JP5362725B2 - アンビエント光補償センサ及び手順 - Google Patents

Description

本発明は、アンビエント光の影響を補償するための手段を備えている光を発するソリッドステートベースの光源に関する。更に、本発明は、対応する回路及び方法に関する。

光源は、従来の照明装置（例えば、信号照明、ランプ等）及びシステムがＬＥＤベースの光源（ＬＥＤ：発光ダイオード）をますます備えるような態様において、変化しようとしている。これらのＬＥＤ光源の主な利点は、これらのかなり高い効率及びこれらの向上された寿命である。非常に小さいＬＥＤの寸法及びこれらの柔軟な形状因子のため、新しく興味深い機会が、ランプ設計者に提供されている。

（直列及び／又は並列に接続されている）複数のＬＥＤの頻繁な組合せは、光出力を向上させ、従って、典型的には、例えば、交通照明のような、物理的により大きく、高輝度の照明装置を実現するために使用されている。自動車の分野においても、ＬＥＤベースの照明装置は、ますます実施化されている。

ＬＥＤベースの光源が有益に使用されることができる付加的な分野は、専門照明アプリケーション（例えば、建築様式（construction）の分野）及び消費者向けアプリケーション（例えば、家における雰囲気照明）である。特にこれらのアプリケーションにおいて、光源に課される要件は、高度なものである。特に、非常に良好な色の質（例えば、演色）が、必要とされる。更に、当該ユーザの要求に従ってこのようなＬＥＤ光源の色自体（及び／又は色温度）を適応化することは更なる関心事になるであろう。このことが必要とするのは、当該ＬＥＤ光源に対して特に調整された電子的な駆動回路のみである。

通常、白色光は、（異なる色の）２、３の異なるＬＥＤの組み合せによって生成される。原則として、これらの異なる色の混合は、要求されている特徴を有する所望の白色光（又は更に何らかの他の色）を生成するのに使用されている。頻繁に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青色（Ｂ）のＬＥＤが使用されている。例えば、琥珀の（Ａ）のような、より多くの色が、色の質を改善するように付加されることができる。他の色の組合せも、同様に使用されることができる。このような組合せによって、白色光の光出力（光束）及び色温度が、調整されることができる。他の色は、電子的な駆動信号によって利用可能であるＬＥＤによって生成される光を選択的に組み合わせることによって生成されることができる。

しかしながら、これらの可能性は、このような光源の前記ＬＥＤの各々（又は組み合せ）のための非常に専門化されている電子的な駆動回路を必要としている。更に、センサベースのフィードバックループ（制御）が、前記光の特性を測定し、所望の特性に従って光出力を調整するために実施化されても良い。

光センサ（光束を測定する）又は（トゥルー）カラーセンサ（前記光スペクトルを測定する）のような、従来の感光性装置が、光特性を測定するために使用されることができる。温度センサ装置のような、更なるセンサが、付加されることもできる。全ての感知されたデータは、前記照明装置の制御回路に給電するために使用され、必要な光の特性に到達している限り、前記ＬＥＤの駆動電流を独立に調整する。前記ＬＥＤの電子的な駆動電流は、多種多様な基本回路において修正されることができ、このことは、最高水準の技術である。一例として、パルス幅変調（ＰＷＭ）、（振幅変調）（ＡＭ）及び直流電流の供給が、言及されなければならない。

しばしば、色制御の原理は、色センサが実際の光（スペクトル、色）を測定するのに使用されている色フィードバックループに基づいている。センサ信号によれば、ソリッドステートベースの光源の出力は、必要な設定に向けて調整され、適応化されることができる。前記色センサが、（制御される）関連している光源の放射されたスペクトルだけではなく、他の干渉源（アンビエント光）のスペクトルも認識するので、特別なセットアップ及び／又は手順は、このことを補償するのに使用されなければならない。

米国特許第２００６／０１５２７２５Ａ１号は、アンビエント光の寄与を補償するための照明システム及び検知システムを含んでいるＬＥＤベースの測定手段を開示している。前記照明システムは、変調されたＬＥＤを含んでいるのに対し、前記検知システムは、第１段階の出力側におけるアンビエント光の効果を補償するための前記第１段階のためのフォトダイオード、トランスインピーダンス増幅器及び積分器を含んでいる。これらの構成要素は高価なものであり、複雑な制御回路が実施化されなければならず、このことは当該装置を高価なものにする。

本発明の目的は、上述の不利な点を克服し、簡単で、安価で、組み立て易いアンビエント光の影響を補償するための手段を有するソリッドステートベースの光源を提供することにある。

