz de estado sólido que emite luz blanca (enriquecida en azul) en combinación con un material luminiscente, que en realizaciones puede estar contenido en una resina (junto con, p. ej., uno o más de otros materiales luminiscentes), o que puede aplicarse como revestimiento sobre un soporte, tal como la resina, etc.
Cuando se aplica un material luminiscente en el presente documento, el material luminiscente está configurado especialmente aguas abajo de una fuente de luz, tal como en la realización anterior la fuente de luz de estado sólido que emite luz blanca. Por tanto, la fuente de luz puede estar configurada en realizaciones aguas arriba del material luminiscente, estando configurado el material luminiscente para convertir al menos parte de la luz de fuente de luz. Los términos "aguas arriba" y "aguas abajo" se refieren a una disposición de artículos o atributos con respecto a la propagación de la luz desde un medio de generación de luz (especialmente aquí la fuente de luz), en donde, con respecto a una primera posición dentro de un haz de luz desde el medio de generación de luz, una segunda posición en el haz de luz más cercana al medio de generación de luz está "aguas arriba" y una tercera posición dentro del haz de luz más alejada del medio de generación de luz está "aguas abajo".
Por ende, en realizaciones específicas, el dispositivo de generación de luz comprende una primera fuente de luz configurada para generar una luz de primera fuente de luz, un primer material luminiscente configurado para convertir parte de la luz de primera fuente de luz en la luz de primer material luminiscente, en donde la segunda luz comprende al menos parte de la luz de primer material luminiscente, un segundo material luminiscente configurado para convertir parte de la luz de primera fuente de luz en luz de segundo material luminiscente, y opcionalmente uno o más materiales luminiscentes adicionales configurados para convertir parte de la luz de primera fuente de luz en luz de material luminiscente adicional, y en donde la luz del dispositivo comprende la luz de primera fuente de luz, la luz de primer material luminiscente, la luz de segundo material luminiscente y la luz de material luminiscente adicional opcional.
Por ejemplo, la segunda luz puede comprender una luz de primer material luminiscente que tiene una intensidad (sustancial) en la parte similar al cian del espectro visible, especialmente al menos en parte en la parte espectral cian del espectro visible. Por ende, en realizaciones, la segunda fuente de luz proporciona, en el primer modo de control, una luz de primer material luminiscente que tiene una intensidad (sustancial) en la parte similar al cian del espectro visible.
Además, especialmente la luz de primer material luminiscente puede tener una distribución espectral de al menos el 40 %, aún más especialmente al menos un 50 %, tal como al menos el 60 % de la potencia total en la región espectral similar al cian, especialmente en la región cian, en relación con la potencia total en el intervalo de longitud de onda visible.
Por ende, del primer material luminiscente se puede ver una segunda fuente de luz. Por ende, en realizaciones la segunda luz comprende al menos parte de la luz de primer material luminiscente.
Especialmente, en (tales) realizaciones la luz de primera fuente de luz puede comprender luz azul.
El segundo material luminiscente puede configurarse especialmente para convertir (también) parte de la luz de primera fuente de luz en luz verde y/o amarilla que comprende luz de segundo material luminiscente. Cuando la luz de segundo material luminiscente es esencialmente verde, entonces puede ser útil otra fuente de luz, tal como en realizaciones un material luminiscente adicional. Cuando la luz de segundo material luminiscente es esencialmente amarilla, entonces aún puede ser deseable agregar algo de luz de material luminiscente roja. Por ende, se pueden aplicar uno o más materiales luminiscentes adicionales.
Por ende, en realizaciones, en el primer modo de control, la primera fuente de luz (o de hecho las primeras fuentes de luz) puede proporcionar luz blanca (o luz blanca sin cian), basado en la luz azul de fuente de luz, la luz de segundo material luminiscente y la luz de material luminiscente adicional opcional.
Por lo tanto, en realizaciones, la luz del dispositivo comprende, en el primer modo de control, la luz (azul) de primera fuente de luz, la luz de primer material luminiscente, la luz de segundo material luminiscente y la luz de material luminiscente adicional opcional.
Especialmente, el dispositivo de generación de luz comprende en realizaciones adicionales específicas un elemento luminiscente que comprende el primer material luminiscente, el segundo material luminiscente, y el uno o más materiales luminiscentes adicionales opcionales. El término "elemento luminiscente" puede referirse en realizaciones a una resina (adicional) que comprende, p. ej., uno o más (diferentes) materiales luminiscentes. El término "elemento luminiscente" puede referirse en realizaciones a un revestimiento (adicional) que comprende, p. ej., uno o más (diferentes) materiales luminiscentes sobre un soporte, tal como la resina, etc. El término "elemento luminiscente" puede referirse en realizaciones a multicapas, en donde una o más de las capas de las multicapas comprenden uno o más (diferentes) materiales luminiscentes. El término "elemento luminiscente" puede referirse en realizaciones a un cuerpo luminiscente, tal como un cuerpo autoportante, como p. ej., un cuerpo cerámico, tal como una losa de cerámica.
Especialmente, el elemento luminiscente puede configurarse aguas abajo de la primera fuente de luz que está configurada para generar (en las realizaciones mencionadas anteriormente) la luz de primera fuente de luz que comprende luz azul.
En realizaciones, p. ej., se puede aplicar una primera fuente de luz que emite UV (en lugar de o además de una primera fuente de luz que emite azul). Por lo tanto, en realizaciones, el dispositivo de generación de luz comprende una primera fuente de luz configurada para generar una luz de primera fuente de luz, un primer material luminiscente configurado para convertir parte de la luz de primera fuente de luz en luz de primer material luminiscente, un segundo material luminiscente configurado para convertir parte de la luz de primera fuente de luz en luz de segundo material luminiscente, y uno o más materiales luminiscentes adicionales configurados para generar luz de material luminiscente adicional, en donde la segunda luz comprende al menos parte de la luz de primer material luminiscente, en donde la luz del dispositivo comprende la luz de primer material luminiscente, la luz de segundo material luminiscente y la luz de material luminiscente adicional.
Por ende, especialmente en (tales) realizaciones la luz de primera fuente de luz puede comprender luz UV. Más especialmente, la distribución espectral en el espectro ultravioleta y visible de la luz de primera fuente de luz puede consistir en al menos el 90 % de la potencia total, aún más especialmente al menos el 95 % de la luz en la región UV, que se encuentra esencialmente en la región de longitud de onda de 100-380 nm, tal como 250-380 nm.
Además, especialmente la luz de primer material luminiscente puede tener una distribución espectral de al menos el 40 %, aún más especialmente al menos un 50 %, tal como al menos el 60 % de la potencia total en la región espectral similar al cian. Por ende, del primer material luminiscente se puede ver una segunda fuente de luz. Por lo tanto, en realizaciones la segunda luz comprende al menos parte de la luz de primer material luminiscente.
El segundo material luminiscente puede configurarse especialmente para convertir parte de la luz de primera fuente de luz en luz azul que comprende una luz de segundo material luminiscente (es decir, una luz de segundo material luminiscente que comprende, o puede consistir esencialmente en, luz azul).
El uno o más materiales luminiscentes adicionales configurados para generar luz de material luminiscente adicional. La luz de material luminiscente adicional puede comprender luz amarilla, o luz verde y roja, o luz amarilla y roja. Similar a lo anterior, cuando la luz de material luminiscente adicional comprende luz verde, también comprenderá luz roja. Cuando la luz de material luminiscente adicional es esencialmente amarilla, entonces aún puede ser conveniente añadir algo de luz roja (p. ej., de otro material luminiscente adicional).
Por ende, en realizaciones, en el primer modo de control, la primera fuente de luz (o de hecho las primeras fuentes de luz) puede proporcionar luz blanca (o luz blanca sin cian), basado en la luz azul de segundo material luminiscente, la luz de material luminiscente adicional (que comprende luz amarilla, o luz verde y roja, o luz amarilla y roja), y la segunda fuente de luz proporciona la segunda luz que comprende al menos parte de la luz de primer material luminiscente.
Por lo tanto, la luz del dispositivo comprende la luz de primer material luminiscente, la luz de segundo material luminiscente y la luz de material luminiscente adicional.
También en las realizaciones anteriores, el dispositivo de generación de luz puede comprender en realizaciones adicionales específicas un elemento luminiscente que comprende el primer material luminiscente, el segundo material luminiscente, y el uno o más materiales luminiscentes adicionales.
Especialmente, cuando se aplica una única fuente de luz que comprende un material luminiscente, en donde el material luminiscente está configurado para generar la luz similar al cian, entonces la distribución espectral de la luz del dispositivo puede ser una combinación de luz blanca sin cian y luz similar al cian. En otras palabras, si se resta la contribución de la luz similar al cian del material luminiscente de la luz del dispositivo, es posible que quede luz blanca sin cian. Esto también puede aplicarse cuando el material luminiscente está alejado de una fuente de luz de estado sólido, pero la fuente de luz de estado sólido junto con el material luminiscente proporciona la luz del dispositivo.
Por ende, en realizaciones, la luz del dispositivo puede comprender, o consistir esencialmente en, la primera luz que es esencialmente luz blanca combinada con luz similar al cian. En otras realizaciones, la luz del dispositivo puede comprender, o consistir esencialmente en, la primera luz que es esencialmente luz blanca sin cian combinada con luz similar al cian. Por ende, en realizaciones específicas, la primera luz comprende luz blanca y la segunda luz comprende luz similar a cian, tal como la luz cian. En otras realizaciones específicas, la primera luz comprende luz blanca sin cian y la segunda luz comprende luz similar al cian, tal como la luz cian. En realizaciones, una o más fuentes de luz, tal como la primera fuente de luz, la segunda fuente de luz y opcionalmente otras fuentes de luz, se pueden configurar para la luz del dispositivo.
En otras realizaciones adicionales, la fuente de luz similar al cian y la fuente de luz blanca pueden ser fuentes diferentes en el sentido de, p. ej., especialmente fuentes de luz de estado sólido separadas accionadas y controlables de forma independiente, etc. Por ende, cuando p. ej., se usa un material luminiscente que pueda usarse como fuente de segunda luz, dicho material luminiscente puede excitarse con luz generada por o en la misma fuente de luz que genera luz blanca, o puede excitarse con una fuente de luz separada. En las primeras variantes, el control de las contribuciones relativas de la primera luz y la segunda luz puede esencialmente no ser posible; en la(s) última(s) variante(s) puede ser posible el control de las contribuciones relativas de la primera luz y la segunda luz (aunque en el presente documento también se incluyen realizaciones fijas).
En realizaciones, el dispositivo de generación de luz puede comprender (i) una primera fuente de luz configurada para generar una luz de primera fuente de luz que comprende la primera luz, (ii) una segunda fuente de luz configurada para generar una luz de segunda fuente de luz, y (iii) un primer material luminiscente configurado para convertir al menos parte de la luz de segunda fuente de luz en una luz de primer material luminiscente, en donde la segunda luz comprende al menos parte de la luz de primer material luminiscente y opcionalmente luz de segunda fuente de luz (no convertida).
En realizaciones, dicha primera fuente de luz puede ser una fuente de luz que solo puede encenderse o apagarse, es decir, no sintonizable. En una realización alternativa, dicha primera fuente de luz puede ser controlable. El término "primera fuente de luz" también puede referirse a una pluralidad de (diferentes) fuentes de luz, que en conjunto pueden proporcionar la luz de primera fuente de luz (en el primer modo de control). Especialmente, la primera fuente de luz comprende una o más fuentes de luz de estado sólido.
Alternativa o adicionalmente, en realizaciones, dicha segunda fuente de luz puede ser una fuente de luz que solo se puede encender o apagar, es decir, no sintonizable. En una realización alternativa, dicha segunda fuente de luz puede ser controlable. El término "segunda fuente de luz" también puede referirse a una pluralidad de (diferentes) fuentes de luz, que en conjunto pueden proporcionar la luz de segunda fuente de luz (en el primer modo de control). Especialmente, la segunda fuente de luz comprende una o más fuentes de luz de estado sólido.
La disponibilidad de una primera fuente de luz y una segunda fuente de luz no excluye la disponibilidad de otras fuentes de luz, diferente de la primera fuente de luz y la segunda fuente de luz (donde "diferente" se refiere especialmente a una distribución de potencia espectral de la luz de fuente de luz de dicha otra fuente de luz en comparación con las distribuciones de potencia espectral de la luz de primera fuente de luz y la luz de segunda fuente de luz).
En realizaciones específicas, la primera fuente de luz puede comprender una primera fuente de luz de estado sólido, la segunda fuente de luz puede comprender una segunda fuente de luz de estado sólido, en donde la primera fuente de luz de estado sólido y la segunda fuente de luz de estado sólido están configuradas en serie en una cadena de LED. Por ende, en realizaciones, la primera fuente de luz y la segunda fuente de luz pueden configurarse en serie en una cadena de LED. Sin embargo, también se pueden configurar en diferentes cadenas. Además, una pluralidad de cadenas diferentes pueden ser controladas por un sistema de control, en realizaciones para controlar la distribución de potencia espectral de la luz del dispositivo de iluminación.
Por lo tanto, en realizaciones específicas una o más de la primera fuente de luz y la segunda fuente de luz son controlables, especialmente ambas (véase más abajo). En otras palabras, la luz de primera fuente de luz y/o la luz de segunda fuente de luz pueden ser controlables.
