JP2012511801A

JP2012511801A - 照明器具のパフォーマンスを最大化する方法

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Publication number: JP2012511801A
Application number: JP2011540295A
Authority: JP
Inventors: ウィーメベレンドジェイダブリュター; セオドールシートロールニート; ダイネベルットウィドヴァン; アーウィンディスチンストラ
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2012-05-24
Also published as: RU2011128712A; KR20110099306A; TW201033776A; WO2010067292A3; US20110241552A1; EP2377370A2; CN102246595A; WO2010067292A2

Abstract

光を放射する照明器具１のパフォーマンスを最大化するための方法が提供されていて、当該方法は、所定の色に対応するターゲットカラーポイントＴを決定するステップと、固定の基準カラーポイントＷで光を放射する第１の光源２を供給するステップと、調整可能なカラーポイントＲＧＢで光を放射できる第２の光源４を供給するステップとを有する。調整可能なカラーポイントＲＧＢは、第１の光源２及び第２の光源４により放射される光の組み合わせがターゲットカラーポイントＴでの光を作るように選択され、調整可能なカラーポイントＴは、照明器具１のパフォーマンスを最大化するためのターゲットカラーポイントＴ及び基準カラーポイントＷの位置に基づいて選択される。本発明による解決策で、照明器具１の照明パフォーマンスを最大化するため実施される必要がある計算が少なくなる。

Description

本発明は、所定の色で光を放射する照明器具のパフォーマンスを最大化するための方法に関する。本発明は、同様に、斯様な照明器具と、斯様な方法を実行するためのコンピュータプログラムと、コンピュータプログラム製品とに関する。

発光装置、例えばＬＥＤの開発及び改善の進歩は、これらの装置を通常の照明アプリケーション用に適切にしている。照明のために、高い発光効率及び／又は良好な演色を持つことは、通常重要である。演色評価数（ＣＲＩ）は、理想的又は自然光と比較して忠実に様々な対象物の色を再現する光源の能力の定量的尺度である。ＣＲＩは、同じ色温度の基準源と比較して光源の演色の正確さを示すために用いられるＣＩＥ（国際照明委員会）スケールであり、通常、８つの標準色、Ｒａ_８に対する平均である。１〜１００のスケールで表わすと、１００の値は、歪みがないことを示す。低いＣＲＩ評点は、対象物の色がその特定の光源の下で歪められて現れることを示す。

照明器具のような調整可能な色照明システムは、通常、多くの原色を用いて構成される。赤、緑及び青色それぞれのＬＥＤから出来る照明器具に対して、非常に様々な色が供給され、ＬＥＤ強度の固有の組合せは特定の色を与える。例えば、国際特許公開公報ＷＯ２００８／０５６３２１は、所望の輝度及び色で照明装置を駆動するための駆動値を決定する方法に関する。３つのＬＥＤのシステムが描かれているが、国際特許公開公報ＷＯ２００８／０５６３２１は、加えて、狭い帯域の赤、緑及び青色ＬＥＤと共に使用される広帯域（蛍光変換の）白色ＬＥＤ又は琥珀ＬＥＤの使用を言及する。３色を混合するとき最高ほぼ８９のＣＲＩに届く一方、４色を混合することは、８５から９８の間の何れかのＣＲＩ値に至り、これは通常の照明のほとんどのニーズを満たす。５色が混合されるならば、わずかにより大きなＣＲＩ値が達成される。

種々異なる照明特性は、試験基準源の既知の計算された（例えば補間された、シミュレーションされた、外挿された等）、又は測定された照明特性を使用して、多くの数的、数学的又は実験的な方法に基づいて計算される。これらの比較は、通常、複雑な関数を包含し、結果的に幾らかの計算労力を含む。３色を超えて混合される場合、既知のアルゴリズムから生じる計算労力は、非実用的となり、よって複雑になる。従って、例えば照明器具の制御を単純化するため、種々異なる照明特性の計算を単純化することが望ましい。

従って、本発明の目的は、上記に関係のある欠点が少なくとも部分的に除去される解決策を提供することである。

本発明の第１の観点によると、上記目的は、所定の色で光を放射する照明器具のパフォーマンスを最大化するための方法であって、前記所定の色に対応するターゲットカラーポイントを決定するステップと、固定の基準カラーポイントで光を放射する第１の光源を供給するステップと、調整可能なカラーポイントで光を放射できる第２の光源を供給するステップとを有する方法により満たされる。当該方法は、更に、第１の光源及び第２の光源により放射される光の組み合わせが前記ターゲットカラーポイントでの光を作るように前記調整可能なカラーポイントを選択するステップを有し、前記調整可能なカラーポイントは、前記照明器具のパフォーマンスを最大化するための前記ターゲットカラーポイント及び前記基準カラーポイントの位置に基づいて選択される。

