JP2013519970A - Ｌｅｄ照明装置およびｌｅｄ照明装置の作動方法 - Google Patents

Abstract

本発明による方法は、ＬＥＤ照明装置を作動するために用いられる。ＬＥＤ照明装置には、たとえばそれぞれ異なる色の少なくとも２つのカラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３が設けられており、各カラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３は、同色の少なくとも１つのＬＥＤを含み、各カラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３は個別に駆動制御可能である。さらに少なくとも１つのフォトデテクタが設けられており、このフォトデテクタは、各ＬＥＤから放射される光の成分を検出するように構成されている。本発明による方法は、ＬＥＤ照明装置を動作フェーズＢＰ１から測定フェーズＭＰへ切り替えるステップと、測定フェーズＭＰ中にＬＥＤから放射される光が、動作フェーズＢＰ１の色混合に相応する積分的な色混合を有するよう、時間的に相前後して続く複数のカラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３を駆動制御するステップとを有する。

Description

本発明は、ＬＥＤ照明装置の作動方法およびＬＥＤ照明装置に関する。

WO 2006/063552 A1は自動車用ヘッドライトエレメントに関するものであり、このヘッドライトエレメントは、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）と少なくとも１つの制御装置を有している。この制御装置は、測定量に依存する信号を処理し、この信号に応じて電流を発光ダイオードに給電するのに適しており、制御装置と発光ダイオードは１つの共通の支持体上に配置されている。

US 2004/0036418 A1は、定電流スイッチング技術（continuous current switching techniques）を利用した閉ループ制御回路を提供する回路および方法に関する。発光ダイオード（ＬＥＤ）へ供給される電流を制御することによって、ＬＥＤに過負荷を与えず過剰な電流も使用せずに、ＬＥＤをその最大容量あるいは最大容量付近で駆動することができる。回路は複数のハイサイドスイッチを有しており、これらハイサイドスイッチの各々はＬＥＤアレイと接続されている。ＬＥＤアレイはコイルを介して電流切替操作ポイントと接続されており、この電流切替操作ポイントは、ＬＥＤ電流を望ましい範囲に保持する目的で、電流がアースへ向かうよう切り替えるか、または電流が再び戻されるようにする。

US 2006/0006821 A1は、１つまたは複数のカラーチャネルを含むＬＥＤベースの照明装置を実装するためのシステムおよび方法に関する。この照明装置は制御装置を有しており、この制御装置は光学的な走査とフィードバックを利用して、各チャネルのＬＥＤが一貫した光強度および／またはカラー送出を行えるよう、それらのＬＥＤを制御する。光学的なフィードバックループによって照明制御部は、照明出力の均一な光強度および／またはカラーを供給することができる。この場合、制御装置は、望ましい光強度および／またはカラーが得られるよう、照明装置における個別のカラーチャネルへ供給される電流および／またはパルス幅変調（ＰＷＭ）オン／オフ比を調節する。

US 2002/0097000 A1は、望ましい光の色が得られるようＬＥＤ光源の電力を準備するためのＬＥＤ照明システムに関する。このシステムは直流信号を供給するように構成された給電回路段を有している。給電回路段には光混合回路が接続されており、要求された種々の色温度で光を発生させるため、この光混合回路には赤色、緑色および青色の多数のＬＥＤ光源が含まれている。さらに給電回路段には制御システムが接続されており、この制御システムは、給電回路段に制御信号を供給して、直流信号を要求されたレベルに保持し、望ましい光出力を維持するように構成されている。この制御システムはさらに、ＬＥＤ光源に属するルーメン出力成分を推定し、この推定を、ＬＥＤ光源の遷移温度と、光混合回路において発生させるべき所望の光の色度座標とに基づき行う。さらに光混合回路は、ＬＥＤ光源に属する温度を測定するための温度センサと、ＬＥＤ光源から発せられた光のルーメン送出レベルを測定するための光検出器を有している。測定された温度に基づき制御システムは、要求された混合光出力を得るためにＬＥＤ光源各々が発生しなければならないルーメン出力量を決定し、フィードバックループと接続された光検出器は、ＬＥＤ光源各々に対し必要とされるルーメン出力を維持する。

DE 10 2005 049 579 A1は、少なくとも２つの異なる色を含む混色光を送出する光源に関するものであり、この光は複数の１次光源から送出される。この場合、１次光源は複数のグループに分けられており、１つのグループ内の１次光源の輝度値が色に応じて別個に求められ、混色光の色座標がＣＩＥ標準テーブルの所定の領域内に位置するよう制御される。さらにこの文献には、この種の光源の制御方法ならびにこの種の光源を備えた照明装置たとえばディスプレイのバックライト用照明装置について記載されている。