本発明は、この目的を、光を生成するための１つ以上の光源要素と、前記光源要素によって発される光とアンビエント光とを受け取り、受け取られた前記光を表している第１のセンサ信号を生成する第１のセンサと、アンビエント光のみを受け取り、受けとられた前記アンビエント光を表している第２のセンサ信号を生成する第２のセンサと、第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号を受け取り、アンビエント光の影響を補償するために、前記第１のセンサ信号と前記第２のセンサ信号との間の差に基づいて前記光源要素を制御するための制御信号を生成するための制御ユニットとを含んでいる光を発するソリッドステートベースの光源を提供することによって達成する。本発明によれば、対応する配線を備える第２のセンサが、これに応じて調整される制御ユニットと一緒に提供される。同一のセンサが、使用されることができる。前記第１のセンサは、前記光源要素から発される光及び前記アンビエント光を受け取るように位置決めされ、これらの２つの光源から発される光が前記センサに到達することができることを保証するための手段を有し得る。前記第２のセンサは、手段を有しており、前記光源要素によって発された光が前記センサに到達することを防止するために位置決めされている。

本発明の有利な実施例は、基準としての使用のための暗さを表している第３のセンサ信号を生成するための光から保護されている第３のセンサを有しており、前記制御ユニットは、更に、前記第３のセンサ信号を考慮に入れて前記光源要素を制御するための制御信号を生成するために前記第３のセンサ信号を更に受け取る。前記第３の信号は、第１及び第２のセンサによって生成される前記センサ信号が、より正確な仕方で評価されることができるように、ベースラインを規定している基準信号を構成している。基礎をなしている思想は、差に基づく評価が更に絶対値に基づく評価よりも正確であるということにある。なぜならば、外部の影響（例えば、温度変化）が広く補償されており、これらは、使用されているセンサにほぼ等しい影響を及ぼすからである。

本発明の好ましい実施例は、ソリッドステートベースの光源によって発される光の所望の特性に関して情報を入力する入力装置と、前記入力装置からの前記情報を受け取る、及び前記所望の特性による前記光源要素を制御するための制御信号を生成する制御ユニットとを備えている。ユーザには、前記ソリッドステートベースの光源によって発される光の特性を規定するという可能性を有する。このような特性は、発されるべき光の色又はブライトネスであり得る。

有利には、更なる実施例は、前記光源要素によって生成される光と一緒に前記アンビエント光を前記第１のセンサへ、前記アンビエント光のみを第２のセンサへ選択的に指向する指向手段を含んでいる。これらの手段は、前記２つのセンサが、前記アンビエント光の影響が正確に補償されることができるように適切な光を供給されることを保証する。指向手段の例は、規定されている場所において受け取られる光を前記第１の及び／又は第２のセンサに指向する光ガイドであっても良い。

本発明の好適な変形は、少なくとも部分的に前記光源要素よりも上方に位置決めされている拡散器と、前記光源要素によって生成された光の少なくとも一部を前記第１のセンサに指向することによって、アンビエント光を前記第１のセンサ及び前記第２のセンサに復調する及び均一に指向することによって前記第１のセンサ及び前記第２のセンサによって生成されたセンサ信号の質を改善するセンサとを有している。前記拡散器は、前記センサに到達する光を混合する。更に、前記光は、同一の仕方において前記センサに到達する。従って、前記センサは、より正確に規定されている光であって、前記センサが強調された及び改良されたセンサ信号を生成するのを可能にする光を受け取る。

有利には、本発明の更に他の実施例は、アンビエント光と前記光源要素によって生成された光とを収集するための第１の拡散器及びアンビエント光のみを収集する第２の拡散器を有するフィルタ構造と、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサと前記フィルタ構造とを一体的に取り付けるための取り付けユニットとを有しており、前記第１の拡散器は、収集された前記光を前記第１のセンサに指向し、前記第２の拡散器は、収集された前記光を前記第２のセンサに指向する。前記取り付けユニットは、前記構成要素の組み立てを容易にする。前記構成要素は、全体として前記ソリッドステートベースの光源内に挿入される前に前記取り付けユニット内に別々に予め組み立てられることができるからである。このことは、前記ソリッドステートベースの光源内部の利用可能である空間は、しばしば非常に制限されており、当該組み立てを更に複雑なものにしているので、有利である。前記組み立ての複雑さは、取り付けられなければならない個々のパーツの数に伴って増大する。従って、実質的な空間の制限を伴うことのない環境、即ち前記ソリッドステートベースの光源の外側における、前記センサと前記フィルタ構造及び電源に必要な全てのパーツの予めの組み立ては、前記ソリッドステートベースの光源の製造を明らかに容易にし、より経済的な製品に通じる。