放射されるべき光が２つのセット、すなわち第１の光源を表わす１つのセット及び第２の光源を表わす１つのセットであって明確な関係により結合されるセットに分けて、自由度の程度を基本的に結合することにより、自由度の程度の数が低減される。例えば、第２の光源は、例えば赤、緑及び青い光それぞれを放射するのに適している３つの光源のような複数の光源を有する。従って、より少しの計算が、照明器具のパフォーマンスを最大化するために必要とされる。

パフォーマンスの最大化は、照明器具の演色評価数（ＣＲＩ）、光束及び効力の少なくとも１つを最大化するステップを有する。どの照明特性が最大化されるべきかは、例えば照明器具において事前に決められているか、又は、ユーザインタフェースを通じて選択可能であり、一つの照明器具と他の照明器具とで異なってもよいし、機会に応じて、同じ照明器具を利用してある時と他の時とで異なってさえいてもよい。

一つの実施例によると、第２の光源は、異なる原色の少なくとも３つの調整可能な光源を有する。少なくとも３つの調整可能な原色の供給で、調整可能な光源と第１の光源との強度比率は、最大化されたパフォーマンスで所定の所望のターゲットカラーポイントを提供するように調整される。本発明により与えられるパラメータ間の明確な関係は、自由度の程度の数を４つから３つへ低減する、すなわち、所望の色、第１の光源及び全３つの調整可能な光源を反映している第２の光源へ自由度の程度の数を低減可能にする。更にまた、調整可能な光源が種々異なる原色であるので、広範囲にわたる色がサポートされる。調整可能な光源は、例えばそれぞれ赤、緑及び青の狭い帯域の調整光源であり、これによって、飽和色の生成が効率的な態様でサポートされる。本発明による光源は、更に例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）であってもよいが、本発明の範囲は、これに限定されない。

効率的な態様で所定の色を供給するため照明器具を調整可能にするために、第１の光源は、基本的に白色光を供給するのに適している。「基本的に白色」は、文書全体にわたって、例えばクールな白色、暖かい白色、又はこれら２つの白の組み合わせだけでなく琥珀色を供給する複数の様々な白色光源を含むような、広い意味で解釈されるべきである。白色光を作るために混合される３つの主要なＬＥＤにより表される白色の光源のような、他のオプションが当然可能であるが、白色光源は、例えば広帯域リン変換ＬＥＤ又は琥珀のＬＥＤである。

照明器具から放射されるべき光の所望の色を特定するために、所定の色の選択は、所定の設定及び／又はユーザインタフェースによって得られるターゲットカラー入力値に基づく。このことにより、ターゲットカラーポイントの選択のため種々異なるオプションが提供され、可能性の広さは設計者が決めてもよい。

最初の基準及び／又は原色ポイントは、照明器具の初期校正から又は公称値から知られている。更新された基準カラーポイント及び／又は原色ポイントを特定するために、少なくとも一つの温度センサ、少なくとも一つのカラーセンサ及び少なくとも一つの光束センサの一つ又は組合せから測定値が得られ、よって基準カラーポイント及び／又は原色ポイントが、測定値に基づいて決定される。斯様なフィードバック能力で、現在の状況を反映しているカラーポイントが、照明器具により取り出され、それらの状況に適応する方策が実施される。初期値は、例えば、照明器具内に格納されていて、動作の間、測定に従って更新される。

一つの実施例によると、第２の光源に対して調整可能な駆動信号は、調整可能なカラーポイントを供給するように適合され、第１の光源に対する第１の駆動信号は、基準カラーポイントを供給するように適合され、従って、光源は、それぞれの駆動信号で駆動される。結果的に、照明器具は、このようにデューティサイクル及び／又は電流レベルそれぞれを例えば変えることにより、異なる光源の駆動信号を調整するためのレギュレータのような手段を有する。

色空間変換を実現するために、ターゲットカラーポイント、基準カラーポイント及び調整可能なカラーポイントが二次元の空間で表される色度図にマッピングされる。調整可能なカラーポイントが、好ましくは、前記基準カラーポイントと前記ターゲットカラーポイントとの間で仮想される直線の延長に沿って位置される。斯様な二次元の空間は、例えば、ＣＩＥ（照明国際委員会）色空間色度図、好ましくはＣＩＥ１９３１（ｘｙＹ）により表される。直線のラインに沿って第２の光源を配置するという強制的条件で、次元空間内の第２の光源のための可能性がある選択可能な座標は、そのライン上又は近くにあるように制限される。