本発明の課題は、少なくとも２つのカラーチャネルを備えたＬＥＤ照明装置の調整を、きわめてユーザーフレンドリーに行えるようにすることである。

この課題は独立請求項に記載された特徴により解決される。有利な実施形態は殊に従属請求項に示されている。

上述の課題は、以下のＬＥＤ照明装置の作動方法によって解決される。このＬＥＤ照明装置には少なくとも、
たとえばそれぞれ異なる色の、少なくとも２つのカラーチャネルが設けられており、
各カラーチャネルは少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を有しており、
１つのカラーチャネルのＬＥＤはそれぞれ同じ色を有しており、
各カラーチャネルを個別に駆動制御可能であり、
少なくとも１つのフォトデテクタが設けられており、該フォトデテクタは、各ＬＥＤから放射される光の成分を検出するように構成され配置されている。

本発明による方法は少なくとも以下のステップすなわち、
ＬＥＤ照明装置を動作フェーズから測定フェーズへ切り替えるステップと、
測定フェーズ中にＬＥＤから放射される光が、動作フェーズにおける色混合に実質的に相応する（一体的な）色混合を有するよう、時間的に相前後して順次（シーケンシャルに）、複数のカラーチャネルを駆動制御するステップ
とを有する。

少なくとも２つのカラーチャネルが、同色のそれぞれ異なるカラーチャネルを含むこともできる。各カラーチャネルは同色の１つまたは複数のＬＥＤを含み、たとえばそれらは直列または並列に接続されている。

少なくとも１つのフォトデテクタたとえば単一のフォトデテクタによって、（たとえばすべての）ＬＥＤから放射された光の１つの成分または一部分が検出または検知される。フォトデテクタを、たとえばフォトダイオードまたはフォトトランジスタとすることができる。

動作フェーズは、ＬＥＤ照明装置の通常の動作に相応する。

測定フェーズの色混合または一体的ないしは積分的な色混合とはたとえば、測定フェーズ中に放射される複数のカラーチャネルの光の加算と捉えることができる。

時間的に相前後して続けて駆動制御されるカラーチャネルの順序は、基本的に制約されない。時間的に相前後して続けて駆動制御されるカラーチャネルの順序を、複数の測定フェーズに対し同じにしてもよいし、あるいはそれぞれ異ならせてもよい。

上述のやり方による得られる利点とは、時間的に相前後して続いて（シーケンシャルに）行われるカラーチャネルの駆動制御により、フォトデテクタが検出した光流を一義的にしかも高い精度で、１つの特定のカラーチャネルに対応づけ可能なことである。これにより、個々のカラーチャネルの光流をエラーを伴いながら分離または再構成するための煩雑な手間ないしはコストを省くことができる。これをたとえば、カラーチャネルを流れる電流と、その電流によって生じるそのカラーチャネルの光強度または光流との相関を求めるために用いることができる。これによってたとえば動作フェーズ中、望ましい色座標および／または望ましい光強度をいっそう正確に設定または調整することができる。

これと同時に、測定フェーズ中にＬＥＤから放射される光が、動作フェーズの色混合に実質的に相応する色混合を有することにより、先行の動作フェーズの色印象がそのまま続き、見る側は測定フェーズを色に関して動作フェーズと区別することはできず、したがって測定フェーズを邪魔なものと感じることはない。

１つの実施形態によれば、測定フェーズ中の各カラーチャネルのパルス幅の比が、動作フェーズの各カラーチャネルのパルス幅の比に相応するよう、測定フェーズ中、各カラーチャネルがパルス幅変調により個別に駆動制御される。したがって、類似のまたは等しいパルス幅を設定することにより、動作フェーズと等しい色印象が得られ、このような設定はきわめて簡単に実現されるものである。

同じまたは等しい色印象を作り出すために殊に有利な実施形態によれば、測定フェーズ中の２つのカラーチャネルのパルス幅の比の偏差は、動作フェーズ中のこの２つのカラーチャネルのパルス幅の比から、１０％を超えては隔たっておらず、殊に１％を超えて隔たっていない。

択一的または付加的な実施形態によれば、測定フェーズ中の各カラーチャネルの電流レベルの比が、動作フェーズ中の各カラーチャネルの電流レベルの比に相応するよう、カラーチャネル各々に対する電流レベルが個別に調整される。これによって、たとえばカラーチャネルが持続動作で駆動制御されるときに、電流比の維持によって動作フェーズと測定フェーズとで同じまたは類似の色印象を達成することができる。

さらに別の実施形態によれば、少なくとも１つのフォトデテクタに対するセンサ信号の信号レベルが、この信号の最大信号レベルの７５％から１００％よりも小さい範囲たとえば９９．５％となるような値に、測定サイクル中の光量が設定される。これにより、一方では高い信号対雑音比（ＳＮ比）をもつ十分に高い信号レベルを達成でき、しかもこれと同時にフォトデテクタの飽和を回避することもできる。

センサ信号のレベルをその最大信号レベルの７５％から１００％よりも小さい範囲内に高速で調整するために有利な構成は、探索アルゴリズムによって光量を所定の値または範囲にすることである。探索アルゴリズムを、たとえば線形の探索アルゴリズムとすることができる。レベルを高速に調整するために、線形の探索アルゴリズムよりも高速に動作する探索アルゴリズムを用いることができ、たとえば二分探索アルゴリムまたは区間探索を用いることができる。