Especialmente, en realizaciones la luz de primera fuente de luz comprende la primera luz. En realizaciones específicas adicionales, la luz de primera fuente de luz consiste esencialmente en la primera luz. Por ende, especialmente la luz de primera fuente de luz es luz blanca (aunque puede ser luz blanca sin cian). Por ende, la primera fuente de luz puede comprender al menos parte de la luz de primera fuente de luz. Especialmente, sin embargo, en estas realizaciones, la primera fuente de luz es esencialmente la fuente de la primera luz.
Especialmente, en realizaciones, la segunda fuente de luz comprende al menos la luz de primer material luminiscente, que puede comprender luz similar al cian. Especialmente, la luz de primer material luminiscente puede tener una distribución espectral de al menos el 40 %, aún más especialmente al menos un 50 %, tal como al menos el 60 % de la potencia total en la región espectral similar al cian. Opcionalmente, especialmente cuando se aplica una fuente de luz azul, la segunda fuente de luz puede comprender la luz de primer material luminiscente y opcionalmente la luz de la fuente de luz restante. En realizaciones específicas, la segunda fuente de luz proporciona una segunda luz que tiene una distribución espectral de al menos el 40 %, aún más especialmente al menos un 50 %, tal como al menos el 60 % de la potencia total en la región espectral similar al cian, aún más especialmente al menos un 70 %, tal como al menos 80%. Por ende, en realizaciones, la segunda luz tiene una distribución espectral en el intervalo de longitud de onda visible en donde al menos el 40 % o incluso al menos el 80 % de la potencia total está en el intervalo de longitud de onda de 470 a 520 nm.
En realizaciones específicas, en donde se obtienen resultados especialmente buenos cuando se usa un primer material luminiscente que está configurado para convertir la luz de una fuente de luz en una luz de primer material luminiscente que comprende luz similar al cian, la segunda luz tiene un punto de color (u';v') definido por el área CIE u'v' (0,03;0,22), (0,12;0,22), (0,03;0,55) y (0,12;0,55) en el espacio de color CIE u'v'. En realizaciones aún más específicas, la segunda luz tiene un punto de color (u';v') definido por el área CIE u'v' (0,03;0,29), (0,11;0,29), (0,03;0,43) y (0,11;0,43) en el espacio de color CIE u'v'. Sin embargo, se pueden obtener resultados aún mejores en términos de CRI cuando la segunda luz tiene un punto de color (u';v') definido por el área CIE u'v' (0,04;0,32), (0,105;0,32), (0,04;0,395) y (0,105;0,395) en el espacio de color CIE u'v'.
Un ejemplo de un material luminiscente adecuado para proporcionar luz de material luminiscente (que comprende) cian es, por ejemplo, ML<2>O<2>N<2>:Eu2+. Por ende, en realizaciones el primer material luminiscente comprende ML<2>O<2>N<2>:Eu2+, en donde M se selecciona del grupo que consiste en Ca, Sr y Ba, y en donde L se selecciona del grupo que consiste en Si y Ge. Especialmente, en las realizaciones L al menos comprende Si. Más especialmente, L consiste esencialmente en Si, tal como al menos el 95 % de todo L comprende Si. El elemento M puede comprender uno o más de Ca, Sr y Ba, tal como Sr y Ba, como p. ej., (Sr,Ba)L<2>O<2>N<2>:Eu2+. Especialmente, L al menos comprende Ba. Más especialmente, L consiste esencialmente en Ba, tal como al menos el 95 % de todo L comprende Ba, tal como BaSi<2>O<2>N<2>:Eu2+. Hasta aproximadamente el 5 %, tal como hasta aproximadamente el 2 %, como hasta aproximadamente el 1 % de M puede consistir en europio divalente, tal como en el intervalo del 0,5-2 %.
Alternativa o adicionalmente, puede elegirse M4Z15O25:Eu2+, en donde M puede comprender uno o más de Ca, Sr y Ba, tal como Sr y Ba, especialmente al menos uno o más de Sr y Ba, incluso más especialmente al menos Sr, y en donde Z se elige del grupo que consiste en Al y Ga, especialmente al menos Ga.
Especialmente, en las realizaciones Z al menos comprende Al. Más especialmente, Z se consiste esencialmente en Al, tal como al menos el 95 % de todo Z comprende Al. El elemento M puede comprender uno o más de Ca, Sr y Ba, tal como Sr y Ba, como p. ej., (Sr,Ba)4Zi15O25:Eu2+. Especialmente, L al menos comprende Sr. Más especialmente, L consiste esencialmente en Sr, tal como al menos el 95 % de todo L comprende Sr, tal como Sr4Al14O25:Eu. Hasta aproximadamente el 5 %, tal como hasta aproximadamente el 2 %, como hasta aproximadamente el 1 % de M puede consistir en europio divalente, tal como en el intervalo del 0,5-2 %.
Alternativa o adicionalmente, se puede aplicar (BagLu(2-x)CexSi6O24 con 0,01≤x≤0,05). Opcionalmente, Ba puede reemplazarse al menos parcialmente por uno o más de Sr y Ca, especialmente Sr. Opcionalmente, Lu puede reemplazarse al menos parcialmente por uno o más de Y, La y Gd, especialmente La y/o Gd.
Para material luminiscente que emite verde, amarillo, naranja y/o rojo, p. ej., se puede aplicar material luminiscente inorgánico con activadores o especies activas. Las especies activas relevantes pueden ser, p. ej., Eu2+ o Ce3+. Otras especies activas pueden ser puntos cuánticos. Aún otras especies activas pueden ser tintes luminiscentes orgánicos.
En realizaciones, los materiales luminiscentes pueden seleccionarse entre granates y nitruros, especialmente dopados con cerio trivalente o europio divalente, respectivamente. Las realizaciones de los granates incluyen especialmente granates A<3>B<5>O<12>, en donde A comprende al menos itrio y/o lutecio y en donde B comprende al menos aluminio. Tales granates pueden estar dopados con cerio (Ce), con praseodimio (Pr) o una combinación de cerio y praseodimio; especialmente sin embargo con Ce. Especialmente, B comprende aluminio (Al), sin embargo, B también puede comprender parcialmente galio (Ga) y/o escandio (Sc) y/o indio (In), especialmente hasta aproximadamente el 20 % de Al, más especialmente hasta aproximadamente el 10 % de Al (es decir, los iones B consisten esencialmente en 90 o más % en moles de Al y 10 o menos % en moles de uno o más de Ga, Sc e In); B puede comprender especialmente hasta aproximadamente un 10 % de galio. En otra variante, B y O pueden ser reemplazados al menos parcialmente por Si y N. El elemento A puede seleccionarse especialmente del grupo que consiste en itrio (Y), gadolinio (Gd), terbio (Tb) y lutecio (Lu). Además, en especial, Gd y/o Tb solo están presentes hasta una cantidad de aproximadamente el 20 % de A. En una realización específica, el material luminiscente granate comprende (Y1-xLux)3B5O12:Ce, en donde x es igual o mayor que 0 e igual o menor que 1.
El término ":Ce", indica que parte de los iones metálicos (es decir, en los granates: parte de los iones "A") del material luminiscente se reemplaza por Ce. Por ejemplo, en el caso de (Y1.xLux)3AbO12:Ce, parte de Y y/o Lu se reemplaza por Ce. Esto es conocido por el experto en la materia. Ce reemplazará a A en general en no más del 10 %; por lo general, la concentración de Ce estará en el intervalo del 0,1 al 4 %, especialmente del 0,1 al 2 % (en relación con A). Suponiendo 1 % Ce y 10 % Y, la fórmula correcta completa podría ser (Y0,1Lu0,89Ce0,01)3AbO12.
El Ce en los granates está sustancialmente o solo en el estado trivalente, como es conocido por el experto en la materia.
Los concentradores luminiscentes azules pueden basarse en YSO (Y2SiO5:Ce3+), o compuestos similares, o BAM (BaMgAl1OO17:Eu2+), o compuestos similares, especialmente configurados como monocristal(es).
En realizaciones, un material luminiscente rojo puede comprender uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste en (Ba,Sr,Ca)S:Eu, (Ba,Sr,Ca)AlSiN3:Eu y (Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu. En estos compuestos, el europio (Eu) es sustancialmente o solo divalente, y reemplaza uno o más de los cationes divalentes indicados. Por lo general, Eu no estará presente en cantidades superiores al 10 % del catión; su presencia estará especialmente en el intervalo de aproximadamente 0,5 a 10 %, más especialmente en el intervalo de aproximadamente 0,5 a 5 % con respecto al(los) catión(es) que reemplaza. El término ":Eu", indica que parte de los iones metálicos se reemplaza por Eu (en estos ejemplos por Eu2+). Por ejemplo, suponiendo un 2 % de Eu en CaAlSiN3:Eu, la fórmula correcta podría ser (Ca0.98Eu0.02)AlSiN3. El europio divalente sustituirá en general a los cationes divalentes, tales como los cationes alcalinotérreos divalentes anteriores, especialmente Ca, Sr o Ba.
El material (Ba,Sr,Ca)S:Eu también puede indicarse como MS:Eu, en donde M es uno o más elementos seleccionados del grupo que consiste en bario (Ba), estroncio (Sr) y calcio (Ca); especialmente, M comprende en este compuesto calcio o estroncio, o calcio y estroncio, más especialmente calcio. Aquí, se introduce Eu y reemplaza al menos parte de M (es decir, uno o más de Ba, Sr y Ca).
Además, el material (Ba,Sr,Ca)<2>SisN<8>:Eu también se puede indicar como M<2>SbN<8>:Eu, en donde M es uno o más elementos seleccionados del grupo que consiste en bario (Ba), estroncio (Sr) y calcio (Ca); especialmente, M comprende en este compuesto Sr y/o Ba. En una realización específica adicional, M está formado por Sr y/o Ba (sin tener en cuenta la presencia de Eu), especialmente 50-100 %, más especialmente del 50 al 90 % de Ba y del 50 al 0 %, especialmente 50 a 10 % de Sr, tal como Ba1,5Sr0,5Si5N8:Eu (es decir, 75 % Ba; 25 % Sr.). Aquí, se introduce Eu y reemplaza al menos parte de M, es decir, uno o más de Ba, Sr y Ca).
Análogamente, el material (Ba,Sr,Ca)AlSiN3:Eu también se puede indicar como MAlSiN3:UE, en donde M es uno o más elementos seleccionados del grupo que consiste en bario (Ba), estroncio (Sr) y calcio (Ca); especialmente, M comprende en este compuesto calcio o estroncio, o calcio y estroncio, más especialmente calcio. Aquí, se introduce Eu y reemplaza al menos parte de M (es decir, uno o más de Ba, Sr y Ca).
Eu en los materiales luminiscentes indicados anteriormente está sustancialmente o solo en el estado divalente, como es conocido por el experto en la materia.
El material luminiscente de tipo granate puede aplicarse especialmente como primer material luminiscente.
El término "material luminiscente" en el presente documento se refiere especialmente a materiales luminiscentes inorgánicos, que a veces también se indican como fósforos. Estos términos son conocidos por el experto en la materia.
El término "material luminiscente" se refiere especialmente a un material que puede convertir la primera radiación, especialmente una o más de radiación UV y radiación azul, en segunda radiación. Por lo general, la primera radiación y la segunda radiación tienen diferentes distribuciones de potencia espectral. Por ende, en lugar del término "material luminiscente", también podrán aplicarse los términos "convertidor luminiscente" o "convertidor". Por lo general, la segunda radiación tiene una distribución de potencia espectral en longitudes de onda mayores que la primera radiación, como es el caso de la llamada conversión descendente. En realizaciones específicas, sin embargo, la segunda radiación tiene una distribución de potencia espectral con intensidad en longitudes de onda más pequeñas que la primera radiación, como es el caso de la llamada conversión ascendente. En realizaciones, el "material luminiscente" puede referirse especialmente a un material que puede convertir radiación en, p. ej., luz visible y/o infrarroja. Por ejemplo, en realizaciones, el material luminiscente puede ser capaz de convertir una o más de radiación UV y radiación azul en luz visible. En realizaciones específicas, el material luminiscente también puede convertir la radiación en radiación infrarroja (IR). Por ende, tras la excitación con radiación, el material luminiscente emite radiación. Por lo general, el material luminiscente será un convertidor reductor, es decir, la radiación de una longitud de onda más pequeña se convierte en radiación con una longitud de onda más grande (Aex<Aem), aunque en realizaciones específicas el material luminiscente puede comprender material luminiscente de convertidor reductor, es decir, la radiación de una longitud de onda mayor se convierte en radiación con una longitud de onda más pequeña (Aex<Aem). En realizaciones, el término "luminiscencia" puede referirse a fosforescencia. En realizaciones, el término "luminiscencia" también puede referirse a fluorescencia. En lugar del término "luminiscencia", también podrá aplicarse el término "emisión". Por ende, los términos "primera radiación" y "segunda radiación" pueden referirse a radiación de excitación y (radiación de) emisión, respectivamente. Análogamente, el término "material luminiscente" puede referirse en realizaciones a fosforescencia y/o fluorescencia. El término "material luminiscente" también puede referirse a una pluralidad de materiales luminiscentes diferentes.
Por ende, el material luminiscente puede ejercer luminiscencia tras la excitación con radiación, tales como seleccionadas de una o más longitudes de onda seleccionadas del intervalo entre 200-2000 nm, tal como 300-1500 nm. Por ende, el término "material convertidor" también puede referirse especialmente a un elemento convertidor de luz que absorbe al menos parcialmente una o más longitudes de onda en el UV, visible o infrarrojo, especialmente una o más longitudes de onda seleccionadas del intervalo entre 200-2000 nm, tal como 300-1500 nm, y convierte dicha radiación, al menos en parte, en luminiscencia, especialmente en otra longitud de onda.