一つの実施例によると、ターゲットカラーポイント、基準カラーポイント及び調整可能なカラーポイントの比較から導き出される結合ファクタが、ターゲットカラーポイントでの光を作る第１の光源及び第２の光源により放射される少なくとも一つの光の組み合わせに対して決定される。更にまた、顕著な結合ファクタにより表される調整可能なカラーポイントが、前記組み合わせから選択される。このことにより、明確なアルゴリズムの使用が顕著な例えば最も高い結合ファクタを特定して、自由度の程度がどのように制限されるかの実行が提示される。

照明器具内の実時間計算労力を回避するために、調整可能なカラーポイントは、予め格納されたデータを有するルックアップテーブルから選択されてもよい。斯様な解決策で、計算労力の一部が前もってオフラインで実施され、よって照明器具の複雑さが低減される。

従って、所定のカラーポイント、基準カラーポイント及び調整可能なカラーポイント間の明確な関係を持つ解決策を提供することが可能であり、実際的な態様で自由度の程度の数を減らすことにより、照明器具の最大限のために必要とされる計算の数を低減する。

第２の観点によると、所定の色に対応するターゲットカラーポイントを決定するための手段と、固定の基準カラーポイントで光を放射する第１の光源と、調整可能なカラーポイントで光を放射できる第２の光源とを有する、所定の色でパフォーマンスを最大化するための照明器具が提供される。当該照明器具は、更に、第１の光源及び第２の光源により放射される光の組み合わせが前記ターゲットカラーポイントでの光を作るように前記調整可能なカラーポイントを選択するための手段とを有し、前記調整可能なカラーポイントは、前記照明器具のパフォーマンスを最大化するための前記ターゲットカラーポイント及び前記基準カラーポイントの位置に基づいて選択される。斯様な照明器具で、本発明の第１の観点と連動して説明されているのと同様の効果が達成される。

本発明の第３の観点によると、制御ユニットに所定の色でパフォーマンスを最大化させるためのコンピュータプログラム手段を格納したコンピュータ可読媒体を有するコンピュータプログラム製品が提供される。当該コンピュータプログラム製品は、所定の色に対応するターゲットカラーポイントを決定するためのコードと、固定の基準カラーポイントで光を放射する第１の光源を供給するためのコードと、調整可能なカラーポイントで光を放射できる第２の光源を供給するためのコードとを有する。当該コンピュータプログラム製品は、更に、第１の光源及び第２の光源により放射される光の組み合わせが前記ターゲットカラーポイントでの光を作るように前記調整可能なカラーポイントを選択するためのコードとを有し、前記調整可能なカラーポイントは、前記照明器具のパフォーマンスを最大化するための前記ターゲットカラーポイント及び前記基準カラーポイントの位置に基づいて選択される。第３の観点のコンピュータプログラム製品も、本発明の第１の観点と連動して説明されているのと同様の効果を提供する。加えて、プログラムが照明器具のための制御ユニットで実行されるときに、前記方法のステップを実施するためのコンピュータプログラムが提供される。

本発明のこれら及び他の態様は、本発明の現在好ましい実施例を示している添付の図面を参照して、更に詳細に説明されるだろう。

図１は、本発明の実施例による所定の色でパフォーマンスを最大化するための例証的照明器具を説明する。図２は、例証的態様で実施例のカラーポイントを表す二次元の空間で表される色空間色度図を説明する。図３は、実施例の照明器具のパフォーマンスを最大化するための例証的ステップを示す。

本発明は、本発明の現在好ましい実施例が示される添付の図面を参照して、これ以降、より充分に説明されるだろう。しかしながら、本発明は、多くの異なる形式で具現化されてもよく、本願で説明される実施例に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施例は、完全さ及び完全性のために提供され、当業者に本発明の範囲を充分に伝える。同様の参照文字は、全体にわたって同様の要素を表す。

図１は、本発明の実施例による所定の色でパフォーマンスを最大化するための例証的照明器具１を説明する。図において、照明器具１は、ここでは基本的に白色光を放射するのに適している単一のＬＥＤ３を有する第１の光源２を具備する。他のオプションが当然可能であるが、白色ＬＥＤ３は、例えば広帯域リン変換ＬＥＤ又は琥珀ＬＥＤである。白色ＬＥＤ３は、例えば同様に、混合して白色光を作る２つ以上の主要なＬＥＤにより表されてもよい。代わりに、広帯域ＬＥＤは良好な演色を提供して現在利用していないが、斯様な広帯域ＬＥＤは本願で説明される光源のための源として含まれる。更にまた、照明器具１は、例えば調整可能なＬＥＤ５、６、７を有する第２の光源４を具備してもよい。調整可能なＬＥＤは、示された実施例では、それぞれ異なる原色Ｒ、Ｇ、Ｂで光を放射するように構成される赤（Ｒ）５、緑（Ｇ）６、及び青（Ｂ）７ＬＥＤであり、これらは図２に関連して更に説明されるだろう。本発明の範囲は、当然示唆されるものとは別の色を放射するＬＥＤの他の組合せをカバーし、必ずしも原色である必要はない。更にまた、他の実施例では、他の光源が第１及び第２のＬＥＤ２、４に加えて供給されてもよいことに留意されたい。