好ましい実施例は、前記第１の拡散器が、取り付けユニット上に突出しており、少なくとも１つの第１の側壁と、第１の外向き層及び第２の内向き層を備えている第１の端部表面とを有しており、前記側壁の前記取り付けユニット上に突出している部分と前記第１の外向き層とは透明であり、前記第２の内向き層は、前記側壁を透過された光を前記第１のセンサに少なくとも部分的に指向し、前記第２の拡散器は、少なくとも１つの透明な第２の側壁及び第２の透明な端部表面を有しており、前記端部表面は、前記取り付けユニットと位置合わせしており、前記取り付けユニットは、透明でない区切り壁を有していることにおいて、この配置は、前記第１のセンサには、アンビエント光と前記ソリッドステートベースの光源の前記光源要素によって発される光とが当たり、前記第２のセンサには、アンビエント光のみが入ることを保証する。

本発明は、前記第１の拡散器及び前記第２の拡散器が、前記取り付けユニット上に等しく突出しているという点で、更に有利に開発される。このことは、前記第１の拡散器及び前記第２の拡散器が前記同じ寸法のものであることができ、これらの表面特性、即ち透明、非透明等においてのみ異なるという利点を有している対称で均一な配置に至る。従って、この製造は、大部分は同一であるが、このことは、低減されたコストの削減に繋がる。更に、この対称な配置は、前記発せられた光をより更に均一にし、従って前記光の質を改善する。

本発明の他の好適な設計は、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサと、前記フィルタ構造の前記第１の拡散器及び前記第２の拡散器とが、互いの周りに同心で配され、即ち前記第２のセンサは、前記第１のセンサによって包囲されており、前記第２の拡散器は、前記第１の拡散器によって包囲されており、前記第１の側壁は透明であり、前記第２の側壁は非透明であることを特徴とする。この配置は、対称性の度合いを更に向上させ、上述の利点は、同様に、より大きい程度でこの設計に当てはまる。

有益な実施例において、区切り壁が透明である及び／又は前記第１の拡散器及び前記第２の拡散器が前記取り付けユニット上に突出している。これにより、前記フィルタ構造の上端部より下方の角度から発される光は、前記フィルタ構造内に入射することができることが保証されている。このことは、前記取り付けユニットの前記位置決めに関する自由度を増大させる。前記取り付けユニットを、前記センサの機能に関する制限を伴うことなく、前記光源要素のかなり上方に位置決めすることが可能である。

本発明の好ましい実施例において、前記１の拡散器及び前記第２の拡散器は、所定の角度範囲内で発されるアンビエント光のみを受け取るように漏斗形である。この漏斗の開口角を選択することによって、所与の角度で発される光は、少なくとも部分的に、前記センサに入るのを防止されることができ、前記発せられた光の制御において考慮されない又は軽い度合いで考慮されるであろう。この後、他の角度で発される光は、より大きい度合いまで考慮されることができる。前記アンビエント光が、常に、自身の位置に固定されている同じ光源から発されている場合、この光は、特定の混合効果を生成するために選択的に考慮されることができる。

本発明の開発の好ましい段階において、前記取り付けユニットは、更に、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサの配線を容易にするための共通の陰極を更に有している。このフィーチャは、更に、前記製造をより複雑でなく、より高価でないものにすることに役に立つ。

好ましい実施例は、前記光源要素を含んでいるリフレクタと、前記光源要素によって生成された光の少なくとも一部の放射方向を均質化するセンサとを含んでいる。発せられた前記光は、少なくとも部分的に、規定されている方向に前記ソリッドステートベースの光源を出て、光線を形成する。この光束は、より高いブライトネスを有しており、特定の領域（例えば、室内の絵画、又は、例えば、塔の上部のような、建物の一部を）を照明するために使用されることができる。

本発明の更なる見地は、アンビエント光を補償する回路であって、前記第１のセンサ信号を入力するための少なくとも１つの第１の入力チャネルと、前記第２のセンサ信号を入力するための少なくとも１つの第２の入力チャネルと、前記アンビエント光を補償する及び対応する制御信号を生成するために、前記第１のセンサ信号と前記第２のセンサ信号との間の差を算出するための少なくとも１つの信号処理ユニットと、前記制御信号を出力するための少なくとも１つの出力チャンネルとを有する回路に関する。

当該回路の有益な開発は、前記第１のセンサ信号を第１の三刺激値（tristimulus）信号に変換する第１の変換ユニットと、前記第２のセンサ信号を第２の三刺激値信号に変換する第２の変換ユニットと、前記アンビエント光を補償する及び対応する制御三刺激値信号を生成するために、前記第１の三刺激値信号と前記第２の三刺激値信号との間の差を算出する更なる信号処理ユニットとを有する。前記変換ユニットは、前記ソリッドステートベースの光源によって発される光を制御するために使用されることができる信号形式の量を増大させる。従って、前記変換ユニットは、他のものよりも処理するのが容易で速い信号を生成することができ、前記制御ユニットは、単純化されることができる又は高い周波数で動作することができる。前記光源要素の制御は、加速されることができ、発せられた前記光は、例えば、前記ユーザによる所望の変化まで良好に調整される。

