JP2010511277A - 照明システム - Google Patents

Abstract

照明システム１は、互いに異なる色を持つ光Ｒ、Ｇ、Ｂを生成するための複数のランプ１１、１２、１３を有する。実施例においては、前記ランプは蛍光灯である。カラーセンサ５１を有する検出システム５０が、前記カラーセンサによって受け取った光の色を示すセンサ出力信号Ｓｓを供給する。前記検出システムは、前記ランプと、周囲光から保護されるサービスルーム７４内に配設される前記センサとの間に配置される導光装置６０を有する。各光導体が、１つのランプからの光だけを捕らえ、前記センサは、捕らえた前記光の混合物を受け取る。前記カラーセンサ及び前記光導体は、公差、ランプの経年変化、周囲温度などを補正するフィードバックシステムにおいて用いられる。

Description

本発明は、広くは、多数の光源であって、各々が、互いに異なる色を生成し、各々が、個々の光度が変えられ得るように制御可能である、多数の光源を有する、光を生成するための照明システムに関する。前記システムは、個々のランプの個々の光度を設定するために前記個々のランプのための制御信号を生成する制御器を更に有する。前記光源は、任意の適切なタイプのもの、例えば蛍光灯、ＬＥＤなどであり得る。以下、蛍光灯の場合について、本発明を説明するが、本発明は、蛍光灯に限定されないことを強調しておく。一般的な実施例においては、前記システムは、各々、赤色光、緑色光及び青色光を生成する３つのランプを有し、故に、前記システムは、ＲＧＢシステムとして示される。以下、ＲＧＢシステムの場合について、本発明を説明するが、本発明は、ＲＧＢシステムに限定されないことを強調しておく。

３つのランプは、一般的には、共通ハウジング又はアーマチュア内に、一緒に、相対的に近くに取り付けられる。故に、ランプから或る距離離れたところで、個々の光成分は混じり合い、観察者は、適切な色空間において、個々の色の３つの色点によって規定される三角形内のどこかの点に位置する色点を持つ混合光を観察するであろう。混合光の色点の正確な位置は、個々のランプの相対強度に依存する。当業者には明らかであろうように、個々のランプの相対強度を変えることによって、白色を含む、前記三角形内の考えられるあらゆる色を生成することが可能である。

混合光の色の精度が重要である状況がある。人間の目は、例えば、同じ色を生成することを目的とする２つ以上の異なる照明システムを備える部屋において、異なるシステムの間のわずかな色の違いにも気がつくのに十分に敏感である。この点における問題は、実際には、例えば、公差、経年変化、周囲温度などのために、制御信号と、出力光度との間の関係が、ランプによって異なるかもしれず、且つ／又は時間の関数として変化するかもしれないということである。

この問題を解決するため、照明システムは、制御器が、その制御信号を適応させることができるように、実際に生成される光を検出し、制御器のための、光の混合物の色を示す測定信号を生成するカラーセンサを有する検出システムを具備するかもしれない。その場合、他の問題は、このようなセンサのための適切な場所を見つけることである。一方では、センサは、その場所における光が実際に混じり合っているように、個々の光源から十分遠く離れたところに配置されなければならないが、他方では、センサ自体が見えること、及び／又はセンサ自体が光出力の一部を遮ることは望ましくない。更に、センサは、周囲光によって乱されてはならない。実際には、これらの要件を全て満たすことは非常に困難である。

本発明の広い目的は、これらの問題に対するソリューションを提供することである。

本発明の第１の重要な態様によれば、前記検出システムは、複数の光導体であって、各光導体が、各々の光源の近くに位置する入力端部を持ち、前記センサの近くに位置する出力端部を持つ複数の光導体を有する導光装置を更に有する。このような導光装置により、周囲光から保護されるランプハウジング又はアーマチュア内の、温度が極めて熱くはならない位置に光センサを配置することが可能である。前記光センサは、直接でなく、前記光導体を通して光を受け取るので、前記光センサ自体の位置が、前記光が混合される位置である必要はない。各光導体は、各々のランプの近くの、出力光を遮らない位置に取り付けられるその入力端部を持つことができる。全ての光導体が、前記光センサが混合光を受け取るように、それらのサンプリング光を同じ光センサへ案内する。

他の有利な詳細については、従属請求項において言及されている。

図面に関する１つ以上の好ましい実施例の以下の記載によって、本発明のこれら及び他の態様、特徴及び利点を更に説明する。前記図面において、同じ参照番号は、同じ又は同様なパーツを示す。

照明システムを概略的に図示しているブロック図である。 本発明による導光システムの設計の詳細を概略的に図示する。 本発明による導光システムの設計の詳細を概略的に図示する。 本発明による照明システムの実用的な実施例を概略的に図示している図である。