照明器具１は、異なる色のＬＥＤ３、５、６、７に近接して取り付けられる温度センサ８を有する。温度センサ８は、周囲温度及び／又はＬＥＤ３、５、６、７の基板温度を決定するのに適している。加えて、カラーセンサ９が具備される。カラーセンサ９は、放射された光のカラー座標（例えばＣＩＥＸ、Ｙ）を与えるため、すなわち白色及び／又は個々の主要なＲ、Ｇ及びＢカラーの色座標を測定するために適したセンサである。また、放射光の単一の光束数を与えるのに適している光束センサ１０が、赤、緑及び青の光束を別々に決定可能にする駆動−測定スキームでこのように使用される。光束センサ１０の感度は、好ましくは人間の目の感度に似ている。上述のセンサ８、９、１０それぞれが、異なる色のＬＥＤ３、５、６、７各々に対する光束及び／又は色のための測定値を供給するために光源２、４の近くに供給されることに留意されたい。おそらく、追加センサの使用だけでなく、センサ８、９、１０の一つ又は全てが省略されてもよい。

照明器具１が光を放射すべき様々な色の選択及び／又はパフォーマンスの最大化のために優先しなければならない特性の選択をサポートするために、照明器具１は、更にまた、ユーザインタフェース１１を有してもよい。ユーザインタフェース１１は、信号又は電圧、例えばハイ及びロウのデジタル状態に対応するデジタル信号を生成するボタン及び可調コントロールのようなユーザ入力装置を含む。電圧がアナログ電圧形式である場合、Ａ／Ｄ変換器が、アナログ電圧を使用に適したデジタル形式（図示せず）に変換するために用いられてもよい。ユーザインタフェース１１を介して、ユーザは、所望の色を選択でき、及び／又は照明器具１が最大化のために特性を選択でき、例えば、ユーザは、照明器具１の最大化されたＣＲＩ、光束又は効力を選ぶために選択する。照明器具１は、例えばかなりの発光効力として通常定量化される大きいシステム効力と大きいＣＲＩとして通常定量化される良好な演色特性との間の最善の可能なトレードオフを見つけるために最適化される。代わりに又は追加的に、最大化されるための所望の色及び／又は特性は、同様に照明器具１内の設定から既定されていても、及び／又は取り出されてもよい。

描かれている実施例では、センサ８、９、１０からの測定値とユーザインタフェース１１からの既定の色及び／又は好ましいパフォーマンス特性とを受信するのに適した制御ユニット１２が更にまた具備される。制御ユニット１２は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、プログラム可能なデジタル信号プロセッサ又は他のプログラム可能な装置を有し、これらの各々は、参照符号１３により表わされている。制御ユニット１２は、また又は代わりに、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能なゲートアレイ（ＰＧＡ）、プログラマブルアレイ論理、プログラム可能な論理装置又はデジタル信号プロセッサを含む。制御ユニット１２は前述のマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラのようなプログラム可能な装置を有するならば、プロセッサ１３は、更に、照明器具１の動作を制御するコンピュータ実行可能なコードを含む。制御ユニット１２は、加えて、ＬＥＤ３、５、６、７の一つ又は幾つかに対するデューティサイクル及び／又は電流レベルを調整可能にするレギュレータ１５を有する。

例示の実施例によると、照明器具１は更に、データが予め格納されるルックアップテーブル１６を有する。図２及び図３に関連して、照明器具１の機能と共にルックアップテーブル１６の利点が、以下に更に詳細に説明されるだろう。

図２は、例証的態様で実施例のＲＧＢ、Ｗ、Ｔで示されるカラーポイントを表わしながら、二次元空間で表わされる色空間色度図２０を説明する。外側の馬蹄状の曲線２１は、可視スペクトル（単色光のカラーポイント）の色に対応する。色空間変換、例えばＣＩＥからＲＧＢ色空間変換に対して、マトリックス計算及び／又はルックアップテーブル１６からの事前計算値の取り出しが、図３に説明されるように必要とされる。

図３は、示された実施例の照明器具１のパフォーマンスを最大化するための例証的ステップを示す。照明器具の制御ユニット１２で実行されるとき、これらステップは、例えばコンピュータプログラムにより実施される。以下のステップの幾つかは、提案されている以外の他の順序又は同時にさえ実施されてもよいことに留意されたい。

