(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、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、工程とを備え、
前記種々の有色ＬＥＤの波長に依存する前記放射スペクトルＥ（λ）は、式
【数６】
0005386488.tif 000007
に従って、初期の放射スペクトルＥＡの温度依存の正規化およびシフトによって、初期温度とは異なる前記ＬＥＤ照明装置の測定温度において、近似され、
ここで、
ｆＬ（Ｔ）は、温度範囲全体にわたる明度の相対的な変化を表す温度依存の変換係数（初期スペクトルの明度に対するスペクトルの明度）を示し、
Δλｐ（Ｔ）は、前記初期スペクトルに対するピーク波長の温度依存のシフトを示し、さらに、
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、温度依存調整方法。
【請求項２】
請求項１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、温度依存調整方法。
【請求項３】
請求項１または２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、温度依存調整方法。
【請求項４】
請求項１から３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、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、温度依存調整方法。
【請求項５】
請求項４において、前記最適化パラメータは、
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を設定するか、または、
優れた光混合機能が達成される前記記録媒体を入力することによって生成され、
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、温度依存調整方法。
【請求項６】
請求項１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、
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、温度依存調整方法。
【請求項７】
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、
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、温度依存調整方法。
【請求項８】
請求項７において、
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、温度依存調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１、２８、４８の前提部に記載のＬＥＤスポットライトの色特性または測光特性（光学的測定による特性）を調整する方法、ならびに請求項５４の前提部に記載の装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えた照明スポットライは、例えば、フィルム撮影用カメラやビデオ用カメラの付属ライトとして使用され、「昼白色」か「温白色」の色温度を有するが、色温度を温白色の色温度から、プランク軌跡に近いかまたはプランク軌跡上で定義された標準色値部分を有する、昼白色の色温度へ連続的または正確に点灯または切り替えることは不可能であり、フィルムおよびビデオ記録における色再現は満足のいくものではない。
【０００３】
「映画用のカラーネガフィルム」のようなフィルム記録のための典型的なフィルム材は、５６００Ｋの色温度の昼白色に最適化されているか、または３２００Ｋの色温度の白熱光に対して最適化されており、これらの光源を用いてセットを照明することにより優れた色再現特性を達成する。フィルム記録においてセットを照明するために他の人工光源が用いられる場合は、一方では３２００Ｋまたは５６００Ｋの最適色温度に調整し、他方では極めて優れた色再現品質を有する必要がある。通常、この目的を達成するために、ＣＲＩ≧９０…１００の演色指数を有する最高の色再現性レベルが要求される。
【０００４】
４つ以上のＬＥＤ色調（ＬＥＤ色）からなるＬＥＤスポットライトについては、使用される原色を混合することによって、例えばｘ／ｙ＝０．４２３／０．３９９のような所望の色度座標、ＣＣＴ（注：色温度）３２００Ｋを調整するには、無限の可能性、または制御の分解能によってのみ限定される可能性がある。混合比に依存して、発光効率または色再現性のような様々なパラメータに対してＬＥＤスポットライトを最適化することができる。主にフィルムおよびＴＶ記録に用いられるスポットライトの場合、混合は、さらに、フィルム材またはデジタルカメラのセンサの色再現特性に対して最適化される。この最適化がなされていない場合、最悪の事態では、色度座標は正しく調整されているとしても、色再現特性が大幅に悪化する。特に、青色、緑色、赤色のようなＬＥＤ色調の狭帯域スペクトルによって、スペクトルは、許容できない色再現性を有するようになる。あるいは、極めて優れた演色性（ＣＲＩ≧９０）を有するスペクトルは、ハロゲン白熱光または昼光のような通常の光源と比較して、フィルムまたはデジタルカメラを用いて記録する際に、大幅な色ずれが生じる。
【０００５】
狭帯域のＬＥＤスペクトルから生じたこのようなスペクトル全体に対して、任意に発光体ＬＥＤを組み合わせて、フィルムおよびビデオの照明に関係する測色値（色度座標、演色指数および光混合機能）の全てが、同時に理想値を採用できるわけではないことが、比色分析から推定できる。それでも、最適化パラメータのいずれもが理想値から大きく外れていないことが保証されていれば、極めて優れた結果を得ることができる。しかし、比色分析では、フィルムにおいて同時に、所望の色度座標、演色指数および光混合機能に対して可能な限り優れた値を達成するために、４つ以上のスペクトルをいかなる比率で混合しなければならないかに関しては、一般的なアルゴリズムは知られていない。
【０００６】
また一方で、フィルムまたはビデオ記録の照明に蛍光灯が用いられる場合と同様に、不連続のスペクトルパワー分布を有する人工光源の場合は、これらの光源が、色温度および演色に対して必要とされる値を達成するが、それでもこれらの光源をフィルム記録に用いた場合は、白熱光またはＨＭＩランプまたは昼光と比較して大幅な色ずれを有することが起こり得る。この場合は、光混合機能が十分ではないと言える。この結果は、ＬＥＤスポットライトに種々の有色ＬＥＤを用いた場合にも起こり得る。フィルム記録において５６００Ｋの色温度とＣＲＩ＝９６の演色指数に対して最適化されたＬＥＤの組み合わせを用いる試験において、ＨＭＩランプと比較してかなり赤みがかかった色が観察された。また、昼白色ＬＥＤを用いた試みでは、光混合機能に関して満足のいく結果を得られなかった。
【０００７】
特許文献１は、特定の光スペクトルを有する光を放射および変調する方法ならびに装置を開示している。既知の測光装置は、各グループが特定の光スペクトルを放射するいくつかのグループの発光装置を有し、制御装置が、全体として得られる放射が特定の光スペクトルを有するように、単一色発光装置へのエネルギー供給を制御する。これにより、昼白色ＬＥＤおよび温白色ＬＥＤならびに強度の修正を組み合わせることによって、温白色ＬＥＤと昼白色ＬＥＤとの間の任意の色温度を調整することができる。
【０００８】
この方法の欠点は、フィルムまたはビデオ記録の場合にはやはり色再現性が最適ではないこと、および特定の色温度と正確な色度座標を調整する機能に欠けていることである。個々のＬＥＤまたはＬＥＤのグループの選択、およびそれぞれに調整された色温度の選択によっては、部分的にプランク軌跡からの大幅な色ずれに直面するが、これは補正フィルタを用いることによってのみ対処できる。さらに、発光体の二次電子放射が原因で比較的高い変換損失が生じるために、昼白色ＬＥＤと温白色ＬＥＤとを組み合わせた温白色のセットの場合には、発光効率は最適とはならない。この方法のさらなる欠点は、温白色または昼白色の色温度を調整するのに、それぞれの他方の色温度のＬＥＤの主要部分を使用できず、そうでないとしても極めて暗くしてしか使用できないため、典型的にはフィルム記録の場合に要求される約３２００Ｋもしくは５６００Ｋの色温度に対する利用率が約５０％しかないことである。
【０００９】
特許文献２から、色温度を調整することができる昼光用の光源であり、それにより特定の色温度の白色光を放射する少なくとも１つのＬＥＤが、種々の有色発光ＬＥＤ（特に、原色の赤色、緑色および青色）と組み合わされる昼光用の光源が知られている。単色ＬＥＤの電力を修正することによって、光源の実際のスペクトルパワー分布を検出することができる適切なセンサ、論理およびソフトウェアを用いることで、特定の色温度または標準的な光質を自動的に調整または補正することによって、特定の色温度または特定の標準的な光質を調整できる。
【００１０】
特に写真記録または映画記録用にスポットライトを照射する際に種々の有色ＬＥＤを用いることによって、その光が特定の色温度と演色を有し、十分な光混合機能を有するが、以下の問題が生じる。
【００１１】
ＬＥＤは、鋭いスペクトル線を有するが、特定の幅を備える帯スペクトルを有する単色性の放射光を放射しないので、ＬＥＤの放射スペクトルはガウスベル曲線または複数のガウスベル曲線の和と見なすことができるため、ＬＥＤの放射スペクトルはガウス分布でシミュレートできる。図４では、ＬＥＤのいくつかの放射スペクトルが、波長に対する相対照射密度の関数として例示的に示されており、この図から、種々の有色発光ＬＥＤの波長が、緑色光と琥珀色の光によって、青色光から赤色光に向かって増加し、白色光発光ＬＥＤの放射スペクトルの形は、それぞれの有色光を放射するＬＥＤの放射スペクトルとは大きく異なっていることが見られる。このずれは、青色光を放射し、かつ青色光を黄色光に部分的に変換する蛍光体被膜を備えた半導体素子の基本原理に基づいた白色光を生成する技術に起因するものであり、結果として、青色光の波長領域内の第１の小さいピークに加えて、スペクトルの黄色領域内に第２の高いピークを形成し、その混合の結果が白色光の部分となる。これにより、蛍光体被膜の厚みによって、色温度を変えることができ、その結果、この方法では、黄色がかった温白色および昼白色のＬＥＤを製造することができる。
【００１２】
さらに、発光体としてのＬＥＤは、強い温度依存性を有する。接合部温度が上昇するにつれて、ＬＥＤの性質および特性が大幅に変動し、温度が上昇するにつれて、輝度が大きく減少する。これは、高温では、放射のない再結合の部分が増加し、温度が上昇するにつれて、より長波長の方向に、すなわち赤色スペクトルの方向に放射スペクトルのシフトが生じるという事実に基づいている。図５は、青色、緑色、赤色光を放射し、かつ様々な材料の組み合わせからなるＬＥＤの接合部温度に対する相対輝度を、概略図で示している。結果として、ＬＥＤの温度依存性は、用いられる材料に依存して顕著に大きく異なり、その結果、種々の有色ＬＥＤから付加的に構成される混光の測色特性もまた特定の色の光または色温度を達成するために変化してしまうことになる。
【００１３】