たとえば、センサ信号のレベルの低減が望ましいのは、多くの光がフォトデテクタに反射して戻る場合および／または多くの光が周囲からフォトデテクタに入射する場合である。このことが該当するのはたとえば、ＬＥＤ照明装置の後段に拡散器といった光混合器、ビーム成形光学系等が設けられている場合であり、それらは比較的多くの光を反射させる。これによってフォトデテクタが飽和状態になる可能性があり、その結果、測定フェーズ中、カラーチャネルの駆動制御信号とその光流との有意な相関がもはや得られなくなってしまう。

さらに１つの実施形態によれば、測定フェーズは、カラーチャネルを駆動制御するステップに加え、すべてのカラーチャネルを駆動制御しないステップを有している。このような「ダークフェーズ」中、ＬＥＤ照明装置に入射する周囲光がセンサ信号に及ぼす作用を求めることができる。

さらに別の実施形態によれば、測定フェーズは補償区間を付加的に有しており、この補償区間中は動作フェーズ中と同じようにカラーチャネルが駆動制御される。したがって補償区間中、複数のカラーチャネルを同時に駆動することもできる。これにより、ユーザに対し測定フェーズ中の輝度印象を動作フェーズ中の輝度印象に適合させることができる。

個々のチャネルのオン時間もしくは起動期間をそれぞれ異なる長さにすることによって、規定として必要とされるよりも多くの測定を実施できれば、後続の測定フェーズにおいてそれらの測定を省いたり、所期のように短縮して、測定フェーズの所要時間を短くすることができる。この実施形態によれば、測定が省かれたことに起因する誤差をたとえば補償セクションによって補正することができる。

複数のカラーチャネルのシーケンシャルな駆動制御が、残像ゆえにユーザには同時に放射された光であると知覚されるような一体的な色混合を実現するために、有利な実施形態によれば、測定フェーズは約４０ｍｓよりも長くは持続せず、たとえば２０ｍｓよりも長くは持続せず、殊に１０ｍｓよりも長くは持続しない。殊に１つのカラーチャネルを駆動制御する測定フェーズの期間を、ダークフェーズがないにしても、個々のチャネルの測定値捕捉に要する長さだけ持続させることができる。さらに１つの実施形態によれば、２つの測定フェーズの間におかれる時間は一定ではない。このようにすることで、複数のＬＥＤ照明装置がたとえば何度も相次いで同時に（まとまって）測定フェーズにおかれてしまい、見る側にとって動作フェーズのときの色印象に対する違和感が増してしまうのを抑えることができる。２つの測定フェーズの間におかれる時間が非決定論的に定められているならば、たとえばランダムあるいは疑似ランダムに定められているならば、この作用を格別効果的に抑圧することができる。

さらに１つの実施形態によれば、測定フェーズ中に少なくとも１つのフォトデテクタから送出されるセンサ信号は少なくとも部分的にないしは一部の区間において、後続の動作フェーズ中の駆動制御を整合させるために用いられる。たとえばこれをフィードバックとして行うことができる。たとえば、制御ループ内で色座標の達成に必要とされる光量を計算および／または追従制御するために、結果を利用することができる。

カラーチャネルが測定フェーズ中、カラーチャネルの輝度に従う順序で、有利には降順に、駆動制御されると有利である。輝度の整合を電流源の駆動制御により行う場合、所望の出力値を達成するために電流源が必要とする時間は、測定の時間にとって重要である。これを電流源に応じて、昇順または降順で異ならせることができる。有利であると判明したのは、測定の最初は「緩慢な」ステップを採用し、その後、個々のステップにおける整合のために「速い」方向で進むようにすることである。

これによりたいていの電流源によって、迅速な出力値の低減つまりは電流強度の低減ただし緩慢な上昇を実現することができる。したがって殊に有利であるのは、カラーチャネルを輝度の降順で駆動制御し、すなわち最初に最大輝度のカラーチャネルを駆動し、ついでその次に輝度の大きいカラーチャネルをという具合に駆動していき、これを最小輝度のチャネルまで行うことである。ダークフェーズが設けられているならば、締めくくりとしてダークフェーズをおくのが有利である。このようにしてきわめて高速な測定つまりは短い測定フェーズが得られ、このことによって、見る側に認識されてしまう輝度変動が生じるリスクが最小限に抑えられる。

さらに上述の課題は、以下の構成を有するＬＥＤ照明装置によっても解決される。すなわちこのＬＥＤ照明装置には少なくとも、
たとえばそれぞれ異なる色の、少なくとも２つのカラーチャネルと、
少なくとも１つのフォトデテクタと、
切替装置と、
測定フェーズシーケンス制御装置と
が設けられており、
各カラーチャネルは、同色の少なくとも１つのＬＥＤを含み、各カラーチャネルは個別に駆動制御可能であり、
フォトデテクタは、ＬＥＤから放射される光の成分を検出するように構成され配置されており、
切替装置は、ＬＥＤ照明装置を動作フェーズから測定フェーズへ切り替え、
測定フェーズシーケンス制御装置は、測定フェーズ中にＬＥＤから放射される光が、動作フェーズの色混合に実質的に相応する一体的な色混合を有するよう、相前後して複数のカラーチャネルを駆動制御するように構成されている。