使用時、照明器具１が光を供給すべき色が、決定される必要がある。よって、第１のステップ３００で、所望の設定されたポイントを表わすターゲットカラーポイントが特定される。説明される実施例では、この値は、ユーザインタフェース１１から取り出されるが、当業者は、同様の値が例えば他の電気的システムから又は既定の設定から取り出されてもよいことは、わかるだろう。ステップ３０１では、取り出されたターゲットカラー入力値に基づく色が選択される。

次のステップ３０２では、所定の色に対応するターゲットカラーポイントＴが決定される。ステップ３０３では、ターゲットカラーポイントＴが、色度図２０にマップされる。２つの次元空間は、例えば、一般に既知のＣＩＥ（照明国際委員会）色空間色度図（好ましくはＣＩＥ１９３１（ｘｙＹ））により表される。最大化されたパフォーマンスがＣＲＩの最大化を含む場合、ターゲットカラーポイントＴは黒体軌跡２３に沿って好ましくは選択される。

ステップ３０４では、固定基準カラーポイントＷで光を放射するのに適している第１の光源２が好ましくは供給される。説明される実施例では、第１の光源２のＬＥＤ３は白色ＬＥＤであり、このように白の又は基本的に白い光を供給するのに適している。基準カラーポイントＷは、同様に２つ以上の原色の実行、すなわち２つ以上の異なる色のＬＥＤにより供給されてもよいことは、強調されるべきである。

ステップ３０５では、第２の光源４が好ましくは供給される。前述のように、表された実施例では、それぞれ調整可能な赤、緑及び青色ＬＥＤ５、６、７は、それぞれ異なる原色で光を供給するのに適した、調整可能な光源４に含まれる。原色はＲ、Ｇ、Ｂで示され、ターゲットカラーポイントＴを好ましくは囲む三角形２２を形成する。第２の光源４に３つより多いＬＥＤが含まれるならば、対応するカラーポイントは、隣接し合う原色カラーポイントの相互接続によりポリゴンを形成する。

ＬＥＤ３、５、６、７は、例えば周囲温度及び経年による影響を受けるので、カラーポイントＷ、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれは、色空間２０内でドリフトする傾向がある。よって、ステップ３０６では、基準カラーポイントＷ及び原色カラーポイントＲ、Ｇ、Ｂの現在の位置を識別するために、少なくとも一つの温度センサ８、カラーセンサ９及び光束センサ１０の一つ又はこれらの組合せから測定値が好ましくは得られる。その後、ステップ３０７及び３０８それぞれで、現在の状況を反映する基準カラーポイントＷ及び原色カラーポイントＲ、Ｇ、Ｂが決定され、ステップ３０９で、基準カラーポイントＷが色度図２０にマッピングされる。カラーポイントＷ、Ｒ、Ｇ、Ｂの値を更新するため測定値を取り出す（ステップ３０６）代わりに又は追加的に、公称値から又は照明器具１の較正から既知である最初の所定の値が利用されてもよいことに留意されたい。

ステップ３１０では、調整可能なカラーポイントＲＧＢの色度図２０へのマッピングが実施される。調整可能なカラーポイントＲＧＢは、基準カラーポイントＷとターゲットカラーポイントＴとの間で仮想された直線２４の延長に沿って好ましくは位置される。このマッピングは、ターゲットカラーポイントＴで共に光を作る第１の光源２及び第２の光源４により放射される少なくとも一つの光の組み合わせに対する結合ファクタＰをステップ３１２で決定することにより実施される。結合ファクタＰは、ターゲットカラーポイントＴ、基準カラーポイントＷ及び調整可能なカラーポイントＲＧＢの比較から導き出される。示された実施例では、Ｐは、原色カラーポイントＲ、Ｇ、Ｂを色度図２０にマッピングし、三角形２２を規定し、色度図２０内でＳ_ＲＧ、Ｓ_ＧＢ、Ｓ_ＢＲで示される境界交差ポイントを規定することにより導き出せ、ここで基準カラーポイントＷとターゲットカラーポイントＴとの間で仮想される直線のライン２４が、その延長で三角形２２の境界と交差する。