初期温度とは異なる温度においても、種々の有色ＬＥＤから放射された、最初に（例えば、２０℃の初期温度で）調整された基本の混光の色調および色温度を達成するために、スペクトロメータを備えて、例えば、照明スポットライトのフロントレンズの領域で用いることができ、このスペクトルメータは照明スポットライトから放射された光のスペクトルを測定し、あるいは、光放射面の領域内でカラーセンサを使用し、このカラーセンサは、スポットライトの実際の色ずれを記録し、次に、パルス／測定モードにける光生成に関係するＬＥＤの輝度および色度座標を検出する。このように、ピーク波長のシフトおよびピーク波長の高さの変化を検出でき、実際の値の項目として、制御装置に供給できる。制御装置の設定値は、照明スポットライトから放射された光の基準設定または基本混合である。設定値と実際値との一致比較によって、混光を補正して、基本混合の最初のスペクトルを維持するようにすることができる。
【００１４】
このように、ＬＥＤスポットライトから放射される光の色温度を制御することは、高価なカラーセンサを使用し、それをＬＥＤスポットライトの光路に配置する必要があるため、および制御装置に接続して適切なコンピュータを用いる必要があるため、極めて複雑であり、時間を要する。その理由は、このように制御する場合、ＬＥＤスポットライトで用いられる全てのＬＥＤ色調のピークの温度依存変化が検出されなければならず、制御中において考慮されなければならないからである。これに必要な時間は、例えば、様々な環境条件の下でのフィルム記録の場合には、常に得られるとは限らない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０１０５２６１号明細書
【特許文献２】独国実用新案第２０２００５００１５４０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、ＬＥＤスポットライトの周囲温度とは無関係に、最小限の費用と時間労力により、ＬＥＤスポットライトから放射された混光の色、色温度または色度座標を調整し、一定に保つことである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この目的は、請求項１、２８、４８の特徴を有する方法によって、本発明に従って達成される。
【００１８】
本発明による解決法は、最小の設備および時間労力の下において、温度、特にＬＥＤの基板温度とは無関係に、ＬＥＤスポットライトから放射され、種々の有色ＬＥＤの光束部分（光量、光量率；Lichtstromanteilen）から構成された混光の色、色温度または色度座標の調整および適合を保証する。
【００１９】
本発明による方法は、様々な取り組み方法から始まり、ＬＥＤスポットライトの周囲温度とは無関係に、混光の色、色温度または色度座標の調整を達成するために、様々な設備および時間労力で、様々な調整精度を可能にする。ＬＥＤスポットライトから放射される混光の所望の色、色温度または色度座標に適合させるための設備および制御時間は、複数のカラーセンサを用いる場合の設備および制御時間労力よりも全体的に大幅に小さい。この理由は、本発明による方法の場合は、ＬＥＤスポットライトから放射される混光の色、色温度または色度座標に適合させるためには、１つの温度センサのみが実測値の指標として必要であり、制御時間（調整時間）は、それぞれの場合に用いられる方法に最小限に依存するだけだからである。
【００２０】
様々な周囲温度でＬＥＤスポットライトの色を安定化するための第１の代替的な方法は、
・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。
【００２１】
本発明による第１の方法の場合においては、最初に、ＬＥＤスポットライトの基準設定において、ＬＥＤスポットライトから放射される混光の所望の色について、種々の有色ＬＥＤ色グループの光束部分を最適に調整することで、スポットライトの校正がなされる。周囲温度が変化する間、種々の有色ＬＥＤの温度依存性放射スペクトルを含む光束部分を新たに計算することにより、かつスポットライトの光束部分の調整によって、混光の種々の有色ＬＥＤの光束部分を補正するための温度依存性の新しい校正が実行される。この方法においては、各補正手順について、測定された実際の温度における種々の有色ＬＥＤの単一色のグループの放射スペクトルが必要であり、この放射スペクトルはスペクトロメータを用いて測定されなければならない。しかし、これは、比較的時間を要するので、この方法は、例えば、フィルム記録にのみ限定的に適用可能であり、ＬＥＤスポットライト内にスペクトロメータを取り付けることが、大きな設備および費用労力につながる場合にはより時間を要する。
【００２２】
したがって、本発明によるこの解決法のさらなる発展形態では、種々の有色ＬＥＤの放射スペクトルは、ガウス分布によって、または校正により決定された放射スペクトルの温度依存性の正規化によって、それぞれの場合において測定温度に対して近似される。これは、校正において、およびそれに基づいた、温度に依存する光束部分の新しい計算においてなされる。得られた結果、つまり温度に依存するＬＥＤ色（ＬＥＤ色調、ＬＥＤの色）の光束部分は、スポットライトでは測定、近似および計算のためにスペクトルは必要でないため、スポットライトの表または関数の形で記憶されるのが好ましい。
【００２３】
さらに発展した両方の解決法は、輝度、ピーク波長および半値幅（すなわち、放射スペクトルのピーク波長の相対輝度の５０％における放射スペクトルの幅）が、線形または二次的（黄色、琥珀色、赤色の輝度）に測定された温度に依存することを見出したことに基づいている。これらの方法によって、種々の有色ＬＥＤの全ての色グループに対するスペクトルを、各場合において測定された温度から新たに計算することができる。
【００２４】
種々の有色ＬＥＤの放射スペクトルをガウス分布で近似することは、ＬＥＤ放射スペクトルのピーク波長λＰとＬＥＤ放射スペクトルの半値幅Ｗ５０とを判定する（ピーク波長と半値幅は、各グループの同じ色のＬＥＤについては温度に線形に依存する）ことによって、ＬＥＤの放射スペクトルが次式のガウスベル曲線を用いて十分正確にシミュレートできる
【００２５】
【数１】
0005386488.tif 000002
【００２６】
（正しくは、十分なだけ正確ではなく、少なくともこの方法は、光束部分を単に一定に保つ、少なくとも後述する簡単な方法よりも正確な結果を与えない。簡単な方法と比較してより正確なのは、複数のガウススペクトルの重ね合わせの場合のみにおいてガウス近似を有する方法であるが、ガウススペクトルのパラメータ２…ｎは、現在のところ「手動で」判定されなければならず、実際には管理できない。ＬＥＤ放射スペクトルのピーク波長（λｐ）および半値幅（ｗ５０）と、同一色のＬＥＤの各グループについての温度に線形依存するピーク波長および半値幅とを決定することによって、重なったスペクトルをどのようにしてでも保護することはできるであろうか？）温度依存性の強度係数ｆＬは、シミュレートされたスペクトルの強度を所定の周囲温度におけるスペクトルの強度に調整する作用を果たす。温度に依存するスペクトルの強度の関数は、各ＬＥＤ色（各ＬＥＤの色）に対して線形または二次関数である。したがって、温度に線形依存するパラメータλＰとＷ５０が、校正の間におけるＬＥＤスポットライトの混光の基準設定、および、温度依存係数ｆＬまたは温度に依存する強度の線形もしくは二次関数から知られている場合は、種々の有色ＬＥＤの単色グループのそれぞれの相対放射スペクトルを初期温度とは異なる温度において示すことにより、基準設定からの放射スペクトルのずれを決定し、補償することができる。
【００２７】
ガウス分布に基づいて、種々の有色ＬＥＤの放射スペクトルと、ＬＥＤスポットライトから放射された光の混光の放射スペクトルは、種々の有色ＬＥＤの波長に依存する放射スペクトルＥ（λ）が、ＬＥＤ放射スペクトルのピーク波長λＰと、ＬＥＤ放射スペクトルの半値幅Ｗ５０と、温度依存強度係数ｆＬ（ピーク波長と半値幅は、各グループの同色のＬＥＤについては温度に線形依存する）とを決定することによって、以下の式に従ってシミュレートされる場合は、さらにより正確に近似できる。
【００２８】
【数２】
0005386488.tif 000003
【００２９】
この近似式で用いられるパラメータのピーク波長λＰと半値幅Ｗ５０は、温度に線形または二次的に依存する種々の有色ＬＥＤの全ての色グループに対するものである。これにより、温度依存性変換係数ｆＬ（Ｔ）は、温度に依存する測定された相対輝度に対する近似スペクトルを意味する正規化係数を表している。最大スペクトル放射強度の温度に関して測定された依存性を係数ｆＬ（Ｔ）の代わりに用いることもできる。これにより、全ての必要なパラメータを、測定温度値から決定し、放射スペクトルを測定温度値から計算することができる。このようにして、例えば、琥珀色、青色、緑色および赤色の色グループの放射スペクトルの近似が可能になる。
【００３０】
白色光を放射するＬＥＤの場合は、蛍光体被膜を有する青色ＬＥＤが、放射スペクトルが２つのピーク、すなわち青色のスペクトル領域に１つのピークと黄色のスペクトル領域に１つのピークを示すように関係しているので、白色ＬＥＤの放射スペクトルの判定は、特殊な場合を表す。このためガウス分布による単純な近似は不可能であるが、両方のピークがそれぞれの場合においてガウス分布によって近似可能である。
【００３１】
このため、本発明による方法の一実施形態では、白色ＬＥＤの放射スペクトルは複数のガウス分布、好ましくは３つまたは４つのガウス分布によって近似される。これによって、第３のガウス分布を２つのガウス分布から差し引いて、放射スペクトルの２つのピークを判定することにより、測定された放射分布の方向の２つのピークの間にある、約４９５ｎｍにおける「谷」内に計算されたスペクトルを近似する。測定された放射分布に対して計算された放射スペクトルをさらにより正確に近似することは、第４のガウス分布を加えることによって達成される。しかし、３つのガウス関数による近似は結果的に、精度を最大にすることと計算労力を最小にすることとの間の十分な折り合いをつけることである。
【００３２】
ＬＥＤスポットライトの所望の混光を生成するために種々の有色ＬＥＤの放射スペクトルを近似する本発明による方法は、計算された放射スペクトルが実際に測定された放射スペクトルに十分に正確に近似する利点を有し、ピーク波長のシフトと半値幅の修正は、種々の有色ＬＥＤの光から構成される混光を極めて正確に補正できるように考慮される。比較測定によると、この補正後の色温度は、タングステンでは５０Ｋまたは昼光では２００Ｋの可視しきい値において、人工照明またはタングステンでは２８Ｋとなり、昼光では１２５Ｋになる。色補正がないと、色温度のシフトは、タングステンでは３２６Ｋ、昼光では７８０Ｋとなり、明らかな可視領域においてはこれらの間にあることが示された。
【００３３】
ＬＥＤスポットライトの周囲温度に依存する放射スペクトルのこの近似の欠点は、種々の有色ＬＥＤの単色グループの計算については、それぞれの場合において３つの温度依存パラメータが計算されなければならず、かつ白色の特殊な場合については、９つの温度依存パラメータとそれに加えて総数２１個の温度パラメータが、光の所望の色または初期温度において調整された混光の色温度に適合するようにシステムを補正するために、実際の放射スペクトルの計算において計算されなければならないという事実にある。これは、温度依存性のシフトおよび初期温度で決定された放射スペクトルの校正の正規化によって実際の温度の放射スペクトルを近似する、後述の代替的な方法と比較して、大きな労力を意味する。
【００３４】
この代替的な方法（「ピーク波長のシフト（シフト」）の場合には、種々の有色ＬＥＤの波長に依存する放射スペクトルＥ（λ）は、以下の式となる。
【００３５】
【数３】
0005386488.tif 000004
【００３６】