Especialmente, un material luminiscente es o comprende una especie activa. Aquí, el término "especie activa" puede referirse a un átomo, ion, grupo molecular, o molécula que efectivamente es capaz de convertir la luz de la fuente de luz en luz de material luminiscente y, por tanto, proporciona la función de convertidor al material luminiscente (o material convertidor).
Cuando se aplica una fuente de luz de estado sólido esencialmente solo para generar luz similar al cian, debido al agrupamiento, puede haber una variación en el punto de color obtenido. Parece que esto tiene un impacto relativamente alto sobre el punto de color resultante y/o sobre la temperatura de color correlacionada resultante.
En el presente documento (véase también arriba), se proporciona una solución mediante el uso de un material luminiscente que emite en el intervalo de longitud de onda similar al cian. Alternativa o adicionalmente, entre otras cosas, en el presente documento también se sugiere usar al menos dos fuentes de luz diferentes para generar la segunda luz.
Por ende, en realizaciones, el dispositivo de generación de luz comprende una primera fuente de luz configurada para generar una luz de primera fuente de luz que comprende la primera luz, una segunda fuente de luz configurada para proporcionar una luz de segunda fuente de luz, y una tercera fuente de luz configurada para generar una luz de tercera fuente de luz espectralmente diferente de la luz de segunda fuente de luz, en donde la luz de segunda fuente de luz tiene un segundo pico máximo (Amáx2), en donde la luz de tercera fuente de luz tiene un tercer pico máximo (Amáx3), especialmente con diferencia de al menos 5 nm. Por ende, especialmente en tales realizaciones, la segunda luz comprende la luz de segunda fuente de luz y la luz de tercera fuente de luz, más especialmente, la segunda luz consiste esencialmente en la luz de segunda fuente de luz y la luz de tercera fuente de luz.
En realizaciones, la segunda fuente de luz comprende una fuente de luz de estado sólido, en donde la tercera fuente de luz comprende una fuente de luz de estado sólido.
Especialmente, en tales realizaciones, la segunda fuente de luz y la tercera fuente de luz pueden ser de grupos diferentes. El grupo puede tener un intervalo de longitud de onda de, p. ej., 5 nm, pero especialmente un máximo de 10 nm.
Cuando se hace referencia a fuentes de luz de estado sólido, la expresión "diferentes distribuciones espectrales" y expresiones similares pueden referirse especialmente a fuentes de luz de estado sólido que son al menos de diferentes grupos. Más especialmente, en realizaciones específicas, la luz de segunda fuente de luz (de estado sólido) y la luz de tercera fuente de luz (de estado sólido) pueden tener diferencias máximas de longitud de onda de al menos 10 nm, tal como al menos 20 nm, como al menos 25 nm. En realizaciones específicas, la luz de segunda fuente de luz (de estado sólido) y la luz de tercera fuente de luz (de estado sólido) pueden tener diferencias de longitud de onda máxima seleccionadas del intervalo entre 5-40 nm, tal como seleccionada en el intervalo entre 10-35 nm, como seleccionada del intervalo de 10-30 nm.
En una definición alternativa (véase también más abajo), en realizaciones, la luz de segunda fuente de luz tiene una segunda longitud de onda centroide, en donde la luz de tercera fuente de luz tiene una tercera longitud de onda centroide que difiere al menos 5 nm de la luz de segunda fuente de luz.
Por ejemplo, en realizaciones específicas, el segundo pico máximo (Amáx2) se selecciona del intervalo entre 470-500 nm, y en donde el tercer pico máximo (Amáx3) se selecciona del intervalo entre 500-520 nm (o incluso del intervalo entre 500-530 nm).
Especialmente, ambas longitudes de onda máximas están en el intervalo de longitud de onda similar al cian, aún más especialmente al menos una está en el intervalo de longitud de onda cian. Análogamente, especialmente ambas longitudes de onda centroides están en el intervalo de longitud de onda similar al cian, aún más especialmente al menos una está en el intervalo de longitud de onda cian.
La segunda fuente de luz y la tercera fuente de luz pueden, en realizaciones, tener una configuración fija (es decir, encendida o apagada). Si la primera fuente de luz también tiene una configuración única (es decir, solo encendida o apagada), entonces el dispositivo de generación de luz no sería controlable y solo habría un modo de control. Sin embargo, dos o más de estas fuentes de luz pueden ser controlables, proporcionando así un dispositivo de generación de luz controlable. Si son controlables la segunda fuente de luz y la tercera fuente de luz, el punto de color de la segunda luz puede ser controlable, y también puede ser controlable la contribución de la segunda luz. Por ende, en realizaciones específicas, la segunda fuente de luz y la tercera fuente de luz son controlables. Alternativamente, o especialmente adicionalmente, la primera fuente de luz también puede ser controlable.
Como puede derivarse a partir de lo anterior, el término "primera fuente de luz" también puede referirse a una pluralidad de (diferentes) fuentes de luz, que en conjunto pueden proporcionar la luz de primera fuente de luz. Análogamente, el término "segunda fuente de luz" también puede referirse a una pluralidad de (diferentes) fuentes de luz, que en conjunto pueden proporcionar la luz de segunda fuente de luz. Análogamente, el término "tercera fuente de luz" también puede referirse a una pluralidad de (diferentes) fuentes de luz, que en conjunto pueden proporcionar la luz de tercera fuente de luz.
En las realizaciones anteriores, la luz de segunda fuente de luz y la luz de tercera fuente de luz pueden ser especialmente fuentes de luz de estado sólido, como LED, sin material(es) luminiscente(s) para convertir parte de la luz de segunda fuente de luz y/o de la luz de tercera fuente de luz.
En realizaciones específicas adicionales, la segunda fuente de luz y/o la tercera fuente de luz indicadas anteriormente, que juntas pueden proporcionar la segunda luz, pueden comprender cada una independientemente una fuente de luz de estado sólido con un material luminiscente que convierte al menos parte de la luz de la fuente de luz de estado sólido en luz de material luminiscente.
Por ende, en realizaciones, la segunda fuente de luz está configurada para proporcionar luz de segunda fuente de luz, en donde la segunda fuente de luz comprende una segunda fuente de luz de estado sólido configurada para proporcionar una luz de segunda fuente de luz de estado sólido y un segundo material luminiscente configurado para convertir al menos parte de la segunda luz de fuente de luz de estado sólido en luz de segundo material luminiscente, en donde la luz de segunda fuente de luz comprende una luz de segundo material luminiscente y opcionalmente una luz de segunda fuente de luz de estado sólido (restante).
Alternativa o adicionalmente, en realizaciones, la tercera fuente de luz está configurada para proporcionar luz de la tercera fuente de luz, en donde la tercera fuente de luz comprende una tercera fuente de luz de estado sólido configurada para proporcionar una luz de tercera fuente de luz de estado sólido y un tercer material luminiscente configurado para convertir al menos parte de la luz de tercera fuente de luz de estado sólido en una luz de tercer material luminiscente, en donde la luz de tercera fuente de luz comprende una luz de tercer material luminiscente y opcionalmente una luz de tercera fuente de luz de estado sólido (restante).
Como puede derivarse a partir de lo anterior, la distribución espectral de la luz de segunda fuente de luz y la luz de tercera fuente de luz (en el primer modo de control) difieren entre sí, tal como con diferentes longitudes de onda centroide espectral. La longitud de onda centroide es la longitud de onda que divide la integral de un espectro en dos partes iguales. Para un espectro simétrico, el pico máximo y la longitud de onda centroide son idénticos. Téngase en cuenta que, aunque los espectros generalmente se indican en una escala de longitud de onda lineal en nm, con el fin de definir máximos, longitudes de onda centroide, etc., se puede usar un escalado de escala con una escala de energía lineal.
Por ende, en realizaciones, el dispositivo de generación de luz comprende una primera fuente de luz configurada para generar una luz de primera fuente de luz que comprende la primera luz, una segunda fuente de luz configurada para proporcionar una luz de segunda fuente de luz que comprende una luz de segundo material luminiscente, y una tercera fuente de luz configurada para generar una luz de tercera fuente de luz que comprende una luz de tercer material luminiscente, en donde la luz de la tercera fuente de luz es espectralmente diferente de la luz de la segunda fuente de luz, en donde en realizaciones, la luz de segunda fuente de luz tiene una segunda longitud de onda centroide, en donde la luz de tercera fuente de luz tiene una tercera longitud de onda centroide que difiere al menos 5 nm de la luz de segunda fuente de luz. Por ende, especialmente en tales realizaciones, la segunda luz comprende la luz de segunda fuente de luz y la luz de tercera fuente de luz, más especialmente, la segunda luz consiste esencialmente en la luz de segunda fuente de luz y la luz de tercera fuente de luz. Como quedará claro de lo anterior, al menos una de las longitudes de onda centroide, especialmente al menos ambas, están dentro del intervalo de longitud de onda de 470 520 nm.
Por lo tanto, en realizaciones, el dispositivo de generación de luz puede comprender una primera fuente de luz configurada para generar luz de primera fuente de luz que comprende la primera luz, una segunda fuente de luz configurada para proporcionar luz de segunda fuente de luz, en donde la luz de segunda fuente de luz comprende una luz de segundo material luminiscente y una tercera fuente de luz configurada para generar una luz de tercera fuente de luz, en donde la luz de tercera fuente de luz comprende una luz de tercer material luminiscente, y en donde la luz de tercera fuente de luz es espectralmente diferente de la luz de segunda fuente de luz, en donde la luz de segunda fuente de luz tiene una segunda longitud de onda centroide y en donde la luz de tercera fuente de luz tiene una tercera longitud de onda centroide que difiere al menos 5 nm de la segunda longitud de onda centroide de la luz de segunda fuente de luz.
En las realizaciones anteriores, la luz de segunda fuente de luz y la luz de tercera fuente de luz pueden ser especialmente fuentes de luz de estado sólido, como PC-LED, con material(es) luminiscente(s) para convertir parte de la luz de segunda fuente de luz y/o de la luz de tercera fuente de luz. El término "PC" en el presente documento se refiere a "por conversión de fósforos".
Especialmente, el dispositivo puede comprender una o más fuentes de luz de estado sólido que proporcionan la luz del dispositivo. Una o más fuentes de luz de estado sólido pueden comprender un material luminiscente. El material luminiscente también puede configurarse externo a las fuentes de luz de estado sólido. Por ende, en realizaciones, el dispositivo comprende una o más fuentes de luz de estado sólido y uno o más materiales luminiscentes, configurados para convertir al menos parte de la luz de fuente de luz generada por la una o más fuentes de luz de estado sólido (en el primer modo de control), en donde comprende una o más fuentes de luz de estado sólido y uno o más materiales luminiscentes configurados para proporcionar la luz del dispositivo en el primer modo de control.
Como se ha indicado anteriormente, en realizaciones específicas, la distribución espectral de la luz del dispositivo puede ser controlable. Esto puede, p. ej., controlarse a través de una interfaz de usuario (gráfica). Alternativa o adicionalmente, la distribución espectral puede depender del tiempo, tal como durante el día y/o período del año. Lo que es más, alternativa o adicionalmente la distribución espectral puede depender de una señal de sensor de un sensor, tal como un sensor de luz diurna, un sensor de luz, un sensor de valor MEF o un sensor de valor relacionado con MEF, un sensor de movimiento (o presencia), etc. Para ello, el dispositivo de generación de luz puede comprender o estar funcionalmente acoplado a un sistema de control.
Por ende, en realizaciones, la invención proporciona un dispositivo de generación de iluminación que puede proporcionar luz (blanca) del dispositivo que tiene efectos de supresión de melatonina ajustables. Para este fin, el dispositivo de generación de luz tiene luz de dispositivo controlable. En realizaciones, durante el uso se puede controlar el valor MEF (o valor relacionado). El término "valor relacionado", p. ej., se refiere al valor MDEF o al valor MELR.
Por lo tanto, aún en un aspecto adicional, la invención proporciona un sistema de iluminación según la reivindicación 15, que comprende el dispositivo de generación de luz como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en donde la distribución espectral de la luz del dispositivo es controlable, en donde el sistema de iluminación comprende además un sistema de control y un dispositivo de entrada seleccionado del grupo que consiste en una interfaz de usuario, un dispositivo de tiempo y un sensor, y en donde el sistema de control está configurado para controlar la distribución espectral de la luz del dispositivo en respuesta a una señal del dispositivo de entrada.
En tales realizaciones, en donde la luz del dispositivo es controlable, la luz del dispositivo se puede controlar en relación con las propiedades ópticas, tal como la distribución espectral, el punto del color, la temperatura del color, etc. Por ejemplo, basado en una señal del dispositivo de entrada, el sistema de control controla la distribución espectral de la luz del dispositivo. El sistema de control puede comprender o tener acceso a una base de datos con relaciones predefinidas entre la distribución espectral y una o más de una señal de tiempo y una señal de sensor.
El término "dispositivo de entrada" también puede referirse a una pluralidad de dispositivos de entrada diferentes. El dispositivo de tiempo puede comprender uno o más de un temporizador y un reloj. Como se ha indicado anteriormente, el sensor puede ser un sensor de luz diurna, un sensor de luz, un sensor de valor MEF o un sensor de valor relacionado con MEF, un sensor de movimiento (o presencia), etc. En realizaciones, el valor MEF o el sensor de valor relacionado con MEF puede referirse a un sensor MDEF o un sensor relacionado con MDEF, tal como un sensor MELR.
