JP5710247B2 - 色光源を従属制御する方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は照明制御に関し、より特定的には複数の異なる色の光源の制御に関する。

当分野においては、複数の異なる色の光源から放出される混合光の色度を制御するための多くの方法及び装置が知られている。また、電磁スペクトルの可視または近可視部分の単一の波長のセットまたは周波数のセットを、スペクトル軌跡として知られる色度値のサブセットとして表し得ることも知られている。例えばあるタイプの発光ダイオード（ＬＥＤ）のような比較的狭帯域の放出スペクトルを有する光源は、所望の色度の光を効果的に発生するように構成することができる。また所望の色度が達成可能な色域内にあるならば、異なる色のＬＥＤからの光を混合して所望の色度の光を発生させることができる。この目的のためには、異なる色のＬＥＤを、照明器具（ルミネア）または取付け具（フィクスチャ）の形態の適当な光学システムと組み合わせることが典型である。十分に制御された数の、例えば赤、緑、及び青（ＲＧＢ）ＬＥＤのような異なる色のＬＥＤに基づいて適当に設計された照明器具が、これらＬＥＤの個々の色度によって定義される色域内でいろいろな色度の光を発生させ得ることが知られている。更に、白光がプランクの軌跡として知られる色度のサブセットであるので、可変相関色温度（ＣＣＴ）の白光を生成するために多色ＬＥＤをベースとする照明器具を使用できることも知られている。異なる色を有する新しい光源を照明器具に付加する、または、限界内では、照明器具内の色光源の１つまたはそれ以上のスペクトル帯域幅を広げるによる等、多くの異なる方法で、多色光源をベースとする照明器具によって生成される混合光の演色評価数（ＣＲＩ）を改善することができる（しかしながら、スペクトル帯域幅を広げると照明器具の総合色域を狭くし得る）。これは、高ＣＲＩが望まれることが多い白光源の場合に特に重要性を持つ。

例えば、当分野では公知の多色ＬＥＤベースの照明器具のような多色光源ベースの照明器具を制御するシステム及び方法は数多く存在する。

例えば国際特許出願第WO2007/090283号は、光源明度制御システム及び方法を記述している。この光源は、第１の波長範囲を有する光を生成する１つまたはそれ以上の第１の発光素子と、第２の波長範囲を有する光を生成する１つまたはそれ以上の第２の発光素子とを含む。第１の発光素子及び第２の発光素子は、それらに印加される別々の制御信号に応答する。制御システムは、１つまたはそれ以上の感知デバイスから動作温度を表す信号を受信し、光の所望の色及び動作温度に基づいて第１及び第２の制御信号を決定する。第１及び第２の制御信号を受信した結果として第１及び第２の発光素子によって放出される光を混合し、実質的に所望の光の色を得ることができる。従って、生成される所望の光の色を、接合温度によって誘起される発光素子の動作特性の変化には実質的に無関係にすることができる。

国際特許出願第WO2006/1056649号は、調整可能な相関色温度を有する白光照明器具を記述している。この照明器具システムは、特定の色温度を有する白光を生成するための１つまたはそれ以上の白光発光素子を含む。このシステムは更に、１つまたはそれ以上の第１の色発光素子、及び１つまたはそれ以上の第２の色発光素子を含む。この照明器具システムは、第１及び第２の色発光素子によって生成される着色光と、特定の色温度の白光とを混合し、所望の相関色温度を有する白光を作出する。

米国特許第7014336号は、照射（イルミネーション）状態を生成及び変調するシステム及び方法を記述している。これらの照射状態を生成及び／または変調するシステム及び方法は、所望の、そして再生可能な色の高品質光を生成することができ、それにより所望の、そして再生可能な色の光を発生し、また照明器具が製造された後に予め指定された範囲内で色温度すなわち光の色合いを変更する照明器具を製造することが可能になる。一実施の形態では、広範な応用に適する照明状態を与えるために、光または補助周囲光を供給するようにある範囲の色の光を生成できるＬＥＤ照明ユニットが使用されている。