本発明の更に他の見地は、ソリッドステートベースの光源によって光を発する方法であって、
− １つ以上の光源要素によって光を生成するステップと、
− 第１のセンサを使用して前記光源要素によって生成された光とアンビエント光とを受け取るステップと、
− 前記第１のセンサを使用して第１のセンサ信号を生成するステップと、
− 第２のセンサを使用して前記アンビエント光を受け取るステップと、
− 前記第２のセンサを使用して第２のセンサ信号を生成するステップと、
− 制御ユニットによって前記第１のセンサ信号及び前記第２のセンサ信号を受け取るステップと、
− 前記制御ユニットによって前記アンビエント光の影響を補償するために前記第１のセンサ信号から前記第２のセンサ信号を減算するステップと
− 前記制御ユニットによって前記ソリッドステートベースの光源によって発される前記光を制御するための信号を生成するステップと、
を有する。

本発明によるソリッドステートベースの光源の第１の実施例の側面図を示している。 本発明によるソリッドステートベースの光源の第２の実施例の側面図である。 本発明によるソリッドステートベースの光源の第３の実施例の拡大されている側面図である。 本発明によるソリッドステートベースの光源の第３の実施例の拡大されている側面図である。 本発明による回路の図である、 本発明による更なる回路の図である。

図１において、本発明の第１実施例によるソリッドステートベースの光源１０が、示されている。示されている実施例における光源１０は、４つの光源要素１２'乃至１２''''と、第１のセンサ１４及第２のセンサ１６とを有している。これらの部材は、全てプリント回路基板１８上に取り付けられている。光源要素１２は、ソケット２２の上側表面２０に固定されている。制御ユニット２４は、プリント回路基板１８の下方に位置されている。制御ユニット２４は、付加的な電子的な装置を備えていても良いが、これらは図面に描かれていない。制御ユニット２４は、ユーザが光源１０から発された光の所望の特性を特定するのを可能にする入力装置２６に接続されることができる。電源２８は、光源１０の電力需要ユニットに電力が供給されることを保証する。更に、光源１０は、発せられた前記光を均質化する及び束にする、並びに前記発せられた光を好ましい方向に指向するリフレクタ３０を有している。光源１０は、如何なる適切な支持にも固定されることができる治具ソケット３２に取り付けられる。アンビエント光源３３は、アンビエント光を生成する及び発する。適当な差別化を可能にするように、前記アンビエント光源によって発せられた前記光は、点線による矢印によって象徴されるのに対し、光源要素１２によって発される光は、点線による矢印によって示される。

光源１０の動作原理は、以下の通りである。ユーザは、入力装置２６によって、光源１０によって発せられた光の所望の特性を特定することができる。前記特性は、例えば、発されるべき前記光のブライトネス又は色に関して、或る値を選択することによって特定されることができる。代替的には、発されるべき前記光の特性は、前記製造業者によって予め設定される。この場合、入力装置２６は省略されることができ、前記ユーザは、光源１０によって発せられる前記光の特性を選択する及び変更する可能性を有していない。電力を供給することによって、光源要素１２は、光を生成し始める。光源要素１２は、ＬＥＤ又は他の適切な装置として実現されることができる。所望の色の光を生成するために、４つの光源要素１２'乃至１２''''は、各々、個々の色（例えば、赤、緑、青及び琥珀色）のものであることができる。異なる数の光源要素１２及び他の組合せも、可能である。

示されている実施例において、全ての光源要素１２は同じ高さに取り付けられており、光源要素１２のソケット２２の上側表面２０によって規定される水平面によって区切られるセクタ内に光を発することができるのみであり、即ち前記セクタは、１８０°の開口角を有しているものと仮定されている。前記光源要素１２が、同じ高さに取り付けられていない場合、当該平面は、最も高いソケット２２の上側表面２０によって規定される。光源１０が、完全に暗い環境において動作されていない場合、アンビエント光源３３（例えば、太陽又は人工光源）が設けられ、アンビエント光を発する。前記アンビエント光は、光源１０に入り、第１のセンサ１４及び第２のセンサ１６に到達する。センサ１４及び１６は、例えば、色又はブライトネスに関して、受け取られた光を特徴付けるのに適応化されることができる。異なる態様の前記光を特徴付けるセンサが、更に使用されることができる。センサ１４及び１６は、アンビエント光と光源要素１２によって生成された光とを第１のセンサ１４に、アンビエント光のみを第２のセンサ１６に選択的に指向する指向手段３４を備えている。