Cuando la distribución de la luz del dispositivo es controlable, el sistema de control puede proporcionar al menos el primer modo de control (además de uno o más modos diferentes), en donde se proporciona la luz del dispositivo como se especifica en el presente documento.
El término "controlar" y términos similares se refieren especialmente al menos a determinar el comportamiento o supervisar el funcionamiento de un elemento. Por ende, en el presente documento "controlar" y términos similares pueden referirse, por ejemplo, a imponer un comportamiento al elemento (determinar el comportamiento o supervisar el funcionamiento de un elemento), etc., tal como p. ej., medir, visualizar, accionar, abrir, desplazar, cambiar la temperatura, etc. Más allá de eso, el término "controlar" y términos similares pueden incluir adicionalmente monitorizar. Por ende, el término "controlar", y términos similares pueden incluir imponer un comportamiento a un elemento y también imponer un comportamiento a un elemento y monitorizar el elemento. El control del elemento se puede hacer con un sistema de control, que también puede indicarse como "controlador". El sistema de control y el elemento pueden por tanto, al menos temporalmente, o permanentemente, acoplarse funcionalmente. El elemento puede comprender el sistema de control. En realizaciones, el sistema de control y el elemento no pueden estar acoplados físicamente. El control se puede realizar a través de control con cable y/o inalámbrico. El término "sistema de control" también puede referirse a una pluralidad de diferentes sistemas de control, que están especialmente acoplados funcionalmente, y de los cuales, p. ej., un sistema de control puede ser un sistema de control maestro y otros uno o más pueden ser sistemas de control esclavo. Un sistema de control puede comprender o puede estar acoplado funcionalmente a una interfaz de usuario.
El término "fuente de luz" puede referirse a un dispositivo semiconductor emisor de luz, tal como un diodo emisor de luz (LED), un diodo emisor de luz de cavidad resonante (RCLED), un diodo láser de cavidad vertical (VCSEL), un láser emisor de borde, etc. El término "fuente de luz" también puede referirse a un diodo orgánico emisor de luz, tal como una matriz pasiva (PMOLED) o una matriz activa (AMOLED). En una realización específica, la fuente de luz comprende una fuente de luz de estado sólido (tal como un LED o un diodo láser). En una realización, la fuente de luz comprende un LED (diodo emisor de luz). El término LED también se puede referir a una pluralidad de LED. Además, en algunas realizaciones, el término "fuente de luz" también puede referirse a la denominada fuente de luz de chips en placa (COB). El término "COB" se refiere especialmente a chips LED en forma de chip semiconductor que no está encerrado ni conectado sino montado directamente sobre un sustrato, tal como una PCB. Por ende, se pueden configurar una pluralidad de fuentes de luz semiconductoras en el mismo sustrato. En realizaciones, un COB es un chip de múltiples LED configurado en conjunto como un único módulo de iluminación. El término "fuente de luz" también puede referirse a una pluralidad de fuentes de luz, tal como 2-2000 fuentes de luz de estado sólido.
El término "dispositivo de generación de luz", tal como se usa en el presente documento, puede referirse en realizaciones a dicha fuente de luz o a una pluralidad de tales fuentes de luz. Por ejemplo, el dispositivo de generación de luz puede comprender un COB o puede comprender dos o más COB diferentes.
La invención también proporciona (en un aspecto) un método de iluminación (interior) en donde, con dos o más fuentes de luz, se genera luz (del dispositivo) que es blanca y que tiene un componente espectral similar al cian. La invención también proporciona (en un aspecto) un método de iluminación (interior) en donde, con dos o más fuentes de luz, se genera una luz (del dispositivo) que es blanca, en donde la luz (del dispositivo) tiene un valor MDEF de > 5,43-9,31 *v', en donde el MDEF se define como:
£Í|0380SPD(A)m(A)AA
MDEF = 1,104 *^ H °38<o>SPD(A)V(A)AA<(ec. 3a)>
en donde SPD(A) es la distribución de potencia espectral de la luz emitida por un dispositivo de generación de luz, m(A) es la función de sensibilidad melanópica, la V(A) es la sensibilidad fotópica.
La invención también proporciona (en un aspecto) un método de iluminación (interior) en donde con un dispositivo de generación de luz que comprende una o más fuentes de luz de estado sólido y opcionalmente uno o más materiales luminiscentes, se genera luz (del dispositivo) que es blanca y que tiene un componente espectral similar al cian. La invención también proporciona (en un aspecto) un método de iluminación (interior) en donde con un dispositivo de generación de luz que comprende una o más fuentes de luz de estado sólido y opcionalmente uno o más materiales luminiscentes, se genera una luz (del dispositivo) que es blanca, en donde la luz (del dispositivo) tiene un valor MDEF de > 5,43-9,31 *v', en donde el m De F se define como:
en donde SPD(A) es la distribución de potencia espectral de la luz emitida por un dispositivo de generación de luz, m(A) es la función de sensibilidad melanópica, la V(A) es la sensibilidad fotópica.
Como alternativa, en lugar (o además) de la condición MDEF se puede aplicar la condición MELR (véase otra parte del presente documento).
Como se ha indicado anteriormente, se puede aumentar la estimulación de las iPRGC aumentando la intensidad o aumentando la CCT (enriquecida en azul), ya que eso proporciona un MDEF más alto. Ambas opciones pueden tener limitaciones debido a efectos secundarios no deseados como, p. ej., aumento del deslumbramiento y/o a las personas puede que no les gusten las CCT relativamente altas. Como alternativa, se puede lograr un alto MDE<f>para luz blanca neutra mejorando la intensidad del cian en el espectro, ya que la sensibilidad de la iPRGC alcanza su punto máximo en la región cian en lugar de en el azul. En algunas realizaciones, esto podría hacerse agregando un fósforo que emita luz cian. Otra opción para lograr una fuente de luz blanca neutra mejorada con cian puede ser combinar LED de color blanco cálido y cian. Debido a la dispersión en la producción de LED, puede ser deseable que la relación de corriente a través de los LED cian y blanco pueda controlarse especialmente para cumplir con la dispersión de puntos de color de la fuente de luz. Para ello, los LED cian y blanco pueden, p. ej., colocarse en cadenas separadas que puedan controlarse individualmente. Esto puede requerir un excitador multicanal y un sistema con controles.
Sorprendentemente, también se descubrió que se pueden proporcionar soluciones para una fuente de luz blanca neutra (p. ej., -4000 K) con alto MDEF (-0,85), en donde p. ej., los LED cian y blanco cálido pueden estar en un solo canal, sin dejar de cumplir requisitos técnicos de luz tal como uno o más de CRI, R9 y dispersión de puntos de color. Se obtuvo un MDEF muy alto manteniendo una buena calidad de color (CRI 80 y buena apariencia blanca) eligiendo el LED cian de longitud de onda dominante adecuada, combinándolo con el conjunto adecuado de LED blanco cálido, en el punto de color adecuado y con el flujo adecuado en relación con el flujo del LED cian. Esto también puede generar una solución de un solo canal, por lo que es fácil de usar.
En un aspecto, la invención también proporciona un dispositivo de generación de luz que comprende una cadena de LED, en donde la cadena de LED comprende N LED, en donde los N LED en la cadena de LED se proporcionan como al menos n grupos de subconjuntos de k LED, en donde los k LED están configurados en serie, en donde dos o más de los n grupos de subconjuntos de k LED están configurados en paralelo en la cadena de LED, en donde los k LED en los n grupos se seleccionan entre LED blancos y LED cian, en donde n*k<N, en donde n>2, en donde k>2, en donde N>4, en donde los N LED comprenden al menos uno o más LED blancos y uno o más LED cian, en donde la cadena de LED en realizaciones está configurada en un primer modo de control de la luz del dispositivo como se define en el presente documento. La expresión "al menos n grupos de subconjuntos de k LED", y expresiones similares, también pueden referirse a z conjuntos de cada uno de al menos n grupos de subconjuntos de k LED. Los conjuntos pueden (o no) diferir en el número de n grupos y/o el número de subconjuntos de k LED en los grupos.
Especialmente, la expresión "al menos n grupos de subconjuntos de k LED", y expresiones similares, se refieren a n grupos de subconjuntos idénticos. Cada subconjunto puede comprender uno o más LED blancos o uno o más LED cian, o uno o más LED blancos y uno o más LED cian. Por ende, los k LED pueden ser LED idénticos, como todos blancos (para la primera luz), o todos cian (para la segunda luz), o puede comprender diferentes LED (configurados en serie); sin embargo, los grupos que se configuran en paralelo incluyen grupos idénticos.
Es posible que en la cadena haya otros LED además de los LED cian y blanco, por lo tanto n*k≤N.
La segunda luz puede tener una longitud de onda dominante seleccionada en el intervalo entre 474 y 500 nm, aún más especialmente seleccionada en el intervalo entre 474-490 nm, como 475-490 nm, tal como 475-488 nm.
Alternativa o adicionalmente, especialmente la primera luz puede tener una temperatura de color correlacionada seleccionada en el intervalo entre 2500-4500 K, como p. ej., seleccionada en el intervalo entre 2700-4100 K.
Por ende, en un aspecto la invención proporciona un dispositivo de generación de luz configurado para generar en un primer modo de control luz del dispositivo, en donde el dispositivo de generación de luz comprende (i) una primera fuente de primera luz, especialmente teniendo una temperatura de color correlacionada seleccionada en el intervalo entre 2500-4500 K, y (ii) una segunda fuente de segunda luz, diferente de la primera luz, en donde la segunda luz comprende luz similar al cian que tiene una longitud de onda dominante seleccionada en el intervalo entre 470-510 nm, tal como seleccionada en el intervalo entre 474-500 nm, aún más especialmente seleccionada en el intervalo entre 474-490 nm, como 475-488 nm; en donde la luz del dispositivo comprende la primera luz y la segunda luz, y en donde en el primer modo de control la luz del dispositivo es luz blanca, y en donde el dispositivo de generación de luz está configurado para proporcionar en el primer modo de control la luz del dispositivo, con un valor MDEF de > 5,43-9,31 *v', en donde SPD(A) es la distribución de potencia espectral de la luz emitida por un dispositivo de generación de luz (100), m(A) es la función de sensibilidad melanópica, la V(A) es la sensibilidad fotópica.
En el espacio de coordenadas de color CIE (1931), una línea recta trazada entre el punto de un color determinado y el punto del color del iluminante se puede extrapolar de modo que interseque el perímetro del espacio en dos puntos. El punto de intersección más cercano al color en cuestión revela la longitud de onda dominante del color como la longitud de onda del color espectral puro en ese punto de intersección. El punto de intersección en el lado opuesto del espacio de color da la longitud de onda complementaria, que cuando se agrega al color en cuestión en la proporción correcta dará como resultado el color del iluminante (dado que el punto iluminante necesariamente se encuentra entre estos puntos en una línea recta en el espacio CIE, según la definición que se acaba de dar). En situaciones donde no se especifica ningún iluminante en particular, es común discutir la longitud de onda dominante en relación con uno de varios iluminantes estándar "blancos", tal como igual energía (espectro plano) o una temperatura de color tal como 6500 K.
En realizaciones específicas, la segunda luz puede tener una potencia espectral Wopt/1100 lúmenes, en donde la primera luz tiene una temperatura de color correlacionada CCT<211>, en donde un valor de Wopt/1100 lúmenes se selecciona del intervalo de:
0,03+0,00019*CCT211* ≤ Wopt/1100 lúmenes ≤ 0,12+0,000208*CCT211
en donde Wopt/1100 lúmenes se refiere alvalorde la contribución radiométrica de la segunda luz por 1100 Lm de luz del dispositivo (es decir, la suma S de la primera y segunda luz), y en donde CCT<211>se refiere alvalorde la temperatura de color en Kelvin. Por ejemplo, cuando la CCT de la primera luz es 3000 K, entonces el valor es 3000 y el valor de Wopt/1100 lúmenes está en el intervalo de 0,6 a 1,044. Por ende, por 1100 lúmenes de la primera luz, 0,6-1,044 vatios de la segunda luz, especialmente teniendo una longitud de onda dominante en el intervalo entre 474-500 nm, tal como en el intervalo de 474-488 nm, tal como 475-488 nm, puede proporcionarse. Juntas, la primera luz y la segunda luz en el primer modo de control proporcionan la luz del dispositivo. Por ende, en realizaciones, la segunda luz tiene una potencia espectral Wopt/1100 lúmenes, en donde la primera luz tiene una temperatura de color correlacionada CCT<211>, en donde Wopt/1100 lúmenes se refiere al valor de la contribución radiométrica en vatios de la segunda luz por 1100 lúmenes de luz del dispositivo, en donde CCT<211>se refiere al valor de la temperatura de color correlacionada en Kelvin de la primera luz, y en donde se selecciona un valor de Wopt/1100 lúmenes del intervalo de: 0,03+0,00019*TCT211* ≤ Wopt/1100 lúmenes ≤ 0,12+0,000208*CCT211.
Además, parece que dentro del intervalo CCT de aproximadamente 2500-4200 K, especialmente aproximadamente de 2700-4000 K, el intervalo de longitud de onda dominante DWL en nanómetros de la segunda luz puede definirse mediante la fórmula: 474 < DWL < (510-0,008*CCT). Aquí, DWL se refiere alvalorde la longitud de onda dominante (en nm), 474 se refiere al límite inferior de 474 nm, y CCT se refiere alvalorde la temperatura de color correlacionada de la primera luz. Por ejemplo, cuando la CCT es 3500 K, la fórmula es: 474 < DWL < (510-0,008*3500, es decir, el intervalo de longitud de onda dominante DWL está entre 474 nm y 482 nm.