図１は、本発明による照明システム１を概略的に図示しているブロック図である。図示されている実施例においては、システムは、関連ドライバ２１、２２、２３を備える３つのランプ１１、１２、１３と、各々のドライバ２１、２２、２３のための各々の制御信号Ｓｃ１、Ｓｃ２、Ｓｃ３を生成する３つの出力部３１、３２、３３を持つ制御器３０とを有する。実例として、第１ランプ１１は、赤色光Ｒを生成し、第２ランプ１２は、緑色光Ｇを生成し、第３ランプ１３は、青色光Ｂを生成する。十分遠く離れたところでは、３つの個々のランプ１１、１２、１３の光出力は混合され、観察者は混合光ＭＬを観察する。当業者には明らかであり、それ故、更なる説明は必要ないであろうように、人間の観察者によって観察される混合光の色は、個々の光出力の相対強度に依存する。制御器３０は、混合光ＭＬの所要の色を示す目標入力信号Ｓｉを受け取るための目標入力部３４を持つ。目標入力部３４は、ユーザ入力信号を受け取るためのユーザ入力部（図示せず）に結合されてもよい。このようなユーザ入力信号を生成するための、ユーザによって操作されるユーザ入力装置は、任意の適切なタイプの装置、例えば、キーボード、可変電圧源、可変抵抗などであってもよいが、それはまた、ユーザ入力信号Ｓｉがコンピュータシステム、例えばＰＣによって生成されるものであってもよい。簡単にするために、このようなユーザ入力装置は示されていない。制御器３０はまた、出力色を変化させることを目的としない場合には、可変設定の代わりに、一定の設定で動作してもよく、このような場合には、目標入力部３４は、メモリ、例えばＲＡＭによって実施され得る一定信号供給源に結合されてもよいことに注意されたい。

照明システム１は、混合光を受け取り、カラーセンサ５１によって受け取った光の色を示すセンサ出力信号Ｓｓを生成するカラーセンサ５１を含む検出システム５０を更に有する。センサ出力信号Ｓｓは、カラーセンサ５１によって受け取った光の強度も示し得る。適切なカラーセンサそれ自体は、既知であり、本発明は、現在知られているカラーセンサを用いて実施されることができ、本発明は、改良したカラーセンサを提供することを目的としていないので、ここで、カラーセンサの設計及び機能の詳細な説明をする必要はないことに注意されたい。

制御器３０は、センサ出力信号Ｓｓを受け取るよう結合されるセンサ入力部３５を持つ。制御器３０は、受け取ったセンサ出力信号Ｓｓを、入力信号Ｓｉ及び／又は制御出力信号Ｓｃ１、Ｓｃ２、Ｓｃ３に基づく基準と比較する。制御器３０が、センサ出力信号Ｓｓが、基準によって表されるような期待値からずれていることを見つける場合には、制御器３０は、ずれを減らすようにその制御出力信号Ｓｃ１、Ｓｃ２、Ｓｃ３を適応させる。このようにして、検出システム５０は、制御器３０が混合出力光ＭＬの色及び強度を所要の値に設定及び／又は維持することを可能にするフィードバックループを供給する。

本発明の重要な態様によれば、検出システム５０は、ランプ１１、１２、１３と、センサ５１との間に配置される導光装置６０を有する。導光装置６０は、各ランプ１１、１２、１３のために、関連光導体６１、６２、６３であって、実質的にその対応するランプだけから光を受け取るように対応するランプの近くに配置される入力端部６１ａ、６２ａ、６３ａを持ち、捕らえた光をセンサ５１へ供給するようにセンサ５１の近くに配置される出力端部６１ｂ、６２ｂ、６３ｂを持つ関連光導体６１、６２、６３を有する。したがって、センサ５１は、実際の混合出力光ＭＬが存在しない場所、例えば、後で説明するように関連アーマチュアの中に、配設され得る。

光導体それ自体は、既知であり、本発明は、既知の光導体を用いて実施されることができ、本発明は、改良した光導体を提供することを目的としていないので、ここで、光導体の設計及び動作の詳細な説明をする必要はないことに注意されたい。ほんの一例として、光導体は、光ファイバとして実施されることができ、又はより広くは、全内部反射を供給するような、低い誘電率及び低い屈折率を持つ材料によって囲まれる高い誘電率及び高い屈折率を持つ誘電材料のボディとして実施されることができることに注意されたい。別の例として、光導体は、反射内壁を備える中空管として実施されることができる。

図２Ａは、各光導体６１、６２、６３が、他の光導体と完全に分離していてもよく、光導体６１、６２、６３が、センサ５１の近くに配設され、各光導体の捕らえた光がセンサ５１を照らすように方向づけられるそれらの各々の出力端部６１ｂ、６２ｂ、６３ｂを持っていてもよいことを概略的に図示している。このような場合には、捕らえた光のサンプルの混合は、光導体と、センサとの間の空間、及び／又はセンサ５１の感光面において行われる。更に、この図は、光導体が、入力端部から出力端部までまっすぐな形状を持っていてもよく（６２参照）、又は入力端部から出力端部まで湾曲形状を持っていてもよい（６１、６３参照）ことを示している。