次に、図面を参照しながら実施例に基づき本発明についてさらに詳しく説明する。

ＬＥＤ照明装置のそれぞれ対応するカラーチャネルのための第１、第２ないしは第３の駆動制御信号のうちの一部分を３つの列で示す図であり、それらの駆動制御信号を個々のカラーチャネルに加えられる電流Ｉの電流レベルと時間Ｔとの関係として示す図 図１に示したシーケンスを実行するためのＬＥＤ照明装置に関する実現可能な１つの実施形態を示す図

図１の第１行目には、ＬＥＤ照明装置の第１のカラーチャネルＣｈ１のための第１の駆動制御信号Ｓ１の一部分が示されている。第１のカラーチャネルＣｈ１には、第１の色たとえば赤色のすべての発光ダイオード（ＬＥＤ）が含まれており、それらは共通の駆動制御信号Ｓ１によって作動される。第１の赤色カラーチャネルＣｈ１の赤色発光ダイオードを、たとえば直列に接続しておくことができる。

第２行目には、ＬＥＤ照明装置の第２のカラーチャネルＣｈ２のための第２の駆動制御信号Ｓ２の一部分が示されている。第２のカラーチャネルＣｈ２には、第２の色たとえば緑色のすべての発光ダイオード（ＬＥＤ）が含まれており、それらは共通の駆動制御信号Ｓ２によって作動される。第２の緑色カラーチャネルＣｈ２の緑色発光ダイオードを、たとえば直列に接続しておくことができる。第３行目には、ＬＥＤ照明装置の第３のカラーチャネルＣｈ３のための第３の駆動制御信号Ｓ３の一部分が示されている。第３のカラーチャネルＣｈ３には、第３の色たとえば青色のすべての発光ダイオード（ＬＥＤ）が含まれており、それらは共通の駆動制御信号Ｓ３によって作動される。第３の青色カラーチャネルＣｈ３の青色発光ダイオードを、たとえば直列に接続しておくことができる。

図１には、駆動制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３について同じ時間の抜粋部分が示されている。これらの抜粋部分には、第１の動作フェーズＢＰ１と、これに続く測定フェーズＭＰと、さらにこれに続く第２の動作フェーズＢＰ２がそれぞれ示されている。動作フェーズＢＰ１，ＢＰ２中、ＬＥＤ照明装置は通常どおりに作動される。動作フェーズＢＰ１，ＢＰ２は、期間ｔｂａの起動サイクルのシーケンスから成り、これらの起動サイクルのうち１つの起動サイクルが、たとえば第１の動作フェーズＢＰ１において時点ｔｂ０＝０と時点ｔｂａとの間に示されている。

図示されている起動サイクルにおいて、最初に時点ｔｂ０から３つのカラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３のすべてが同時に駆動制御され、つまり起動されるが、この起動サイクル内ではたいていはそれぞれ異なる期間にわたり起動される。換言すれば、１つの起動サイクル中、３つのカラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３のすべてに対し１つのパルスたとえば電流パルスが送出され、その際、カラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３のパルス幅ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＢ３をそれぞれ異ならせることができる。パルス幅ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＢ３はＬＥＤ照明装置によって調節可能であり、たとえば望ましい色温度に従って設定することができる。したがってＬＥＤ照明装置から放射される光の特定の色または色座標に対し、たとえば暖白色あるいは冷白色に対し、パルス幅ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＢ３の特定の比を割り当てることができ、つまりはカラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３の駆動制御期間を割り当てることができる。この場合、残像に起因してすべてのカラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３から放射される光が、見る側にとって実質的に同時に放射される光として、つまり３つのカラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３から混合された光として知覚される程度に、１つの起動サイクルの期間ｔｂａが短い、ということを利用している。

ここに例示した起動サイクル中、第１のカラーチャネルＣｈ１のＬＥＤは持続的に給電され、つまりこのことは起動サイクルの１００％のパルス幅ＰＢ１に対応し、すなわちＰＢ１＝ｔｂａである。第２のカラーチャネルＣｈ２のＬＥＤは起動サイクル時間の５５％で給電され（ＰＢ２＝５５％ｔｂａ）、第３のカラーチャネルＣｈ３のＬＥＤは起動サイクル時間の１８％で給電される（ＰＢ３＝１８％ｔｂａ）。パルス幅ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＢ３をたとえば、ＬＥＤ照明装置の望ましい色座標、照明強度、色、カラーチャネルごとのＬＥＤ数等に依存させることもできる。混色光の色座標および／または光強度を変化させる目的で、パルス幅ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＢ３を変えることができる。