米国特許出願第2005/0237733号は、照射レベルを維持しながら、演色評価数（ＣＲＩ）及び相関色温度（ＣＣＴ）の少なくとも一方を変化させることによって光源のエネルギ消費を低減させるように照明を制御する方法及びシステムを記述している。この方法及びシステムは、ある空間を照明する光源に対するその空間内の人々の動きを感知し、人々が第１の位置にある時には、関連光源の各々を形成している複数のソリッドステート照明デバイスを、ランプがそれぞれ第１の電力レベルで第１の照射レベル及び第１のＣＲＩの光を放出する第１の照明状態に自動的に且つ個々に調整し、人々が第２の位置にある時には、上記複数のソリッドステート照明デバイスを、上記光源がそれぞれ第１の電力レベルより低い電力レベルで第１の照射レベル及び第１のＣＲＩより小さいＣＲＩの光を放出する第２の照明状態に自動的に且つ個々に調整する。

しかしながら、公知の方法及び装置は複雑であり、且つ光源の色の数に伴って構成要素の数をスケールアップする必要があり、従って不経済である。従って、多色光源をベースとする照明器具を制御するための方法及びシステムに対する要望が存在している。

この背景情報は、本出願者が本発明に関連あると考える情報を明らかにするために記述したものである。これらの先行情報の何れをも、本発明に関する先行技術を構成しているものと承認する意図はなく、またはそのように解釈すべきものでもない。

本発明の目的は、色光源を従属的に制御する方法及びシステムを提供することである。本発明の一面によれば、色光源を制御するための照明システムが提供される。本システムは、１つまたはそれ以上の一次駆動電流信号を供給する駆動電流コントローラと、１つまたはそれ以上の第１の発光素子グループとを含み、上記第１のグループの各々は上記駆動電流コントローラに作動的に接続され、上記第１のグループの各々は上記１つまたはそれ以上の一次駆動電流信号の１つを表す一次駆動電流に各々が応答し、上記駆動電流コントローラに作動的に接続され、１つまたはそれ以上の二次駆動電流を決定する信号導出モジュールと、１つまたはそれ以上の第２の発光素子グループとを更に含み、上記第２のグループの各々は上記信号導出モジュールに作動的に接続され、上記第２のグループの各々は上記１つまたはそれ以上の二次駆動電流信号の１つを表す二次駆動電流に各々が応答し、上記１つまたはそれ以上の二次駆動電流信号の各々は予め定められている。

本発明の別の面によれば、照明システム制御方法が提供される。本方法は、１つまたはそれ以上の第１の発光素子グループを駆動するための１つまたはそれ以上の一次駆動電流を決定するステップと、１つまたはそれ以上の第２の発光素子グループを駆動するための１つまたはそれ以上の二次駆動電流を決定するステップとを含み、上記１つまたはそれ以上の二次駆動電流の各々は上記１つまたはそれ以上の一次駆動電流の少なくとも１つに基づいて予め定められている。

色度図である。 本発明の一実施の形態による色光源を従属的に制御するためのシステムのブロック図である。 色度図の一部を示す図である。

「定義」
“発光素子”（ＬＥＥ：light-emitting element）とは、それにまたがって電位差を印加するか、またはそれを通して電流を通過させることによって活性化されると、少なくとも部分的にエレクトロルミネセンスを因として、例えば可視領域、赤外または紫外領域のような電磁スペクトルの領域、またはこれら領域の組合せ内の放射を放出するデバイスと定義する。ＬＥＥは、単色、準単色、多色、または広帯域スペクトル放出特性を有することができる。ＬＥＥの例は、容易に理解されるように、半導体、有機、またはポリマー／高分子発光ダイオード（ＬＥＤ）、光ポンプ型蛍光体被覆ＬＥＤ、光ポンプ型ナノクリスタルＬＥＤ、または他の類似デバイスを含む。更に、ＬＥＥという用語は、例えばＬＥＤダイのような放射を放出する特定のデバイスをも定義し、また放射を放出する特定の１つの、または複数のデバイスと、その特定のデバイスを内部に収容しているハウジングまたはパッケージとの組合せをも定義するのに等しく使用される。

“色”は、場合によっては“色度”と同義的に使用され、または青、赤、緑等のように名前によって表される従来からの定義と同じように使用される。

“変調パラメータ”とは、最大設計ＬＥＥの明度に対する現ＬＥＥの明度の比である。

使用する“ほぼ”という用語は、公称値から＋／−10％の変動のことを言う。このような変動は、特記すると否とに拘わらず、記述されている何れかの値の中に常に含まれるものである。