この式に従って、温度依存性のシフトおよび初期の放射スペクトルＥＡの正規化によって、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近似される。ここで、ｆＬ（Ｔ）は温度範囲全体にわたる相対輝度の減少を表す温度依存性変換係数（初期スペクトルの輝度に対するスペクトルの測定された輝度）を表し、ΔλＰ（Ｔ）は、温度に依存する初期スペクトルと比較したピーク波長のシフトを示し、ｆＶＬ（Ｔ）は、ΔλＰ（Ｔ）分シフトしたスペクトルを最初のスペクトルの輝度と同じ輝度に正規化する（Ｖ（λ）曲線に対して他の位置にあるために必要）、正規化係数を表している。
【００３７】
この代替的な方法の場合、放射スペクトルは、ＬＥＤスポットライトの校正中に記録されたＬＥＤスポットライトの基準設定におけるピーク波長の修正によってシフトされ、その後、放射スペクトルは、再び係数ｆＶＬ（Ｔ）を用いて、スペクトルの最初の輝度に正規化され、最終的に、温度依存係数とともに考慮される。係数ｆＬ（Ｔ）は温度範囲全体にわたって測定された相対輝度の減少を表し、これによりシフトした初期混合物の係数ｆＬ（Ｔ）・ｆＶＬ（Ｔ）を乗算した放射スペクトルは、それぞれの場合において、実際の温度における実際の放射スペクトルにおける輝度に関して調整される。種々の有色ＬＥＤの単色グループのピークのシフトを考慮に入れるために、放射スペクトルは、波長に対する相対輝度を表示する場合は、波長を表す横軸に沿ってシフトする。
【００３８】
ＬＥＤスポットライトの種々の周囲温度における放射スペクトルを近似するこの方法の利点は、ガウス分布によって放射スペクトルを近似するのとは異なり、２１個の温度依存性パラメータに代わって単純に決定される僅か１０個のパラメータのみ計算すればよく、その結果、計算労力を大幅に減少させ、エラー発生度をより小さくするという事実にある。しかし、ガウス分布による放射スペクトルの近似と比較した欠点は、半値幅の修正および放射スペクトルの肩部分布（Flankenverlaufs）が考慮されていないために、ピーク波長のシフトの正確性に劣ることである。
【００３９】
ＬＥＤスポットライトの色安定化に対して種々の有色ＬＥＤの放射スペクトル、つまり、基準設定における初期温度とは異なるＬＥＤスポットライトの周囲温度での放射スペクトルを近似するための前述の両方の方法の場合には、これらの放射スペクトルは、ＬＥＤスポットライトの校正の間において基準設定における種々の有色ＬＥＤの放射スペクトルとは異なっているが、混光を補正するために、変換されて、種々の有色ＬＥＤの各色グループの光束部分の修正がなされる。この結果、かつ、初期温度とは異なるＬＥＤスポットライトの周囲温度での種々の有色ＬＥＤの放射スペクトルを判定するためのさらなる後述の方法を利用するために、プログラム制御式処理ユニットが用いられ、この装置には、使用しているＬＥＤ色の判定後の放射スペクトル、または所望のＬＥＤ色の放射スペクトルが入力され、いくつかの最適化パラメータが調整され、そこから、種々の有色ＬＥＤの様々な標的パラメータ（ターゲットパラメータ）に対して最適化された光束部分が判定されるか、または種々の有色ＬＥＤを制御する電子機器に供給される。
【００４０】
プログラム制御式処理ユニットは、種々の光束部分を有する光源の混光の色特性を判定することと、特定の種類の光に対して最適化された混光を計算することとの両方を、種々の有色ＬＥＤの放射スペクトルを用いて可能にすることによって、種々の有色ＬＥＤに基づいて混光を計算する役割を果たす。それによって、最大５つの放射スペクトルを選択し、取り込むことができ、特定の色特性に対して最善の混合物（混光）を、最適化関数によって計算することができる。さらに、例えば、人工照明またはタングステンについては３２００Ｋの白熱光、および昼光では５６００Ｋの昼光またはＨＭＩ光として、映画製作に用いられる様々の種類の光を選択することができ、さらなる選択肢により、最適化および標的パラメータを入力することによって、事前設定を微調整し、最適の混光を達成することができる。さらに、例えば、同じ部分を有するが放射スペクトルが異なる混光の変化を検査することができるように、プログラム制御式処理ユニットは、手動調整された混合物（混光）の測色特性を決定するための可能性を提供する。
【００４１】
種々の有色ＬＥＤによって生成される混光の所望の色温度と、混色機能と、基準輝度、およびフィルム材または良好な混合色機能が得られるカメラセンサは、最適化パラメータとして調整可能であるのに対して、パラメータの色温度と、プランク軌跡からの最小距離と、演色指数と、フィルムまたはデジタルカメラにおける光混合機能と設定値および／または許容値のうちの１つまたはいくつかからなる光束部分を最適化するための標的パラメータは、標的パラメータに対して入力することができる。
【００４２】
ＬＥＤスポットライトは、それぞれの場合において、新たに計算された混光に関して温度依存性の色補正をするために、プログラム制御式処理ユニットによって判定された光束部分を用いて調整できる。計算は、スポットライト内でオンライン（スポットライトの使用中にリアルタイム）でなされてもよく、または事前の校正においてなされてもよい。判定された結果（温度に依存するＬＥＤ色の光束部分）は、スポットライトの内部メモリ内に、表形式または関数として記憶されてもよい。補正後に生じ得る輝度の予測されるずれを補正するために、Ｖ（λ）センサを用いた輝度測定がさらに、本発明による解決法のさらなる特徴に従って実行され、その結果、種々の有色ＬＥＤに供給される電力を対応して増減することによって、ＬＥＤスポットライトを、実際の輝度と輝度の設定値との間の差をなくして輝度の設定値に適合するようにされる。
【００４３】
種々の有色ＬＥＤの放射のスペクトル分布は電流強度に極めて強く依存し、具体的には、青色および緑色領域におけるＬＥＤタイプの場合には、電流強度が大きくなるにつれて主波長は短くなるのに対して、琥珀色および赤色領域におけるＬＥＤタイプの場合には、電流強度が大きくなるにつれて主波長は長くなるので、数ナノメートルの主波長のシフトが混光において発生し、すなわち、照明スポットライトから放射され、かつ所望の混光を達成するために種々の有色ＬＥＤの電流強度によって部分的に制御する場合は、種々の有色ＬＥＤの色グループから放射された光から生成される光の追加合成物が発生し（光の追加の編成が生じ）、これにより、照明スポットライトから放射される混光の色温度が大幅に変わるであろう。
【００４４】
ＬＥＤの電流に対する強い依存性ゆえに、ＬＥＤおよびそれに加えて混光の部分的な制御は、電流強度の制御によってではなく、調整可能なパルス幅の実質的に矩形の電流インパルスと、そのパスル間にあり、パルス幅変調の周期をともに形成するインパルス休止部とを有するパルス幅変調によって行われる。これにより、部分的な制御または調光（dim）は、調光が５０％の場合には、矩形インパルスが全期間の半分の幅を有するように、固定基本周波数において矩形信号のパルス幅を変化させることによってなされる。
【００４５】
一般に、もちろん、このシフトが光束部分の判定の間に適宜に考慮され、または補償される場合は、電流に依存する主波長のシフトの前述の影響があったとしても、類似の調光を実行することもできる。簡単化のためだけであるが、パルス幅変調（ＰＷＭ）による動作が好ましい。動作周波数は、高速のフィルム記録においてうなりを避けるために、２０ｋＨｚより低い周波数が好ましい。
【００４６】
したがって、本発明による解決法のさらなる特徴は、パルス幅変調により種々の有色ＬＥＤを制御することによって、種々の有色ＬＥＤの光束部分が制御されるという事実にある。この制御は、種々の有色ＬＥＤを制御する電子機器に光束部分に対応するパルス幅変調信号部分を提供することによって、プログラム制御式処理ユニットから種々の有色ＬＥＤの光束部分の前述の放射に対して実行される。
【００４７】
この結果、ＬＥＤスポットライトの色安定化が保証され、それにより、ＬＥＤスポットライトの変化する周囲温度とは無関係に、所望の混光の色または色温度または色度座標、および演色指数または光混合機能（混光生成機能）などのＬＥＤスポットライトから放射される光や種々の有色ＬＥＤの色グループ（特定の色のグループ）の光束部分に影響を与える任意のさらなるパラメータが追跡または補正される。様々な周囲温度において光束部分を追跡するには、１つの温度センサのみが必要であり、種々の有色ＬＥＤの各放射スペクトルを判定するのに必要なパラメータは事前に入力可能であるため、放射スペクトルを判定する前述の方法により、ユーザがＬＥＤスポットライトの基準設定または校正において、最適化および標的パラメータを固定した後に、プログラム制御式処理ユニットとパルス幅変調信号を提供する制御電子機器とに関しては、ユーザの追加入力を必要とせずに、種々の有色ＬＥＤの単一色グループを即時に制御することができる。
【００４８】
したがって、周囲温度に依存するＬＥＤスポットライトの色特性または測光特性を補正するために、ガウス分布を用いて、種々の有色ＬＥＤの放射スペクトルを近似する方法を適用する際においては、以下の方法ステップが実行される。
・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。
【００４９】
前述の方法ステップ１〜４が校正中に実行される場合、温度依存性光束部分はスポットライト内に記憶できる。これは一般に、高速で、理にかなっている。
【００５０】
したがって、周囲温度に依存してＬＥＤスポットライトの色特性または測光特性を補正するために、ＬＥＤスポットライトの基準設定における校正の間に判定される、初期スペクトルの温度依存性シフトおよび正規化によって、種々の有色ＬＥＤの放射スペクトルを近似する方法を適用するためには、以下の方法ステップが実行されることが好ましい。
・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。
【００５１】
この方法の場合はまた、前述の方法ステップ１〜４は校正中に実行でき、温度依存性光束部分はスポットライト内に記憶できる。
【００５２】
前述の両方の方法においては、様々な周囲温度におけるＬＥＤスポットライトの混光の光束部分を計算するためにプログラム制御式処理ユニットを組み込むことが必要であり、単一色グループの光束部分を極めて正確に計算するという利点を提供する。特に、混光の光束部分を正確に計算するために、プログラム制御式処理ユニットのプログラムから提供される様々な選択肢を正確に調整する場合は、ＬＥＤスポットライトは中断なく利用可能でなければならないので、いくつかの用途事例では（例えば、フィルムセット時）、無視できない計算時間は許容できないと見なさなければならない。
【００５３】
さらなる代替的な方法として、スペクトルが温度に依存して近似されるのではなく、極めて正確なデータを用いて校正の間に測定されることになる、という可能性が存在する。校正の間において、温度に依存して混合部分を新たに測定することができ、温度依存性の混合部分を、スポットライト内に表または関数の形で記憶することができる。
【００５４】
したがって、種々の有色ＬＥＤの光束部分が、ＬＥＤスポットライトから放射される混光の色、色温度および／または色度座標を決定し、ＬＥＤスポットライトの周囲温度に依存して、パルス幅変調された信号によって種々の有色ＬＥＤを制御することによって調整される、種々の有色ＬＥＤから構成されるＬＥＤスポットライトの色特性または測光特性を調整するための代替的な方法は、混光の基準設定のために、単一色グループの光束部分に対応して種々の有色のＬＥＤを制御するパルス幅変調信号が、特定の光の色に対して温度依存的に変調される。
【００５５】