図示の実施例によれば、３つのカラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３を互いに独立して駆動制御することができるので、たとえば３つのカラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３を著しく簡単に同時に駆動制御たとえば給電することができる。ただし、シーケンシャルな駆動制御を適用することもでき、その場合にはカラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３のうち２つが同時に駆動制御されない。さらに２つのカラーチャネルのみを使用することも可能であり、たとえば白色混合光を発生させるために赤色ＬＥＤもしくはミントグリーン（緑色）のＬＥＤを備えた２つのカラーチャネルだけを用いることも可能である。また、３つよりも多くのカラーチャネルを使用することも可能であり、たとえば暖白色の混合光を発生させるために、琥珀色のＬＥＤ（'amber'）を加えることもできる。

カラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３のＬＥＤから放射される光の成分は、少なくとも１つのフォトデテクタによって捉えられる。少なくとも１つのフォトデテクタが少なくとも行えることは、ＬＥＤの光束ないしは光強度を検知し、それに対応するセンサ信号をたとえばＬＥＤ制御装置の評価ロジック回路へ送出することである。

動作フェーズＢＰ１は、時点ｔｍ０において３つのカラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３すべてについて測定フェーズＭＰに移行する。測定フェーズＭＰにおいて、３つのカラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３が時間的に相前後してまたはシーケンシャルに駆動制御され、同時には駆動制御されない。これにより、少なくとも１つのフォトデテクタのセンサ信号を簡単かつ一義的に特定のカラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３に対応づけて評価することができ、たとえば混合光の光強度または色座標の特定および／または設定のために評価することができる。測定フェーズＭＰが見る側に目立たないようにする目的で有利であるのは、カラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３の駆動制御時間が４０ｍｓを超えて持続しないことであり、たとえば２０ｍｓを超えないこと、とりわけ１０ｍｓを超えて続かないことである。殊に有利であるのは、測定フェーズＭＰの全期間ｔｍが４０ｍｓを超えて持続しないことであり、たとえば２０ｍｓを超えないこと、とりわけ１０ｍｓを超えて続かないことである。

測定フェーズＭＰ中、見る側の色印象が先行の動作フェーズＢＰ１と比べて変化しないようにする目的で、測定フェーズ中にＬＥＤから放射される光が、動作フェーズの色混合に実質的に相応する一体的ないしは積分的な色混合となるよう、カラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３が駆動制御される。この場合、一体的ないしは積分的な色混合とはたとえば、ＬＥＤから測定フェーズ中に放射される光の累算殊に加算とすることができる。この目的でこの実施例によれば、測定フェーズＭＰとこのフェーズに先行する動作フェーズＢＰ１におけるパルスの絶対的な幅もしくは期間を一致させる必要はないにしても、測定フェーズＭＰ中のカラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３のパルス幅ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３の比は実質的に、動作フェーズＢＰ１中のカラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３のパルス幅ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＢ３の比に相応している。このようにすれば残像ゆえに見る側は測定フェーズＭＰ中、動作フェーズＢＰ１と同様の色印象を受ける。

ＬＥＤ照明装置は、たとえばカラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３各々のためのセンサ信号から、それらに対応する駆動制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３たとえば電流と色固有の光強度との相関を形成することができ、これが目標値たとえば光強度と隔たっていれば、駆動制御信号をそれに応じて変更することができる。つまりたとえば、ある特定のカラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３の光強度が、使用されるパルス幅ＰＭ１，ＰＭ２もしくはＰＭ３のために格納されている光強度の値よりも小さいことが検出されたならば、そのカラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３に対するパルス幅ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＢ３を次の動作フェーズＢＰ２においては高めることができる。光強度の低下は、たとえばＬＥＤの老化、温度の作用あるいはＬＥＤの故障によって生じる可能性がある。

図示の測定フェーズＭＰにおいては、カラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３がシーケンシャルに駆動制御あるいは起動される区間に続いて、オプションの区間が設けられており、この区間中はカラーチャネルのいずれも駆動制御または起動されず、これはダークフェーズＤＰと呼ばれる区間である。ダークフェーズＤＰ中、黒値を測定することができ、この値によって、たとえばＬＥＤ装置殊にフォトデテクタに入射される周囲光が考慮される。

測定フェーズＭＰ後、第２の動作フェーズＢＰ２に切り替えられ、この動作フェーズでは駆動制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を、測定フェーズＭＰから得られた情報に基づき第１の動作フェーズＢＰ１の駆動制御信号に対し変更することができる。

２つの測定フェーズＭＰ間の時間間隔をまえもって決めておくことができ、たとえば測定フェーズＭＰがｎ起動サイクルごとに実行されるようにすることができる。ただし、複数のＬＥＤ照明装置たとえば同時にスイッチオンされる複数のＬＥＤ照明装置を用いる場合には、複数のＬＥＤ照明装置の測定フェーズＭＰを実質的に同時に、あるいは時間的に僅かにずらされて生じるようにすることができる。このようにすれば見る側は、測定フェーズＭＰを集合的にまとまったものとして知覚することができる。複数のＬＥＤ照明装置の測定フェーズＭＰが認識されてしまうのを抑える目的で、１つのＬＥＤ照明装置の２つの測定フェーズＭＰの間におかれる時間的な間隔（期間）を非決定論的なものとすることができ、たとえば、まえもって定められたタイムインターバル内では殊に、ランダムまたは疑似ランダムにすることができる。