図１に示されている実施例において、第１のセンサ１４の指向手段３４は、アンビエント光と、光源要素１２によって生成される光とを収集し、収集された光を均質化し、自身の表面に垂直な第１のセンサ１４に到達するように（拡大図を参照）当該光を第１のセンサ１４に指向する第１の拡散器３６からなるフィルタ構造３５の一部である。第１の拡散器３６は、透明である第１の側壁３８と、第１の端部表面４０とを有している。この第１の端部表面４０は、第１の外向き層４２及び第２の内向き層４４を有している。第１の層４２は透明であり、この結果、第１の層４２に到達する全ての光は、第１の拡散器３６内に侵入する。第２の層４４は、半透明であり、このことは、外側から第２の層４４に当たっている全ての光（即ち、この場合において、第１の層４２に予め侵入している光）も、第２の層４４に侵入することができる。内側から第２の層４４に当たっている光、即ち側壁３８に侵入している光は、少なくとも部分的に反射され、反射された部分が、第１のセンサ１４へと指向される。第１の拡散器３６は、第１のセンサ１４に、光源要素１２によって発された光と一緒にアンビエント光が入射することを確実にする。

代替的には、第１のセンサ１４全体が光源要素１２のソケット２２よりも下方に位置されている場合、及び光源要素１２が前記水平面を越えて、即ち１８０°よりも大きい開口角のセクタ内に光を発することができる場合、第１の拡散器３６は、省略されることもできる。この場合、アンビエント光と光源要素１２によって生成される光とが、第１のセンサ１４に当たる。

第２のセンサ１６の指向手段３４は、前記アンビエント光のみを収集し、これを第２のセンサ１６の表面へと指向する第２の拡散器４６として実現される。第２の拡散器４６は、ソケット２２の上側表面２０を越える第２の側壁４８を有しており、前記光源要素１２から生成された光が第２のセンサ１６に到達するのを防止するために、非透明である。前記第２の拡散器は、これを通ってアンビエント光が侵入することができる透明な第２の端部表面４９を有している。第２の側壁４８は、光源要素１２から生成される光が吸収されるのを防止するための反射面を有している。その代わりに、前記光は反射され、光源１０によって発された光に寄与することができる（光源要素１２''''から発される光線と比較されたい）。

前記光が前記センサの表面に到達する場合、対応するセンサ信号が生成される。第１のセンサ１４は、第１のセンサ信号Ｓ１を生成し、第１のセンサ信号Ｓ１は、アンビエント光と光源要素１２によって発せられた光とを表している。第２のセンサ１６は、アンビエント光のみを表している第２のセンサ信号Ｓ２を生成する。次いで、第１のセンサ信号Ｓ１及び第２のセンサ信号Ｓ２は、制御ユニット２４に伝送され、制御ユニット２４は、前記第１のセンサの信号と前記第２のセンサの信号との間の差に基づいて制御信号ＳＣを生成する。入力装置２６が制御ユニット２４に接続されている場合、制御信号Ｓｃを生成する場合（図２参照）、前記ユーザによって特定された特性も、制御ユニット２４によって考慮される。

図２は、本発明の他の実施例を示している。ここで、主拡散器５０は、光源要素１２及び第１のセンサ１４より上方に位置されている。主拡散器５０の動作原理は、第１の拡散器３６に関して記載されているのと同じであるが、この構造は僅かに異なる。主拡散器５０は、側壁を有していない、凸状に湾曲されている端部表面のみから成る。主拡散器５０の本質的な目的は、前記センサ信号の質を改良することにある。光源要素１２によって発される光が、主拡散器５０によって部分的に反射されるので、（第１の拡散器３６に関して記載されている（上述を参照）のと同じ仕方において）、前記光の強度は増大され、前記センサは、より強い光を受け取り、この結果、より規定されている強いセンサ信号をもたらす。主拡散器５０が、光源要素１２及びセンサよりも上方に位置されているので、アンビエント光と光源要素１２によって発せられる光との間の区別は、主拡散器５０より下の光が光源１２及び３３からの寄与から成るので、もはや可能でない。従って、前記アンビエント光のみを収集する第２のセンサ１６は、主拡散器５０の外側に、描かれている場合においてはリフレクタ３０の開口端の近くに、位置されている。上述のように、第２のセンサ１６は、リフレクタ３０上の第２のセンサ１６のための治具としても機能する非透明な側壁によって光源要素１２によって発される光から保護されている。第２のセンサ信号Ｓ２は、有線又は無線の何れかによって制御ユニット２４に伝送されることができる。