特に定義しない限り、本明細書において使用される全ての技術的及び科学的用語は、本発明が属する分野における業者が通常に理解している意味と同一に使用される。

本発明は、異なる色光源を従属的に制御する方法及びシステムを提供する。本発明によれば、Ｎ色光源をベースとする明度変調式照明システムを、Ｎ光源の公称色とは異なる公称色を各々が有するＭ色光源に拡張することができる。Ｍは何等かの正の整数、即ち、Ｍは１、２、３等々であることができることを理解されたい。Ｍ色光源は、Ｎ光源の１つ、２つ、またはそれ以上の変調信号から導出できる変調信号を使用して制御することができる。例えば、本発明の一実施の形態においては、Ｎ＋１光源のための変調パラメータを、Ｎ色光源の２つまたはそれ以上の変調パラメータの所定の関数に基づいて決定することができる。

本発明による色光源を制御する照明システムは駆動電流コントローラを含み、駆動電流コントローラは、それに作動的に接続されている１つまたはそれ以上の第１の発光素子グループへ１つまたはそれ以上の一次駆動電流を供給する。システムは更に、上記駆動電流コントローラに作動的に接続されている信号導出モジュールを含み、上記信号導出システムは、１つまたはそれ以上の一次駆動電流に基づいて従属的に決定される１つまたはそれ以上の二次駆動電流を決定するように構成されている。１つまたはそれ以上の二次駆動電流は、１つまたはそれ以上の第２の発光素子グループに供給されてそれらを制御する。

一般に、付加的な制御可能な色光源を照明システムに付加することによって、照明システムの範囲を広げることができる。しかしながら、二次駆動電流を一次駆動電流の１つに従属させ過ぎるように信号導出モジュールの機能または構成を選択すると、該照明システムが全体として達成できる潜在的色域を制限しかねないことに注目されたい。例えば、これは、主としてオフ・ホワイト色を生成するのに使用するように設計されている照明システムにとっては重要な考察である。このような実施の形態の一例は、１つまたは複数のアンバー色光源が、例えば赤及び緑の色光源の関数として従属的に制御されるような、赤、緑、青、及びアンバー（ＲＧＢＡ）色照明システムを含む。

更に、第５の、第６の、またはさらなる光源色を照明システムに付加することができ、これらのさらなる光源色の制御を、一次駆動電流信号の１つまたはそれ以上から独立させることも、またはそれらに従属させることもできる。例えば、第５の光源をシアンＬＥＥとすることができる。

図１は、色度図である（ＣＩＥ 1931 ｘ，ｙ座標空間を使用している）。本発明の一実施の形態による照明システム例は、それぞれ色度座標１、２、３、及び４を備えた、赤、アンバー、緑、及び青（ＲＧＢＡ）の色光源を含むことができる。例えば、アンバー色光源２の代わりに、またはそれに加えて、黄色光源７を使用することができる。白光を生成するように構成されている照明システム内のこれらのＲＧＢＡ光源は、混合した時にプランクの軌跡６上の、またはその近傍の色度を呈する十分な量の光を放出するように制御することができる。一般的に可変色光を有する照明器具は、その照明システムの光源の個々の色によって規定される色域の実質的に任意の所望部分内の光をも放出するように制御することができる。図１に示すように、もし４つの光源を独立的に制御するものとすれば、照明システムの色域は多角形５によって実質的に規定されることに注目されたい。この考察に鑑みて、本発明の一実施の形態によれば、従属的に制御されるアンバー色光源２を使用しながらＲＧＢ色照明システムの実質的に三角形の色域を実質的に保存するために、もし赤光の量、または緑光の量の何れかが０に近づけば、従属的に制御されるアンバー発光素子が実質的に光を全く放出しないようにすることが望ましいことがあり得る。

一実施の形態では、もし照明器具からの光の合計明度が低下すれば、所望の明度における光の所望の色度を保存するように、従属的に制御される光源の明度を低下させる。例えば図１において、もし赤、緑、及び青光の量が減少すれば、従属的に制御されるアンバー発光素子が放出する光の量も減少させ、混合された光の色度が望ましくなくアンバー領域に接近するように移動するのを防ぐことが望ましいことがあり得る。