図２には、殊に制御装置Ｔたとえば発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３を駆動するドライバを有するＬＥＤ照明装置Ｌが描かれている。発光ダイオードは３つの分岐に分けられており、これらは個々のカラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２もしくはＣｈ３に対応する。各カラーチャネルには、同じ色の１つまたは複数の発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２もしくはＬＤ３が含まれており、たとえばカラーチャネルＣｈ１には赤色発光ダイオードＬＤ１が、カラーチャネルＣｈ２には緑色発光ダイオードＬＤ１が、さらにカラーチャネルＣｈ３には青色発光ダイオードＬＤ３が含まれている。カラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３は、制御装置Ｔによって別々にすなわち個々に駆動制御可能である。カラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３が、たとえば発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２もしくはＬＤ３を直列回路として含むようにすることができる。その際、発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３の個数をそれぞれ異ならせることができる。

ここで発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３を、ケーシングに収められた単一のＬＥＤまたはＬＥＤチップのこととすることができる。ＬＥＤチップとして構成された発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３を、たとえば１つの共通の基板上に配置することができる。発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３を、たとえばＩｎＧＡｌＰなどによる無機ＬＥＤとしてもよいし、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）としてもよい。

発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３から放射される光の大部分は外部へ送出される一方、僅かな部分がフォトデテクタＤに当射する。フォトデテクタＤの信号出力は制御装置Ｔと接続されており、そこにおいて信号出力側を介して送出されるセンサ信号を評価することができる。

動作フェーズＢＰ１，ＢＰ２中、フォトデテクタＤのセンサ信号をたとえば、カラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３を流れる電流を、光束の目標値を保持できるよう制御するために用いることができる。択一的に、動作フェーズＢＰ１，ＢＰ２中はフォトデテクタＤが使用されないようにしてもよい。

殊にＬＥＤ照明装置Ｌの較正のために、測定フェーズＭＰを使用することができる。したがってたとえば、カラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３を流れる電流と、それにより生じる光強度またはカラーチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３の光束との相関を求めることができる。これによって動作フェーズＢＰ１，ＢＰ２中、たとえば望ましい色座標および／または望ましい光強度をいっそう正確に設定または調整することができる。

制御装置Ｔはその機能として、ＬＥＤ照明装置を動作フェーズＢＰ１，ＢＰ２から測定フェーズＭＰへおよびその逆へ切り替える切替装置と、測定フェーズシーケンス制御装置を含むことができる。

当然ながら、本発明は図示の実施例に限定されるものではない。

したがってカラーチャネルのパルス幅変調による制御の代わりに、あるいはそれに加えて、電流レベル変調または電流強度変調によるカラーチャネルの制御を行うこともできる。

１つの実現可能な変形実施形態として、カラーチャネルをそれぞれ持続動作で作動させることができ、その際、カラーチャネルの光強度を、個々のカラーチャネルに供給される動作電流の電流レベルまたは電流強度によって調整することができる。

この場合、測定フェーズ中、カラーチャネルを相前後してそれぞれ動作フェーズ中と同じ電流強度または電流レベルで駆動制御することができ、その際、それぞれ異なるカラーチャネルを、動作フェーズと統一的な色印象を得るために、有利にはやはり同じ長さで駆動制御することができる。このことで著しく短い測定フェーズも可能になる。

さらにカラーチャネルの電流レベルを可変にしたＰＷＭ駆動制御も行うことができ、つまり電流レベルまたは電流強度も付加的に変更可能なＰＷＭ駆動制御も可能である。（ＰＷＭ駆動制御を伴っても伴わなくても）電流レベルを調整可能であれば、少なくとも１つのフォトデテクタのセンサ信号を最適化する目的で、電流レベルを測定フェーズ中も変更することができる。

少なくとも１つのフォトデテクタに当射する光束が比較的弱いならば、つまりはこの場合、センサ信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）も小さいことが多いが、そのようなケースでは、ノイズエラーが僅かになるよう、もしくはＳＮ比が高まるよう、該当するカラーチャネルに対する電流レベルが高められる。

同様に、少なくとも１つのフォトデテクタに当射する光束が比較的強く、たとえば少なくとも１つのフォトデテクタの飽和領域にある場合には、電流レベルを低減することができる。換言すれば、この場合には光束はフォトデテクタが飽和するほどすでに強く、光束をさらに高めてもそのセンサ信号はもはや強められない。フォトセンサがその飽和限界を超えて作動されることに対する指標は、最大センサ信号たとえば最大センサ電圧の発生である。