図３は、本発明の第３の実施例を示している。第１のセンサ１４及び第２のセンサ１６は、取付けユニット５１内に組み込まれている。取り付けユニット５１は、共通の陰極５４が固定されているセンサ基板５２を有している。ソリッドステートベースの光源１０の示されている例において、第１のセンサ１４及び第２のセンサ１６は、それぞれ、３つのサブ領域１４'、１４''及び１４'''、並びに１６'、１６''及び１６'''に再分割される。フィルタ構造３５は、各サブ領域よりも上方に位置されている色フィルタ配置５６を有している。配置５６は、３色（例えば、赤、緑及び青色）の寄与を測定することによって、受け取られた光の色を特徴づけることを可能にする。しかしながら、種々の数及び色が、考えられる。このフィルタの配置は、前記フィルタに当たる光の１つの特定の色の寄与のみがこれを通って侵入することができる異なるフィルタを有している。更に、この場合、反射層６０によって光から保護されている第３のセンサ５８が設けられている。第３のセンサ５８は、暗さを表していると共に基準信号として役立つ第３のセンサ信号Ｓ３を生成する。前記センサが、（示されている例における場合のように）受け取られる光の色を測定するのに適応化されている場合、第３のセンサ信号Ｓ３は、黒色及び可視光の色スペクトルの一端を規定するのに使用されることができる。受け取られた光のブライトネスが測定される場合、第３のセンサ信号Ｓ３は、最小値ブライトネスを規定するのに使用されることができる。従って、受け取られた光の色及びブライトネスは、前記センサ信号の差に基づいて評価されることができ、絶対的なセンサ信号に基づいた色及びブライトネスの評価よりも正確な結果をもたらす。

更に、取り付けユニット５１は、第１の拡散器３６及び第２の拡散器４６と区切り壁６４とを有している。第２の拡散器４６は、区切り壁６４に位置合わせされているのに対し、第１の拡散器３６は、取り付けユニット５１の上方に突出する。突出している第１の拡散器３６は、上述の態様において光源要素１２によって発された光の収集を可能にする。光源要素１２から発される光が第２のセンサ１６に到達するのを防止するために、区切り壁６４が、光源要素１２のソケット２２の上側表面２０に延在している。

代替的には、第１の拡散器３６及び第２の拡散器４６が、取り付けユニット５１上に等しく突出することが可能である。この場合（図示略）、第２の拡散器４６の第２の側壁４８は、光源要素１２によって発される光が第２のセンサ１６に入るのを防止するために非透明である。

図４において、ソリッドステートベースの光源１０の第４の実施例が、示されている。この実施例において、第２のセンサ１６及び第２の拡散器４６は、第１のセンサ１４及び第１の拡散器３６によって完全に包囲されている。拡散器３６及び４６の第１の端部表面４０及び第２の端部表面４９は、水平面上に突出している。

示されている実施例において、センサ１４、１６及び拡散器３６、４６は、円形形状を有しているが、三角形、長方形又は六角形のような、他の形状も可能である。センサ１４、１６は、上述及び図３におけるように、２つ以上のサブ領域に再分割されることができる。第１の拡散器３６の第１の側壁３８は、透明であり、光源要素１２から発される光は、上述のように、第１の端部表面４０によって第１のセンサ１４に向かって指向されるように侵入することができる。第２の側壁４８は、非透明であり、これにより、光が第２の拡散器４６内に入射するのを防止している。図４に示されている実施例において、第２の側壁４８は、反射性のものであり、この結果、光源要素１２から発される光は反射され、ソリッドステートベースの光源１０によって発される光に寄与する。

第２の側壁４８の非透過性のため、光源要素１２によって生成される光は第２の拡散器４６に入ることができない。従って、第２の拡散器４６の第２の端部表面の様々な構造が、選択されることができる。唯一の制約は、これがアンビエント光に対して透明であるということである。簡単さのために、第２の端部表面４９及び第１の端部表面４０の構造が等しいことが有利であり得る。代替的には、第２の端部表面４９は、完全に透明なものであっても良い。更に他の可能性は、第１の側壁３８及び第２の側壁４８が透明であることであり、第１の拡散器３６の第１の端部表面４０は、上述のように構成されており、第２の端部表面４９は透明である。光源要素１２から発される光は、第１の端部表面４０に当たる場合、第１のセンサ１４へと指向される。第１の端部表面４０に当たらないが、第１の側壁３８及び第２の側壁４８に侵入する光は、第２の端部表面４９に衝突し、第２の拡散器４６を出る。この光は偏向されず、第２のセンサ１６は、光源要素１２によって発される光の寄与を受け取らない。