「照明システム」
図２は、本発明の一実施の形態による色光源を従属的に制御するためのシステムを示している。図示のように、コントローラ１１は、照明システムが生成する光の所望の色度座標及び／または明度を設定する。所望の色度座標は、ユーザインタフェース１２を介してユーザからコントローラ１１に与えることができる。コントローラは、３つの出力チャネル１３、１４、及び１５を制御するように構成されたハードウェア及びファームウェアからなることができ、各チャネルはそれぞれ公称赤、緑、及び青色光源に対応している。赤及び緑制御信号１３及び１４は各々信号導出モジュール１６へ供給され、信号導出モジュール１６内において所定の関数関係に従ってアンバー制御信号１７が決定される。次いで、赤、緑、青、及びアンバー光源のための制御信号１３、１４、１５、１７がそれぞれのドライバ１８に供給される。各ドライバは、アンバー光源１９、赤光源２０、緑光源２１、及び青光源２２へ電流を供給する。ドライバは、アナログ変調、パルス幅変調（ＰＷＭ）、パルス符号変調（ＰＣＭ）、ランダムデジタル信号その他の形状の駆動電流を光源に供給することができる。

一実施の形態では、照明システムが発生する光の適当な部分を、オプションのセンサ２３を使用して感知し、コントローラ１１へのフィードバック信号２４を供給することができる。コントローラ１１はこのフィードバック信号２４を使用して、照明システムが生成する光の色度及び明度を更に調整することができる。

一実施の形態では、例えばアンバー光源１９、赤光源２０、緑光源２１、及び青光源２２のような光源は、いろいろな光源構成から選択することができる。容易に理解されるように、これらは、１つまたはそれ以上の半導体、有機、またはポリマー／高分子ＬＥＤ、光ポンプ型蛍光体被覆ＬＥＤ、光ポンプ型ナノクリスタルＬＥＤ、または他の類似デバイスのような発光素子を含むことができる。当業者には理解されるように、光源はいろいろな構成の１つまたはそれ以上で設けることができる。例えば、同一の色の、または異なる色を混合させたＬＥＥを単一のパッケージ内に統合することも、または単一のＬＥＥを１つのパッケージ内に設けることもできる。一実施の形態では、各光源は、反射器、レンズ等のような一次出力光学系を含む。別の実施の形態では、各光源は更に、光源の出力を更に組合せ、混合するための二次光学系を含む。

一実施の形態では、例えばオプションのセンサ２３のような１つまたはそれ以上のフィードバックセンサが照明システムに作動的に結合されており、光源の動作特性を表す１つまたはそれ以上の信号を供給する。当業者ならば理解されるように、フィードバックセンサは、照明システムによる光生成に関連する特性を感知するために、１つまたはそれ以上のシリコンフォトダイオード、光学または電子フィルタ、温度センサ、電流センサ、その他のデバイスのような素子を含むことができる。例えば、測定された温度または電流を、所定の光源から放出される光のアスペクトと相関させることができる。フィードバックセンサと共に増幅器、エンコーダ、等のようなエレクトロニクスも含ませて、例えばコントローラ１１のような駆動電流コントローラへのフィードバック信号の伝送を容易にすることができる。

当業者には明らかなように、一実施の形態では、例えばコントローラ１１のような駆動電流コントローラは、照明システムの制御またはフィードバック制御を容易にするマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、専用集積回路、その他の電子デバイスであることができる。例えば電子デバイスは、照明システム及び／または信号導出モジュールへ供給される電流を、所定のユーザ入力、ソフトウェアまたはファームウェア命令、揮発性または不揮発性メモリ、その他の構成手段または入力に従って制御することができる。

一実施の形態では、例えばコントローラ１１のような駆動電流コントローラは、当業者には明らかなように、照明システムの制御またはフィードバック制御を容易にする電子駆動回路を含む。例えば、駆動電流コントローラは、アナログ電流源、ＰＷＭ電流源、ＰＣＭ電流源、ランダムデジタル信号電流源、及び当分野においては公知の他の電流源のような制御可能な電流源を含むことができる。トランジスタ、ダイオード、インダクタ、抵抗器、キャパシタ、演算増幅器、その他の要素を使用して、本発明の種々の実施の形態内に電流源を構築することができる。

一実施の形態では、信号導出モジュールは実質的に独立型のモジュールであり、１つまたはそれ以上の一次駆動電流信号に基づいて１つまたはそれ以上の二次駆動電流を生成するように構成可能である。例えば、信号導出モジュールはコントローラの出力を監視し、この情報を処理して１つまたはそれ以上の二次駆動電流信号を導出することができる。当業者ならば理解できるように、信号導出モジュールはこの目的のために、電源、マイクロプロセッサ、その他の要素のような構成要素を含むことができる。