光束が強すぎる場合、カラーチャネルの電流レベルを、対応するセンサ信号が（上限である）最大センサ信号よりも僅かに小さい値と、すでに好適なＳＮ比を有する値よりも上の値との間の範囲になるまでの間、低減することができる。ここで有利であると判明したのは、カラーチャネルの電流レベルを、対応するセンサ信号が最大センサ信号の５０％と最大センサ信号よりも低いたとえば９９．５％との間の範囲になるまでの間、たとえば最大センサ信号の７５％と最大センサ信号よりも低いたとえば９９．５％の間の範囲になるまでの間、低減することである。

好適なセンサ範囲を、何らかの適切な探索アルゴリズムを用いて見つけることができる。したがって線形の探索アルゴリズムを実施することができ、このアルゴリズムによれば、電流レベルが段階的に（直線的に）高められ（センサ信号が最初は弱すぎる場合）、あるいは低減される（センサ信号が最初は強すぎるかまたは飽和状態にある場合）。この種の探索アルゴリズムは複雑性クラスO(n)を有している（Landau表示法）。

別の探索アルゴリズムたとえば二分探索アルゴリズムまたは補間探索あるいは区間探索などによって、たとえば複雑性クラスO(log n)を用いたいっそう高速な整合を実現することができる。

しかも、時間的に相前後して続く駆動制御されるカラーチャネルの順序は、基本的に制約されない。この順序を複数の測定フェーズについて同じとしてもよいし（たとえば常にＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３）、あるいは異ならせてもよい（たとえばある測定フェーズについてはＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３とし、他の測定フェーズについてはＣｈ３，Ｃｈ１，Ｃｈ２）。この場合、一般に、測定フェーズができるかぎり短くなるよう順序を選択するのが有利である。一般に使用される電流源においてこのことがあてはまるのは殊に、カラーチャネルが測定フェーズ中、輝度の降順に相前後して駆動制御されるときであり、つまり最初に最も輝度の高いカラーチャネルが、次に２番目に輝度の高いカラーチャネルが駆動制御され、という具合に続き、最後に最も低い輝度のカラーチャネルが駆動制御されるときである。なぜならば、一般の電流源は基本的に電力降下よりも電力上昇のためにいっそう長い時間を必要とするからである。ダークフェーズが設けられているならば、締めくくりとしてダークフェーズをおくのが有利である。このようにしてきわめて高速な測定つまりは短い測定フェーズが得られ、このことによって、見る側に認識されてしまう輝度変動が生じるリスクが最小限に抑えられる。下降中よりも上昇中の方が速く反応する電流源が用いられるならば、当然ながら測定を逆の順序で行うのが有利であり、つまり最も暗いカラーチャネルから最も明るいカラーチャネルへという順序で測定を行うとよい。

一般に１つの測定フェーズ中、複数のカラーチャネルの各々を１回または複数回、駆動制御することができる。１つの測定フェーズ中、複数のチャネルのうち少なくとも１つのチャネルを２回、駆動制御することができ、たとえば測定フェーズ中、赤色、緑色および青色のカラーチャネルをそれぞれ２回、駆動制御することができ、たとえばＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，Ｃｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３という順序で行うことができる。カラーチャネルに対する駆動制御信号を、じかに前後して続くようにしてもよいし、時間的に間隔をおいてもよい。

ＢＰ１ 第１の動作フェーズ
ＢＰ２ 第２の動作フェーズ
Ｃｈ１ 第１のカラーチャネル
Ｃｈ２ 第２のカラーチャネル
Ｃｈ３ 第３のカラーチャネル
Ｄ フォトデテクタ
ＤＰ ダークフェーズ
Ｉ 電流
Ｌ ＬＥＤ照明装置
ＬＤ１ 第１のカラーチャネルの発光ダイオード
ＬＤ２ 第２のカラーチャネルの発光ダイオード
ＬＤ３ 第３のカラーチャネルの発光ダイオード
ＭＰ 測定フェーズ
ＰＢ１ １つの動作フェーズにおける起動サイクル中の第１のカラーチャネルの信号パルスのパルス幅
ＰＢ２ １つの動作フェーズにおける起動サイクル中の第２のカラーチャネルの信号パルスのパルス幅
ＰＢ３ １つの動作フェーズにおける起動サイクル中の第３のカラーチャネルの信号パルスのパルス幅
ＰＭ１ １つの測定フェーズにおける第１のカラーチャネルの信号パルスのパルス幅
ＰＭ２ １つの測定フェーズにおける第２のカラーチャネルの信号パルスのパルス幅
ＰＭ３ １つの測定フェーズにおける第３のカラーチャネルの信号パルスのパルス幅
Ｓ１ 第１のカラーチャネルの駆動制御信号
Ｓ２ 第２のカラーチャネルの駆動制御信号
Ｓ３ 第３のカラーチャネルの駆動制御信号
ｔ 時間
Ｔ 制御装置
ｔｂ０ 起動サイクルの開始
ｔｂａ 起動サイクルの期間
ｔｍ０ 測定フェーズの開始時点

Claims (14)

