JP2010538434A - Led照明装置の色特性または測光特性を調整する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】LED照明装置における温度および/またはLED照明装置内の温度を測定する工程と、測定温度における種々の有色LEDの放射スペクトルを、種々の有色LEDのそれぞれについて記憶された校正データから決定する少なくとも1つの温度依存値を判定する工程であって、放射スペクトルは種々の有色LEDの波長に依存している、工程と、判定された少なくとも1つの温度依存値に応じて、指定された光の色、色温度および/または色度座標を有する混光について、測定温度における種々の有色LEDの光束部分を判定する工程と、種々の有色LEDにおける前記判定された光束部分を調整する工程とを備える。
【選択図】図3
Description
・LEDスポットライトの初期温度において種々の有色LEDの光束部分を調整することによって、光の特定の色に混光を基準設定する工程と、
・前記基準設定において種々の有色LEDの初期放射スペクトルEA(λ)を判定する工程であって、初期放射スペクトルは、種々の有色LEDの波長に依存している、工程と、
・初期温度とは異なるLEDスポットライトの測定温度において、種々の有色LEDの波長に依存して、放射スペクトルE(λ)を判定する工程と、
・測定温度において指定された光の色を有する混光について、種々の有色LEDの光束部分を判定する工程と、
・LEDスポットライトにおいて、種々の有色LEDの判定された光束部分を調整する工程とによって特徴付けられる。
・種々の有色LEDの各色グループのLEDにおける温度値を測定するステップと
・温度に対する線形または二次の依存性(関係性)によって、各色グループに対するパラメータλPとW50とfLとを判定するステップと
・温度依存性パラメータを用いてガウス分布により新しい温度依存性放射スペクトルを計算するステップと
・その放射スペクトルをプログラム制御式処理ユニットに取り込み、混光の光束部分に対応するパルス幅変調信号部分を計算するステップと
・LEDスポットライトにおいて種々の有色LEDに対するパルス幅変調信号部分を調整するステップと
・任意に輝度を測定し、種々の有色LEDに供給される電力を対応させて増減させることによって、LEDスポットライトから放射された光強度を輝度設定値に適合させるステップとが実行される。
・種々の有色LEDの各色グループ(各色のグループ)のLEDにおいて温度値を測定するステップと、
・温度に対する線形または二次の依存性によって、各色グループに対するパラメータfLとλPを判定するステップと、
・新しい温度依存性放射スペクトルET(λ)を計算するステップと、
・その温度依存性放射スペクトルET(λ)をプログラム制御式処理ユニットに取り込み、混光の光束部分に対応するパルス幅変調信号部分を計算するステップと、
・LEDスポットライトにおいて種々の有色LEDに対するパルス幅変調信号部分を調整するステップと、
・任意に輝度を測定し、種々の有色LEDに供給される電力を対応させて増減させることによって、LEDスポットライトから放射される光強度を輝度設定値に適合させるステップとが実行される。
PWM(T)=PWMA/fPWM(T)
Y(Tb)=a+b×Tb
以下の式の二次多項式について
Y(Tb)=a+b×Tb+c×Tb2
以下の式の三次多項式について、
Y(Tb)=a+b×Tb+c×Tb2+d×Tb3
パラメータ(a,b,c,d)を決定し、そのパラメータa、b、c、dをLED照明装置の照明モジュール内に記憶することによって、実行される。
kYcal=Y(Tb1,t1)/Y(Tbcal,t0)
この式は、校正の間に測定された基板温度(Tbcal)に対して有効である。
Y(Tb1)=Y(Tbcal,t0)×kYcal
kCutoff=Pmax/Pneu
または
kCutoff=Imax/Ineu
および、PWMT=PWMA×fPWM×kCutoffに基づいて新しいPWM係数を用いてLED照明装置のLEDを制御することによって実行できる。
LED色調の様々なスペクトル(例えば、図12で示されている、LED色調のうちの赤色、青色、黄色、白色および琥珀色)は、前述の問題の解決法において提供されたプログラム制御処理ユニットで読み取ることができる。ユーザは、以下の最適化パラメータを入力側で設定値として調整することができる。
・LED混合の目標色温度(例えば、3200K、5600K)
・基準輝度(優れた光混合機能)と比較して、色ずれが発生しないフィルム材またはカメラセンサ(例えば、Kodakの5246D、Kodakの5274T)
・優れた光混合機能が得られるカメラの基準輝度(例えば、3200Kの白熱ランプ、5600Kの昼光、HMIなど)
・色温度
・プランク軌跡(Planckian locus)からの最短距離(すなわち、緑色またはマゼンタ方向への色ずれができる限り目で見えない)
・演色指数(できる限り100に近い)
・フィルムまたはデジタルカメラを用いた光混合機能。決定された混合と基準輝度との間の色距離は、記録媒体のフィルムまたはカメラについて最小でなければならない。
1.LEDまたはLED色調グループにおいて温度を測定する。
2.記憶された特性線からピーク波長ピーク=f(T)、半値幅W50=f(T)および輝度Y0=f(T)に対する温度依存パラメータを決定し、ガウスベル曲線(Gaussian
bell-shaped curve)に従うガウス分布によって新しいスペクトルを計算する。
W50は、LED放射スペクトルの半値幅であり、
fLは、温度依存性変換係数である。
3.プログラム制御式処理ユニットにスペクトルを取り込み、ガウス分布によりスペクトルの近似値から新しい混光について、初期温度に対して修正された温度に適合する新しい調光係数を計算する。
4.各LED色調グループのLEDを制御するために、制御電子回路によって、スポットライトの単色LEDグループの各LEDにおいて新しい混光に対応する調光係数を設定する。
プログラムループは新しい温度測定によりLEDを制御した後に、閉じられる。すなわち、処理が終了する。
輝度測定における光センサの別の利用の場合においては、図15にフローチャートとして示されたプログラムは、前述のプログラムステップ1〜4に以下のプログラムステップを追加して用いられる。
5.光センサを用いた輝度測定およびスポットライトを設定値に調光する。
fK=Y0(Tu)/Yt(Tu)
ここで、Y0は初期明度、Ytは温度Tにおける明度であり、補正係数は、相対輝度の温度範囲全体にわたる減少を表し、初期スペクトルの輝度に対するスペクトルの輝度の温度依存変換係数を示している。その後に、次のプログラムステップとして再度の温度測定が実行され、ピーク波長のピーク=f(T)、半値幅W50=f(T)および輝度Y0=f(T)に対する温度依存係数が、記憶された特性線から決定される。図13に示されるフローチャートと同様に、次に、スペクトル近似がガウス分布により実行される。
fK=Y0(Tu)/Yt(Tu)
ここで、Y0は初期明度、Ytは温度Tにおける明度である。
PWMfactors(new)=PWMfactors(calculated)×f
(PWM係数(新)=PWM係数(計算値)×f)
PWM(Tu)=PWM(T0)/Y(Tu)
ここで、T0は初期または基準温度であり、Tuは実際の測定温度である。スポットライトの各LED色調グループの単色LEDは、実際の温度に依存してこの方法で計算される調光係数PWM(Tu)により制御され、プログラムループは再度の温度測定により閉じられる。
PWM(Tu)=PWM(T0)/Y(Tu)
PWMfactors(new)=PWMfactors(calculated)×f
接合部温度または測定基板温度Tbに対するLED照明装置のLED明度Yの依存性は、
以下の式による線形関数として、
Y(Tb)=a+b×Tb
以下の式による二次多項式として、
Y(Tb)=a+b×Tb+c×Tb2 (式1)