En otro aspecto más no cubierto por las reivindicaciones, una realización también proporciona un producto de programa informático, que cuando se ejecuta en un ordenador que está funcionalmente acoplado o compuesto por un sistema de iluminación configurado para controlar (en un modo de control (del ordenador)) la distribución espectral de la luz del dispositivo (como se define en el presente documento), es capaz de provocar el(los) método(s) definido(s) en el presente documento.
Breve descripción de los dibujos
A continuación, se describirán realizaciones de la invención, únicamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos esquemáticos en los que los símbolos de referencia correspondientes indican las partes correspondientes, y en los que:
las figuras 1A-1B representan esquemáticamente algunas realizaciones y aspectos de un dispositivo de generación de luz (o sistema de iluminación);
las figuras 2A-2I representan esquemáticamente algunas realizaciones y aspectos adicionales de un dispositivo de generación de luz (o sistema de iluminación);
la figura 3 muestra un espectro ("W") de un LED blanco cálido con CRI 80, un espectro (PCC (LED cian por conversión de fósforos)) de una fuente de luz de estado sólido que genera luz similar al cian, basado en un LED con material luminiscente, y el espectro resultante (W) contiene la contribución del LED blanco cálido y el LED con material luminiscente;
la figura 4 muestra un ejemplo de diagrama de colores u' v'. Los valores cercanos al eje izquierdo indican la longitud de onda de emisión monocromática (diagrama CIELUV);
la figura 5 representa una realización del intervalo deseado en el espacio de color CIELUV de la segunda luz, especialmente cuando se aplican LED por conversión de fósforos para generar una segunda luz similar al cian; la figura 6 representa MDEF en función del CRI para la combinación de un LED de 3000 K (cubos de LED de CRI 80; triángulos LED de CRI 90) y LED cian. Las etiquetas indican la diferencia máxima de longitud de onda, en nanómetros, entre los LED cian usados (0 = pico único);
la figura 7 muestra el valor MDEF en función de CIE v' para diferentes fuentes de luz. Las líneas verticales indican el CIE v' del BBL en diferentes CCT; las temperaturas de color correlacionadas se indican en la parte superior de la figura;
la figura 8 muestra las funciones relativas de sensibilidad melanópica (m) (es decir, m(A)) y fotópica (p) del ojo humano;
la figura 9 muestra distribuciones espectrales de realizaciones adicionales;
la figura 10 representa esquemáticamente algunas posibles configuraciones de cadena;
la figura 11 muestra R9 en función del CRI comenzando con diferentes temperaturas de color correlacionadas como primera luz 211; la contribución de la segunda luz varía (aumenta de 0, comenzando desde el punto cercano a 80, 0);
la figura 12 muestra realizaciones de combinaciones de Wopt/1100 lm de la segunda luz y temperaturas de color correlacionadas de la primera luz 211 donde se cumplen todos los requisitos espectrales; y
la figura 13 muestra realizaciones de combinaciones de la longitud de onda dominante de la segunda luz y la temperatura de color correlacionada de la primera luz 211 donde se cumplen todos los requisitos espectrales.
Los dibujos esquemáticos no están necesariamente a escala. Los dibujos esquemáticos pueden mostrar combinaciones de características de diferentes realizaciones, en aras de la eficiencia.
Descripción detallada de las realizaciones
La figura 1A representa esquemáticamente una realización de un dispositivo de generación de luz 100 que comprende (i) una primera fuente 210 de primera luz 211, y (ii) una segunda fuente 220 de segunda luz 221, diferente de la primera luz 210.
En la realización representada esquemáticamente, el dispositivo de generación de luz 100 comprende una primera fuente 210 de primera luz 211, una segunda fuente 220 de segunda luz 221, y opcionalmente una tercera fuente 230 de tercera luz 231. Dependiendo del modo de ejecución deseado, la tercera fuente puede contribuir a la luz del dispositivo 101. Aquí, se muestran las realizaciones en donde la tercera luz 231 contribuye a la luz del dispositivo 101.
En realizaciones, la primera fuente 210 puede configurarse para generar la primera luz blanca 211. La segunda fuente 220 puede configurarse para proporcionar una segunda luz similar al cian. La tercera fuente 230 puede configurarse para generar una tercera luz que es esencialmente roja, p. ej., para una mejor reproducción cromática y/o blanco cálido. En realizaciones, la segunda fuente y la tercera fuente juntas pueden proporcionar la segunda luz.
La figura 1B representa esquemáticamente una realización en donde una única fuente de luz puede tener la funcionalidad de la primera fuente de luz 210 y la segunda fuente de luz 220.
Algunos ejemplos más detallados se describen en relación con las figuras 2A-2F.
En relación con la realización de la figura 1A, aunque esto puede referirse esencialmente a todas las realizaciones representadas esquemáticamente de las figuras 1A-2F, también se representa esquemáticamente un sistema de iluminación 1000 que comprende el dispositivo de generación de luz 100. El sistema de iluminación 1000 puede comprender por tanto el dispositivo de generación de luz 100 como se define en el presente documento. La distribución espectral de la luz del dispositivo 101 es controlable. El sistema de iluminación 1000 comprende además un sistema de control 1100 y un dispositivo de entrada 1200 seleccionado del grupo que consiste en una interfaz de usuario 1210, un dispositivo de tiempo 1220 y un sensor 1230. Especialmente, el sistema de control 1100 está configurado para controlar la distribución espectral de la luz del dispositivo 101 en respuesta a una señal del dispositivo de entrada.
En el presente documento, esquemáticamente - en aras de la claridad - los elementos del sistema de control 1100, la interfaz de usuario 1210, el dispositivo de tiempo 1220 y el sensor 1230 se representan como elementos físicamente separados del dispositivo de generación de luz. Sin embargo, en realizaciones uno o más de estos elementos pueden integrarse en el dispositivo de generación de luz.
Además, el sistema de iluminación 1000 puede comprender una pluralidad de dispositivos de generación de luz 100 (no representados), que son controlados por el sistema de control 1100.
La figura 2A representa esquemáticamente una realización de un dispositivo de generación de luz 100 que comprende (i) una primera fuente 210 de primera luz 211, y (ii) una segunda fuente 220 de segunda luz 221, diferente de la primera luz 210.
En la realización representada esquemáticamente, el dispositivo de generación de luz 100 comprende una primera fuente de luz 110 configurada para generar la luz de primera fuente de luz 111, tal como luz blanca.
En la realización representada esquemáticamente, el dispositivo de generación de luz comprende un primer material luminiscente 310 configurado para convertir parte de la luz de primera fuente de luz 111 en la luz de primer material luminiscente 311, por ejemplo, la luz consiste esencialmente en luz similar al cian. Por ende, la segunda luz 221 comprende al menos parte de la luz de primer material luminiscente 311. Por ejemplo, la segunda luz 221 puede consistir esencialmente en la luz de primer material luminiscente. La segunda luz 221 comprende luz similar al cian que tiene una longitud de onda seleccionada del intervalo entre 470 y 520 nm.
Por ende, la figura 2A representa esquemáticamente una realización del dispositivo de generación de luz 100 que comprende una primera fuente de luz 110 configurada para generar una luz de primera fuente de luz 111 que comprende la primera luz 211, y un primer material luminiscente 310 configurado para convertir parte de la luz de primera fuente de luz 111 en la luz de primer material luminiscente 311, en donde la segunda luz 221 comprende al menos parte de la luz de primer material luminiscente 311.
La figura 2B representa esquemáticamente una realización de un dispositivo de generación de luz 100 que comprende (i) una primera fuente de primera luz 211, y (ii) una segunda fuente de segunda luz 221, diferente de la primera luz 211.
En la realización representada esquemáticamente, el dispositivo de generación de luz 100 comprende una primera fuente de luz 110 configurada para generar la luz de primera fuente de luz 111, tal como luz azul.
En la realización representada esquemáticamente, el dispositivo de generación de luz comprende un primer material luminiscente 310 configurado para convertir parte de la luz de primera fuente de luz 111 en la luz de primer material luminiscente 311, por ejemplo, la luz consiste esencialmente en luz similar al cian. Por ende, la segunda luz 221 comprende al menos parte de la luz de primer material luminiscente 311. Por ejemplo, la segunda luz 221 puede consistir esencialmente en la luz de primer material luminiscente. La segunda luz 221 comprende luz similar al cian que tiene una longitud de onda seleccionada del intervalo entre 470 y 520 nm.
Además, en la realización representada esquemáticamente, el dispositivo de generación de luz 100 comprende un segundo material luminiscente 320 configurado para convertir parte de la luz de primera fuente de luz 111 en la luz de segundo material luminiscente 321, p. ej., luz amarilla y opcionalmente uno o más materiales luminiscentes adicionales 330 configurados para convertir parte de la luz de primera fuente de luz 111 en luz de material luminiscente adicional 331. Por ende, la primera luz 211 puede ser esencialmente luz blanca, y puede consistir esencialmente en al menos parte de la luz de fuente de luz 111, luz de segundo material luminiscente 321 y luz de material luminiscente adicional 331 opcionalmente.
De esta forma, en un primer modo de operación, la luz del dispositivo 101 comprende la luz de primera fuente de luz 111, la luz de primer material luminiscente 311, la luz de segundo material luminiscente 321, y la luz de material luminiscente adicional 331 opcional.
En la realización representada esquemáticamente, el dispositivo de generación de luz 100 comprende un elemento luminiscente 150 que comprende el primer material luminiscente 310, el segundo material luminiscente 320, y el uno o más materiales luminiscentes adicionales opcionales 330. El cuerpo luminiscente puede, p. ej., ser un elemento multicapa, un cuerpo cerámico, un cuerpo a base de resina, etc. Por ende, en realizaciones, la luz del dispositivo 101 comprende la primera luz 211 y la segunda luz 221. Especialmente, en el primer modo de control, la primera luz 211 es luz blanca y también la luz del dispositivo 101 es luz blanca. Estos dos tipos de luz tienen una distribución espectral diferente, ya que la luz del dispositivo se enriquece con una luz similar al cian en comparación con la primera luz.
Por lo general, si es controlable el dispositivo de generación de luz 100 de la figura 2B, entonces, básicamente, las propiedades espectrales de la luz del dispositivo 101 no variarán mucho.
La figura 2C representa esquemáticamente esencialmente la misma realización que la figura 2B. Sin embargo, aquí la luz del dispositivo 101 no comprende (esencialmente) la luz de primera fuente de luz 111. Por ejemplo, la primera fuente de luz puede ser un LED UV.
La figura 2C también representa esquemáticamente una realización de un dispositivo de generación de luz 100 que comprende (i) una primera fuente de primera luz 211, y (ii) una segunda fuente de segunda luz 221, diferente de la primera luz 210. En la realización representada esquemáticamente, el dispositivo de generación de luz 100 comprende una primera fuente de luz 110 configurada para generar la luz de primera fuente de luz 111, tal como la luz ultravioleta.
En la realización representada esquemáticamente, el dispositivo de generación de luz comprende un primer material luminiscente 310 configurado para convertir parte de la luz de primera fuente de luz 111 en la luz de primer material luminiscente 311, por ejemplo, la luz consiste esencialmente en luz similar al cian. Por ende, la segunda luz 221 comprende al menos parte de la luz de primer material luminiscente 311. Por ejemplo, la segunda luz 221 puede consistir esencialmente en la luz de primer material luminiscente. La segunda luz 221 comprende luz similar al cian que tiene una longitud de onda seleccionada del intervalo entre 470 y 520 nm.
Además, en la realización representada esquemáticamente, el dispositivo de generación de luz 100 comprende un segundo material luminiscente 320 configurado para convertir parte de la luz de primera fuente de luz 111 en la luz de segundo material luminiscente 321, p. ej., luz azul y opcionalmente uno o más materiales luminiscentes adicionales 330 configurados para convertir parte de la luz de primera fuente de luz 111 en luz de material luminiscente adicional 331, p. ej., amarillo, o amarillo rojo, o verde rojo. Por ende, la primera luz 211 puede ser esencialmente luz blanca, y puede consistir esencialmente en la luz de segundo material luminiscente 321 y la luz de material luminiscente adicional 331.
De esta forma, en un primer modo de operación, la luz del dispositivo 101 comprende la luz de primer material luminiscente 311, la luz de segundo material luminiscente 321 y la luz de material luminiscente adicional 331.
En la realización representada esquemáticamente, el dispositivo de generación de luz 100 comprende un elemento luminiscente 150 que comprende el primer material luminiscente 310, el segundo material luminiscente 320, y el uno o más materiales luminiscentes adicionales 330. El cuerpo luminiscente puede, p. ej., ser un elemento multicapa, un cuerpo cerámico, un cuerpo a base de resina, etc. Por ende, en realizaciones, la luz del dispositivo 101 comprende la primera luz 211 y la segunda luz 221. Especialmente, en el primer modo de control, la primera luz 211 es luz blanca y también la luz del dispositivo 101 es luz blanca. Estos dos tipos de luz tienen una distribución espectral diferente, ya que la luz del dispositivo se enriquece con una luz similar al cian en comparación con la primera luz.
La figura 2D representa esquemáticamente una realización en donde el dispositivo de generación de luz 100 comprende (i) una primera fuente de luz 110 configurada para generar una luz de primera fuente de luz 111 que comprende la primera luz 211, (ii) una segunda fuente de luz 120 configurada para generar una luz de segunda fuente de luz 121, y (iii) un primer material luminiscente 310 configurado para convertir al menos parte de la luz de segunda fuente de luz 121 en una luz de primer material luminiscente 311. La segunda luz 221 comprende al menos parte de la luz de primer material luminiscente 311 y opcionalmente luz de segunda fuente de luz 121 (no convertida).