1. ＬＥＤ照明装置（Ｌ）の作動方法であって、該ＬＥＤ照明装置（Ｌ）には少なくとも、
   たとえばそれぞれ異なる色の、少なくとも２つのカラーチャネル（Ｃｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３）が設けられており、
   各カラーチャネル（Ｃｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３）は少なくとも１つのＬＥＤ（ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３）を有しており、
   １つのカラーチャネル（Ｃｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３）のＬＥＤ（ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３）はそれぞれ同じ色を有しており、
   各カラーチャネル（Ｃｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３）を個別に駆動制御可能であり、
   少なくとも１つのフォトデテクタ（Ｄ）が設けられており、該フォトデテクタ（Ｄ）は、各ＬＥＤ（ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３）から放射される光の成分を検出するように構成され配置されており、
   少なくとも以下のステップすなわち、
   ＬＥＤ照明装置（Ｌ）を動作フェーズ（ＢＰ１）から測定フェーズ（ＭＰ）へ切り替えるステップと、
   測定フェーズ（ＭＰ）中にＬＥＤ（ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３）から放射される光が、動作フェーズ（ＢＰ１）における色混合に実質的に相応する積分的な色混合を有するよう、時間的に相前後して順次、複数のカラーチャネル（Ｃｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３）を駆動制御するステップ
   とを有することを特徴とする、
   ＬＥＤ照明装置（Ｌ）の作動方法。
2. 前記測定フェーズ（ＭＰ）中の各カラーチャネルのパルス幅の比が、前記動作フェーズ中の各カラーチャネルのパルス幅の比に実質的に相応するよう、前記測定フェーズ（ＭＰ）中、各カラーチャネルをパルス幅変調により個別に駆動制御する、請求項１記載の方法。
3. 前記測定フェーズ（ＭＰ）中の２つのカラーチャネルのパルス幅の比は、動作フェーズ中の該２つのカラーチャネルのパルス幅の比から、１０％を超えては隔たっておらず、たとえば１％を超えては隔たっていない、請求項２記載の方法。
4. 前記測定フェーズ（ＭＰ）中の各カラーチャネルの電流レベルの比が、前記動作フェーズ中の各カラーチャネルの電流レベルの比に実質的に相応するよう、該カラーチャネル各々に対する電流レベルを個別に調整する、請求項１記載の方法。
5. 少なくとも１つのフォトデテクタの信号の信号レベルが該信号の最大信号レベルの７５％から１００％の範囲となる値に、前記測定サイクル中の光量を設定する、請求項４記載の方法。
6. 前記光量を、探索アルゴリズムたとえば二分探索アルゴリズムを用いて前記値に設定する、請求項４記載の方法。
7. 前記測定フェーズ（ＭＰ）は、前記カラーチャネルを駆動制御するステップに加え、すべてのカラーチャネルを駆動制御しないステップを有する、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
8. 前記測定フェーズ（ＭＰ）は補償区間を付加的に有しており、該補償区間中は動作フェーズ中と同じようにカラーチャネルが駆動制御される、請求項１から７のいずれか１項記載の方法。
9. １つの測定フェーズ（ＭＰ）は約４０ｍｓよりも長くは持続せず、たとえば２０ｍｓよりも長くは持続せず、殊に１０ｍｓよりも長くは持続しない、請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
10. ２つの測定フェーズの間におかれる期間は一定ではなく、たとえば非決定論的である、請求項１から９のいずれか１項記載の方法。
11. 測定フェーズ（ＭＰ）中に少なくとも１つのフォトデテクタから送出されたセンサ信号を少なくとも一部の区間において、後続の動作フェーズ中の駆動制御の整合に用いる、請求項１から１０のいずれか１項記載の方法。
12. 前記カラーチャネルは測定フェーズ（ＭＰ）中、カラーチャネルの輝度に従う順序で、有利には降順に、駆動制御される、請求項１から１１のいずれか１項記載の方法。
13. ＬＥＤ照明装置（Ｌ）において、
    該ＬＥＤ照明装置（Ｌ）には少なくとも、
    たとえばそれぞれ異なる色の、少なくとも２つのカラーチャネルと、
    少なくとも１つのフォトデテクタと、
    切替装置と、
    測定フェーズシーケンス制御装置と
    が設けられており、
    各カラーチャネルは、同色の少なくとも１つのＬＥＤを含み、各カラーチャネルは個別に駆動制御可能であり、
    前記フォトデテクタは、前記ＬＥＤから放射される光の成分を検出するように構成され配置されており、
    前記切替装置は、前記ＬＥＤ照明装置（Ｌ）を動作フェーズから測定フェーズ（ＭＰ）へ切り替え、
    前記測定フェーズシーケンス制御装置は、測定フェーズ（ＭＰ）中に前記ＬＥＤから放射される光が、動作フェーズの色混合に実質的に相応する積分的な色混合を有するよう、相前後して前記複数のカラーチャネルを駆動制御するように構成されている、
    ことを特徴とする、
    ＬＥＤ照明装置（Ｌ）。
14. 前記ＬＥＤ照明装置（Ｌ）は、請求項１から１１のいずれか１項記載の方法を実施するように構成されている、請求項１３記載のＬＥＤ照明装置（Ｌ）。

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