または以下の式による三次多項式として、
Y(Tb)=a+b×Tb+c×Tb2+d×Tb3
所望の精度に応じて生成される近似関数によって近似される。
Y(Tb)=a+b(Tb+ΔT)+c(Tb+ΔT)2 (式2)
温度補正値ΔTは、二次近似関数Y=f(Tb)に代入される。この二次近似関数では、温度補正値は、変化した熱出力に起因する温度センサとLED接合部との間の温度差の変化を考慮に入れている。この式2は特に、電子回路もまた(望ましくない)温度依存性挙動を有し、LED電流がより大きく温度に依存する場合、二次多項式(式1)と比較して有効である。
Rw=ΔT/Pw
ここで、Rwは基板と接合部間の熱抵抗であり、PwはLED電力にほぼ等しい放散される熱量であり、ΔTは基板と接合部間の温度差である。上式から、以下の式が得られる。
ΔT=Rw×Pw
ここで、熱出力PwはLED電力ULED×ILEDにほぼ等しい。温度補正値ΔTは、各LED色調について、パラメータa、bおよびcなどを個々に考慮されなければならない。LEDの電流依存性の熱出力は値ULED×ILEDからマイクロプロセッサにより決定される。LEDの場合は、全電力の一部が光に変換されるため、LEDの熱出力は常に、積U×Iより小さい。これは追加の係数fwにより考慮に入れることができる。
Pw=fw×ULED×ILED
したがって、色依存性補正値ΔTは以下の式により計算できる。
ΔT=Rw×fw×ILED×ULED
明度Y(Tb)の基板温度Tbの関数として測定された特性線は、図22に示すように、電流依存または電力依存性曲線形状を示す。全ての場合において、曲線形状はより大きいLED電力では最も急峻になる。この効果は、LEDの直流制御およびPWM制御の両方において観察でき、またAllnGap材料とInGaN材料では小さい範囲で両方において観察できる。
Y(Tb)=A+B×(Tb+ΔT)+C×(Tb+ΔT)2
+D×(Tb+ΔT)3 (式3)
温度補正値ΔTは、二次または三次近似関数Y=f(Tb)に代入され、この二次または三次近似関数では、温度補正値は、変化した熱出力に基づく温度センサとLED接合部との間の温度差の変化を考慮に入れている。
Rw=ΔT/Pw
Rw:基板と接合部間の熱抵抗
Pw:放散される熱量、LED電力に近い
ΔT:基板と接合部間の温度差
ΔT=Rw×Pw
Pw:LED電力ULED×ILEDにほぼ等しい熱出力
温度補正値ΔTは、各LED色調について、パラメータA、B、Cなどを個々に考慮されなければならない。
Pw=fw×ULED×ILED
ΔT=Rw×fw×ILED×ULED (式4)
この方法では、測定される挙動は、黄色LEDの例についての図23の図により示すように、良好に再現できる。
明度−温度特性線は、例えば暖色状態における典型的な動作温度を表す、「作業温度(使用温度)」Tnに正規化される。
Y(Tb)=A+B×(Tb+ΔT−Tn)+C×(Tb+ΔT−Tn)2
+D×(Tb+ΔT−Tn)3 (式5)
ΔT〜PWM
ΔT=E×PWM (式6)
ここで、PWMは、(0...1)の間の調光係数であり、Eは電力パラメータである。
Y(Tb)=A+B×(Tb+ΔT−Tn)+C×(Tb+ΔT−Tn)2
+D×(Tb+ΔT−Tn)3
ここで、ΔT=E×PWMである。
ΔT〜PWM×ULED
ΔT=E1×PWM×ULED (式7)
パラメータE1は、Eを、決定のために用いられるLEDモジュールの順電圧UFrefで割ることにより、式6に対して得られた値Eから決定できる。
Y(Tb)=A+B×(Tb+ΔT−Tn)+C×(Tb+ΔT−Tn)2
+D×(Tb+ΔT−Tn)3
ここで、ΔT=E1×PWM×ULEDである。
スポットライトの作動中に個々のLED色調の明度を一定に保つために、PWM制御信号には、基板温度、PWMならびに任意に順電圧に依存して、温度補正係数kT=1/Y(Tb)が乗算される。
PWM=PWM×kT=PWM/Y(Tb) (式8)
Y(Tb) 基板温度に依存する相対明度を示す
Tb 基板温度(単位℃)を示す。
Tn 使用温度(単位℃)を示す。
ΔT 電力依存性の温度補正値(単位℃)を示す。
A … D 多項式の係数を示す。
E,E1 電力パラメータを示す。
PWM PWM制御信号(0 … 1)を示す。
Rw 熱抵抗(単位K/W)を示す。
ULED 順電圧(単位V)を示す。
ILED LED電流(単位A)を示す。
Pw 熱出力(単位W)を示す。
fw 補正係数を示す。
Y(Tb)=a+b×Tb
二次近似関数、すなわち以下の形式を有する二次多項式に対して近似関数を選択することにより決定され、
Y(Tb)=a+b×Tb+c×Tb2
または、以下の形式を有する三次多項式による近似関数を選択することにより決定される。
Y(Tb)=a+b×Tb+c×Tb2+d×Tb3
パラメータa、bまたはa、b、cまたはa、b、c、dは、LEDモジュール内、LED照明装置の中央制御装置内、または外部制御装置内に記憶される。
kYcal=Y(Tb1,t1)/Y(Tbcal,t0)
この式は、校正中に測定される基板温度Tbcalに対してのみ有効である。随意に、様々な基板温度Tbcalに対するいくつかの校正係数のセットは、校正中に生成されなければならない。
Y(Tb1)=Y(Tbcal,t0)×kYcal
これにより、係数kYcalは、図26のフローチャートに従って決定される校正補正係数に相当する。
fPWM=1/YREL
ここでは、YRELの値として、前述の説明にしたがって、線形近似関数、二次近似関数または三次近似関数が適用される。
kCutoff=Pmax/Pneu
または
kCutoff=Imax/Ineu
PWMT=PWMA×fPWM×kCutoff
LEDは新しいPWM係数のPWMTを用いて制御され、その後、LED色調のPWMAに対してPWM係数を決定する第1方法のステップに戻る。
kY=Ymin/Y
ここで、Yminは接続された全てのLEDモジュールの基本明度Yのうちの最小明度を表す。
a)測定される基板温度Tbに依存する相対明度Yrelと、基板温度Tnにおいて値Y=1に正規化された曲線Y=f(Tb)と、PWM信号との計算を実行する。
Y(Tb,PWM)=1+B×(Tb−Tn+dT)
+C×(Tb−Tn+dT)2+D×(Td−Tn+dT)3
Y(Tn) =1+B×dT+C×dT2+D×dT3
ここで、dT=E×(1−PWMintern)は電力依存補正であり、一般に−10℃から−30℃の間である。
使用温度Tnに対して電力補正特性線を1に正規化する。
Yrel=Y(Tb,PWM)/Y(Tn)
b)温度依存補正係数kTを決定する(各チャネルについて)。
kT=1/Yrel
c)最高基板温度以下になるように、電力低減kPを決定する(各モジュールについて)。
これにより、時定数tP(%/s)は、電力調整の速度およびその勾配mを表す。
モジュールに起動中、kPは1である。
kP×=1−m(Tb−Tmax)
(時定数tPで低減)
TbがTmaxを下回る場合、電力を再度増加することができる。
kP<1の場合、kP/=(1−m(Tb−Tmax)
(時定数tPで増加)
電力係数kPは最大kP=1である。
PWMtheo=PWMsoll×kT×kY
PWMtheo,max=全ての色調について決定されるPWM部分の最大値PWMtheoである。
PWMtheo,max<=1の場合、Yrelモジュール=KPである。
PWMtheo,max>=1の場合、Yrelモジュール=KP/PWMtheo,maxである。
接続された全てのLEDモジュールは、中央電力制御ユニットからコマンドSetGroupBrightness(グループ明度設定)を受信し、このユニットを介して、スポットライトにおける温度に関係する最も暗いLEDモジュールの相対明度が全てのLEDモジュールに通信される。他の全てのLEDモジュールは、温度に関係する輝度勾配を避けるために、他の全ての明度を最も暗い明度に調整する。
Yrel,Group=Yrel,moduleの最小値は全てのLEDモジュールから受信される。