この代替的な方法は、様々な周囲温度において色補正するための極めて簡単な解決法を提供し、種々の有色ＬＥＤを制御するパルス幅変調信号の温度依存性に基づいて、それによって、周囲温度の全範囲にわたって色混合物（混光）に関係する色の相対的な光束部分を一定に保つ目的を有する。パルス幅変調した信号部分を増減することによって、実際に検出された周囲温度において放射されるスペクトルが、ＬＥＤスポットライトの校正の間に、基準設定において検出された初期スペクトルの光束部分に適用され、これにより特定の混光をさらに用いることができるようにする。
【００５６】
これにより、パルス幅変調した信号部分の温度依存性は輝度の修正（変化）から判定される。検査によると、種々の有色ＬＥＤは、実際に、大きく異なる強い温度依存性（可視スペクトルの長波長範囲を放射するＬＥＤは、輝度が減少し、短波長範囲のＬＥＤよりも大幅に温度が上昇する）を有するが、実際の用途では重要な、広い温度範囲全体にわたる輝度のこの温度依存性は、線形または二次の関数によって各色について判定および記述することができる。
【００５７】
このようにして、基準設定（初期設定）において調整された混光に対して相対輝度修正（相対輝度変化）を判断する場合、種々の有色ＬＥＤの各色グループに対して係数ｆＰＷＭを得る。混光の基準設定の各ＬＥＤ色に対するパルス幅変調信号の対応部分に、係数ｆＰＷＭの逆数が乗算される場合、実際に測定された周囲温度での各ＬＥＤ色に対するパルス幅変調信号の新しい部分がそれから得られる。
【００５８】
ＬＥＤスポットライトの色安定化のためのこの簡略化された代替的な方法のさらなる展開は、基準設定に関して、種々の有色ＬＥＤの各色グループの相対的な輝度修正（輝度変化）に対応する係数ｆＰＷＭが判定されるという点にあり、および、各色グループの結果のパルス幅変調信号ＰＷＭＡの基準設定に対応する値と、測定された温度に依存するこの係数の逆数１／ｆＰＷＭとの乗算が、以下の式に従って測定された温度Ｔに対応する各色グループのパルス幅変調信号ＰＷＭ（Ｔ）の値になるという点にある。
ＰＷＭ（Ｔ）＝ＰＷＭＡ／ｆＰＷＭ（Ｔ）
【００５９】
この簡略化された方法においてもまた、実際の測定温度で種々の有色ＬＥＤの光束部分を判定した後に生じ得る輝度のずれは、輝度測定がＶ（λ）センサを用いて実行され、測定された輝度の実際値と輝度設定値との間の差が判定され、ＬＥＤスポットライトからの放射輝度は、種々の有色ＬＥＤに供給される電力の対応する増減によって輝度設定値に適合するようにされるという点で、補正可能である。
【００６０】
種々の有色ＬＥＤを制御するためにパルス幅変調した信号部分を正規化することに関するこの補正の本質的な利点は、混光を新たに調整するには、わずか５つのパラメータが単純な関数によって計算されるだけでよく、その後に最初の部分がこれらのパラメータで評価されなければならないので、補正係数の判定が簡素化されることにある。これにより、プログラム制御処理ユニットによる計算が不要となって、種々の有色ＬＥＤの放射スペクトルを近似し、種々の有色ＬＥＤの光束部分を補正するための前述の両方の方法の計算とプログラミング労力の大部分が省かれる。
【００６１】
計算時間が極めて短くなるため、ＬＥＤスポットライトを色安定化するための補正は、ＬＥＤスポットライトの作動中、色温度、色再現性、プランク軌跡からの距離および光混合機能などの安定した色特性が保証されるように、連続的に実行できる。この補正方法の簡単化にもかかわらず、補正後に生じる色値の差はガウス近似による前述の色ずれと同程度となり、無視できるほどに小さい。
【００６２】
少ない設備および時間労力を保証するために、様々な周囲温度においてＬＥＤスポットライトの色を安定化する目的で本発明による様々な方法を適用する間においては、色センサは必要とされないが、温度センサのみが必要である。色センサまたはスペクトロメータは、例えば、エージングプロセスを考慮して、基準設定における混光の種々の有色ＬＥＤの色グループの光束部分を判定する間において、ＬＥＤスポットライトに追加して取り付けられ、出力信号を検知できる。この場合、色センサまたはスペクトロメータの出力信号はプログラム制御処理ユニットに供給され、この処理ユニットが、基準設定における混光の種々の有色ＬＥＤの色グループの光束部分に対応する光束部分またはパルス幅変調信号を判定する。
【００６３】
色センサが校正される場合、一方では、色度座標ｘ、ｙおよびそれから計算された色の主波長を、他方では、単色ＬＥＤの明度を、色センサのＲＧＢまたはＸＹＺ信号から導き出すことができる。同時に、色値については、温度センサから実際の温度を読み取り、新たに測定された値とメモリに記憶された温度依存性（温度関係性）の特性線（λｐ、ｗ５０および明度）との相関を求める。このことから、ガウス近似に必要なパラメータである強度およびピーク波長を決定することができ、半値幅は、最初のスペクトルに対してほぼ変化しないと見なされる。
【００６４】
ＬＥＤ照明装置の色の制御においては、ＬＥＤ照明装置の全電力またはＬＥＤ色の全ＬＥＤに供給される全電流が、特定の、好ましくは温度依存性のしきい値を超えてはならないので、温度依存性の電力制限がなされる。この理由は、単一または複数の色の明度の低下を補償することを期待して、より多くの電流を供給することにより、温度を上げ、その結果、ＬＥＤ照明装置の明度を低下させることは無意味だからである。電流供給の増加およびそれに伴ってＬＥＤ照明装置の全電力が増加すると、温度はさらに上昇して、単一または複数のＬＥＤが過負荷になり、それにより破壊するかまたはハードウェア式の電流制限が作動するまで、発光効率はさらに低下する。
【００６５】
したがって、ＬＥＤスポットライトおよび／またはＬＥＤに供給される全電流の電力消費の制限がもたらされ、ＬＥＤスポットライトおよび／またはＬＥＤに供給される全電流の電力消費は、温度に依存して制限することができる。
【００６６】
ＬＥＤ照明装置の光束部分が、ＬＥＤ照明装置から放射された混光の色、色温度および／または色度座標を判定し、それぞれについて同色のＬＥＤ色グループにグループ化され、パルス幅変調制御信号によって有色および白色ＬＥＤからなる種々の有色ＬＥＤを制御することによって調整される、様々な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依存的に調整するためのさらなる方法は、ＬＥＤ照明装置の温度特性線（Ｙ＝ｆ（Ｔｂ））によるＬＥＤ照明装置の色制御によって特徴付けられる。温度特性線は、安定状態において指定された電流における基板上に配置されたＬＥＤ、および／または各ＬＥＤ色またはＬＥＤ色グループに対して少なくとも１つのＬＥＤの接合部温度の基板温度（Ｔｂ）に依存する、明度（Ｙ）を表している。
【００６７】
この方法では、ＬＥＤ照明装置の温度特性線の決定は、ＬＥＤ照明装置または外部制御装置において、安定状態（Ｙ＝ｆ（Ｔｂ））において特定の電流で各ＬＥＤ色について、基板温度Ｔｂに依存する明度（Ｙ）の関数を決定し、その特性線を（Ｙ（Ｔｂ１）＝１）に正規化し（ここで、（Ｔｂ１）は、後述の作用点に近い、任意に選択された温度値である）、以下の式の線形関数について、
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。
【００６８】
ＬＥＤ照明装置に対する校正補正係数を、好ましくはランダム（stichprobenhaften）に決定するために、各ＬＥＤ色の明度（Ｙ）および基板温度（Ｔｂ）の測定は、ＬＥＤ照明装置を作動させた直後に実行され、Ｙ（Ｔｂcal，ｔ０）という結果になり、安定した状態における各ＬＥＤ色についての明度（Ｙ）および基板温度（Ｔｂ）の測定と、特性線（Ｙ＝ｆ（Ｔｂ））によって、明度（Ｙ（Ｔｂ），ｔ１）の基板温度（Ｔｂ１）への変換が行われて、Ｙ（Ｔｂ１，ｔ１）という結果になり、以下の補正係数の式を得る。
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。
【００６９】
ＬＥＤ照明装置の照明モジュールに対する明度の校正に関しては、作動直後にＬＥＤ色について明度（Ｙ）および基板温度（Ｔｂ）を測定して、Ｙ（Ｔｂcal，ｔ０）という結果になり、以下の式に従って、各ＬＥＤ色について想定される基板温度（Ｔｂ１）で静止状態における明度に変換し、想定される基板温度（Ｔｂ１）に変換されたＬＥＤ照明装置におけるＬＥＤ色の明度（Ｙ）が記憶される。
Ｙ（Ｔｂ１）＝Ｙ（Ｔｂcal，ｔ０）×ｋＹcal
【００７０】
ＬＥＤ照明装置の色校正に関しては、スペクトルの測定を実行し、その測定からおよびＬＥＤ照明装置の各ＬＥＤ色に対する標準的な色部分（ｘ，ｙ）から明度（Ｙ）を導き出し、スポットライトの明度を特性線（Ｙ＝ｆ（Ｔｂ））によって基板温度（Ｔｂ１）に変換し、スペクトルを（Ｙ＝Ｙ（Ｔｂ１））倍率変更（拡大または縮小）し、各ＬＥＤ色について校正データ（ｘ，ｙ）および（Ｙ（Ｔｂ１））をＬＥＤ照明装置内に記憶し、プログラム制御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ＬＥＤ色の最適な光束部分を計算し、Ｎ個の色温度補間点についてのＬＥＤ色の光束部分をＬＥＤ照明装置のメモリ内に記憶し、および／または、目標の色度座標（ｘ，ｙ）に依存して、ＬＥＤ色の光束部分を表形式で記憶する。
【００７１】
最後に、Ｎ個の色温度補間点について、および／またはＬＥＤ色の光束部分の色度座標の表として、各色の温度特性線および各ＬＥＤ色の明度（Ｙ）および色度座標（ｘ，ｙ）として、記憶された校正データを用いたＬＥＤ照明装置の色制御は、所望の色度座標（ｘ，ｙ）と所望の明度（Ｙ）についてＬＥＤ色（ＰＷＭＡ）に対するＰＷＭ制御信号を決定する工程と、基板温度（Ｔｂ）を測定する工程と、メモリに記憶された近似特性線（ｆＰＷＭ＝１／Ｙ）から各ＬＥＤ色に対する温度依存性ＰＷＭ補正係数を決定する工程と、ＬＥＤ照明装置の全電力またはＬＥＤ照明装置の単色ＬＥＤに供給される電力を検出する工程と、ＬＥＤ照明装置の全電力または特定の最大値（Ｐｍａｘ，Ｉｍａｘ）よりも小さいＬＥＤ照明装置のＬＥＤに供給される電流において、ＰＷＭ補正係数を用いてＬＥＤ照明装置のＬＥＤを制御するか、または以下の式から、全ＬＥＤ色の電流または電力を制限するために、以下の式から遮断係数（ｋCutoff）を決定し、
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。
【００７２】
温度依存性スペクトルを決定するための前述の計算ステップと、以下の混合比の新しい計算とは、スポットライト内で「オンライン」、および、校正の間において前もって、実行できる。
【００７３】
ＬＥＤ照明装置の光束部分が、ＬＥＤ照明装置から放射される混光の色、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ＬＥＤ照明装置の色特性または測光特性を温度依存的に調整するための装置は、ＬＥＤ照明装置から放射される混光の色、色温度および／または色度座標を調整し、用途特定の標的パラメータとそれらの理想値からの許容可能なずれを特定するための入力装置と、ＬＥＤ照明装置のハウジング内および／または種々の有色ＬＥＤ色グループの少なくとも１つのＬＥＤの領域内に配置され、測定温度に対応する温度信号を出力する温度測定器と、種々の有色ＬＥＤ色グループのＬＥＤを、パルス幅変調電流パルスを用いて制御するための制御装置と、温度に依存して放射スペクトルを決定する少なくとも１つの値に対する各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、温度測定器によって提供された温度信号に依存してＬＥＤ色グループの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決定するための、制御装置およびメモリに接続されたマイクロプロセッサとによって特徴付けられる。
【００７４】