更なる開発において、少なくとも第２の拡散器４６は漏斗形であり、側壁３８、４８は非透明である。前記開口角は、例えば、入力装置２６によって制御可能な調節装置（図示略）によって調整されることができる。第１の拡散器３６の開口角を調整することによって、或る角から発されるアンビエント光は、減衰されることができる又は増幅されることができる。これにより、特別な照明効果は、特に前記アンビエント光の特性（即ち入射角、色又はブライトネス）がよく知られている場合、実現されることができる。このような状況は、前記アンビエント光が制御可能なアンビエント光のみによって生成されている、即ち太陽及び昼光が影響を与えない密室において見出されることができる。おそらく、前記アンビエント光を生成する光源は、ソリッドステートベースの光源１０の制御メカニズムに含まれることができ、光の効果の生成に対する新しい可能性を開く。

図５において、本発明の回路６８が、模式的に示されている。回路６８は、第１のセンサ１４信号を入力するための少なくとも１つの第１の入力チャネル７０と、第２のセンサ信号Ｓ２を入力するための少なくとも１つの第２の入力チャネル７２と、制御信号ＳＣを生成するための少なくとも１つの信号処理ユニット７４と、制御信号ＳＣを出力するための少なくとも１つの出力チャンネル７６とを有している。前記アンビエント光の寄与に関する補償は、次のようになされることができる。一例として、３つのチャネルＲＧＢ色（赤、緑、青色）センサが、この配置を実現するために選択されることができる。様々な数のチャネルも考えられ、例えば、単一のチャネル（束）センサ（ブライトネスのみが制御されなければならない場合）又は３つ以上のセンサ信号によるマルチチャネルセンサが考えられ、高い解像度をもたらす。

前記アンビエント光と光源要素１２によって生成された光とを含んでいるセンサ信号Ｓ１から前記アンビエント光のみによって生成されるセンサ信号Ｓ２を減算することによって、ソリッドステートベースの光源１０のセンサ信号の寄与が、計算されることができる。数学的にこのことは、
Ｓ_Ｃ ^ｎ＝Ｓ_１ ^ｎ−Ｓ_２ ^ｎ
をもたらし、ここで、
ｎは、高感度チャネルの数であり、
Ｓ１は、前記アンビエント光と光源要素１２によって生成された光との寄与を含んでいるセンサ信号であり、
Ｓ２は、前記アンビエント光の寄与のみを含むセンサ信号であり、Ｓｃは、前記アンビエント光の寄与を補償されている計算されているセンサ信号、
である。

光源１０の光出力（色）を規定するのに必要な十分な結果を生成するための更なる仕方は、主に図６に示されている。図５に示されている回路６８に加えて、回路６８は、第１のセンサ信号Ｓ１を第１の三刺激値信号に変換する第１の変換ユニット７８と、第２のセンサＳ２を第２の三刺激値信号に変換する第２の変換ユニット８０とを更に有している。基本的に、第１のセンサ信号Ｓ１及び第２のセンサ信号Ｓ２は、三刺激色値Ｘ１ｎ及びＸ２ｎに変換される。これらの値から、ソリッドステートベースの光源１０の三刺激値Ｘｃｎが、計算されることができる。最後に、このことから、色座標が計算されることができる。

図５及び６に含まれないのは、信号増幅段及び信号変換ルーチンであり、絶対的なセンサ表示値を相対的なものに変換するのに必要なものであり得る。通常、マイクロコントローラ又は信号処理ユニットは、全ての手順を実施するために使用されることができ、所与の光源１０の現在の色の座標を計算するための較正マトリックスの使用、並びに他の必要な信号、数値演算、変換及び／又は計算も含んでいる。本発明が特定の実施例に関して記載されているが、様々な変更及び修正は、本明細書から明らかであり、本発明の基礎をなす思想の範囲内に考慮されるべきであることが分かるであろう。

Claims (10)