各LEDはその明度をグループ明度に一致させる。グループ一致のための係数kGroupは以下の式により計算され、kGroupのデフォルト値は1である。
kGroup=Yrel,Group/Yrel,module
PWM(内部)=PWMsoll×kT×kY×Yrel,module×kGroup
=PWMtheo×Yrel,module×kGroup
この後に、同一色の全てのLEDモジュールは同一明度で発光する。
調整される色混合の実際の電力を計算し、その電力をPmaxに正規化することを可能にするために、電力Pi(W)@PWM=1は各色チャネルについてスポットライトにおける校正の間に記憶される。
LEDモジュールから構成されたスポットライトの場合は、温度に依存する色温度の変化を観察できる。その変化範囲は、設定3200Kおよび5600Kでは約300Kである。この効果は、特に赤および黄色LEDの、主波長の温度に関係するシフトに由来する。校正は、暖色状態では、スペクトルの測定および必要な光束部分の計算により実行されるが、スポットライトは起動時間または調光状態の間には低い温度を有し、スペクトルのシフトは色温度の上昇をもたらす。
a)NTC温度に対する校正データとともに、色温度補正ΔCCT=f(CCT,TNTC)のための補償アルゴリズムを入力する。この補償方法は容易に実行できるが、同程度に不正確である。この理由は、プランク軌跡からのずれが補償されず、色温度の調整に対してだけは適用できるが、任意の色度座標(例えば、有効色)に対して適用できないためである。
ΔCCT(CCTtarget,TNTC)=
ΔCCTcold(CCTtarget)/(TNTC warm−TNTC cold)
×(TNTC−TNTC cold)
Δx,Δy(CCTtarget,TNTC)=
Δx,Δycold(CCTtarget)/(TNTC warm−TNTC cold)
×(TNTC−TNTCcold)
a.最良の可能な色再現および混合光特性、すなわち最適化演色において、所望の色温度を調整する。
校正の間において、原色のスペクトルは、寒色(TNTC cold)ならびに暖色(TNTC warm)状態で検出され、使用されるLED色調の最適な光束部分はいくつかのCCT補間点について計算され、スポットライトまたは制御装置に記憶される。
Yrel_warm(CCT)は、TNTC warmにおけるCCTに依存する最適光束部分
Yrel_cold(CCT)は、TNTC coldにおけるCCTに依存する最適光束部分
TNTC warmまたはTNTC coldに等しくないNTC温度については、最適混合は補間により得ることができる。
Yrel(CCT,TNTC)=Yrel_cold(CCT)+(TNTC−TNTC cold)
×(Yrel_warm(CCT)−Yrel_cold(CCT))
/(TNTC warm−TNTC cold)
任意の色温度を有する「白色」色度座標および表示可能なLED全範囲内にある任意の有効色の両方であってもよい、任意の明度最適化色度座標については、使用される原色の三刺激値X,Y,Zのみが、加法混色の法則に従って要求される。三刺激値X,Y,Zは、比色分析の一般に知られた公式を用いて、色度座標x,yおよび明度に比例する値Yから計算できるため、NTC温度に依存する値x,yおよびYを知ることで十分である。
x(TNTC)=xcold+(TNTC−TNTC cold)×(Xwarm−Xcold)
y(TNTC)=ycold+(TNTC−TNTC cold)×(ywarm−ycold)
Y(TNTC)=Ywarm 適用される温度−明度特性線に従う
Y(T_NTC)=A+B×(TNTC−Tn+dT)
+C×(TNTC−Tn+dT)2+D×(TNTC−Tn+dT)3 (式9)
ここで、dT=E*PWM (式10)
ただし、
Y(T_NTC) NTC温度に依存する輝度
A,B,C,D 特性線の多項式の係数
TNTC 実際のNTC温度
Tn 使用温度
曲線がY(T_NTC)=1@TNTC=Tnに正規化されている場合、多項式の係数A=1
dT 実際のLED電力に依存する補正値
E 「電力パラメータ」である。
PWM LEDのPWM制御信号
特性線の電力依存の温度依存補正を備えた、色調ごとの明度の温度依存性(内部PWMに関連する「電力パラメータE」)。
曲線は、三次多項式、温度特性線の係数A,B,C,Dならびに電力パラメータEにより描かれる。
dT=E×UF/Umeasured×PWM (式9a)
ここで、UFは、個々のLEDモジュールのLED色調の順電圧であり、
Umeasuredは、典型的な明度−温度特性線が記録されたLEDモジュールのLED色調の順電圧である。
・ほぼ一定と見なすことができ、例えば校正中に、一度決定し、記憶できるか、
・スポットライトの作動中に、マイクロコントローラによってより高精度な方法で測定されるか、
・校正中に決定された値が実際のNTC温度に依存して補正され、LED製造者のデータシートでは、それに基づいたデータdUF/dTを見ることができる。
1.測定を実行する(スペクトロメータを用いて)。
YPWM100=f(TNTC) PWM=100%における明度=f(温度)
YPWM20=f(TNTC) PWM=20%における明度=f(温度)
Umeasured 25℃における順電圧
2.測定された特性線をTNTC=Tn(例えば、75℃)においてY=1に正規化する。
3.以下の式の3次多項式に対する4つの補間点から、測定曲線PWM=100についての一時的な多項式係数Btemp、Ctemp、Dtempを数学的に決定する。
YPWM100=A+B×(TNTC−Tn)+C×(TNTC−Tn)2
+D×(TNTC−Tn)3
この結果、係数Aは、先のTNTC=TnにおいてY=1に正規化されているため、1となる。
4.近似曲線PWM=20についてdTPWM20を実験的に決定する。
Y(T_NTC)=1+Btemp×(TNTC−Tn+dT)+Ctemp×(TNTC−Tn+dT)2
+Dtemp×(TNTC−Tn+dT)3
(この結果、パラメータdTは、この式が測定曲線PWM=20の最適近似となるまで変更される。)
5.TPWM20をdTPWM0に外挿入する:dTPWM0=5/4×dTPWM20
6.先にPMW=0まで外挿した曲線について、以下の曲線からの4つの補間点から、多項式係数B1、C1、D1を決定する。
Y(T_NTC)=1+Btemp×(TNTC−Tn+dTPWM0)
+Ctemp×(TNTC−Tn+dTPWM0)2
+Dtemp×(TNTC−Tn+dTPWM0)3
この結果、PWM=0について新しい式が成り立つ。
Y(T_NTC)=1+B1×(TNTC−Tn)
+C1×(TNTC−Tn)2+D1×(TNTC−Tn)3
7.測定曲線PWM=100についてdTPWM100を実験的に決定する(多項式係数B1、C1、D1を用いて)。
Y(T_NTC)=1+B1×(TNTC−Tn+dTPWM100)
+C1×(TNTC−Tn+dTPWM100)2+D1×(TNTC−Tn+dTPWM100)3
(パラメータdTは、この式が測定曲線PWM=100の最適近似となるまで変更される)
8.一時的な電力パラメータEtempを決定する。
方法: dTPWM100=Etemp×PWM
→Etemp=dTPWM100/PWM
方法: dT(UF)=Etemp×UF/Umeasured×PWM
=Etemp/Umeasured×UF×PWM
=E1×UF×PWM
これからE1=Etemp/Umeasuredが得られる。
個々の順電圧を考慮しない場合は、E1=Etempとなる。
10.PWMおよび順電圧に依存する全体温度特性線がここで読まれる。
Y(T_NTC)=1+B1×(TNTC−Tn+dT)
+C1×(TNTC−Tn+dT)2+D1×(TNTC−Tn+dT)3
ここで、dT=E1×PWM×UFである。
・色調ごとに複数の明度−温度特性線が、様々な主波長のLEDモジュールについて試験室で記録される。