一実施の形態では、信号導出モジュールは、例えば、信号導出モジュールに作動的に結合されている制御信号ラインを通してコントローラから供給されるファントムパワーを使用して動作するように構成することができる。例えば、信号導出モジュールは、その動作のために実質的に一定の電流を引出すように構成することができ、コントローラは信号導出モジュールによって引出された電流を補償するのに、信号導出モジュール及び電流ドライバによって受信される制御信号に実質的に影響を与えることなく、１つまたはそれ以上の制御信号ライン上に供給される電流をブーストすることができる。

一実施の形態では、信号導出モジュールは、駆動電流コントローラと実質的に一体化されている。当業者には明らかなように、例えば図２の信号導出モジュール１６及びコントローラ１１は、マイクロプロセッサ、電源、ハウジング、冷却システム、ユーザインタフェース、その他の要素のような構成要素を共用することができる。

一実施の形態では、コントローラは、１つまたはそれ以上の感知デバイスから動作温度を表す１つまたはそれ以上の信号を受信し、光の所望の色及び動作温度に基づいて制御信号を決定するように構成することができる。フィードバック制御のために動作温度と光の色とを、温度と発光素子が放出する光の色との間の所定の相関を使用して相関させることができる。ＬＥＥの動作温度は、例えば、熱電対列（サーモパイル）、サーミスタ、熱電対、等のような温度センサによって、またはＬＥＥにまたがる電圧降下と温度との相関によって、測定することができる。発光素子が放出する光を混合して、所望の色の光を実質的に得ることができる。従って、生成される所望の色の光を、接合温度によって誘起される発光素子の動作特性の変化には実質的に無関係にすることができる。

照明システムが生成する光を混合、向け直し、成形、またはそれ以外に操作するために、１つまたはそれ以上の光学系を設けることができる。この光学系は、当業者には明白なように、フィルタ、レンズ、反射器、ディフューザ、その他の光学素子フォーマットを含むことができる１つまたはそれ以上の光学素子を含むことができる。

光源の熱管理を行うために、当分野において公知の熱管理システムを光源に熱的に結合することができる。熱管理システムは、ヒートシンク、熱フィン構成、能動または受動冷却システム（当業者には明白なように、例えば、熱パイプ、熱サイホン、熱電クーラー、ファン、電気・空力ポンプまたはイオンポンプ、または他の熱管理システム）の１つまたは組合せであることができる。

「白光照明システム」
本発明の一実施の形態では、照明システムは白光照明システムとして使用される。信号導出モジュールは、１つまたはそれ以上の二次駆動電流信号を供給することができる変調パラメータ決定を実現するように構成されている。例えば、従属制御を使用する白光照明システムは、ＲＧＢＡ ＬＥＥをベースとする照明システムを使用して実現することができる。この照明システムでは、以下の式（１）に示すように、１つまたは複数の赤ＬＥＥの明度変調パラメータｆ_R及び１つまたは複数の緑ＬＥＥの明度変調パラメータｆ_Gに基づいて、アンバーＬＥＥの明度変調パラメータｆ_Aを決定するように信号導出モジュールを構成することができる。

ここに、パラメータｃは所望のスケーリング定数であり、指数パラメータｒ_R及びｒ_Gは、ｆ_Aのための全ての可能値が［０，ｃ］内にあるように適当に選択された正の実数である。各ｆ_R、ｆ_Gは範囲［０，１］内にある。スケーリング定数ｃは、赤及び緑色光源の明度に対するアンバー色光源の明度を、限度内で適度に、マッチさせる、スケールアップさせる、またはスケールダウンさせるのに使用することができる。

同様に、本発明の他の実施の形態は、任意数の色光源（例えば、アンバー、黄、またはシアン）の任意の組合せを用いる第４のまたはそれ以上の色光源を使用することができる。この、またはこれらの他の色光源の変調パラメータは、アンバー光源と類似の手法で、または青及び緑色光源の変調パラメータの関数として、または、例えば青及び赤色光源の変調パラメータの関数としてでも、従属的に制御することができる。上式（１）による制御スキームは、オフ・ホワイト光の色相を生成するのにも使用できることに注目されたい。