ＬＥＤ照明装置から放射される混光の色、色温度および／または色度座標を調整し、用途特定の標的パラメータとそれらの理想値からの許容可能なずれを予め設定するために、入力装置は、好ましくは、混合装置またはＤＭＸコンソールからなる。
【００７５】
パルス幅変調された電流インパルスを用いてＬＥＤ色グループを制御する制御装置は、マイクロプロセッサに接続されたプログラム制御入力、入力装置に接続された光混合入力ならびに／または、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。
【００７６】
本発明による方法およびそれらの各利点を、以下に例示的な実施形態によってさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】異なる大きさのＬＥＤスポットライトまたはＬＥＤパネルとして設計されたＬＥＤ照明装置の端末部の概略図である。
【図２】モジュール支持体と、モジュール用ヒートシンクのソケットに接続された光源とを有する照明モジュールの斜視図である。
【図３】同様に構成された駆動回路を有するモジュール用電子回路のブロック図である。
【図４】ＬＥＤ照明装置の５つの種類の有色ＬＥＤの放射スペクトルを示す図である。
【図５】様々な色調および材料組成のＬＥＤの温度依存性グラフである。
【図６】琥珀色および赤色のＬＥＤ色調グループのピーク波長の温度依存性グラフである（ＤＡの図６．４）。
【図７】琥珀色および赤色のＬＥＤ色調グループの半値幅の温度依存性グラフである（ＤＡの図６．７）。
【図８】タングステンのスペクトルの温度依存性グラフである（ＤＡの図６．９）。
【図９】昼光のスペクトルの温度依存性グラフである（ＤＡの図６．１０）。
【図１０】タングステンおよび昼白についての温度に依存する相対輝度のグラフである（ＤＡの図６．１１）。
【図１１】タングステンおよび昼白についての温度に依存する色温度シフトのグラフである（ＤＡの図６．１２）。
【図１２】種々の有色ＬＥＤの色調グループの光束部分またはパルス幅変調信号を決定するためのプログラム制御処理ユニットの概略的なブロック図である（Ｋｒaｍｅｒ氏のブロック図）。
【図１３】光センサを用いないガウス分布によるスペクトル近似によって、色補正するアルゴリズムの概略的なブロック図である。
【図１４】琥珀色および青色の色調グループに対するガウス分布による放射スペクトルの近似における波長に対する相対輝度のグラフである。
【図１５】光センサを用いたガウス分布によるスペクトル近似によって色補正するためのアルゴリズムの概略的なブロック図である。
【図１６】光センサを用いたガウス分布と明度補償とによるスペクトル近似によって色補正するアルゴリズムの概略的なブロック図である。
【図１７】色温度設定のために温度依存性の最適化された混合比を計算することによって、色補正するアルゴリズムの概略的なブロック図である。
【図１８】色温度設定の温度依存性の混合比の記憶された特性線から、温度依存性の調光係数を決定するアルゴリズムの概略的なブロック図である。
【図１９】明度センサを用いない、一定の光束部分を考慮に入れて、記憶特性線から温度依存性の調光係数を決定することによってアルゴリズムの概略的なブロック図である。
【図２０】明度センサを用いた、一定の光束部分を考慮して、記憶された特性線から温度依存性の調光係数を決定することによって色補正するアルゴリズムの概略的なブロック図である。
【図２１】温度特性線によって色調制御するための基板温度Ｔｂに依存するＬＥＤ色調またはＬＥＤ色調グループの相対明度の特性線である。
【図２２】温度特性線によって色調制御するための基板温度Ｔｂに依存するＬＥＤ色調またはＬＥＤ色調グループの相対明度の特性線である。
【図２３】温度特性線によって色調制御するための基板温度Ｔｂに依存するＬＥＤ色調またはＬＥＤ色調グループの相対明度の特性線である。
【図２４】ＬＥＤ基板とＬＥＤチップの接合部との間の熱抵抗の等価回路図である。
【図２５】温度特性線によって色調制御するための基板温度Ｔｂに依存するＬＥＤ色調またはＬＥＤ色調グループの相対明度についてのフローチャートである。
【図２６】温度特性線によって色調制御するための基板温度Ｔｂに依存するＬＥＤ色調またはＬＥＤ色調グループの相対明度についてのフローチャートである。
【図２７】温度特性線によって色調制御するための基板温度Ｔｂに依存するＬＥＤ色調またはＬＥＤ色調グループの相対明度についてのフローチャートである。
【図２８】温度特性線によって色調制御するための基板温度Ｔｂに依存するＬＥＤ色調またはＬＥＤ色調グループの相対明度についてのフローチャートである。
【図２９】温度特性線によって色調制御するための基板温度Ｔｂに依存するＬＥＤ色調またはＬＥＤ色調グループの相対明度についてのフローチャートである。
【図３０】設定が３２００Ｋについての寒色スペクトルと暖色スペクトルとの間の差を明確にするためにスペクトルを示す図である。
【図３１】設定が５６００Ｋについての寒色スペクトルと暖色スペクトルとの間の差を明確にするためにスペクトルを示す図である。
【図３２】色温度に依存する、寒色−暖色の色温度（ＣＣＴ）のずれを示す図である。
【図３３】２２００Ｋから２４０００Ｋの色温度の範囲で、プランク軌跡に沿った目標色度座標ｘ，ｙに対する、目標色度座標ｘに依存する色度座標のずれｄｘ，ｄｙ（寒色−暖色）を示す図である。
【図３４】色温度ＣＣＴの関数として暖色および寒色の最適な光束部分を示す図である。
【図３５】スペクトルシフトの補正を備えた、設定ＣＣＴ＝３２００Ｋに対する、ＮＴＣ温度に依存する５つのチャネルのＬＥＤモジュールの測定された色温度のグラフを示す図である。
【図３６】スペクトルシフトの補正を備える、設定がＣＣＴ＝５６００Ｋに対する、ＮＴＣ温度に依存するＬＥＤモジュールの測定された色温度のグラフを示す図である。
【図３７】調光係数（ＰＷＭ）と順電圧とに依存する温度特性線を決定するためのフローチャートである。
【図３８】黄色および赤色のＬＥＤについての明度−温度特性線、および＋／−３ｎｍの波長のずれに対する黄色ＬＥＤについての線形内挿および外挿を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７８】
図１は、円筒形ハウジング１０を有するＬＥＤスポットライト１として設計されたＬＥＤ照明装置の概略的な構成の長手方向断面図を示している。ＬＥＤスポットライト１では、セラミック製の基板と、そのセラミック製の基板上にチップオンボード方式で配置された種々の有色ＬＥＤと、ＬＥＤを覆うグラウト材とから構成された光源３が配置されている。ＬＥＤ光源３は、熱伝導接着剤によって、銅またはアルミニウムなどの良好な熱伝導性材料から形成されるヒートシンク１１に直接取り付けられ、ヒートシンク１１は、ＬＥＤ光源３のＬＥＤから放出された熱を放散する。ＬＥＤスポットライト１の後部に配置されたファン１２が、ＬＥＤをさらに冷却する。
【００７９】
光混合は、コーン形状あるいは円筒形状の光混合ロッド１３（このロッドの端部にＰＯＣ箔として設計された拡散ディスク１４が配置されている）によって実現される。ＬＥＤスポットライト１は、ＬＥＤスポットライト１の長手方向に調整可能なフレネルレンズ１５によって、スポット位置とフラッド位置との間を連続的に調整することができる。
【００８０】
図２は照明モジュールの斜視図を示しており、この照明モジュールは、電子回路モジュール５がその上に配置され、ヒートシンクモジュール１１のソケット１１０が差し込まれる開口２１（凹部から構成されてもよい）を有する、熱伝導性基板として設計された四角形状の支持体モジュール２からなる。ソケット１１０は、モジュール支持体２の表面から突き出ており、モジュール支持体２は、接続プラグ基板１６（このプラグ基板によって、電子回路モジュールが電力制御装置に接続される）の下側に接続されている。光源３が、ヒートシンクモジュール１１のソケット１１０上に配置され、光源３は、立方体形状のメタルコア基板上に配置された複数のＬＥＤ４を有し、ＬＥＤ４は、それぞれ異なる波長およびそれにともなう色調の光を放射し、光源３はまた、温度センサ６と、ＬＥＤ４と温度センサ６をメタルコア基板の縁部に接続するための導体路とを有し、そこから両縁部は直接配線またはボンド接続によって電子回路モジュールに接続される。
【００８１】
ＬＥＤ４は、それぞれ異なる波長、すなわちそれぞれ異なる色調（色）の光を放射する複数のＬＥＤから構成されている。メタルコア基板上に各ＬＥＤ２２を近接して配置することによって、様々な色調の混光が生成される。混光は、ＬＥＤの選択によって調整でき、光集束および光混合などの追加手段によってさらに最適化することができ、例えば、所望の色温度、明度などを調整することが可能な温度とは無関係に、さらなる制御手順によって一定に保つことができる。
【００８２】
図３は電子回路モジュール５の機能図を示しており、この電子回路モジュールは、それぞれの場合において直列に接続された２つのＬＥＤ４０１と４０２、４０３と４０４、４１１と４１２、４２１と４２２、４３１と４３２、４４１と４４２を有し、同一波長の光を放射して、パルス幅変調制御電圧による単色ＬＥＤグループの明度制御によって、６つのＬＥＤグループを制御してＬＥＤから放射される混光を調整し、および温度安定化電流源を制御して、ＬＥＤグループに電流を供給する。
【００８３】
電子回路モジュール５は、個々に構成された６つの定電流源５１〜５６に６つのパルス幅変調制御電圧ＰＷＭ１〜ＰＷＭ６を供給するマイクロコントローラ５０を含む。マイクロコントローラ５０は、シリアルインタフェースＳＥＲ  Ａ、ＳＥＲ  Ｂを介して外部制御装置に接続され、増幅器６０、７０を介して、照明モジュールの温度センサ６および明度または色調センサ７に接続される入力ＡＩＮ１、ＡＩＮ２を有する。
【００８４】
同一構造の電源５１〜５６は、優れた温度安定性を有し、マイクロコントローラ５０のパルス幅変調制御電圧を供給する出力ＰＷＭ１〜ＰＷＭ６のそれぞれの場合において、出力ＰＷＭ１〜ＰＷＭ６に接続され、抵抗５９を介して供給電圧ＵＬＥＤ１〜ＵＬＥＤ６に接続された温度安定化定電流源５７を含む。温度安定化定電流源５７は出力側が、それぞれの場合において同一波長の光を放射する直列接続されたＬＥＤグループのＬＥＤの陽極に接続され、および、一方では直列接続のＬＥＤの陰極に接続され、他方では接地電位ＧＮＤに接続される、電子スイッチ５８の制御コネクタに接続されている。
【００８５】
温度安定化定電流源５７は、２０〜４０ｋＨｚのスイッチング周波数における、高速の適切なスイッチングよって特徴付けられる。照明モジュールの電力損失をできる限り小さく保つために、生産方法が異なるＬＥＤチップが最大６つの異なる供給電圧ＵＬＥＤ１〜ＵＬＥＤ６で供給される。
【００８６】
温度安定化電源５１〜５６を照明モジュールのモジュール支持体上に配置することによって、システムのモジュール性が改善され、電圧供給が簡単になる。電源５１〜５６のグループとしてまとめられた電圧供給に対してわずか２つの異なる電圧を供給することで（例えば、一方では赤色および黄色ＬＥＤ、他方では、青色、緑色および白色ＬＥＤに対して）、それぞれの供給電圧ＵＬＥＤ１〜ＵＬＥＤ６を低減することによって、照明モジュールは、５つのインタフェース、すなわち、５つの導体を介した照明モジュールの接続（すなわち、同様に構成された複数の照明モジュールを最高ランクで制御および調整するために、２つの供給電圧ＶＬＥＤ１、ＶＬＥＤ２、接地電位ＧＮＤおよび外部制御装置を備えたシリアルインタフェースＳＥＲ  Ａ、ＳＥＲ  Ｂ）のみを必要とする。
【００８７】
ＬＥＤ照明装置の色特性または測光特性、ならびに本発明の基本にある問題を調整するために、本発明による様々な方法を明確にする目的で、以下に、ＬＥＤの色調放射を決定する種々のパラメータを、図４〜１１によって簡単に説明する。