1. 光を生成する１つ以上の光源要素と、
   前記光源要素によって生成された光とアンビエント光とを受け、受けた光を表す第１のセンサ信号を生成する第１のセンサと、
   前記アンビエント光のみを受け、受けたアンビエント光を表す第２のセンサ信号を生成する第２のセンサと、
   前記光源要素によって生成された光と前記アンビエント光とを前記第１のセンサに指向し、前記アンビエント光のみを前記第２のセンサに指向する指向手段と、
   前記第１のセンサ信号及び前記第２のセンサ信号を受け、前記アンビエント光の影響を補償するために、前記第１のセンサ信号と前記第２のセンサ信号との間の差に基づいて、前記光源要素を制御するための制御信号を生成する制御ユニットと、
   を含み、
   前記第１のセンサの取り付け面と、前記第２のセンサの取り付け面とが、略平行である、光を発するソリッドステートベースの光源。
2. 基準として使用するための暗さを表している第３のセンサ信号を生成する第３のセンサであって、前記第３のセンサは、光から保護されており、前記制御ユニットは、前記第３のセンサ信号を考慮に入れている前記光源要素を制御するための制御信号を生成するために、第３のセンサ信号を受ける、請求項１に記載のソリッドステートベースの光源。
3. 前記ソリッドステートベースの光源によって発される光の所望の特性に関する情報を入力するための入力装置を備え、前記制御ユニットが、前記入力装置から前記情報を受け、前記所望の特性に従って前記光源要素を制御するための制御信号を生成する、請求項１又は２に記載のソリッドステートベースの光源。
4. 少なくとも部分的に前記光源要素よりも上方に位置されている主拡散器を備え、前記主拡散器は、前記光源要素によって生成された光の少なくとも一部を前記第１のセンサに指向し、前記アンビエント光を復調する及び前記第１のセンサに均一に指向することによって、前記第１のセンサ信号の質を改善する、請求項１乃至３の何れか一項に記載のソリッドステートベースの光源。
5. 前記アンビエント光と、前記光源要素によって生成された光とを収集する第１の収集手段と、前記アンビエント光のみを収集する第２の収集手段とを有するフィルタ構造と、
   前記第１のセンサ、第２のセンサ及び前記フィルタ構造を一体的に取り付けるための取り付けユニットと、
   を特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のソリッドステートベースの光源であって、前記第１の収集手段は、収集された前記光を前記第１のセンサに指向し、前記第２の収集手段は、収集された前記光を前記第２のセンサに指向する、ソリッドステートベースの光源。
6. 前記第１の収集手段が、前記取り付けユニット上に突出していると共に、第１の側壁と第１の外向き層及び第２の内向き層を備える第１の端部表面とを少なくとも有しており、前記側壁の前記取り付けユニット上に突出している部分と前記第１の外向き層とが透明であり、前記第２の内向き層は、前記側壁に侵入している光を少なくとも部分的に前記第１のセンサに指向し、
   前記第２の収集手段は、少なくとも１つの透明な第２の側壁と、取り付けユニットと位置合わせしている第２の透明な端部表面とを有しており、前記取り付けユニットは、非透明である区切り壁を有している、請求項５に記載のソリッドステートベースの光源。
7. 前記第１のセンサ及び前記第２のセンサと前記フィルタ構造の前記第１の収集手段及び前記第２の収集手段とが、互いの周りに同心で配されており、
   前記第２のセンサが、前記第１のセンサによって包囲されており、
   前記第２の収集手段は、前記第１の収集手段によって包囲されており、
   前記第１の側壁は透明であり、
   前記第２の側壁は非透明である、
   ことを特徴とする、請求項６に記載のソリッドステートベースの光源。
8. 前記第１の収集手段及び前記第２の収集手段が、所定の角度範囲内で発される前記アンビエント光のみを受け取るように漏斗形であることを特徴とする、請求項７に記載のソリッドステートベースの光源。
9. 請求項１乃至８の何れか一項に記載のソリッドステートベースの光源に含まれる前記光源要素を制御するための回路であって、
   前記第１のセンサ信号を入力するための少なくとも１つの第１の入力チャネルと、
   前記第２のセンサ信号を入力するための少なくとも１つの第２の入力チャネルと、
   前記第１のセンサ信号と前記第２のセンサ信号との間の差を計算し、前記アンビエント光を補償し、対応する制御信号を生成する少なくとも１つの信号処理ユニットと、
   前記制御信号を出力する少なくとも１つの出力チャンネルと、
   を有する回路。
10. 請求項１乃至８の何れか一項に記載のソリッドステートベースの光源によって光を発する方法であって、
    前記１つ以上の光源要素によって光を生成するステップと、
    前記第１のセンサを使用して、前記光源要素によって生成された光と前記アンビエント光とを受け取るステップと、
    前記第１のセンサを使用して、前記第１のセンサ信号を生成するステップと、
    前記第２のセンサを使用して前記アンビエント光を受け取るステップと、
    前記第２のセンサを使用して、前記第２のセンサ信号を生成するステップと、
    前記制御ユニットによって前記第１のセンサ信号及び前記第２のセンサ信号を受け取るステップと、
    前記アンビエント光を補償するために、前記第１のセンサ信号と前記第２のセンサ信号との間の差に基づいて、前記制御ユニットによって前記ソリッドステートベースの光源によって発される光を制御するための制御信号を生成するステップと、
    を有する、ソリッドステートベースの光源によって光を発する方法。

Images