一実施の形態例では、ｆ_Aがｆ_Rまたはｆ_Gの何れかの平方根に依存又は従属して従うように（ｆ_Rまたはｆ_Gの何れか他方は固定する）、ｒ_R及びｒ_Gを共に0.5とすることができる。この方法に従って構成されている、または制御される照明システムは、望ましくより高めのＣＲＩの光を生成することができる。他の実施の形態は、アンバーの、または青・緑の、または両方の色光源の変調パラメータを決定するために、ｒ_Rまたはｒ_Gのための他の値を使用することができる。

本発明の他の実施の形態では、依存的又は従属的に制御される光源のための変調パラメータは、式（１）に記述したべき乗従属性以外の関数によって決定することもできる。変調パラメータを決定するための代替関数は、汎用関数、解析関数（多項式、対数）、またはルックアップ関係を含むことができ、各代替関数は適当な数及び組合せのパラメータ及びパラメータ範囲を提供することができる。例えば、従属制御される光源のための変調パラメータは、以下のように表すことができる従属性によって記述できる関数に従って決定することができる。

但し、ｆ_Depは駆動電流導出システムの出力に従う変調パラメータであり、ｇ（・）はべき乗、平方根、または上述した代替関数の組合せのような１つまたはそれ以上の変数の関数であり、ｆ₁、ｆ₂、…は駆動電流コントローラの１つまたはそれ以上の出力に従う変調パラメータである。

単一変数関数の組合せとしてｇ（・）を表す上で、一実施の形態ではｇ（・）は、次式で表すことができる。

但し、Ｎ_i及びＮ_jは適当に選択されたパラメータであり、ｇ_ij（・）はｉ及びｊ毎の１変数の関数である。選択されたｉ及びｊについて、例えば、駆動電流コントローラの幾つかの変調パラメータに関するｇ（・）の従属性を排除する必要があり得るので、ｇ_ij（・）は実質的に０または１であることができる。例えば、式（１）を回復するために、Ｎ_i＝１及びＮ_j＝１を選択することができ、ｆ₁＝ｆ_R及びｆ₂＝ｆ_Gとして、次式を定義することができる。

式（１）に第３のべき乗積従属性を付加するために、Ｎ_j＝２を選択することができ、またｆ₃を駆動電流コントローラの第３の出力の変調パラメータと定義して、次式を定義することができる。

白光照明システムは、ＲＧＢまたはＲＧＢＡをベースとするシステム以外のシステムを使用しても実現することができる。例えば、所望の白光が異なる色のＬＥＥによって規定される色域内にある限り、異なる色のＬＥＥの光を本発明の実施の形態に従って混合し、所望の白光を得ることができる。

「非白光照明システム」
照明システムを用いて、ある深く飽和した光の色を再生する能力は、ＲＧＢＡ照明システム構成に関して上述したものと類似の手法で、多色光源内の幾つかの色の光源を適切に従属的に制御することから利益を得ることができる。

図３は、図１の色度図の細部を示している。図示のように、色度空間においてアンバーと赤とが接近しているので、アンバー及び赤光源は、青光源４、即ち第３の独立色光源とアンバー光源２の色度座標を結ぶ線８上の混合光の色度について機能的に密に結合することが望ましい。例えば、アンバー及び赤光源は、それらの明度が一緒に増減するように、また更に、所望の色度が線８上を更に遠くへ移動するにつれてアンバー及び赤光源の明度が類似し始めるように機能的に密に結合させることができる。もし混合光の色度が線８より下にあることを望むのであれば、アンバー光源２を赤光源１から切り離す必要がある。例えば、色度が線８より下にあることを望む場合には、アンバー及び赤光源の明度を最早互いに同じように変化させず、実質的に独立的に変化させることができる。線８より下の赤光源の関数としてアンバー光源の明度を決定するには、望ましくない色の不連続性が実質的に観測できなくなるように、混合光の所望の色度の座標の（線８からの）距離が遠くなるにつれて、結合を徐々に少なくすることが好ましい。青光源４からの十分な量の青を混ぜ合わせるだけではなく、十分な、独立した量の赤光及び緑光を混合し、第４の色、即ちアンバーの量を赤及び緑の量に従属させることによって混合光の所望の色度を決定する。例えば、応用の要求、及びアンバー及び赤光源の帯域幅に依存して、もし照明システムが深く飽和した赤光色を生成するように要求されれば、アンバー光の量は線９より下の０であり得る。そのようにしない場合には、アンバー光の量は、線１０からの距離の関数として徐々に減衰させることができる。この考え方は、例えば黄と緑、または青とシアンのような色度が近接している他の対の光源にも適用できることを理解されたい。