Tal realización puede permitir la controlabilidad de la composición espectral de la luz del dispositivo 101.
La figura 2E representa esquemáticamente una realización en donde, p. ej., el dispositivo de generación de luz 100 comprende una primera fuente de luz 110 configurada para generar una luz de primera fuente de luz 111 que comprende la primera luz 211, una segunda fuente de luz 120 configurada para proporcionar una luz de segunda fuente de luz 121, y una tercera fuente de luz 130 configurada para generar una luz de tercera fuente de luz 131 espectralmente diferente de la luz de segunda fuente de luz 121. Especialmente, la luz de segunda fuente de luz 121 puede tener un segundo pico máximo Amáx2, en donde la luz de tercera fuente de luz 131 tiene un tercer pico máximo Amáx3 que difiere al menos en 5 nm, véase también la figura 2F. Por ejemplo, el segundo pico máximo Amáx2 se selecciona del intervalo de 475-480 nm, y en donde el tercer pico máximo Amáx3 se selecciona del intervalo de 500 520 nm. La segunda luz 221 comprende la luz de segunda fuente de luz 121 y la luz de tercera fuente de luz 131.
Por ejemplo, la segunda fuente de luz 120 puede comprender una fuente de luz de estado sólido, la tercera fuente de luz 130 puede comprender una fuente de luz de estado sólido, y la segunda fuente de luz 120 y la tercera fuente de luz 130 pueden ser de grupos diferentes.
En realizaciones, la segunda fuente de luz 120 y la tercera fuente de luz 130 pueden ser controlables, aunque este no es necesariamente el caso.
En lugar de fuentes de luz de estado sólido en donde la luz emana de la matriz y sustancialmente no hay conversión, también puede ser posible incluir en una o más de las fuentes de luz un material luminiscente. Por ejemplo, tanto la segunda fuente de luz como la tercera fuente de luz pueden comprender LED por conversión de fósforos. Por ende, la figura 2E también puede mostrar una realización, en donde el dispositivo de generación de luz 100 comprende una primera fuente de luz 110 configurada para generar una luz de primera fuente de luz 111 que comprende la primera luz 211, una segunda fuente de luz 120 configurada para proporcionar una luz de segunda fuente de luz 121, en donde la luz de segunda fuente de luz 121 comprende una luz de segundo material luminiscente y una tercera fuente de luz 130 configurada para generar una luz de tercera fuente de luz 131, en donde la luz de tercera fuente de luz 131 comprende una luz de tercer material luminiscente, y en donde la luz de tercera fuente de luz 131 es espectralmente diferente de la luz de segunda fuente de luz 121. Especialmente, la luz de segunda fuente de luz 121 tiene una segunda longitud de onda centroide y en donde la luz de tercera fuente de luz 131 tiene una tercera longitud de onda centroide que difiere al menos 5 nm de la segunda longitud de onda centroide de la luz de segunda fuente de luz 121 análogas a la figura 2F.
Entre otros, un aspecto de la invención es aumentar el MDEF de una fuente de luz mediante un aumento de la intensidad en la región cian, permitiendo por tanto un mayor estímulo melanópico. Los LED cian por conversión de fósforos (pc-Cian) se usan para enriquecer un espectro blanco en la región cian. En la presente invención, los LED pc-Cian se mezclan o añaden a LED blancos cálidos estándar. Es posible que se requiera alguna fuga azul del LED pc-Cian (de lo contrario, no es posible sintonizar a lo largo del BBL); estos<l>E<d>de conversión parcial pueden ser más eficientes que los LED pc-cian de conversión total.
El punto de color de los LED cian parece depender en gran medida de la longitud de onda del LED. Un cambio de 1 nm en la longitud de onda máxima de un LED cian induce un cambio de punto de color (del LED cian) de ~ 12 pts en v (~ 12 SDCM). Al combinar esto con un LED blanco de 3000 K y apuntar a 4000 K para la combinación, esto induce una dispersión del punto de color de ~ 1,5 SDCM/nm de variación de la longitud de onda máxima del cian. Usar un LED blanco (más cálido) de CCT más baja o apuntar a una CCT más alta aumentará la dispersión del color. Las distribuciones típicas de grupos de LED directos tienen al menos 5 nm de ancho, introduciendo una dispersión de puntos de color debido a la variación máxima de la longitud de onda de >7 SDCM (además de la dispersión de puntos de color introducida por el LED blanco). Además de la distribución de longitud de onda máxima de los LED cian, la longitud de onda máxima del LED cian también cambiará con la temperatura (efecto inevitable, relacionado con la banda prohibida), introduciendo una dispersión de puntos de color adicional.
La figura 2G representa esquemáticamente un dispositivo de generación de iluminación 100 que comprende una primera fuente de luz 110 y una segunda fuente de luz 120. La primera fuente de luz 110 está configurada para generar la luz de primera fuente de luz 111; la segunda fuente de luz 120 está configurada para generar la luz de segunda fuente de luz 121. Juntas, pueden proporcionar luz 101 al dispositivo de iluminación. Por ejemplo, la luz de primera fuente de luz 111 puede comprender la primera luz 211 y la luz de segunda fuente de luz 121 puede comprender la segunda luz 221. En una variante adicional, la primera fuente de luz 110 y la segunda fuente de luz 120 pueden estar en una cadena LS. Puede haber una pluralidad de cadenas diferentes (o idénticas).
Haciendo referencia a las figuras 2H-2I, se representan esquemáticamente dispositivos de generación de iluminación 100 que comprenden una primera fuente de luz 110 y una segunda fuente de luz 120. La primera fuente de luz 110 está configurada para generar la luz de primera fuente de luz 111; la segunda fuente de luz 120 está configurada para generar la luz de segunda fuente de luz 121. Especialmente, la primera fuente de luz 110 puede configurarse para generar una luz azul de primera fuente de luz 111, y la segunda fuente de luz 120 puede configurarse para generar una luz similar al cian de segunda fuente de luz 121 que tiene una o más longitudes de onda seleccionadas en el intervalo entre 470-520 nm. El dispositivo de generación de luz 100 comprende además un primer material luminiscente 310, configurado para convertir parte de una o más de la luz de primera fuente de luz 111 y la luz de segunda fuente de luz 121 en una luz de primer material luminiscente 311 y, opcionalmente, un segundo material luminiscente 320, véase la figura 2I, configurado para convertir parte de una o más de la luz de primera fuente de luz 111 y la luz de segunda fuente de luz 121 en una luz de segundo material luminiscente 321, en donde la primera fuente de luz 110 y la segunda fuente de luz 120 están configuradas aguas arriba del primer material luminiscente 310 y el segundo material luminiscente opcional 320. Especialmente, en el primer modo de control, la luz del dispositivo 101 es luz blanca que comprende la luz de primera fuente de luz 111, la luz de segunda fuente de luz 121, la luz de primer material luminiscente 311 y luz de segundo material luminiscente opcional 321. En realizaciones, la primera fuente de luz 110 y la segunda fuente de luz 120 pueden controlarse individualmente (con un sistema de control).
El uso de un LED cian por conversión de fósforos podría evitar estos problemas. Se espera que la distribución de puntos de color de estos LED pc-Cian sea tan estrecha como la de los LED blancos. Se espera que el cambio de punto de color con la temperatura sea pequeño (el LED azul cambiará con la temperatura, pero el efecto disminuye con el fósforo). Un cambio de ±2 nm del LED azul (usado para bombear el fósforo cian) da como resultado un cambio de punto de color de 1 SDCM en el espectro blanco (probablemente depende del grupo de longitud de onda seleccionado para excitar el fósforo).
Para inducir un efecto significativo en el MDEF, la cantidad de luz cian agregada al espectro blanco puede ser alta (véase la figura 3). Después de un aumento inicial en el CRI, agregar un pico estrecho en esta región conduce a una disminución del CRI. La emisión de fósforo será más amplia que la emisión de un emisor directo. Como resultado, al agregar más intensidad de cian, el CRI no disminuye tan rápido como para el LED cian directo, por lo que es posible un MDEF más alto.
El fósforo cian también podría agregarse a la mezcla de fósforo LED blanco, dando lugar a un LED con alta eficiencia melanópica. Sin embargo, en particular, el fósforo rojo absorbe (parte de) la emisión cian. Como resultado, puede ser necesaria una mayor carga de fósforo, dando como resultado una menor eficiencia (mayor dispersión). Para fósforos cian más amplios también se podría alterar la forma de la emisión, lo que lleva a menores eficiencias melanópicas. Asimismo, no sería posible ajustar el color al agregar el fósforo cian al LED blanco.
La figura 3 muestra un espectro ("W") de un LED blanco cálido con CRI 80, un espectro (PCC (LED cian por conversión de fósforos)) de una fuente de luz de estado sólido que genera luz similar al cian, basado en un LED con material luminiscente, y el espectro resultante (W) contiene la contribución del LED blanco cálido y el LED con material luminiscente.
La invención usa en realizaciones la combinación de LED de color blanco cálido con un LED cian por conversión de fósforos. El LED cian está convirtiendo parcialmente el azul en cian. El punto de color del LED pc-Cian debe estar dentro del área definida en CIE v' de la figura 4. Esta figura se aplica especialmente a la aplicación del fósforo cian ML<2>O<2>N<2>:Eu2+, en donde M se selecciona del grupo que consiste en Ca, Sr y Ba, y en donde L se selecciona del grupo que consiste en Si y Ge, en donde M al menos comprende B, y en donde L al menos comprende Si. Más en general, las condiciones se pueden encontrar en la figura 5.
La figura 5 representa esquemáticamente el intervalo deseado en el espacio de color CIELUV (1976) de la segunda luz, especialmente cuando se aplican LED por conversión de fósforos para generar una segunda luz similar al cian. En tales realizaciones, la segunda luz 221 tiene un punto de color (u';v') definido por el área CIE u'v' (0,03;0,22), (0,12;0,22), (0,03;0,55) y (0,12;0,55) en el espacio de color CIE u'v'. La curva discontinua más baja indica parte del borde del espacio de color CIELUV. Los valores de la curva discontinua en el gráfico cumplen con y = 6,9243*x2 -3,4399*x 0,5068, en donde x = u' e y = v'.
También pueden ser posibles otras realizaciones o variantes.
Por ejemplo, en una realización, se proporciona un LED blanco cálido combinado con LED pc-Cian adicionales. En realizaciones, este puede ser un sistema fijo (es decir, esencialmente sin capacidad de control de las propiedades espectrales de la luz del dispositivo resultante). El CIE v' de los LED pc-Cian debe estar especialmente dentro del área definida en CIE v' de la figura 5, tal como en la figura 4, véase también anteriormente. La luz blanca cálida se puede definir como luz blanca que tiene una temperatura de color correlacionada de como máximo 3500 K.
Por ejemplo, en una realización, se proporciona un LED blanco cálido combinado con uno o más LED pc-Cian adicionales. La corriente a través del canal blanco y cian único puede ser direccionable individualmente. Por ejemplo, esto puede proporcionar al menos dos puntos de ajuste en (o por debajo del) BBL. Esto puede proporcionar un punto de ajuste con un MDEF bajo (= blanco cálido) y con un MDEF alto (p. ej., 4500 K). Pueden ser posibles CCT entre estas CCT, pero el punto de color puede estar fuera del BBL. Como se ha indicado anteriormente, el CIE v' de los LED pc-Cian debe estar especialmente dentro del área definida en CIE v' de la figura 5, tal como en la figura 4, véase también anteriormente.
Por ejemplo, en una realización, se proporciona un LED blanco cálido con LED pc-Cian adicionales. La corriente a través de los canales blanco y los dos o más canales cian puede especialmente ser direccionable individualmente. Sistema sintonizable con punto de color en (o debajo del) BBL desde blanco cálido hasta 5000 K. Mayor intervalo dinámico de MDEF en comparación con el sistema sintonizable de la realización anterior (intervalo más amplio de CCT). El primer PC-Cian puede estar especialmente en la parte superior del área definida en CIE v' de la figura 5, tal como en la figura 4; el segundo PC-Cian puede estar especialmente en la parte inferior de la figura 5, tal como en la figura 4.
En realizaciones alternativas, el uso de una combinación de (al menos) dos LED cian con diferentes longitudes de onda máximas amplía la contribución en la región similar al cian. Como resultado, se puede lograr un CRI más alto (con una CCT ligeramente más alta) mientras que la caída en MDEF es pequeña (figura 6). Se puede lograr un MDEF aún más alto (y un CRI>80) cambiando a una CCT ligeramente más alta. Comenzar con un<l>E<d>blanco de CRI más alto no evita la caída del CRI (el CRI de la combinación blanco+cian en la figura 6 es casi igual para un LED CRI 80 (cubos en la figura 6) y un LED CRI 90 (triángulos en la figura 6).
La figura 6 representa MDEF en función del CRI para la combinación de un LED de 3000 K (cubos de LED de CRI 80; triángulos LED de CRI 90) y LED cian. Las etiquetas indican la diferencia máxima de longitud de onda, en nanómetros, entre los LED cian usados (0 = pico único), véase p. ej., también la figura 2F, en donde la diferencia de longitud de onda máxima es la diferencia entre Amáx2 y Amáx3. El relleno de los símbolos indica la temperatura de color de la combinación de LED de 3000 K y LED cian, con los símbolos abiertos (CRI de aproximadamente más de 80) siendo aproximadamente 4000 K, siendo los símbolos sombreados (CRI de aproximadamente 73-82) aproximadamente 4500 K, y con los símbolos cerrados (CRI de aproximadamente 67-72) 5000 K.