ステップ３１４では、境界交差ポイントＳ_ＲＧ、Ｓ_ＧＢ、Ｓ_ＢＲに対するそれぞれの境界結合ファクタＰ_ＲＧ、Ｐ_ＧＢ、Ｐ_ＢＲが、例えばルックアップテーブル１６と突き合わせることにより第１の光源２及び第２の光源４により放射される異なる光の組合せに対する結合ファクタＰに沿って決定される。ステップ３１６では、顕著な結合ファクタＰが、試された組合せから識別され、示される実施例では、三角形２２内にある最高の結合ファクタＰ_ＲＧＢが検出される。ステップ３１８では、対応するカラーポイントは調整可能なカラーポイントＲＧＢとして選択され、これによって、第１の光源２及び第２の光源４により放射される光の組み合わせは、照明器具１の可能な最大化されたパフォーマンスであって、ターゲットカラーポイントＴで光を共に作る。

理論的に理想的な調整可能なカラーポイントＲＧＢが物理的境界を表す三角形２２の外側にあるならば、照明器具１はこの値に到達できず、従って理想的なカラーポイントＲＧＢは可能ではない。斯様な場合には、最高の結合ファクタＰ_ＲＧ、Ｐ_ＧＢ又はＰ_ＢＲを持つ境界交差ポイントＳ_ＲＧ、Ｓ_ＧＢ又はＳ_ＢＲが、直面する第１の物理的境界を表し、対応するカラーポイントＳ_ＲＧ、Ｓ_ＧＢ又はＳ_ＢＲが調整可能なカラーポイントＲＧＢとして選択される。最高の結合ファクタＰ_ＲＧＢは、結果的に、照明器具１が供給する、ＣＲＩ、光束及び／又は効力のような好適な特性に関して最大化されたパフォーマンスを表す。

結合ファクタＰは、例えば、以下のアルゴリズムから導き出されてもよい。
Ｐ＝（２Ｘ_Ｔ−（Ｘ_Ｗ＋Ｘ_ＲＧＢ））／（Ｘ_ＲＧＢ−Ｘ_Ｗ）（式１）
ここで、Ｘ_ＴはターゲットポイントＴのｘ座標と定義される、Ｘ_ＲＧＢは第２の光源４の全光出力のｘ座標であり、Ｘ_Ｗは第１の光源２の全光出力のｘ座標である。

同じ態様で、境界交差ポイントＳ_ＲＧ、Ｓ_ＧＢ、Ｓ_ＢＲは、以下のようにして決定されてもよい。
ａｘ＋ｂｙ＋ｃ＝０（式２）
ここで、
ａ＝ｙ_Ｐ−ｙ_Ｑ（式３）
ｂ＝ｘ_Ｑ−ｘ_Ｐ（式４）
ｃ＝−ａｘ_Ｐ−ｂｙ_Ｐ（式５）

基準カラーポイントＷ及びターゲットポイントＴを通る直線２４としてａ_１、ｂ_１、ｃ_１を持ち、ＲＧ、ＧＢ及びＢＲを通る直線の係数としてそれぞれａ_２．．．ａ_４、ｂ_２．．．ｂ_４及びｃ_２．．．ｃ_４を持つこれらの方程式を用いて、３つの交差ポイントＳ_ＲＧ、Ｓ_ＧＢ、Ｓ_ＢＲが、以下のような行列式の計算で導き出される。

（式６）

（式７）
ここで、ｊ＝２．．．４である。

対応する結合ファクタＰ_ＲＧ、Ｐ_ＧＢ又はＰ_ＢＲは、以下により導き出される。
Ｐ_Ｓｉ＝（２Ｘ_Ｔ−（Ｘ_Ｗ＋Ｘ_Ｓｉ））／（Ｘ_Ｓｉ−Ｘ_Ｗ）（式８）

上記式を利用すると、ターゲットカラーポイントが基準カラーと一致する場合、Ｐ_Ｓ＝−１である。ターゲットカラーポイントが調整可能なカラーポイントＲＧＢと一致するならば、Ｐ_Ｓ＝１である。上記に従って計算及び／又はシミュレーションにより、基準カラーポイントＷ、ターゲットカラーポイントＴ及び調整可能なカラーポイントＲＧＢ間の関係は、このように効率的な態様、ｆ（Ｘ_Ｒ、Ｘ_Ｇ、Ｘ_Ｂ、Ｘ_Ｗ、Ｔ）で演繹される。前述されたように、オフラインで幾らかの計算を実施し、対応するデータをルックアップテーブル１６に格納することが好ましい。関数ｆ（Ｘ_Ｒ、Ｘ_Ｇ、Ｘ_Ｂ、Ｘ_Ｗ、Ｔ）の大量の様々な組合せは、これにより前もって計算され、対応する結合ファクタＰは、監視され、それぞれの組合せと一緒に格納される。かなりの発光効率、光束及び／又は大きいＣＲＩを持つ異なる色のＬＥＤ３、５、６、７の混合は、このように、対応する結合ファクタＰと一緒に計算される。これは、混合比率が、例えば補間により任意の選択された色に対して取り出されるようになされる。このように混合できる色の数には事実上制限はなく、これらの計算がオフラインで実施され、ルックアップテーブル１６に格納されるべきである。