【００８８】
図４は、ＬＥＤ照明装置によって放射される光の波長に対する相対輝度の図として、ＬＥＤ照明装置における種々の有色ＬＥＤのスペクトルを示している。ＬＥＤは、鋭いスペクトル線の単色光を放射せず、スペクトルを略ガウスベル曲線と見なすことが可能な特定の帯域幅を有するスペクトルで光を放射するので、ＬＥＤの放射スペクトルは、ガウス分布としてシミュレートすることができる。図４は、実線で白色ＬＥＤの放射スペクトルを、短い破線で青色ＬＥＤの放射スペクトルを、長い破線で黄色または琥珀色に着色したＬＥＤの放射スペクトルを、点線で赤色ＬＥＤのスペクトルを、一点鎖線で緑色ＬＥＤの放射スペクトルを示している。
【００８９】
このスペクトル図から、白色光を放射するＬＥＤのスペクトルの形状が、有色光を放射するＬＥＤのスペクトルと大きく異なっていることがわかる。これは、光生成の基本原理として青色チップを使用する、白色光を生成する技術に起因する。青色チップのスペクトルは、白色ＬＥＤのスペクトルの第１の小さいピークの原因となる。青色ＬＥＤチップの蛍光体被膜は、青色光を部分的に黄色光に変換し、それによって、スペクトルの黄色領域において第２のより高いピークを形成する。光が混合されて、この部分は白色光となる。蛍光体被膜の厚みによって白色光の色温度を変更でき、このような方法で、温白色および昼白色の両方のＬＥＤを製造することできる。
【００９０】
図５は、様々な材料の組み合わせにおける、接合点温度Ｔ℃に対する相対輝度の図において、ＬＥＤの温度依存性を示している。ＬＥＤの温度依存性は、ＬＥＤを発光体として用いる場合に大きな問題となる。接合点温度Ｔが上昇するにつれて、ＬＥＤの特性が大幅に変化する。このように、温度Ｔが上昇するにつれて輝度は大きく低下し、より長い波長への（すなわち、赤色光の方向に）スペクトルのシフトが生じる。これらの温度依存性は、用いられる材料に依存して明らかに大きく異なり、その結果、白色光と有色光とを相加的に放射するＬＥＤから混合された混光の測色特性もまた変化するという事実をもたらす。
【００９１】
次に、同一色の光を放射する複数のＬＥＤから構成される単色ＬＥＤのグループの輝度、ピーク波長および半値幅を、図６〜１１によって、各色調グループのＬＥＤの温度に依存すると見なし、スペクトルおよび輝度の分析、ならびに現在の温度に依存する、光混合人工照明（タングステン）と昼光の色温度および色度座標の分析を実行する。
【００９２】
図５から明らかなように、種々の有色ＬＥＤは、異なる大きい温度依存性を有している。可視スペクトルの長波長範囲において放射するＬＥＤは、温度Ｔ℃が上昇するにつれて、可視スペクトルの短波長波範囲において放射するＬＥＤよりも輝度が著しく大きく減少する。このように、ＬＥＤの琥珀色と赤色の色調は、２０℃における初期値の１２８％または１１６％から６０℃においては初期値の６５％または７５％まで、輝度の減少を示す。青色および緑色の色調グループは、それらの輝度の温度依存性が大幅に少ない。白色ＬＥＤは青色ＬＥＤの技術を基本としているので、白色ＬＥＤの輝度減少の温度依存性もまた大幅に小さい。
【００９３】
輝度の場合と同様に、ピーク波長の温度依存性はまた、異なるタイプのＬＥＤでは異なる。
【００９４】
図６は、琥珀色および赤色のＬＥＤグループについてのピーク波長λＰの温度依存性を例示的に示し、ＬＥＤの周囲温度または接合部温度Ｔ（摂氏）が上昇するにつれて、ピーク波長λＰがシフトすることを明らかに示している。また、ピーク波長λＰに関しては、琥珀色および赤色などのより長波長の可視範囲におけるＬＥＤは、温度依存性があまり大きくない青色および緑色のＬＥＤグループのＬＥＤよりも温度依存性が大きい。
【００９５】
放射スペクトルの半値幅ｗ５０もまた、単色ＬＥＤグループの輝度およびピーク波長λＰと同様に、温度Ｔ℃に線形依存している。それらの２つの後述するパラメータと対照的に、種々のＬＥＤ色調グループ間の差は、ここではあまり重要ではなく、図７は、温度Ｔ℃に対する琥珀色および赤色のＬＥＤ色調の半値幅ｗ５０のずれを例示的に示している。輝度およびピーク波長λＰと対照的に、半値幅ｗ５０は、琥珀色および赤色のグループと同等の温度依存性を、青色および緑色のグループのＬＥＤも有する。
【００９６】
「タングステン」と「昼光」の混光についてのスペクトルの温度依存性を説明するために、図８は、混光の「タングステン」についての波長ｎｍに対する相対輝度を示し、図９は、様々な接合部温度における混光「昼光」についての波長ｎｍに対する相対輝度を示している。
【００９７】
温度による輝度の大幅な減少が両方の混光に関して見られ、この場合、混光のスペクトルは、単色ＬＥDグループのピーク波長のシフトに起因して、より長波長の方向にシフトする。琥珀色および赤色のＬＥＤ色調グループの大きな輝度減少は、図８および図９で特に明らかである。
【００９８】
図１０は、周囲温度２０℃における「タングステン」および「昼光」の混光の温度Ｔ℃における相対輝度をパーセントで示し、単色ＬＥＤグループへの温度の影響により、無視できないほどの混光の輝度減少を引き起こすことを明らかに示している。これにより、「タングステン」の混光は、「昼光」の混光よりも相対輝度が大きく減少することを示している。
【００９９】
図１１は、周囲温度Ｔに依存する「タングステン」および「昼光」についての色温度シフトｄＣＣＴを単位Ｋで示し、赤色および琥珀色の範囲において輝度に関するＬＥＤの温度感度が大幅に大きく、温度が上昇するにつれて、光の色調の青色方向へのシフトが生じることを明からに示している。
【０１００】
前述の色度座標の温度依存性を補正するために、本発明による様々な方法を適用できる。第１に、スポットライトは、基準の混合を、「タングステン」が３２００Ｋの設定で「昼光」が５６００Ｋの設定に決定することによって、校正される。スポットライトにおける光の補正色調を調整するために、特定の部分、すなわちパルス幅変調（ＰＷＭ）のパルス幅が、ＬＥＤ色調グループを制御するために決定される。これらの部分は、図１２で概略的に示されるプログラム制御処理ユニットを用いて計算される。
【０１０１】
スポットライトにおける光の補正色調を調整可能にするために、パルス幅変調（ＰＷＭ）の特定の部分（パルス幅Ｔ）が、全てのＬＥＤ色調グループについて決定される。これは、プログラム制御処理ユニットを用いて計算され、その基本構成が図１３に示されている。
【０１０２】
［ＬＥＤ混合のブロック図の説明］
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）
【０１０３】
プログラム制御処理ユニットは、汎用アルゴリズムによって以下のパラメータに関して取り込まれたＬＥＤ色調の色調スペクトルの混合部分を最適化する。
・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。
【０１０４】
これらの設定値に加え、ユーザは、前述の目標値ＣＣＴ（Ｋ）、フィルム材／センサのタイプおよび光混合機能に対する基準輝度に、許容ずれまたは公差ΔＣＣＴ（Ｋ）、ΔＣ＿プランク（プランク軌跡に対する色距離）、ΔＣＲＩ、ΔＣ＿フィルム（色距離光混合機能）を入力することができる。
【０１０５】
このとき、プログラムに入力されている最適混合を調整するためのＬＥＤ色調のＬＥＤスペクトルの部分は、プログラム制御処理ユニットによる最適化の結果である。ＬＥＤ混合の出力、すなわち、ＬＥＤ色調のそれぞれについての調光係数および光束部分（光量率）、ならびに、色度座標、色温度、プランク軌跡までの色距離、演色指数およびフィルムカメラまたはデジタルカメラを用いた光混合機能（混光の生成機能）についてこの混合で得られる測色値もまた計算され、出力される。
【０１０６】
ハウジング内部の周囲温度、基板またはＬＥＤチップの接合部温度に依存する混光の単色ＬＥＤまたはＬＥＤ色調グループのスペクトルを追跡するために、以後に図１３〜２０により説明する様々な方法を、本発明に従って適用できる。
【０１０７】
図１３は第１の変形形態を示しており、この変形形態では、単色ＬＥＤの各ＬＥＤの制御がパルス幅変調（ＰＷＭ）を用いて、すなわち、ＬＥＤの制御電子回路において単色ＬＥＤについて温度依存的に決定された調光係数を即時に入力することによってオンラインで実行されるか、または、ＬＥＤ色調のそれぞれについての混光に必要とされる光束部分が出力される。この第１の方法では、輝度測定として光センサは使用されない。
【０１０８】
校正データ、すなわち、温度の関数としての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）の特性線が、各ＬＥＤ色調について、マイクロプロセッサ（μＰ）のメモリ内の関数または表として、プログラム制御式処理ユニットのマイクロプロセッサ内に記憶される。プログラムの開始後、以下が実行される。
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。
【０１０９】
【数４】
0005386488.tif 000005
【０１１０】
または、ガウス分布に基づく以下の式によってスペクトルのより正確な近似を計算する。
【０１１１】
【数５】
0005386488.tif 000006
【０１１２】
ここで、λｐは、ＬＥＤ放射スペクトルのピーク波長であり、
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。
【０１１３】
図１４は、色グループの琥珀色および青色に対するガウス分布による放射スペクトルの近似における、波長に対する相対輝度のグラフを示しており、それぞれの場合において測定値に極めて優れた近似を示している。
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。
【０１１４】
校正データ、すなわち、ピーク波長ピーク＝ｆ（Ｔ）、半値幅Ｗ５０＝ｆ（Ｔ）および輝度Ｙ０＝ｆ（Ｔ）に対する特性線が、図１５においてフローチャートとして示されたプログラムの場合においてもまた、各ＬＥＤ色調について、関数または表として、マイクロプロセッサのメモリ内に温度の関数として記憶される。プログラムの開始後、明度つまり輝度Ｙ０＝ｆ（Ｔ）の測定は、スポットライトの単色ＬＥＤの各ＬＥＤ色調グループについて実行される。次のプログラムステップでは、ＬＥＤのハウジング内部の周囲温度、すなわち、スポットライトのＬＥＤの基板または接合部温度の温度測定が実行される。これらの測定値から、温度依存係数Ｙ０＝ｆ（Ｔｕ）がマイクロプロセッサに接続されたメモリから決定され、次に以下の式により補正係数が計算される。
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。
【０１１５】
次のプログラムステップでは、ガウス分布により近似された各色グループのスペクトルには、前述の式に従って決定される色依存補正係数ｆｋが乗算される。次に、スポットライトのＬＥＤ色調グループの単色ＬＥＤのパルス幅変調に対する調光係数が、図１２に示されるプログラム制御式処理ユニットを用いて測定された温度における光混合に対して決定され、スポットライトの各ＬＥＤ色調グループの単色ＬＥＤは、計算された調光係数を用いて制御電子回路により制御される。また、このプログラム手順の場合には、プログラムループは次の再度の温度測定により閉じられる。
【０１１６】
照明装置はこのプログラム手順を用いて新しく計算された混光に対して調整でき、色補正は、修正されたハウジング内部の周囲温度、基板または接合部温度の結果として実行される。補正後に発生する輝度の予測される偏差を補正するために、輝度測定は光またはＶ（λ）センサによりなされ、このセンサにより、輝度の実際の値と設定値との間の差が決定され、照明装置は全ての色調グループを均一に調光することにより設定値に適合するようにされる。