図２Ｂにおいて概略的に図示されている別の実施例においては、別々の光導体６１、６２、６３が、互いに交わり、合併して、１つの結合導光部６４であって、センサ５１の近くに配設され、光導体からの捕らえた光の混合物がセンサ５１を照らすように方向づけられるその出力端部６４ｂを持つ１つの結合導光部６４になり得る。このような場合には、捕らえた光のサンプルの混合は、結合導光部６４において行われる。

いずれの場合においても、センサ５１は、混合光を測定し、前記混合光における個々の光の寄与の相対的な割合は、光導体の実際の寸法と、それらの各々の入力端部の正確な位置決めとに依存することに注意されたい。更に、センサ５１は、異なる個々の色に対して異なる感度特性を持っていてもよい。較正手順において、個々の光出力に対するセンサ５１の実際の応答を決定することが可能であり、前記較正手順は、制御器３０が、常に、センサ出力信号Ｓｓに基づいて個々のランプの実際の個々の光出力レベルを決定することができるように、制御器３０によって関連メモリに記憶され得る補正係数に供給し得ることは、当業者には明らかであろう。

図３は、照明システム１の実用的な実施例を概略的に図示している図である。この図は、側壁部７２及び上壁部７３を持つランプルーム７１内に互いに対して平行に配設される管の形態の３つの蛍光灯１１、１２、１３を収容するアーマチュア７０の概略的な断面を示している。ランプ室７１は、下端部７５において開いており、光がアーマチュアを出ることを可能にする。アーマチュア７０は、ランプルーム７１の上に、センサ５１を収容し、図示されてはいないが、場合により、制御器３０及びドライバ２１、２２、２３も収容するサービスルーム７４を有する。サービスルーム７４は、周囲光がセンサ５１に到達するのを防止し、ランプ１１、１２、１３からの光が直接センサ５１に到達するのを防止するために、実質的に閉じられる。この図は、ランプ１１、１２、１３からランプルームの上壁部７３を通ってサービスルーム７４内のセンサ５１まで延在する光導体６１、６２、６３を示している。光導体６１、６２、６３の入力端部６１ａ、６２ａ、６３ａは、対応するランプ１１、１２、１３の上に配設される、即ち、光導体が光を遮らないように、ランプルームから光が出てくるランプルームの下端部の反対側に配設される。違った表現で説明すると、ランプの、ランプルーム７１の出口側７５の方へ向けられる側が、前側と示され、ランプの反対側が、後側と示される場合、光導体６１、６２、６３の入力端部６１ａ、６２ａ、６３ａは、対応するランプの後側に面して配設される。他の例において、光導体６１、６２、６３の入力端部６１ａ、６２ａ、６３ａが、対応するランプの横に配設されることはあり得る。

一般的には、センサ５１は、赤外線にも敏感である。それ故、好ましい実施例においては、システムは、赤外線がセンサ５１に到達するのを防止する赤外線フィルタ８１を有する。有利には、このような赤外線フィルタ８１は、図１において概略的に図示されているように、センサ５１の上に直接配設され得る。このようなフィルタそれ自体は既知であることに注意されたい。更に、センサ５１が赤外線に対して敏感ではない場合には、このようなフィルタは省かれてもよいことに注意されたい。

一般的には、センサ５１は、紫外線にも敏感である、又はこのような放射線は、センサの寿命を減らすおそれさえある。それ故、好ましい実施例においては、システムは、紫外線がセンサ５１に到達するのを防止する紫外線吸収フィルタ８２を有する。有利には、このような紫外線吸収フィルタ８２は、図１において概略的に図示されているように、センサ５１の上に直接配設され得る。このようなフィルタそれ自体は既知であることに注意されたい。更に、センサ５１が紫外線に対して敏感ではない場合には、このようなフィルタは省かれてもよいことに注意されたい。

他の例においては、赤外線フィルタ８１及び／又は紫外線吸収フィルタ８２は、導光装置６０に組み込まれてもよく、即ち、個々の光導体６１、６２、６３に組み込まれてもよく、又はもしあれば、結合導光部６４に組み込まれてもよい。

要約すると、本発明は、互いに異なる色を持つ光Ｒ、Ｇ、Ｂを生成するための複数のランプ１１、１２、１３を有する照明システム１を提供する。実施例においては、ランプは蛍光灯である。

カラーセンサ５１を有する検出システム５０が、カラーセンサによって受け取った光の色を示すセンサ出力信号Ｓｓを供給する。

検出システムは、ランプと、周囲光から保護されるサービスルーム７４内に配設されるセンサとの間に配置される導光装置６０を有する。各光導体が、１つのランプからの光だけを捕らえ、センサは、捕らえた光の混合物を受け取る。