ＬＥＤ３、５、６、７の好適な混合を特定して、照明器具１は、対応する光を放射するために準備される。よって調整可能なカラーポイントＲＧＢに従って第２の光源４の駆動を実行するため、調整可能な光源５、６、７のために調整可能な駆動信号は、ステップ３２０において、好ましくはレギュレータ１５により、調整可能なカラーポイントＲＧＢを供給するのに適している。ステップ３２２では、第１の光源２のための第１の駆動信号は、基準カラーポイントＷを供給するために、同様の方法で適合される。その後、ステップ３２４で、光源２、４は、それぞれの駆動信号で駆動される。駆動信号を適合させるステップは例えばデューティサイクル及び／又は電流レベルを調整するステップを有し、人間の目は所定の期間にわたって受けた光を積分することが知られているので、ＬＥＤ３、５、６、７を流れる電流が同じ光レベルをパルス持続期間に関係なく生成する場合であっても、人間の目は、長いパルスより短いパルスを「調光された」ように知覚するだろう。人間の目の視覚により、このように、ＬＥＤ３、５、６、７は、電力を節約するか又は所与の電力入力のための見かけの高い輝度を達成するためにパルス幅又はデューティサイクルが変調される。加えて、周囲温度又は経年によるドリフトのような変化する状況に対して調整するために、例えばＬＥＤ３、５、６、７のデューティサイクル及び／又は電流レベルを調整することも必要かもしれない。斯様な制御システムのためのフィードバック信号が、センサ８、９、１０の一つ又は幾つかにより供給される。説明される実施例では、個々の駆動信号は、図１に示されるように各ＬＥＤ３、５、６、７に対して表される。しかしながら、個々の駆動信号は必須ではなく、可能な所で、複数のＬＥＤが同じ駆動信号により駆動できる。

前述されたように、例えば式１に従うアルゴリズムに規定されるように、ターゲットカラーポイントＴ、基準カラーポイントＷ及び調整可能なカラーポイントＲＧＢ間で導入される明確な関係を利用することにより、より少ない計算が、照明器具１の照明パフォーマンスを最大化するために実施される必要があるだけである。ＬＥＤ３、５、６、７が２つのセット、すなわち第１の光源２を表わす１つのセット及び第２の光源４を表わす１つのセットに分けられるような、自由度の程度を結合することにより、例えば式１に従うアルゴリズムによりこれらセットが結合されて、自由度の程度の数は、結果的に低減される。４つのＬＥＤ３、５、６、７の説明された実施例に対して、自由度の程度の数は、４から３へ低減され、すなわち、所望のカラーポイントＴ、基準カラーポイントＷ及び調整可能なカラーポイントＲＧＢに低減される。

上記の本発明の例示的な実施例では、光源２、４はＬＥＤを有する。広帯域（直接の蛍光体変換）ＬＥＤ及び広帯域（蛍光体変換）白色ＬＥＤだけでなく、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、重合ＬＥＤ（ＰＬＥＤ）、無機のＬＥＤ、レーザー又はそれらの組み合わせのような異なるタイプの光源を使用することも、本発明の範囲内で可能である。更にまた、ＴＬ、ＣＦＬのような他の光源との組合せも可能である。

加えて、ＬＥＤが赤、緑、青、琥珀、白、オレンジ、ＵＶ又は他の色にせよ、ＬＥＤカラーの任意の組合せが色の色域を生じることは強調されるべきである。この明細書全体にわたって説明された様々な実施例は、変動する色、強度、彩度及び色温度の光が作られるように、照明器具内に含まれるＬＥＤの全ての可能性がある組合せを包含する。

更にまた、照明器具は、様々な光効果を供給するための任意の数の光学及び／又は非光学部品を有してもよいことに留意されたい。これらの部品は、限定されるものではないが、所望の効果を供給するため種々異なる組合せで使用される一つ以上の反射面、レンズ、拡散器等を含んでもよい。

更にまた、当業者は、本発明が上述の好ましい実施例に決して限定されないことに気付くだろう。それどころか、当業者は、多くの修正及び変形が可能であって、本発明の範囲内であることを理解している。開示された実施例に対する変形例は、図面、明細書及び添付の請求の範囲の検討から、当業者により理解され、遂行できる。請求項において、「を有する」という用語は他の要素又はステップを除外しないし、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数の要素又はステップを除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項内の幾つかのアイテムの機能を満たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属項に再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好適に使用できないことを示すわけではない。