【０１１７】
図１５に示す制御プログラムの利点は、明度の時間的減少がこの制御プログラム内に提供される光センサにより検知可能であるため、エージング現象の補償が可能なことである。ＲＧＢセンサもしくは色センサまたはスペクトロメータが、光センサまたはＶ（λ）センサの代わりにセンサ素子として使用される場合、スポットライトの単色ＬＥＤ色調の色変化もまた明度の変化に加えて検出できる。
【０１１８】
ＲＧＢセンサまたは色センサまたはスペクトロメータを備える場合は、ピーク波長ピーク＝ｆ（Ｔ）、半値幅Ｗ５０＝ｆ（Ｔ）および輝度Ｙ０＝ｆ（Ｔ）の変化をさらに検出する、さらなる変形形態が存在する。
【０１１９】
図１６に示すフローチャートは、光センサを用いる温度依存性混光の明度補正により、スポットライトの種々のＬＥＤ色調グループのＬＥＤを制御するための制御プログラムを説明している。
【０１２０】
またこの制御プログラムの場合は、温度依存パラメータの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）について、関数または表として、各ＬＥＤ色調についての校正データをマイクロプロセッサ内に記憶する必要がある。プログラム開始後に、実際の明度Ｙｔが各ＬＥＤ色調グループについて測定される。その後、ハウジング内部の周囲温度（環境温度）または基板または接合部温度Ｔｕの測定が実行される。続いて、温度依存係数Ｙ０＝ｆ（Ｔｕ）はマイクロプロセッサに接続されたメモリから決定され、その結果から補正係数ｆｋが以下の式に従って計算される。
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。
【０１２１】
補数係数ｆｋの計算後、再度の温度測定が実行され、記憶された特性線から、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）についての温度依存係数を決定するための基準を形成する。前述の制御プログラムの場合と同様に、次に、ガウス分布によりスペクトル近似がなされる。その後、スペクトルに色依存補正係数ｆｋを乗算し、これに対して、新しい混光ＹＳｏｌｌ、すなわちスポットライトのＬＥＤ色調グループのＬＥＤについての調光係数および光束部分についての新しい設定値が、図１２に示すプログラム制御式処理ユニットを用いて次のプログラムステップにおいて計算される。ＬＥＤスポットライトのＬＥＤは、新しい混光に対する新しい調光係数を用いて、オンライン動作で制御される。
【０１２２】
新しい調光係数を用いてＬＥＤを制御した後、再度明度測定を実行して、光センサまたはＶ（λ）センサを用いて各ＬＥＤ色調グループについて個々に実際の値ＹＩｓｔを検出する。補正係数ｆ＝ＹＩｓｔ／ＹＳｏｌｌは、明度測定の実際の値ＹＩｓｔの測定および明度ＹＳｏｌｌについての特定の設定値から計算され、次に、ＬＥＤは、以下の式に従って、計算された調光係数と補正係数ｆ＝ＹＩｓｔ／ＹＳｏｌｌとの積から得られる新しい調光係数を用いて制御される。
ＰＷＭfactors（new）＝ＰＷＭfactors（calculated）×ｆ
（ＰＷＭ係数（新）＝ＰＷＭ係数（計算値）×ｆ）
【０１２３】
またこの制御プログラムの場合は、プログラムループは再度の温度測定により閉じられる。加えて、エージング現象の補正は、光センサまたはＶ（λ）センサにより時間的な明度減少を検出することにより可能になる。ＲＧＢセンサもしくは色センサまたはスペクトロメータをセンサ素子として使用すると、さらに、スポットライトの単色ＬＥＤの色変化を明度変化に加えて検出でき、さらに、ピーク波長ピーク＝ｆ（Ｔ）および半値幅Ｗ５０＝ｆ（Ｔ）の変化を検出できる。
【０１２４】
図１７はＬＥＤスポットライトを校正するためのフローチャートを示し、この校正により、様々な温度におけるいくつかのＬＥＤ色調の混光の混合比を事前計算するための多次元表が得られる。この計算はスポットライトとは離れて事前になされる。
【０１２５】
校正プログラムの開始後に、ガウス分布による近似が望ましいか否かを決定しなければならない。近似がガウス分布によりなされる場合、各ＬＥＤ色調のピーク波長のピーク＝ｆ（Ｔ）、半値幅Ｗ５０＝ｆ（Ｔ）および明度または輝度Ｙ０＝ｆ（Ｔ）についての特性線の温度依存パラメータが、決定されるかまたは測定される。このほかに、ガウス分布によるスペクトルの近似は、スポットライトを使用する温度範囲全体にわたって実行される。
【０１２６】
代替方法として、ガウス分布による近似の代わりに、ＬＥＤ色調の温度依存スペクトルの測定が実行される。
【０１２７】
使用される単色ＬＥＤの温度依存性の最適化混光は、図１２に示すプログラム制御式処理ユニットによって、両方の代替方法の結果から、すなわち、Ｎ０色温度について（例えば、昼光、タングステンおよび任意の別の色温度補間点について）、ＬＥＤ色調グループの単色LＥＤの調光係数から計算される。この計算後に、温度依存性の混合比、すなわち、Ｎ０色温度設定についてのスポットライトのＬＥＤ色調グループの単色ＬＥＤの調光係数を記憶する。これらのＮ０温度設定は次に、図１８に示すフローチャートに従ってスポットライトの色温度を調整する制御プログラムに対する基準を形成できる。
【０１２８】
図１８は、マイクロプロセッサのメモリに記憶される、関数の形式、あるいは関数または表の形式で、Ｎ０色温度補間点についてスポットライトの単色LＥＤ色調グループのＬＥＤについての校正データを決定し、制御電子回路のマイクロプロセッサ内に記憶することを要求しており、これから混合比、すなわち周囲温度Ｔｕおよび色温度ＣＣＴの関数として調光係数が得られる。
【０１２９】
制御プログラムの開始後に、ハウジング内部の周囲温度またはＬＥＤ、ＬＥＤ色調グループまたは各色グループの単色ＬＥＤの基板または接合部温度の測定が実行される。温度依存性の調光係数は、制御電子回路のメモリに記憶された特性線の温度測定の実際値から決定され、単色ＬＥＤグループのＬＥＤは温度依存性の新しい調光係数を用いて制御される。また、この制御プログラムの場合は、プログラムループは再度の温度測定により閉じられる。
【０１３０】
図１９および２０は、照明装置のＬＥＤ色調グループの温度依存性の光混合体についての調光係数を決定するために、光センサまたはＶ（λ）センサを用いる輝度測定を適用および適用しない、２つのさらなる制御方法に関するフローチャートである。
【０１３１】
図１９は、光センサまたはＶ（λ）センサを用いる輝度測定を実施しない、照明装置の単色ＬＥＤグループの一定光束部分を調整することを基本とする、制御プログラム手順を示している。校正データは、関数または表として、すなわち、照明装置のＬＥＤ色調グループの各ＬＥＤ色調の明度Ｙ＝ｆ（Ｔｕ）についての特性線、および色温度ＣＣＴの関数としての調光係数の形式のそれぞれの混合比に対する補間点、として制御電子回路のメモリに記憶される。
【０１３２】
プログラムの開始後に、温度測定が実行され、これにより記憶された特性線から単色ＬＥＤグループについての温度依存係数Ｙ＝ｆ（Ｔｕ）を決定するための基準を形成する。それぞれの調光係数は、以下の式に従って、温度依存係数Ｙからの対応する正規化（normalization）により計算される。
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。
【０１３３】
基本的に一定光束部分を有するスポットライトのＬＥＤ色調グループにおける単色ＬＥＤの温度依存性の混光の決定は、さらに光センサまたはＶ（λ）センサによる輝度測定と関連付けることができる。
【０１３４】
図２０は、光センサまたはＶ（λ）センサによる温度測定および追加の輝度測定により、スポットライトのいくつかのＬＥＤ色調グループの単色LＥＤについての調光係数を決定する、制御プログラムのフローチャートを示している。
【０１３５】
またこの実施形態の場合は、制御電子回路のマイクロプロセッサのメモリに関数または表として記憶される、明度Ｙの校正データおよび混合比に対する補間点が、周囲温度Ｔｕおよび照明装置の単色ＬＥＤグループのＬＥＤの色温度ＣＣＴの関数として、調光係数の形式で取り込まれる。プログラム開始後に、ハウジング内部の周囲温度、あるいは、ＬＥＤ、ＬＥＤ色調グループまたは各ＬＥＤ色調グループの単色ＬＥＤの基板または接合部温度Ｔｕの測定が実行される。温度依存係数Ｙ＝ｆ（Ｔｕ）は、温度測定の実際値と記憶された特性線から決定され、単色ＬＥＤグループのＬＥＤは、計算された温度依存性の新しい調光係数により制御される。
ＰＷＭ（Ｔｕ）＝ＰＷＭ（Ｔ０）／Ｙ（Ｔｕ）
【０１３６】
図１９に示すフローチャートに従う前述の制御方法とは対照的に、新しい調光係数を用いて各ＬＥＤ色調グループのＬＥＤを制御した後は、再度温度測定は実行されないが、最初に、輝度測定が光センサまたはＶ（λ）センサを用いて実行され、この測定に続いて、補正係数ｆ＝ＹＩｓｔ／ＹＳｏｌｌの計算が行われる。基本としてこれらの補正係数ｆを採用し、以下の式に従う新しい調光係数を用いてスポットライトの各ＬＥＤ色調グループのＬＥＤの制御が実行される。
ＰＷＭfactors（new）＝ＰＷＭfactors（calculated）×ｆ
【０１３７】
この制御方法の場合は、記憶された特性線から基準として温度依存係数Ｙ＝ｆ（Ｔｕ）を取る新しい調光係数を計算した後に、挿入された新しい調光係数を用いるＬＥＤの制御が省略され、代わりに、調光係数を計算した後に、光センサまたはＶ（λ）センサを用いる輝度測定が式ＰＷＭ（Ｔｕ）＝ＰＷＭ（Ｔ０）／Ｙ（Ｔｕ）に従って実行される。
【０１３８】
加えて、さらなるデータ、例えば、校正データ、暖色および寒色についてのデータ、設定に対する発光効率などをメモリに記憶でき、これらは以下に詳細に説明する。
【０１３９】
図２１〜２３および２５〜２９では、基板温度Ｔｂに依存するＬＥＤ色調またはＬＥＤ色調グループの相対明度に関するフローチャートおよび特性線が、ＬＥＤ照明装置の色を安定化するためのさらなる方法について示されており、この方法では、色の制御は温度特性線を用いてなされる。
【０１４０】
この方法の場合は、単色ＬＥＤグループのＬＥＤの明度はＬＥＤの接合部温度または測定される基板温度Ｔｂに依存すると予測される。この基板温度は、基板上で測定が困難な接合部温度の代わりに測定され、基板上には、異なる波長または色調の光を放射するＬＥＤが、電子回路モジュールにより制御される混光を放射する光源として配置されている。電子回路モジュールは、モジュール支持体上に基板とともに配置され、基板と一体となって、複数のさらなる照明モジュールとともにＬＥＤパネルに一体化される、照明モジュールを形成する。
【０１４１】
Ａ）基板温度Ｔｂの関数としてのＬＥＤの明度。
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。
【０１４２】
近似の精度は、赤色ＬＥＤとともに最大の温度依存性を有する琥珀色ＬＥＤについては、図２１に示す図により立証されるように、二次多項式による二次近似関数の場合に、特に優れている。
【０１４３】
相対明度Ｙ（Ｔｂ）の基板温度Ｔｂ℃の関数として測定された特性線は、電流または電力に依存する曲線形状を示す。全ての場合において、曲線形状はより高いＬＥＤ電力では最も急峻になる。この効果は、図２２に示す図から明らかなように、ＬＥＤの直流およびパルス幅変調ＰＷＭ制御の両方の場合において検出できる。この図２２から、基板温度Ｔｂ℃に対する相対明度（パーセント単位）は、様々な調光係数およびそれにともなう様々な電流において導き出すことができる。
【０１４４】