例えば、図３は実質的に、次式に従う赤光源１及びアンバー光源２の色度の重み付き組合せによって与えられる色度座標を有する点Ｒ’３０を示している。

但し、（ｘ_A，ｙ_A）及び（ｘ_R，ｙ_R）は、それぞれ、ｘ−ｙ座標内のアンバー及び赤光源の色度である。式（４）の９：１の重み付け以外の、１：１のような重みが可能であることを理解されたい。より一般的には、赤光対アンバー光の重み付けａ：ｂ（ａ及びｂは正の数）は、実質的に、次式に従う色度座標を有する点Ｒ’をもたらす。

例えば図３の点１０１のように、もし混合光の所望の色度が線８より上にあれば、アンバー光源のための変調パラメータは、上述したように明度をマッチさせるオプションとしての線形スケーリングに加えて、赤光源のそれの９分の１であり得る。例えば図３の点１０３のように、もし混合光の所望の色度が線９より下にあれば、アンバー光源の明度を単に０に設定することができる。例えば図３の点１０２の場合のように、もし混合光の所望の色度が線８と線９との間にあれば、アンバー光源の明度は線８の上の領域に関して定義された値から、線８からの距離に比例して線９の０まで低下させることができる。その結果、アンバー光源結合係数は線９における０から、例えば線８における1／9まで徐々に変化する。ＲＧＢ色光源を用い、アンバー光源を従属的に制御する本発明の他の実施の形態では、アンバー光の明度を異なる方法で変化させることができることを理解されたい。

本発明の一実施の形態では、上述したように、混合光の明度に対するアンバー光の明度は、図３に線８及び線９によって示される３つの領域の各々における特定の関数関係に依存する。

本発明の上記実施の形態は単なる例示に過ぎず、多くの技法で変化させ得ることは明白である。これらの現在の、または将来における変化は、本発明の思想及び範囲から逸脱すると考えるべきではなく、またこれら全ての変形が特許請求の範囲内に含まれることは当業者には明白であろう。

１ 赤光源
２ アンバー光源
３ 緑光源
４ 青光源
５ 多角形
６ プランクの軌跡
７ 黄光源
１１ コントローラ
１２ ユーザインタフェース
１３−１５ 制御信号
１６ 信号導出モジュール
１７ アンバー制御信号
１８ ドライバ
１９ アンバー光源
２０ 赤光源
２１ 緑光源
２２ 青光源
２３ センサ
２４ フィードバック信号

Claims (14)