・これから、主波長に依存する各色調について、多項式パラメータA〜Eが決定される。
・LEDモジュールの校正において、LED色調のスペクトル、および対応するNTC温度が、各LEDモジュールについて検出される。この検出は、モジュール校正およびモジュール選択において実行でき、一般には、追加作業を必要としない。色調それぞれについての主波長がこのスペクトルから計算される。事前に単色モジュールにおいて決定された多項式パラメータA〜Eが、モジュール(このモジュールから特性線が決定される)の主波長から校正されるモジュールの個々の主波長のずれに基づいて、補正される。
色再現性が最適化された混合物が温度依存性を有するので、混合物の発光効率およびそれにともなう明度が変化し、さらに、色再現性の最適化混合物の個々に記憶された最適光束部分が、それぞれのスポットライトにおいて様々な発光効率およびそれにともなう様々な明度を有する混合物を生成させることができるので、明度安定化を拡張し、発光効率によって色再現性の最適化白色モードに複数のスポットライトを適合させるために、色安定化と明度安定化のための2つの方法、すなわち、
・基板温度に依存する発光効率の正規化
・それぞれのスポットライトの間での発光効率の設定の一致
が適用される。
メモリ内に記憶されたCCT補間点の全ての最適光束部分に関しては、暖色作動状態についての対応する発光効率ηNTC_warm(CCT,TNTC_warm)がさらに計算され、メモリに記憶される。作動中、実際の発光効率ηNTC(CCT,TNTC)が、作動温度のずれを追跡された混合物から計算される。発光効率補正係数kη=ηNTC_warm/ηNTCが、それらの2つの値の比から計算され、LED混合物のうちの設定されたPWM部分にこの係数が乗算される。この方法によって、色度座標と明度の両方が、作動温度よらず一定に維持される。
モジュール内部の温度補償と校正データY、x、y(各色調それぞれについての)がスポットライト内に記憶されていることから、各スポットライトは、調整された色調(CCTまたはx、y)が正しいことだけを確認する。複数のスポットライトからなるセットでは、全てのスポットライトが同じ色調を有するが、明度は異なることもある。
暖色状態における発光効率がさらに計算され、色再現性が最適化された白色モードに対する全てのCCT補間点の色調混合物について記憶される。ともにセットに接続された全てのスポットライトについて、CCT補間点のそれぞれについての最も小さい発光効率が、セットに属する全てのスポットライトについて決定され、全てのスポットライトのCCT補間点のセット発光効率として記憶される。このことから、セット発光効率補正係数が、作動中に、CCTと実際のNTC温度に依存して決定され、
kηSet(CCT,TNTC)=
ηSet(CCT,TNTC warm)/η(CCT,TNTC)
そして、決定されたPWM部分がそれに乗算される。すなわち、全てのスポットライトが、CCT補間点のそれぞれについて、セット内で最も低い発光効率の明度に調整される。
a)任意のCCTを可能な最大明度で生成すること。調整されたCCTの明度は、セットの全てのスポットライト内で、および、温度に対して一定である。しかし、明度は、CCTの変化に起因して、対応するセット発光効率に従って変化する可能性がある。
b)全ての選択可能なCCTの明度が、セットの全てのスポットライト内で、および温度に対して一定であるように、任意のCCTを一定の明度で生成すること。CCTが変化しても、明度は一定のままである。
Yrel cold=f(CCT)
寒色作動状態における、CCT補間点についての最適化光束部分
Yrel warm=f(CCT)
暖色作動状態における、CCT補間点についての最適化光束部分
P100i LED原色ごとの電力@PWM=1
Y100i 暖色作動状態におけるLED原色ごとの輝度@PWM=1
TNTCwarm 暖色作動状態におけるNTC温度
TNTCcold 寒色作動状態におけるNTC温度
ηSet=f(CCT) 暖色作動状態におけるセット発光効率
Yrel,i=f(CCT,TNTC)
実際のNTC温度に対する所望のCCTについての光束部分
PWMi=Yreli/Y100i 光束部分を調整するためのPWM信号
全体明度=ΣPWMi×Y100i 補正前の実際の混合物の全体明度
全電力=ΣPWMi×P100i 補正前の実際の混合物の全電力
η=全体明度/全電力 実際の混合物の発光効率(式11)
・制御装置が、接続された全てのスポットライトから読み込む。
Yrel warm=f(CCT)
暖色作動状態において、CCT補間点について最適化された光束部分
P100i LED原色ごとの電力@PWM=1
Y100i 暖色作動状態における、LED原色ごとの輝度@PWM=1
・制御装置が、式1に従って、接続された全てのスポットライトと、全てのCCT補間点に対して、TNTC warm:ηwarm,k=f(CCT)についてCCT補間点の発光効率を計算する。
・制御装置が、値ηwarm,k=f(CCT)からのCCT補間点のそれぞれにつき、全てのスポットライトからηSet=f(CCT)に対するスポットライトセットの最小の発光効率を決定する。
・制御装置が、セット発光効率ηSet=f(CCT)をスポットライトのEEPROMに書き込む(これにともなってセット一致が達成される)。
・スポットライトにおいて色温度が調整される場合、測色機能により、NTC温度に依存する実際の色調混合物それぞれについて実際の発光効率η(CCT,TNTC)を計算し、その結果から、実際のセット発光効率補正係数を決定した。
kηSet(CCT,TNTC)=ηSetmin/η(CCT,TNTC)
・PWMの制御に関しては、決定されたPWM信号にセット発光効率補正係数kηSet(CCT,TNTC)が乗算される。
ここで、添え字は色調ではi、スポットライトではkである。
Claims (57)
- 異なる色もしくは波長の光を放射する複数のLEDと、1つの色グループ内で同一の色もしくは波長の光を放射するLED色グループとのいずれか一方を有するLED照明装置の色特性または測光特性を温度に依存して調整する方法であって、前記複数のLEDまたはLED色グループの光束部分が、前記LED照明装置によって放射された混光の色、色温度および/または色度座標を決定するものであり、
前記LED照明装置における温度および/または前記LED照明装置内の温度、特に回路基板上に配置されたLEDの基板温度および/または少なくとも1つのLEDの接合部温度の実際値を測定する工程と、
測定温度における種々の有色LEDの放射スペクトルE(λ)を、前記種々の有色LEDのそれぞれについて記憶された校正データから決定または同時決定する少なくとも1つの温度依存値を判定する工程であって、前記放射スペクトルは前記種々の有色LEDの波長に依存している、工程と、
前記判定された少なくとも1つの温度依存値に応じて、指定された光の色、色温度および/または色度座標を有する混光について、測定温度における前記種々の有色LEDの光束部分を判定する工程と、
前記種々の有色LEDにおける前記判定された光束部分を調整する工程とを備えたことを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項1において、さらに、
前記LED照明装置の初期温度における前記種々の有色LEDの光束部分を調整することによって、前記混光を指定された光の色に基準設定する工程と、
前記基準設定における前記種々の有色LEDの波長に依存する初期放射スペクトルEA(λ)を判定する工程と、
前記初期温度とは異なる前記LED照明装置の測定温度であって、この測定温度における前記種々の有色LEDの波長に依存する放射スペクトルE(λ)を判定する工程と、
前記指定された光の色を有する混光について、前記測定温度における前記種々の有色LEDの光束部分を判定する工程と、
前記LED照明装置における前記種々の有色LEDの前記判定された光束部分を調整する工程とを備えたことを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項1または2において、