Por ende, entre otros, con la presente invención se puede cubrir un intervalo de aproximadamente el intervalo definido por CRI;MDEF como coordenadas x;y del área definida por (65;1.2), (70;1,3), (85;0,7) y (90;0,8), más especialmente definido por (65;1,2), (67,5;1,25), (85;0,7) y (90;0,8).
La figura 7 muestra el valor MDEF en función de CIE v' para diferentes fuentes de luz. Las líneas verticales indican el CIE v' del BBL en diferentes CCT; las temperaturas de color correlacionadas se indican en la parte superior de la figura. Téngase en cuenta que el área por encima de la línea no se puede abordar con fuentes de luz de última generación. Sin embargo, la presente invención puede abordar esta región. La línea se define como: MDEF > 5,45 -9,31* CIEv'.
Ejemplos según la presente invención, p. ej., eran:
continuación
Se pueden proporcionar realizaciones de LED blanco con fósforo similar al cian como LED con una mezcla de materiales luminiscentes, incluido el fósforo similar al cian, o puede suministrarse como LED blanco con LED similar al cian.
Basado en los experimentos, parece que incluso se pueden alcanzar valores de MDEF > 1,25.
En lugar del valor MDEF, también se puede usar un valor MELR (eficacia melanópica de la radiación luminosa). Con respecto al cálculo del valor MDEF y el valor MELR se puede mencionar lo siguiente. Para el espectro de prueba que se va a evaluar, se puede calcular cuántos mW hay en la región de espectro del espectro de prueba (ponderando el espectro con m(lambda). También se puede calcular cuántos Lm se generan. La relación entre potencia en mW y lúmenes en Lm se denomina valor MELR. Para un espectro de referencia D65 también se puede realizar este cálculo. La MELR de D65 = 1,326 mW/Lm. La relación entre el valor MELR del espectro de prueba a evaluar y el valor MELR del espectro de referencia (D65) se denomina MDEF (o valor MDEF). MDEF es un valor sin unidades.
Por lo tanto, MELR se puede expresar en mW/Lm, donde mW se calcula mediante Los lúmenes en Lm se calculan de forma normal.
Como se ha analizado anteriormente, especialmente el MDEF > 5,43-9,31* CIE v'. Además, valor MELR = 1,326 * valor MDEF. Aquí, se aplican los valores sin unidades. Por ejemplo, cuando la MELR es 1,326 mW/Lm, por el bien de la definición, el valor MELR es 1,326. Por lo tanto, valor MELR > 7,22 - 12,3451 * CIE v'. El valor MELR también se puede definir como MELF/(mw/Lm).
La figura 8 muestra las funciones relativas de sensibilidad melanópica (m) (es decir, m(A)) y fotópica (p(A)) del ojo humano. La sensibilidad máxima para la función melanópica está en 490 nm, los valores medio máximos de ancho total están en 447 nm y 531 nm, véase también la tabla adjunta para conocer las funciones de sensibilidad melanópica y fotópica del ojo humano:
continuación
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continuación
(continuación)
Luz blanca neutra con un MDEF muy alto manteniendo al mismo tiempo una buena calidad de color, es decir, apariencia blanca, CRI>80 y R9>50, puede p. ej., puede lograrse combinando LED cian directos con una longitud de onda dominante (DWL) de, p. ej., aproximadamente 482 nm con LED blancos de CRI 80 con punto de color alrededor del BBL a ~3250 K. Entonces el punto de color resultante de la fuente de luz se encuentra debajo del BBL, lo cual es deseable para obtener una apariencia blanca. En la figura 9 se muestran los LED individuales y los puntos de color sumados, y se proporciona el espectro total.
La referencia 211 3000 K indica la temperatura de color correlacionada de 3000 K de un ejemplo de primera luz 211 y la referencia 211 3500 K indica la temperatura de color correlacionada de 3500 K de otra primera luz 211. Juntas proporcionan una temperatura de color correlacionada de aproximadamente 3250 K. Las referencias 221 indican la segunda luz 221 (con las dos contribuciones de blanco diferentes teniendo CCT de 3000 K y 3500 K, respectivamente). S indica la suma de la primera luz 211 y la segunda luz 221.
Para lograr este espectro, la potencia óptica de los LED cian debe ser de aproximadamente ~0,65 Wopt por 1100 lm de blanco. Usando LED de última generación, esto se puede lograr usando LED cian y blanco de CRI 80 y ~3250 K en una relación de aproximadamente 1: 4 en serie en la misma cadena. Para cumplir con la salida de flujo total necesaria y que la tensión de cadena adecuada coincida con el excitador, se pueden colocar varios grupos de LED (1 cian 4 blancos) en serie y varias cadenas iguales en paralelo.
En la figura 10 se muestra un ejemplo de configuración de cadena, ejemplo i. Aquí, se representa esquemáticamente una cadena de LED LS con 5 grupos de subconjuntos de cada k = 10 lEd , en donde los 10 LED están configurados en serie, en donde todos los n = 5 grupos de subconjuntos de k LED están configurados en paralelo en la cadena de LED. Obsérvese, cada grupo comprende 8 primeras fuentes 210 y 2 segundas fuentes 220.
En caso de que la relación de flujo de los LED cian y blanco sea diferente, luego se puede aplicar una relación diferente de LED cian a blanco para todavía cumplir con el requisito de ~0,65 Wopt de luz cian por cada 1100 lm de blanco.
Si se prefiere una proporción diferente de LED, todavía necesitando ~0,65 Wopt de luz cian por cada 1100 lm de blanco, los LED cian y blanco se pueden colocar en cadenas paralelas, donde el número de cadenas paralelas para cian y blanco es desigual. Véanse las figuras 10ii-10vii para varias opciones. En el caso de módulos lineales para oficina, los LED cian están preferentemente espaciados a la misma distancia con un número constante de LED blancos entre ellos, para tener una distribución de luz uniforme. En ese caso, las opciones 8b, 10b, 10d, 10e y 12a permanecen, es decir, tienen una relación de enteros de LED blancos a cian. Pero en otros casos, donde los LED no están espacialmente separados, p. ej., en bombillas o lámparas descendentes, todas las opciones de la figura 10 son posibles.
Por ejemplo, la cadena de LED LS en la realización iv incluye un conjunto de tres grupos dispuestos en paralelo (de cada uno, por ejemplo, 10 primeras fuentes 210) configurados en serie con un segundo conjunto de cinco grupos dispuestos en paralelo (de cada uno, por ejemplo, 2 segundas fuentes 220). Además, por ejemplo, la realización de vi en la figura 10 muestra dos conjuntos configurados en serie, con un primer conjunto que comprende tres grupos dispuestos en paralelo de cada uno, p. ej., 5 o primeras fuentes 210, y con un segundo conjunto con 5 grupos dispuestos en paralelo, con cada p. ej., 5 primeras fuentes 210 y 2 segundas fuentes 220.
Si los requisitos ópticos son diferentes, p. ej., se requiere CRI 90 en lugar de CRI 80, o se requiere una CCT diferente de 4200 K, entonces el flujo de cian por cada 1100 lm de blanco será diferente (inferior) de 0,65 Wopt. Luego, la proporción de LED cian a blanco y/o la configuración de la cadena se pueden adaptar en consecuencia para cumplir con las especificaciones. Por ejemplo, si se requiere 4200 K CRI 90, el flujo de cian por cada 1100 lm de blanco debe ser de 0,30 Wopt, que se puede lograr con LED cian y blanco en serie 1: 8. En este caso, algunas de las soluciones de la figura 10 podrían ser más preferidas, de lo contrario, el recuento de LED blancos será demasiado alto. A partir de LED blancos de CRI 80 (estándar) puede que no sea posible obtener fácilmente un R9 >50 en el punto de color objetivo.
Además, parece que la longitud de onda dominante del LED cian que debe combinarse con el LED blanco (para permanecer cerca, pero ligeramente por debajo del BBL) puede depender de la CCT del LED blanco: DWL cerca de 490 nm para 2200 K, cerca de 485 nm para 3000 K y cerca de 477 nm para los LED blancos neutros (4000 K).
Agregar una pequeña cantidad de luz cian aumentará el CRI y R9 (figura 11), excepto en el caso en el que se comienza con un LED de 2200 K (aquí el CRI disminuye inmediatamente). En algunos casos, el CRI aumenta hasta un valor cercano a 90. Después del aumento inicial del CRI, el CRI comienza a disminuir al aumentar el contenido de cian. Para MDEF máximo, sin embargo, el contenido de cian en el espectro debe ser lo más alto posible, pero los requisitos de la aplicación (iluminación de oficinas) requieren un nivel mínimo de 80. Así que se desea terminar cerca del CRI 80 en la sección superior derecha de la figura 11 (el recuadro). Ventajosamente, en este caso R9 es > 50, lo que conducirá a un punto WELl adicional. La figura 11 representa el valor R9 (eje y) como función del CRI (eje x) para la luz del dispositivo que tiene un CRI de entre 70 y 90 y si la primera luz (210) tuviera una CCT de 2200 K (círculos cerrados), 2700 K (cuadrado cerrado), 3000 K (diamantes cerrados), 3500 K (triángulos cerrados) o 4000 K (triángulos abiertos) y más en función de agregar luz cian. Por ende, sin luz cian, todas las curvas comienzan aproximadamente en CRI=80 y R9 es 0. Para la primera luz con 2200 K, el efecto de agregar luz cian es un aumento de R9 (como en todos los casos), pero en una disminución del CRI. Para todas las demás curvas, hay una parte, en sentido contrario a las agujas del reloj, en donde el CRI primero aumenta hasta aproximadamente 85-90 y luego disminuye, para regresar aproximadamente a CRI=80, para disminuir aún más cuando se agrega más cian. La cantidad de cian agregada para llegar nuevamente a un valor cercano a 80 o un poco mayor, como se indica en el recuadro, puede ser la mejor cantidad (el valor MDER más alto posible), ya que una cantidad menor significa un R9 más bajo y una cantidad mayor significa un CRI más bajo.
La cantidad de flujo cian (expresada como Wopt por 1100 Lm de luz blanca del dispositivo) de los puntos de datos en el recuadro de la figura 11 se representa en la figura 12 como función de la CCT del LED blanco. Hay una tendencia clara: cuanto mayor es la CCT del LED blanco, mayor es el flujo de cian relativo para alcanzar el MDEf más alto y al mismo tiempo cumplir con CRI > 80 (y por R9 > 50). En el eje x, se representa la temperatura de color correlacionada en Kelvin de la primera luz blanca 211. En el eje y se suma la potencia óptica del flujo cian (por cada 1000 lm de luz blanca del dispositivo). La adición de la luz cian parece estar definida por las dos líneas A y B, que se definen como:
A: Wopt=0,12+000208*CCT (siendo CCT la CCT de la primera luz blanca en Kelvin y siendo Wopt la potencia en vatios (por 1100 lúmenes de la luz blanca del dispositivo));
B: Wopt=0,03+0,00019*CCT (siendo CCT la Cc T de la primera luz blanca en Kelvin y siendo Wopt la potencia en vatios (por 1100 lúmenes de la luz blanca del dispositivo)).
Por ende, estos límites se pueden usar, especialmente entre el intervalo CCT de 2300-4500 K, tal como 2500-4200 K (del primer componente de luz blanca).
La figura 13 muestra la dependencia de la longitud de onda dominante de la segunda luz (eje y) en función de la temperatura de color correlacionada CCT de la primera luz 211 (eje x). Parece que dentro del intervalo CCT de aproximadamente 2500-4200 K, especialmente aproximadamente de 2700-4000 K, el intervalo de longitud de onda dominante DWL en nanómetros está definido por la fórmula: 474 < DWL < (510-0,008*CCT). Aquí, DWL se refiere alvalorde la longitud de onda dominante (en nm), 474 se refiere al límite inferior de 474 nm, y CCT se refiere alvalorde la temperatura de color correlacionada de la primera luz. Por ejemplo, cuando la CCT es 3500 K, la fórmula es: 474 < DWL < (510-0,008*3500, es decir, el intervalo de longitud de onda dominante DWL está entre 474 nm y 482 nm. Los puntos en el gráfico son ejemplos de posibles longitudes de onda dominantes en las CCT indicadas.
En otra realización (véanse, p. ej., también las figuras 2H y 2I), la segunda fuente de segunda luz es un chip cian directo que se coloca en un paquete junto con el chip azul y el fósforo que genera la primera luz. El fósforo puede estar cubriendo ambos chips, ya que esto mejora la mezcla de colores y aún así el rendimiento espectral (punto de color, CRI, R9, MDER) se puede lograr mediante la elección correcta de fósforos y longitudes de onda dominantes en el chip. Los 2 chips se pueden colocar en una sola cadena, o pueden estar en 2 cadenas haciendo posible la sintonización de c Ct y/o MDER. En realizaciones, la primera fuente de luz azul y la segunda fuente de luz cian pueden ser controlables, lo que permite controlar la distribución de potencia espectral de la luz del dispositivo.