Claims

所定の色で光を放射する照明器具のパフォーマンスを最大化するための方法であって、前記所定の色に対応するターゲットカラーポイントを決定するステップと、固定の基準カラーポイントで光を放射する第１の光源を供給するステップと、調整可能なカラーポイントで光を放射できる第２の光源を供給するステップと、第１の光源及び第２の光源により放射される光の組み合わせが前記ターゲットカラーポイントでの光を作るように前記調整可能なカラーポイントを選択するステップとを有し、前記調整可能なカラーポイントは、前記照明器具のパフォーマンスを最大化するための前記ターゲットカラーポイント及び前記基準カラーポイントの位置に基づいて選択される、方法。
前記照明器具の演色評価数、光束及び効力のうちの少なくとも１つを最大化するステップを有する、請求項１に記載の方法。
第２の光源が異なる原色の少なくとも３つの調整可能な光源を有する、請求項１に記載の方法。
前記調整可能なカラーポイントを供給するために第２の光源に対して調整可能な駆動信号を適合させるステップと、前記基準カラーポイントを供給するために第１の光源に対して第１の駆動信号を適合させるステップと、それぞれの駆動信号で第１の光源及び第２の光源を駆動するステップとを更に有する、請求項１又は２に記載の方法。
前記ターゲットカラーポイントを二次元の空間で表される色度図にマッピングするステップと、前記基準カラーポイントを前記色度図にマッピングするステップと、前記調整可能なカラーポイントを前記色度図にマッピングするステップとを更に有し、前記調整可能なカラーポイントが、前記基準カラーポイントと前記ターゲットカラーポイントとの間で仮想される直線の延長に沿って位置される、請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法。
前記二次元の空間は、ＣＩＥ色空間色度図、好ましくはＣＩＥ１９３１（ｘｙＹ）により表される、請求項５に記載の方法。
前記ターゲットカラーポイントでの光を作る第１の光源及び第２の光源により放射される少なくとも一つの光の組み合わせに対して、前記ターゲットカラーポイント、前記基準カラーポイント及び前記調整可能なカラーポイントの比較から導き出される結合ファクタを決定するステップと、前記組み合わせから、顕著な結合ファクタにより表される調整可能なカラーポイントを選択するステップとを更に有する、請求項５又は６に記載の方法。
少なくとも一つの温度センサ、少なくとも一つのカラーセンサ及び少なくとも一つの光束センサの一つ又はこれらの組合せから測定値を得るステップと、前記測定値に基づいて、前記基準カラーポイント及び／又は原色カラーポイントを決定するステップとを更に有する、請求項３乃至７の何れか一項に記載の方法。
所定の設定及び／又はユーザインタフェースによって得られるターゲットカラー入力値に基づいて前記所定の色を選択するステップを更に有する、請求項１乃至８の何れか一項に記載の方法。
前記調整可能なカラーポイントは、予め格納されたデータを有するルックアップテーブルから選択される、請求項７に記載の方法。
所定の色でパフォーマンスを最大化するための照明器具であって、所定の色に対応するターゲットカラーポイントを決定するための手段と、固定の基準カラーポイントで光を放射する第１の光源と、調整可能なカラーポイントで光を放射できる第２の光源と、第１の光源及び第２の光源により放射される光の組み合わせが前記ターゲットカラーポイントでの光を作るように前記調整可能なカラーポイントを選択するための手段とを有し、前記調整可能なカラーポイントは、前記照明器具のパフォーマンスを最大化するための前記ターゲットカラーポイント及び前記基準カラーポイントの位置に基づいて選択される、照明器具。
第２の光源は、それぞれ赤、緑、及び青の狭い帯域に調整された光源を有する、請求項１１に記載の照明器具。
第１の光源が基本的に白色の光を供給する、請求項１１又は１２に記載の照明器具。
プログラムが照明器具のための制御ユニットで実行されるとき、請求項１に記載のステップを実施するためのコンピュータプログラム。
制御ユニットに所定の色でパフォーマンスを最大化させるためのコンピュータプログラム手段を格納したコンピュータ可読媒体を有するコンピュータプログラム製品であって、所定の色に対応するターゲットカラーポイントを決定するためのコードと、固定の基準カラーポイントで光を放射する第１の光源を供給するためのコードと、調整可能なカラーポイントで光を放射できる第２の光源を供給するためのコードと、第１の光源及び第２の光源により放射される光の組み合わせが前記ターゲットカラーポイントでの光を作るように前記調整可能なカラーポイントを選択するためのコードとを有し、前記調整可能なカラーポイントは、前記照明器具のパフォーマンスを最大化するための前記ターゲットカラーポイント及び前記基準カラーポイントの位置に基づいて選択される、コンピュータプログラム製品。