前記少なくとも1つの温度依存値は、前記LED放射スペクトルのピーク波長(λp)および/または前記LED放射スペクトルの半値幅(w50)および/または明度(Y)からなり、
前記LED放射スペクトルのピーク波長(λp)および/または前記LED放射スペクトルの半値幅(w50)および/または前記明度(Y)の校正データが、温度(T)の関数として前記種々の有色LEDのそれぞれについて判定され、関数または表として記憶されていることを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項1から3のいずれかにおいて、前記測定温度についての前記種々の有色LEDの前記放射スペクトルは、ガウス分布によって近似されることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項1から6のいずれか一項において、前記種々の有色LEDは、それぞれ、同一の色のLED色グループに組み合わされ、有色および白色LEDからなることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項1から7のいずれか一項において、白色LEDの前記放射スペクトルは、4つ以上のガウス分布によって近似されることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項1から8のいずれか一項において、前記有色LEDの前記放射スペクトルは、数個のガウス分布、好ましくは5〜9個のガウス分布によって近似されることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項1から10のいずれか一項において、前記測定温度についての前記種々の有色LEDの前記放射スペクトルは、測定によって判定されることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項1から11のいずれか一項において、前記種々の有色LEDの光束部分は、パルス幅変調によって前記種々の有色LEDを制御することによって駆動制御されることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項12において、前記種々の有色LEDの光束部分は、f>20kHzの周波数で、パルス幅変調によって前記種々の有色LEDを制御することにより駆動制御されることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項1から13のいずれか一項において、前記種々の有色LEDの光束部分は、プログラム制御式装置によって判定されるか、または、前記光束に対応するパルス幅変調信号が前記プログラム制御式装置から提供され、このプログラム制御式装置には、使用されているLEDの色の測定された放射スペクトルまたは近似された放射スペクトルが取り込まれ、複数の最適化パラメータが入力され、このプログラム制御式装置から、異なるターゲットパラメータに対して最適化された前記種々の有色LEDの光束部分、および/または前記光束部分に対応するパルス幅変調信号が提供されることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項14において、前記種々の有色LEDにおける異なるターゲットパラメータに対して最適化された前記光束部分の判定は、前記プログラム制御式装置によって事前に実行されていることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項14において、前記光束部分に対応する前記パルス幅変調信号は、パルス幅変調電流パルスによって前記LEDを制御するように、前記種々の有色LEDを制御する制御装置に配信されることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項14から16のいずれか一項において、前記種々の有色LEDによって生成される混光の所望の光温度と、光混合機能と、優れた光混合機能が達成される基準輝度とが、最適化パラメータとして設定可能であることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項17において、記録媒体、特に、使用されるフィルムタイプまたはカメラセンサが、優れた光混合機能が達成されるさらなる最適化パラメータとして入力可能であることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項14から18のいずれか一項において、前記光束部分を最適化するターゲットパラメータは、以下のパラメータ、
色温度
プランク軌跡からの距離
演色指数
フィルムまたはデジタルカメラでの光混合機能
のうちの1つ以上からなることを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項19において、設定値および/または許容値が前記ターゲットパラメータに対して入力可能であることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項1から20のいずれか一項において、
明度測定が実行され、測定された明度の実際値と明度の設定値との間の差が、前記LED照明装置の色特性または測光特性の補正後に判定され、
前記LED照明装置から放射された光強度が、前記種々の有色LEDに供給される電力を、この判定に応じて増加または減少させることによって明度の設定値に調整されることを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項1から21のいずれか一項において、前記LEDおよび/または前記LED照明装置の温度に依存する前記LED照明装置の色特性または測光特性を補正するために、
前記種々の有色LEDの各色グループのLEDにおける温度値、またはモジュール支持体上に配置された複数のLEDを有する照明モジュールの温度値が測定され、前記温度値は全てのLEDの色を表現しており、
温度への線形または二次的な依存性によって、各色グループについてパラメータλp、w50およびfLが判定され、
新しい温度依存の放射スペクトルが、前記温度依存のパラメータによって、ガウス分布または複数のガウス分布の重ね合わせによって計算されることを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項22において、前記プログラム制御式処理ユニット内に前記温度依存の放射スペクトルを取り込み、前記混光の光束部分および前記対応PWM信号の計算は、前記LED照明装置の前記種々の有色LEDの校正の間に、前記プログラム制御式処理ユニット内で事前に実行されることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項22において、前記温度依存の放射スペクトルは、前記プログラム制御式処理ユニットに取り込まれ、前記光束部分に対応するパルス幅変調信号は、前記混光について計算され、
前記種々の有色LEDに対する前記パルス幅変調信号は、前記LED照明装置で調整され、
明度測定がなされ、前記LED照明装置から放射された光強度を、前記明度設定値に一致させることは、前記種々の有色LEDに供給される電力を、前記明度測定に応じて増加または減少させることによってなされることを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項1から24のいずれか一項において、
前記LEDおよび/または前記LED照明装置の温度に依存して、前記LED照明装置の色特性または測光特性を補正するために、
各LED色グループのLEDの温度値、または全てのLEDの色を表現する照明モジュールの温度値が測定され、
温度への線形または二次的な依存性によって、パラメータfLおよびΔλpが各色グループについて判定され、