カラーセンサ及び光導体は、公差、ランプの経年変化、周囲温度などを補正するフィードバックシステムにおいて用いられる。

図面及び上述の説明において本発明を詳細に図示し、説明しているが、このような図及び説明は、説明的なもの又は例示的なものであって、限定するものではないとみなされるべきであることは、当業者には明らかであろう。本発明は、開示されている実施例には限定されない。もっと正確に言えば、添付している請求項において規定されているような本発明の保護範囲内で幾つかの変更及び修正が可能である。

例えば、３つのドライバ２１、２２、２３は、３つの出力部を持つ１つのドライバに統合されてもよい。また、制御器３０と、ドライバ２１、２２、２３とが統合されてもよい。

更に、アーマチュアは、図には示されていない他の光学部品を有するかもしれない。例えば、アーマチュアは、付加的に、個々のランプの光成分の混合を改善するために可能な限りランプから遠くに配置される拡散器を具備してもよい。

請求項記載の発明の実施において、図面、明細及び添付の請求項の研究から、当業者によって、開示されている実施例に対する他の変更が、理解され、行われ得る。請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数の存在を除外しない。請求項において列挙されている幾つかのアイテムの機能を単一のプロセッサ又は他のユニットが実現してもよい。特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように使用されることができないと示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又はそれの一部として供給される光記憶媒体又は固体媒体などの適切な媒体に記憶／分散されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムなどを介して、他の形態で分散されてもよい。請求項におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されてはならない。

Claims (13)

1. 照明システムであり、
   - 互いに異なる色を持つ光を生成するための少なくとも２つのランプと、
   - カラーセンサであって、前記カラーセンサによって受け取った光の色を示すセンサ出力信号を供給するためのカラーセンサを有する検出システムと、を有する照明システムであって、
   前記検出システムが、前記ランプと、前記センサとの間に配置される導光装置を有する、照明システム。
2. 前記導光装置が、複数の光導体を有し、各光導体が、対応するランプと関連づけられ、各光導体が、前記対応するランプの近くに配置される入力端部を持ち、前記センサの近くに配置される出力端部を持つ、請求項１に記載の照明システム。
3. 各光導体の前記出力端部が、各光導体の捕らえた前記光が前記センサを照らすように方向づけられる、請求項２に記載の照明システム。
4. 前記導光装置が、複数の光導体を有し、各光導体が、対応するランプと関連づけられ、前記対応するランプの近くに配置される入力端部を持ち、
   前記導光装置が、前記センサの近くに配設される出力端部を持つ結合導光部を更に有し、
   前記複数の光導体が、互いに交わり、合併して、前記結合導光部になる、請求項１に記載の照明システム。
5. 前記結合導光部の前記出力端部が、前記光導体からの捕らえた光の混合物が前記センサを照らすように方向づけられる、請求項４に記載の照明システム。
6. 赤外線が前記センサに到達するのを防止するよう構成される赤外線フィルタを更に有する、請求項１に記載の照明システム。
7. 前記赤外線フィルタが、前記導光装置に組み込まれる、請求項６に記載の照明システム。
8. 紫外線が前記センサに到達するのを防止するよう構成される紫外線吸収フィルタを更に有する、請求項１に記載の照明システム。
9. 前記紫外線吸収フィルタが、前記導光装置に組み込まれる、請求項８に記載の照明システム。
10. ランプルームであって、前記ランプルーム内に前記ランプが配設されるランプルームを持ち、サービスルームであって、前記サービスルーム内に前記センサが配設されるサービスルームを持つアーマチュアを更に有し、前記ランプルームが、前記ランプからの前記光のための少なくとも１つの出口開口部を持ち、前記サービスルームが、実質的に閉じられおり、
    前記光導体が、対応する前記ランプから前記出口開口部までの直接経路の外側の位置に前記光導体の入力端部を持つ、請求項１に記載の照明システム。
11. 各ランプが、前記ランプルームの出口側の方へ向けられる前側と、前記前側の反対側の後側とを持ち、前記光導体の前記入力端部が、前記対応するランプの後側に面して配設される、請求項１０に記載の照明システム。
12. 各々の前記ランプの各々の強度を制御する制御信号を生成するための制御器を更に有し、前記制御器が、前記センサ出力信号に応じて、前記センサ出力信号が少なくとも実質的に基準信号と一致するように、前記制御器の制御信号を適応させるよう設計される、請求項１に記載の照明システム。
13. 照明システムにおいてランプを制御する方法であって、
    - 個々の前記ランプによって生成される光の一部を捕らえるステップと、
    - 導光システムを用いて、捕らえた前記光をカラーセンサへ案内するステップとを有する、方法。

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