1. 色光源を制御するための照明システムであって、
   （ａ）１つまたはそれ以上の一次駆動電流信号を供給する駆動電流コントローラと、
   （ｂ）赤発光素子及び緑発光素子を含む１つまたはそれ以上の第１の発光素子グループであって、上記各第１の発光素子グループが上記駆動電流コントローラに作動的に接続され、上記各第１の発光素子グループが上記１つまたはそれ以上の一次駆動電流信号を表す一次駆動電流に応答する、上記１つまたはそれ以上の第１の発光素子グループと、
   （ｃ）上記駆動電流コントローラに作動的に接続され、１つまたはそれ以上の二次駆動電流信号を決定する信号導出モジュールと、
   （ｄ）１つまたはそれ以上の第２の発光素子グループであって、上記各第２の発光素子グループが上記信号導出モジュールに作動的に接続され、上記各第２の発光素子グループが上記１つまたはそれ以上の二次駆動電流信号を表す二次駆動電流に応答する上記１つまたはそれ以上の第２の発光素子グループと、を備え、
   上記１つまたはそれ以上の二次駆動電流信号の各々は、上記１つまたはそれ以上の一次駆動電流信号の少なくとも１つに基づいて予め定められ、
   上記１つまたはそれ以上の第２の発光素子グループの１つがアンバー発光素子を含み、上記アンバー発光素子のための駆動電流を表す上記二次駆動電流信号が、上記赤発光素子及び緑発光素子に関連付けられた上記一次駆動電流信号との所定の関係に基づいて導出されることを特徴とする、
   照明システム。
2. 上記１つまたはそれ以上の第１の発光素子グループは、青発光素子を含むことを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
3. 上記１つまたはそれ以上の第２の発光素子グループは、アンバー発光素子、シアン発光素子、黄発光素子、またはそれらのある組合せを含むことを特徴とする請求項２に記載の照明システム。
4. 上記アンバー発光素子によって放出される光は、上記赤発光素子または緑発光素子の何れかによって放出される光がゼロに近づくと、ほぼゼロまで低下することを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
5. 上記１つまたはそれ以上の二次駆動電流信号の少なくとも１つは、上記１つまたはそれ以上の一次駆動電流信号の少なくとも１つとのルックアップテーブルの関係に基づいて予め定められていることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
6. 上記１つまたはそれ以上の二次駆動電流の少なくとも１つは、上記１つまたはそれ以上の一次駆動電流信号の少なくとも１つとの関係の区分的組合せに基づいて予め定められており、上記関係の区分的組合せは、線形関係、べき乗関係、平方根関係、多項式関係、対数関係、及びルックアップテーブル関係からなるグループから選択された関係を含むことを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
7. 上記１つまたはそれ以上の二次駆動電流信号の少なくとも１つは、上記１つまたはそれ以上の一次駆動電流信号の少なくとも２つとの関係の組合せに基づいて予め定められており、上記関係は和演算、差演算、積演算、及び商演算からなるグループから選択された１つまたはそれ以上の演算を使用して組み合わされることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
8. 上記１つまたはそれ以上の二次駆動電流信号の少なくとも１つは、上記１つまたはそれ以上の一次駆動電流信号の少なくとも１つとの関係に基づいて予め定められており、上記関係は、上記照明システムによって生成される光の所望の色に依存する可変強さを有していることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
9. 照明システム制御方法であって、
   （ａ）赤発光素子及び緑発光素子を含む１つまたはそれ以上の第１の発光素子グループを駆動するための１つまたはそれ以上の一次駆動電流を決定するステップと、
   （ｂ）１つまたはそれ以上の第２の発光素子グループを駆動するための１つまたはそれ以上の二次駆動電流を決定するステップと、を備え、
   上記１つまたはそれ以上の二次駆動電流の各々は、上記１つまたはそれ以上の一次駆動電流の少なくとも１つに基づいて予め定められ、
   上記１つまたはそれ以上の第２の発光素子グループの１つは、アンバー発光素子を含み、上記アンバー発光素子のための駆動電流を表す二次駆動電流信号は、上記赤発光素子及び緑発光素子に関連付けられた一次駆動電流信号の所定の関係に基づいて導出されることを特徴とする、
   照明システム制御方法。
10. 上記１つまたはそれ以上の第１の発光素子グループは、青発光素子を含む、請求項９に記載の照明システム制御方法。
11. 上記１つまたはそれ以上の二次駆動電流の少なくとも１つは、上記１つまたはそれ以上の一次駆動電流の少なくとも１つとのルックアップテーブル関係に基づいて予め定められていることを特徴とする請求項９に記載の照明システム制御方法。
12. 上記１つまたはそれ以上の二次駆動電流の少なくとも１つは、上記１つまたはそれ以上の一次駆動電流信号の少なくとも１つとの関係の区分的組合せに基づいて予め定められており、上記関係の区分的組合せは、線形関係、べき乗関係、平方根関係、多項式関係、対数関係、及びルックアップテーブル関係からなるグループから選択された関係を含むことを特徴とする請求項９に記載の照明システム制御方法。
13. 上記１つまたはそれ以上の二次駆動電流の少なくとも１つは、上記１つまたはそれ以上の一次駆動電流の少なくとも２つとの関係の組合せに基づいて予め定められており、上記関係は、和演算、差演算、積演算、及び商演算からなるグループから選択された１つまたはそれ以上の演算を使用して組み合わされることを特徴とする請求項９に記載の照明システム制御方法。
14. 上記１つまたはそれ以上の二次駆動電流の少なくとも１つは、上記１つまたはそれ以上の一次駆動電流の少なくとも１つとの関係に基づいて予め定められており、上記関係は、上記照明システムによって生成される光の所望の色に依存する可変強さを有していることを特徴とする請求項９に記載の照明システム制御方法。

Images