新しい温度依存の放射スペクトルET(λ)が、記憶された初期スペクトルをシフトおよび正規化することによって計算されることを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項25において、
前記プログラム制御式処理ユニット内に前記温度依存の放射スペクトルを取り込むことと、前記混光についての光束部分および各PWM信号の計算とが、前記LED照明装置の前記種々の有色LEDの校正の間に、前記プログラム制御式処理ユニット内で事前に実行されることを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項25において、
前記温度依存の放射スペクトルET(λ)は前記プログラム制御式処理ユニットに取り込まれ、前記光束部分に対応するパルス幅変調信号は、前記混光について計算され、
前記種々の有色LEDについての前記パルス幅変調信号は、前記LED照明装置で調整され、
任意で、明度測定がなされ、前記LED照明装置から放射された光強度を、前記明度設定値に一致させることは、前記種々の有色LEDに供給される電力を、前記明度測定に応じて増加または減少させることによってなされることを特徴とする、温度依存調整方法。 - 異なる色もしくは波長の光を放射する複数のLEDを有するLED照明装置の色特性または測光特性を温度に依存して調整する方法であって、前記LED照明装置の光束部分は、前記LED照明装置によって放射された混光の色、色温度および/または色度座標を決定し、前記光束部分は前記種々の有色LEDを制御することによって調整され、前記種々の有色LEDは、有色および白色のLEDからなり、それぞれパルス幅変調制御信号によって同一の色を有するLED色グループにグループ化されるものであり、
温度、特に、前記LED照明装置内の温度、LEDを含む基板の温度、および/または少なくとも1つのLEDの接合部温度を測定する工程と、
初期温度における前記混光の前記LED色グループの光束部分に対応するパルス幅変調制御信号を調整することによって、指定された光の色、色温度および/または色度座標に前記混光を基準設定する工程と、
指定された光の色、色温度および/または色度座標に調整された前記混光の前記LED色グループの光束部分に対応する前記パルス幅変調制御信号を修正する工程であって、前記修正は前記測定温度に依存している、工程とを備えたことを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項28において、前記パルス幅変調制御信号の温度依存性は、関連の温度範囲全体にわたって線形または二次的に変化する前記LED色グループの明度から判定されることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項28または29において、
前記基準設定に対する前記LED色グループの前記相対的な明度修正の逆数に相当する係数(fPWM)が判定され、
各LED色グループに対する前記パルス幅変調制御信号(PWMA)の前記基準設定に関係する値を、前記測定温度(T)に依存する係数(fPWM)で乗算することによって、式、
PWM(T)=PWMA×fPWM(T)
に従って、測定温度に対応する各LED色グループの前記パルス幅変調制御信号(PWM(T))の値を得ることを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項30において、
各LED色グループの前記パルス幅変調信号(PWM(T))は、前記LED照明装置において調整され、
明度測定が実行され、前記測定された明度の実際値と明度の設定値との差が判定され、
前記LED照明装置から放射された光強度が、前記LED色グループに供給される電力を、前記判定に応じて増加または減少させることによって、前記明度設定値に合致させることを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項1から31のいずれか一項において、前記LED照明装置に追加的に取り付けられた色センサまたはスペクトロメータの出力信号は、前記LED色グループの前記相対明度の判定において考慮されることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項32において、前記色センサまたは前記スペクトロメータの前記出力信号は、前記光束部分または前記混光の光束部分に対応した前記LED色グループの前記パルス幅変調制御信号を判定する前記プログラム制御式処理ユニットに提供されることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項1から33のいずれか一項において、
a.前記LED照明装置を起動する工程と、
b.前記LED照明装置のハウジング内および/または前記種々の有色LED色グループの少なくとも1つのLEDの領域内で温度(T)を測定する工程と、
c.校正データ内の各LED色グループについて記憶された特性線λp=f(T)、w50=f(T)およびY0=f(T)から、各LED色グループについて温度依存のピーク波長(λp)、半値幅(w50)および/または明度(Y)を判定する工程と、
d.ガウス分布によって、前記測定温度についての前記種々の有色LED色グループの放射スペクトルを近似する工程と、
e.前記温度(T)に応じて、各LED色グループの光束部分に対応するパルス幅変調制御信号を計算する工程と、
f.各LED色グループについて、前記パルス幅変調制御信号に対応するパルス幅変調電流インパルスによって、前記種々の有色LED色グループの前記LEDを制御する工程と、
g.前記工程bに戻る工程とを備えたことを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項1から33のいずれか一項において、
a.前記LED照明装置を起動する工程と、
b.前記LED照明装置の起動直後に、各単色のLED色グループを順次それぞれ作動させることによって、前記LED色グループの明度(Y0)を明度センサで測定する工程と、
c.前記LED照明装置の起動直後に、前記LED照明装置のハウジング内および/または前記種々の有色LED色グループの少なくとも1つのLEDの領域内で初期温度(Tu)を測定する工程と、
d.前記校正データ内の各LED色グループについて記憶された前記特性線Y0=f(Tu)から、前記初期温度(Tu)についての温度依存係数を判定する工程と、
e.fk=Yt(T)/Y0(T)の式に従って、前記校正データ内に記憶された前記特性線Y0=f(Tu)と、各LED色グループの測定された実際の明度(Yt)との比から、エージング依存および色依存の温度係数(fk)を計算する工程と、
f.前記LED照明装置の前記ハウジング内および/または前記種々の有色LED色調グループの少なくとも1つのLEDの領域内で実際の温度(T)を測定する工程と、
g.校正データ内の各LED色グループについて記憶された特性線λp=f(T)、w50=f(T)およびY0=f(T)から、各LED色グループについて温度依存のピーク波長(λp)、半値幅(w50)および/または明度(Y)を判定する工程と、
h.ガウス分布によって、前記測定された実際の温度(T)について、前記種々の有色LED色グループの放射スペクトルを近似する工程と、
i.前記ガウス分布によって近似された前記種々の有色LEDの放射スペクトルに、前記エージング依存および色依存の温度係数(fk)を乗算する工程と、
k.前記実際の温度(T)に応じて、前記種々の有色LED色グループの放射スペクトルの前記近似から、各LED色グループについて、光束部分およびパルス幅変調制御信号を計算する工程と、
l.前記新しいパルス幅変調制御信号によって、各LED色グループの前記LEDを制御する工程と、