El término "pluralidad" se refiere a dos o más. Los términos "sustancialmente" o "esencialmente" en el presente documento, y términos similares, será entendido por el experto en la materia. Los términos "sustancialmente" o "esencialmente" también pueden incluir realizaciones con "totalmente", "completamente", "todo", etc. Por ende, en realizaciones, el adjetivo sustancialmente o esencialmente también puede eliminarse. Donde corresponda, el término "sustancialmente" o el término "esencialmente" también pueden referirse al 90 % o más, tal como 95 % o más, especialmente 99 % o más, incluso más especialmente 99,5 % o más, incluyendo el 100 %.
El término "comprenden" incluye también realizaciones en las que el término "comprende" significa "consiste en".
El término "y/o" se refiere especialmente a uno o más de los elementos mencionados antes y después de "y/o". Por ejemplo, una expresión "artículo 1 y/o artículo 2" y expresiones similares pueden estar relacionadas con uno o más del artículo 1 y artículo 2. El término "que comprende" puede referirse en una realización a "que consiste en" pero en otra realización también puede referirse a "que contiene al menos la especie definida y opcionalmente una o más especies diferentes".
De manera adicional, los términos primero, segundo, tercero y similares en la descripción, y en las reivindicaciones, se usan para distinguir entre elementos similares y no necesariamente para describir un orden secuencial o cronológico. Debe entenderse que los términos usados de este modo son intercambiables en circunstancias apropiadas y que las realizaciones de la invención descritas en el presente documento pueden funcionar en otras secuencias distintas a las descritas o ilustradas en el presente documento.
Los dispositivos, aparatos o sistemas pueden describirse en el presente documento, entre otros, durante su funcionamiento. Como resultará evidente para el experto en la materia, la invención no se limita a métodos de funcionamiento o dispositivos, aparatos o sistemas en funcionamiento.
Cabe destacar que las realizaciones mencionadas anteriormente ilustran, pero no limitan la invención y que los expertos en la materia podrán diseñar muchas realizaciones alternativas sin desviarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
En las reivindicaciones, cualquier signo de referencia colocado entre paréntesis no se interpretará como una limitación de la reivindicación.
El uso del verbo "comprender" y sus conjugaciones no excluye la presencia de elementos o etapas diferentes a los que se establecen en una reivindicación. A menos que el contexto indique claramente lo contrario, a lo largo de la descripción y las reivindicaciones, las palabras "comprende", "que comprende" y similares deben interpretarse en un sentido inclusivo en oposición a un sentido exclusivo o exhaustivo; esto quiere decir, en el sentido de "incluir, pero sin limitarse a".
El artículo "un" o "una" que precede a un elemento no excluye la presencia de una pluralidad de tales elementos.
La invención se puede implementar por medio de hardware que comprenda varios elementos diferenciados y por medio de un ordenador adecuadamente programado. En una reivindicación de dispositivo, reivindicación de aparato o reivindicación de sistema, enumerando varios medios, varios de estos medios pueden estar implementados en un único y mismo equipo de hardware. El mero hecho de que se enumeren determinadas medidas en diferentes reivindicaciones mutuamente dependientes no indica que no pueda usarse ventajosamente una combinación de tales medidas.
La invención también proporciona un sistema de control que puede controlar el dispositivo, aparato, o sistema, o que pueda ejecutar el método o proceso descrito en el presente documento. Todavía más, una realización no cubierta por las reivindicaciones también proporciona un producto de programa informático, que cuando se ejecuta en un ordenador que está funcionalmente acoplado o comprendido por el dispositivo, aparato o sistema, controla uno o más elementos controlables de dicho dispositivo, aparato o sistema.
La invención se aplica además a un dispositivo, aparato o sistema que comprende una o más de las características caracterizantes descritas en la descripción y/o mostradas en los dibujos adjuntos. La invención se refiere, además, a un método o proceso que comprende uno o más de los atributos característicos descritos en la descripción y/o mostrados en los dibujos adjuntos.
Los diversos aspectos expuestos en esta patente se pueden combinar con el fin de proporcionar ventajas adicionales. Además, el experto en la materia comprenderá que se pueden combinar las realizaciones y que también se pueden combinar más de dos realizaciones. De manera adicional, algunas de las características pueden formar la base para una o más aplicaciones divisionales.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un dispositivo de generación de luz (100) configurado para generar en un primer modo de control luz del dispositivo (101), en donde el dispositivo de generación de luz (100) comprende (i) una primera fuente (210) de primera luz (211), y (ii) una segunda fuente (220) de segunda luz (221), diferente de la primera luz (211), en donde la segunda luz (221) comprende luz similar a cian que tiene una longitud de onda seleccionada en el intervalo entre 470-520 nm, en donde la luz del dispositivo (101) comprende la primera luz (211) y la segunda luz (221), y en donde en el primer modo de control la luz del dispositivo (101) es luz blanca, y en donde el dispositivo de generación de luz (100) está configurado para proporcionar en el primer modo de control la luz del dispositivo (101) que tiene un valor MDEF de > 5,43-9,31*v', en donde v' se refiere a las coordenadas de color en el espacio de color CIELUV (1976), en donde MDEF se define como:
    en donde SPD(A) es la distribución de potencia espectral de la luz emitida por el dispositivo de generación de luz (100), m(A) es la función de sensibilidad melanópica, la V(A) es la sensibilidad fotópica, en donde el dispositivo de generación de luz (100) está configurado para generar en el primer modo de control luz del dispositivo (101) que tiene un punto de color dentro de 15 SDCM desde el lugar geométrico del cuerpo negro, caracterizándose el dispositivo de generación de luz (100) por que la segunda luz (221) tiene una longitud de onda dominante seleccionada del intervalo entre 474 500 nm, en donde la primera luz (211) tiene una temperatura de color correlacionada seleccionada del intervalo entre 2500-4500 K.
  2. 2. El dispositivo de generación de luz (100) según la reivindicación 1, en donde en el primer modo de control la primera luz (211) es luz blanca o luz blanca sin cian.
  3. 3. El dispositivo de generación de luz (100) según la reivindicación 2, en donde la primera fuente (210) comprende una primera fuente de luz (110) configurada para generar una luz de primera fuente de luz (111) que comprende la primera luz (211), y un primer material luminiscente (310) configurado para convertir parte de la luz de primera fuente de luz (111) en una luz de primer material luminiscente (311), en donde la segunda luz (221) comprende al menos parte de la luz de primer material luminiscente (311), y en donde, en el primer modo de control, la primera luz (211) es luz blanca sin cian que tiene una temperatura de color correlacionada de como máximo 3500 K y que tiene un punto de color en el intervalo de 15-30 SDCM por debajo del lugar geométrico del cuerpo negro.
  4. 4. El dispositivo de generación de luz (100) según la reivindicación 3, en donde el dispositivo de generación de luz (100) comprende además un segundo material luminiscente (320) configurado para convertir parte de la luz de primera fuente de luz (111) en una luz de segundo material luminiscente (321), y opcionalmente uno o más materiales luminiscentes adicionales (330) configurados para convertir parte de la luz de primera fuente de luz (111) en luz de material luminiscente adicional (331), en donde el dispositivo de generación de luz (100) comprende un elemento luminiscente (150) que comprende el primer material luminiscente (310), el segundo material luminiscente (320), y el uno o más materiales luminiscentes adicionales opcionales (330), y en donde la luz del dispositivo (101) comprende la luz de primera fuente de luz (111), la luz de primer material luminiscente (311), la luz de segundo material luminiscente (321), y la luz de material luminiscente adicional opcional (331).
  5. 5. El dispositivo de generación de luz (100) según la reivindicación 2, en donde la primera fuente (210) comprende una primera fuente de luz (110) configurada para generar una luz de primera fuente de luz (111) que comprende la primera luz (211), en donde la segunda fuente (22) comprende una segunda fuente de luz (120) configurada para generar luz de segunda fuente de luz (121), y (iii) un primer material luminiscente (310) configurado para convertir al menos parte de la luz de segunda fuente de luz (121) en una luz de primer material luminiscente (311), en donde la segunda luz (221) comprende al menos parte de la luz de primer material luminiscente (311) y opcionalmente una luz de segunda fuente de luz (121) no convertida.
  6. 6. El dispositivo de generación de luz (100) según la reivindicación 5, en donde la segunda luz (221) tiene un punto de color (u';v') definido por el área CIE u'v' (0,03;0,22), (0,12;0,22), (0,03;0,55) y (0,12;0,55) en el espacio de color CIE u'v'.
  7. 7. El dispositivo de generación de luz (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la primera fuente de luz (110) comprende una primera fuente de luz de estado sólido, en donde la segunda fuente de luz (120) comprende una segunda fuente de luz de estado sólido, en donde la primera fuente de luz de estado sólido y la segunda fuente de luz de estado sólido están configuradas en serie en una cadena de LED (LS).
  8. 8. El dispositivo de generación de luz (100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 3 a 7, en donde el primer material luminiscente (310) comprende ML<2>O<2>N<2>:Eu2+, en donde M se selecciona del grupo que consiste en Ca, Sr y Ba, y en donde L se selecciona del grupo que consiste en Si y Ge, en donde M al menos comprende Ba, y en donde L al menos comprende Si.
  9. 9. El dispositivo de generación de luz (100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 5-7, en donde la primera fuente de luz (110) está configurada para generar luz azul de primera fuente de luz (111), en donde la segunda fuente de luz (120) está configurada para generar luz similar al cian de segunda fuente de luz (121) que tiene una o más longitudes de onda seleccionadas del intervalo entre 470-520 nm, en donde el dispositivo de generación de luz (100) comprende además opcionalmente un segundo material luminiscente (320), configurado para convertir parte de una o más de la luz de primera fuente de luz (111) y luz de segunda fuente de luz (121) en una luz de segundo material luminiscente (321), en donde la primera fuente de luz (110) y la segunda fuente de luz (120) están configuradas aguas arriba del primer material luminiscente (310) y el segundo material luminiscente (320) opcional, en donde en el primer modo de control la luz del dispositivo (101) es luz blanca que comprende la luz de primera fuente de luz (111), la luz de segunda fuente de luz (121), la luz de primer material luminiscente (311) y la luz de segundo material luminiscente (321) opcional, y en donde la luz del dispositivo (101) tiene un índice de reproducción cromática de al menos 80.
  10. 10. El dispositivo de generación de luz (100) según la reivindicación 9, en donde la luz de primer material luminiscente (311) tiene una o más longitudes de onda en el intervalo de longitud de onda del amarillo, y en donde la luz de segundo material luminiscente (321) tiene una o más longitudes de onda en el intervalo de longitud de onda del rojo.
  11. 11. El dispositivo de generación de luz (100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-8, en donde la segunda luz (221) tiene una longitud de onda dominante seleccionada en el intervalo entre 474-490 nm.
  12. 12. El dispositivo de generación de luz (100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 8 y 11, en donde la segunda luz (221) tiene una potencia espectral Wopt/1100 lúmenes, en donde la primera luz (211) tiene una temperatura de color correlacionada CCT<211>, en donde Wopt/1100 lúmenes se refiere al valor de la contribución radiométrica en vatios de la segunda luz (221) por 1100 lúmenes de luz del dispositivo (101), en donde CCT<211>se refiere al valor de la temperatura de color correlacionada en Kelvin de la primera luz (221), y en donde se selecciona un valor de Wopt/1100 lúmenes del intervalo de: 0,03+0,00019*TCT211* ≤ Wopt/1100 lúmenes ≤ 0,12+0,000208*CCT211.
  13. 13. El dispositivo de generación de luz (100) según la reivindicación 2, en donde la primera fuente (210) comprende una primera fuente de luz (110) configurada para generar una luz de primera fuente de luz (111) que comprende la primera luz (211), en donde la segunda fuente (220) comprende una segunda fuente de luz (120) configurada para proporcionar una luz de segunda fuente de luz (121), y el dispositivo de generación de luz (100) comprende además una tercera fuente de luz (130) configurada para generar una luz de tercera fuente de luz (131) espectralmente diferente de la luz de segunda fuente de luz (121), en donde la luz de segunda fuente de luz (121) tiene un segundo pico máximo (Amáx2), en donde la luz de tercera fuente de luz (131) tiene un tercer pico máximo (Amáx3) que difiere al menos en 5 nm, y en donde la segunda luz (221) comprende la luz de segunda fuente de luz (121) y la luz de tercera fuente de luz (131), en donde la segunda fuente de luz (120) comprende una fuente de luz de estado sólido, en donde la tercera fuente de luz (130) comprende una fuente de luz de estado sólido, y en donde la segunda fuente de luz (120) y la tercera fuente de luz (130) son de grupos diferentes, y en donde la segunda fuente de luz (120) y la tercera fuente de luz (130) son controlables, y en donde el segundo pico máximo (Amáx2) se selecciona del intervalo entre 470-485 nm, y en donde el tercer pico máximo (Amáx3) se selecciona del intervalo entre 500-510 nm.
  14. 14. El dispositivo de generación de luz (100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera fuente (210), la segunda fuente (220), fuentes adicionales opcionales (230) de luz adicional (231), y el primer modo de control, se eligen para proporcionar la luz del dispositivo (101) con un punto de color a 3-10 SDCM por debajo del lugar geométrico del cuerpo negro.
  15. 15. Un sistema de iluminación (1000) que comprende el dispositivo de generación de luz (100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la distribución espectral de la luz del dispositivo (101) es controlable, comprendiendo el sistema de iluminación (1000) además un sistema de control (1100) y un dispositivo de entrada (1200) seleccionado del grupo que consiste en una interfaz de usuario (1210), un dispositivo de tiempo (1220) y un sensor (1230), y en donde el sistema de control (1100) está configurado para controlar la distribución espectral de la luz del dispositivo (101) en respuesta a una señal del dispositivo de entrada.
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