m.前記工程fに戻る工程とを備えたことを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項34または35において、前記校正データのピーク波長(λp)、半値幅(w50)および明度(Y0)は、指定された温度範囲の温度(T)に依存して、各LED色グループについて記録され、各LED色グルーについてのλp=f(T)、w50=f(T)およびY0=f(T)の関数または表として記憶されることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項35または36において、前記工程bの間において、前記LED色グループの前記明度(Yt)および前記色は、明度センサを用いて前記LED色グループの前記明度(Yt)を測定する代わりに、単色のLED色グループをそれぞれ順次個々に作動することによって、前記LED照明装置の起動直後に、RGBセンサもしくは色センサまたはスペクトロメータによって測定されることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項35から37のいずれか一項において、前記工程bにおいて、さらに、前記ピーク波長(λp)および半値幅(w50)の変化が検出されることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項35から38のいずれか一項において、前記工程lの後に、
l1.全てのLED色グループの全体明度Yistを測定する工程と、
l2.全てのLED色グループの測定された前記全体明度Yistと、前記明度の指定された設定値YSollとの比から、各LED色グループについて補正係数fY=YSoll/Yistを計算する工程と、
l3.各LED色グループについて前記工程kで計算されたパルス幅変調制御信号と、前記補正係数fYとの積から、各LED色グループに対応する各LED色グループのLEDについて、新しいパルス幅変調制御信号を計算する工程と、
l4.各LED色グループについて、前記対応するパルス幅変調電流インパルスによって各LED色グループの前記LEDを制御する工程とによって、明度バランスが調整されることを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項1から33のいずれか一項において、
a.前記LED照明装置を起動する工程と、
b.前記LED照明装置のハウジング内および/または前記種々の有色LED色グループの少なくとも1つのLEDの領域内で温度(T)を測定する工程と、
c.校正データ内の各LED色グループについて記憶された特性線から各LED色グループについての温度依存係数fY=fPWMを、fY=fPWM=Y0(T0)/Y0(T)(ここで、Y0=f(T))の式から判定する工程と、
d.各LED色グループのLEDを制御するように、基準温度(T0)について指定された、各LED色グループのLEDを制御するためのPWM制御信号のPWM(A)に、各LED色グループについて判定された温度依存係数fY=fPWMを乗算することにより、PWM(T)=PWM(A)×fPWMの式から新しいパルス幅変調制御信号PWM(T)を計算する工程と、
e.各LED色グループについて、前記新しいパルス幅変調制御信号PWM(T)によって前記種々の有色LED色グループの前記LEDを制御する工程と、
f.前記工程bに戻る工程とを備えたことを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項40において、基準温度に対して指定された前記PWM信号のPWM(A)が、校正データとして、指定された温度範囲の温度(T)に依存して、指定された色温度(CCT)または色度座標(x,y)、および前記明度(Y0)での光混合比について、各LED色グループに対する前記パルス幅変調制御信号について判定され、前記PWM(A)は、さらに、各LED色グループについて、関数または表としてY0=f(T)および(fPWM)PWM(A)=f(CCT)またはPWM(A)=f(x,y)が記憶されることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項40または41において、前記工程gの後かつ前記工程hの前に、
g1.全てのLED色グループの全体明度Yistを測定する工程と、
g2.指定された設定値YSollと、全てのLED色グループの測定された全体明度Yistとの比から、各LED色グループについて補正係数fY=YSoll/Yistを計算する工程と、
g3.各LED色グループについて前記工程dで計算された前記パルス幅変調制御信号と前記補正係数fYとの前記積から、各LED色グループに対応する各LED色グループの前記LEDについて、新しいパルス幅変調制御信号を計算する工程と、
g4.各LED色グループに対する前記新しいパルス幅変調制御信号に対応するパルス幅変調電流インパルスによって、各LED色グループの前記LEDを制御する工程とによって、明度バランスが調整されることを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項1から22のいずれか一項において、
a.前記ピーク波長(λp)、半値幅(w50)および明度(Y0)は、指定された温度範囲の温度(T)に依存して、各LED色グループについて測定され、関数または表として、各LED色グループについてλp=f(T)、w50=f(T)およびY0=f(T)が判定され、
b.前記種々の有色LED色グループの放射スペクトルが、前記測定温度に対するガウス分布によって近似され、
c.各LED色グループに対する前記パルス幅変調制御信号の温度に依存して最適化されたPWM制御信号PWM(T)が、色温度または色度座標について指定された設定で、光混合比について計算され、
d.各LED色グループに対する前記パルス幅変調制御信号の前記温度に依存して最適化されたPWM制御信号PWM(T)が、色温度または色度座標について、指定された設定で、光混合比について記憶されることを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項1から33のいずれか一項において、
a.前記LED色グループの前記温度依存性スペクトルが測定され、
b.各LED色グループに対する前記パルス幅変調制御信号について温度に依存して最適化されたPWM制御信号PWM(T)が、色温度または色度座標について、指定された設定で、光混合比について計算されることと、
c.各LED色調グループに対する前記パルス幅変調制御信号について前記温度依存的に最適化されたPWM制御信号PWM(T)が、色温度または色度座標について特定された設定で、光混合比について記憶されることを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項43または44において、
a.前記LED照明装置を起動する工程と、
b.前記LED照明装置のハウジング内および/または前記種々の有色LED色グループの少なくとも1つのLEDの領域内で温度(T)を測定する工程と、
c.色温度または色度座標について、指定された設定で、光混合比について、記憶された前記温度に依存して最適化されたPWM制御信号から、各LED色グループに対する実際の温度依存のPWM制御信号PWM(T)を判定する工程と、
d.前記温度依存のPWM制御信号PWM(T)によって、前記種々の有色LED色グループの前記LEDを制御する工程と、
e.前記工程bに戻る工程とを備えたことを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項1から45のいずれか一項において、前記LEDスポットライトの前記電力消費および/または前記LEDに供給される全電流が制限されることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 請求項46において、前記LEDスポットライトの前記電力消費および/または前記LEDに供給される前記全電流は、温度に依存して制限されることを特徴とする、温度依存調整方法。
- 異なる色または波長の光を放射するLEDを有するLED照明装置の色特性または測光特性を温度に依存して調整する方法であって、前記LED照明装置の光束部分は、前記LED照明装置によって放射された混光の色、色温度および/または色度座標を決定し、前記光束部分は前記種々の有色LEDを制御することによって調整され、前記種々の有色LEDは、有色および白色のLEDからなり、それぞれパルス幅変調制御信号によって同一の色を有するLED色グループにグループ化されるものであり、
基板上に配置された前記LEDの基板温度(Tb)、および/または、各LED色もしくはLED色グループの少なくとも1つのLEDの接合部温度に応じて、前記明度(Y)を表す前記LED照明装置の温度特性線(Y=f(Tb))によって、安定状態における指定された電流において、前記LED照明装置の色を制御することを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項48において、
前記安定状態における指定された電流において、各LED色について、前記基板温度(Tb)に依存する前記明度(Y)の関数(Y=f(Tb))を決定する工程と、
前記特性線を(Y(Tb1)=1)に正規化する工程であって、前記Tb1は、作用点に近い、任意に選択された温度値である、工程と、
Y(Tb)=a+b×Tb
の式の線形関数、
Y(Tb)=a+b×Tb+c×Tb2
の式の二次多項式、または
Y(Tb)=a+b×Tb+c×Tb2+d×Tb3
の式の三次多項式についてのパラメータである、各パラメータ(a,b,c,d)
を決定する工程と、
前記LED照明装置または外部制御装置において、前記パラメータ(a,b,c,d)を前記LED照明装置の照明モジュール内に記憶する工程とによって、前記LED照明装置の温度特性線を決定することを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項48または49において、
前記結果Y(Tbcal,t0)を有する前記LED照明装置の起動直後に、各LED色について前記明度(Y)および前記基板温度(Tb)を測定する工程と、
前記安定状態において、各LED色について前記明度(Y)および前記基板温度(Tb)を測定し、前記明度(Y(Tb),t1)を、前記結果Y(Tb1,t1)を有する前記特性線(Y=f(Tb))によって基板温度(Tb1)に変換する工程と、
前記校正の間に測定された前記基板温度(Tbcal)に有効である、
kYcal=Y(Tb1,t1)/Y(Tbcal,t0)
の式の補正係数を構成する工程とによって、前記LED照明装置について校正補正係数を好ましくはランダムに決定することを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項48から50のいずれか一項において、
起動直後に、前記結果Y(Tbcal,t0)を有するLED色について前記明度(Y)と前記基板温度(Tb)を測定する工程と、
Y(Tb1)=Y(Tbcal,t0)×kYcal
の式に従って、各LED色について、安定状態における仮定された基板温度(Tb1)での前記明度に変換する工程と、
前記仮定された基板温度(Tb1)に変換された前記LED色の前記明度(Y)を前記LED照明装置に記憶する工程とによって、前記LED照明装置の照明モジュールの明度を校正することを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項48か51のいずれか一項において、
前記スペクトルおよびこのスペクトルから得られる明度(Y)ならびに前記LED照明装置の各LED色の標準的な色部分(x,y)を測定する工程と、
前記特性線(Y=f(Tb))によって前記スポットライトの明度を基板温度(Tb1)に変換し、前記スペクトルを(Y=Y(Tb1))に倍率変更する工程と、
前記プログラム制御式処理ユニットを用いて、N個の色温度補間点について測定されたスペクトルから前記LED色の最適な光束部分を計算する工程と、
前記ターゲット色度座標(x,y)に応じて、前記LED色の光束部分を表形式で記憶する工程とによって、LED照明装置の色を校正することを特徴とする、温度依存調整方法。 - 請求項48から52のいずれか一項において、
前記所望の色度座標(x,y)と前記所望の明度(Y)を得るために、前記LED色に対する前記PWM制御信号(PWMA)を判定する工程、
前記基板温度(Tb)を測定する工程、
前記メモリに記憶された前記近似特性線(fPWM=1/Y)について、各LED色に対する前記温度依存のPWM補正係数を決定する工程、
前記LED照明装置の全電力または前記LED照明装置の単色LEDに供給される電流強度を取り込む工程、
指定された最大値(Pmax,Imax)よりも小さい、前記LED照明装置の全電力または前記LED照明装置のLEDに供給される電流強度において、前記PWM補正係数によって、前記LED照明装置の前記LEDを制御する工程、または
kCutoff=Pmax/PneuもしくはkCutoff=Imax/Ineu
の式から、全てのLEDの電流または電力を制限する遮断係数(kCutoff)を決定し、PWMT=PWMA×fPWM×kCutoffに従って、新しいPWM係数を用いて前記LED照明装置の前記LEDを制御する工程によって、N個の色温度補間点についての前記記憶された校正データ、および/または前記LED色の光束部分についての色度座標の表として、各色調の前記温度特性線および各LED色の前記明度(Y)および前記色度座標(x,y)を考慮して、前記LED照明装置の前記照明モジュールの色を制御することを特徴とする、温度依存調整方法。 - LED照明装置の光束部分が、前記LED照明装置によって放射される混光の色調、色温度および/または色度座標を決定する、種々の有色LEDの色グループを有する前記LED照明装置の色特性または測光特性を温度に依存して調整する装置であって、
前記LED照明装置から放射される前記混光の色調、前記色温度および/または前記色度座標を調整し、特定用途のターゲットパラメータとこれらパラメータの理想値からの許容ずれを特定する入力装置と、
前記種々の有色LED色グループの少なくとも1つのLEDのハウジング内および/または領域内に配置され、測定温度に相当する温度信号を提供する温度測定器と、
前記種々の有色LED色グループの前記LEDを、パルス幅変調電流インパルスを用いて制御する制御装置と、
温度に応じて、放射スペクトルを判定する少なくとも1つの値についての各LED色グループに関する記憶された校正データを有するメモリと、
前記温度測定器から提供される前記温度信号に応じて、前記LED色グループの前記LEDを制御するために、各LED色グループの光束部分に対応するパルス幅変調制御信号を判定する、前記制御装置および前記メモリに接続されたマイクロプロセッサとを備えたことを特徴とする、温度依存調整装置。 - 請求項46において、前記LED照明装置から放射される前記混光の前記光の色、色温度および/または前記色度座標を調整し、特定用途のターゲットパラメータとこれらパラメータの理想値からの許容ずれを特定する前記入力装置が、ミキシング装置またはDMXコンソールからなることを特徴とする、温度依存調整装置。
- 請求項46または47において、パルス幅変調された電流インパルスによって前記LED色グループを制御する前記制御装置は、前記マイクロプロセッサに接続されたプログラム制御入力と、前記入力装置に接続された光ミキシング入力と、センサおよび/もしくは校正ハンドヘルドユニットに接続されたセンサおよび/または校正入力とを有し、供給電圧源に接続されていることを特徴とする、温度依存調整装置。
- 請求項46から48のいずれか一項において、前記LED照明装置は、LEDスポットライトまたはLEDライトパネルからなることを特徴とする、温度依存調整装置。
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