この効果は、実際の基板温度を検出する温度センサが、発光ＬＥＤチップにおいて可能な限り近くに、照明モジュールの光源のＬＥＤ基板上のＬＥＤチップの近くに配置されるという事実が前提である。温度センサが発光ＬＥＤチップに近接していても、温度測定位置とＬＥＤチップの接合部との間に熱抵抗が存在するため、測定される温度値は常に接合部の温度よりも低い。これにより、温度の差は、各ＬＥＤチップに関しては、それぞれのＬＥＤチップから放散されるべき熱出力と、ＬＥＤの消費電力とに依存する。このため、異なる波長の光を放射するＬＥＤの明度は接合部温度に依存するが、特性線は、基板温度に依存して記録されているだけであるため、明度の基板温度の関数として測定された特性線は、電流依存性または電力依存性の曲線形状を示す。
【０１４５】
このことから、基板温度Ｔｂの関数としての明度Ｙの特性線が、単色ＬＥＤまたはＬＥＤ色調グループにより消費される電流または出力に依存するという問題が生じ、この結果、前述の式１（この式では、基板温度に対するＬＥＤの明度の依存性が二次方程式の近似関数により近似される）を用いた明度補正は、ＬＥＤ電流または熱出力が異なるために、系統的誤差が生じて、最適に作用しない。この影響は、例えば調光の間、すなわちＬＥＤ照明装置のパルス幅変調制御の間に発生する。
【０１４６】
温度特性線Ｙ＝ｆ（Ｔｂ）に基づいて明度補正を実行する方法の改善は、前述の式１を以下のよう修正することにより達成できる。
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。
【０１４７】
これにより、補正値ΔＴは、温度センサとＬＥＤの接合部との間の熱抵抗と、急速に放散されるＬＥＤの熱出力または電力とに依存する。補正値は、これらのパラメータ（既知の場合）から計算されるか、またはそれぞれの電力における一連の測定値から決定される。
【０１４８】
ＬＥＤの基板と接合部との間の熱抵抗が既知の場合は、電流依存性の補正値ΔＴは以下の式に従って、ＬＥＤ電流から計算できる。
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
【０１４９】
この方法では、それぞれの場合において測定される、基板温度Ｔｂに依存する明度Ｙの挙動は、黄色ＬＥＤの例に関して図２３の図により示すように、良好に再現できる。
【０１５０】
Ｂ）特性線の電流依存性
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。
【０１５１】
この効果は、温度センサが実際上の理由から、発光チップにおいて可能な限り近くに、ＬＥＤ基板上のＬＥＤに近接して配置されるのが前提である。しかし、温度測定点とチップの接合部との間に熱抵抗が存在する。その結果測定される温度値は常に、接合部の温度よりも低い。この結果、各チップにおける温度差は、各チップから放散される熱出力と、ＬＥＤの消費電力とに依存する。これは、図２４に示す通り、ＬＥＤ基板とチップの接合部との間の熱抵抗の等価回路図から理解できる。
【０１５２】
ＬＥＤの明度は接合部温度に依存するが、特性線は基板温度に依存して記録されているだけであるので、明度の基板温度の関数として測定された特性線は、電流依存または電力依存性の曲線形状を示す。
【０１５３】
基板温度の関数としての明度の特性線は電流または全消費電力に依存するという、前述の結論から、ＬＥＤ電流または熱出力を変化させるための、式２に従う明度補正が、系統的誤差により、最適に作用しない結果をもたらす。この影響は、例えば、ＬＥＤスポットライトの調光の場合に発生する。
【０１５４】
温度特性線Ｙ＝ｆ（Ｔｂｏａｒｄ）（温度特性線Ｙ＝ｆ（Ｔｂ））に基づいて明度を補正する方法の改善は、以下のように式２を修正することにより達成される。
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。
【０１５５】
これにより、補正値ΔＴは、センサと接合部との間の熱抵抗と、急速に放散される熱出力またはＬＥＤモジュールの電力とに依存する。補正値は、これらのパラメータ（既知の場合）から計算されるか、またはそれぞれの電力における一連の測定値から決定される。
【０１５６】
ＬＥＤの基板と接合部との間の熱抵抗が既知の場合は、電流依存性の補正値ΔＴは以下のように、ＬＥＤ電流から計算できる。
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。
【０１５７】
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
【０１５８】
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                            （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）
【０１５９】
曲線は、Ｙ（Ｔｂ）が作業温度Ｔｎでは「１」になるように正規化される場合、パラメータＡは常に「１」になる。これに加えて、メモリ内へのこのパラメータの記憶は省略される。
【０１６０】
多項式パラメータＡ〜Ｄは、ＰＷＭ＝０まで外挿された仮想の特性線について、明度の様々な調光度合いにおいて基板温度の関数として記録された曲線を用いて、通常の数学的方法により決定される。
【０１６１】
順電圧を考慮に入れずに補正値ΔＴを実際に決定するには、熱抵抗Ｒｗならびに補正係数ｆが、式４にしたがって熱出力を決定するために必要である。多くの場合、これらの値は既知である。ＬＥＤの熱出力ｋはＬＥＤ電力に正比例しており、これに加えて、ＬＥＤの調光係数に正比例しているので、式４は以下のように書き換えできる。
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。
【０１６２】
多項式パラメータＡ〜Ｄならびに電力Ｅが既知である場合、ＬＥＤ色調の相対明度は、基板温度の実際の値Ｔｂならびに個々のＬＥＤ調光係数ＰＷＭから、式５および６によりスポットライトの作動中に計算できる。
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。
【０１６３】
順電圧を考慮に入れて補正値ΔＴを実際に決定することに関しては、ＬＥＤの一般的な順電圧のばらつきにより、同一タイプおよび同一色のそれぞれのＬＥＤが、同一電流および同一ＰＷＭを用いて制御されるとしても、異なるＬＥＤ電力で作動するという結果になる。個々の順電圧を考慮に入れることは、結果的に、適用される温度特性線の精度のさらなる改善につながる。式４から以下のようになる。
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。
【０１６４】
ＬＥＤ色調の相対明度は次に、基板温度Ｔｂの実際の値からならびに個々の調光係数および順電圧から、式５および７を用いてスポットライトの作動中に計算できる。
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）
【０１６５】
上記の式において、
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。
【０１６６】
温度特性線による様々な波長または色の光を放射するＬＥＤの色調を制御する方法の手順は、図２５〜２９に示すフローチャートから導き出すことができる。
【０１６７】
図２５に示すフローチャートは、ＬＥＤモジュールの温度特性線の決定に役立ち、ここでの温度特性線の決定は無作為に実行される。決定された特性線は次に全てのＬＥＤモジュールに転送され、メモリに記憶される。特性線パラメータの個々の主波長への変換（補間／外挿）は、記憶の前に考慮でき、上記変換は次に説明する。
【０１６８】
第１ステップでは、明度Ｙは、定常状態の特定の電流において各ＬＥＤ色調について、様々な基板温度Ｔｂに依存的に測定され、特性線Ｙ＝ｆ（Ｔｂ）が決定される。第２ステップでは、特性線は、後の動作点Ｔｂ１に近い任意に選択される温度値に正規化される、すなわちＹ（Ｔｂ１）＝１が決定される。
【０１６９】
第３ステップでは、パラメータａおよびｂは、以下の形式を有する線形近似関数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
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。
【０１７０】
図２６におけるフローチャートは、ＬＥＤモジュールについての校正補正方法の無作為の決定方法を示し、この方法は、ＬＥＤモジュール個々の高速の明度校正のためのＬＥＤ照明装置の作動中に必要とされる。校正補正係数は、ＬＥＤ照明装置を起動直後の明度の測定値を基準にした、定常状態における明度の倍数を示し、各ＬＥＤ色調に対して無作為に決定される。
【０１７１】
各ＬＥＤモジュールに対する校正補正係数を決定するための第１ステップでは、明度Ｙは、起動直後に、各ＬＥＤ色調について、基板温度Ｔｂcalに依存的に（応じて）測定され、値Ｙ（Ｔｂcal，ｔ０）として記憶される。
【０１７２】
第２ステップでは、明度Ｙおよび基板温度Ｔｂは、定常状態において各ＬＥＤ色調について測定され、値Ｙ（Ｔｂ，ｔ１）として記憶される。次に、明度値Ｙ（Ｔｂ，ｔ１）は、特性線Ｙ＝ｆ（Ｔｂ）によって基板温度Ｔｂ１に変換される。ここで、Ｔｂ１は、特性線Ｙ＝ｆ（Ｔｂ）が１に正規化されている温度である。値Ｙ（Ｔｂ１，ｔ１）は結果として記憶される。
【０１７３】
第３ステップでは、補正係数は以下の式により求められる。
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。
【０１７４】
図２７は、校正において個々のＬＥＤモジュール内にＬＥＤ色調の明度を記憶するのに役立つ、ＬＥＤモジュールの明度校正のためのフローチャートを示している。ＬＥＤモジュールのモジュール用電子回路はメモリから上記明度を読み取り、それらを補償することができる。この結果、ＬＥＤ照明装置の（例えばスポットライトの）ＬＥＤモジュールの各色は、ＬＥＤ照明装置の外部制御装置が種々のＬＥＤ色調の明度設定値を要求すると、その明度で発光する。
【０１７５】
ＬＥＤモジュールの明度校正の第１ステップでは、明度Ｙおよび基板温度Ｔｂは、ＬＥＤ照明装置またはＬＥＤモジュールの起動直後に、各ＬＥＤ色調について測定され、値Ｙ（Ｔｂcal，ｔ０）として記憶される。
【０１７６】
第２ステップでは、基板温度Ｔｂ１における定常状態の明度への変換は、各色調について、以下の式に従って変換される。
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。
【０１７７】
第３ステップでは、基板温度Ｔｂ１に変換されるＬＥＤ色調の明度はそれぞれのＬＥＤモジュールに記憶される。
【０１７８】
図２８に示すフローチャートは、ＬＥＤ照明装置またはスポットライトの色調校正の方法を示している。プログラムの開始後に、第１ステップでは、スペクトルの測定が実行され、結果として、スポットライトの各ＬＥＤ色調の明度Ｙならびに基準色部分ｘ，ｙが導き出される。次に、スポットライトの明度が、特性線Ｙ＝ｆ（Ｔｂ）により基板温度Ｔｂ１に変換され、スペクトルはＹ（Ｔｂ１）に倍率変更（拡大縮小）される。
【０１７９】
第２ステップでは、各ＬＥＤ色調についての校正データｘ，ｙおよびＹ（Ｔｂ１）はスポットライトに記憶される。第３ステップでは、Ｎ色の温度の補間点について測定されたスペクトルからのＬＥＤ色調の最適光束部分の計算は、前述のプログラム制御式処理ユニットにより実行される。
【０１８０】
第４ステップでは、Ｎ色の温度補間点についてのＬＥＤ色調の光束部分はスポットライトのメモリに記憶され、および／または、ＬＥＤ色調の光束部分は、標的色度座標（ターゲット色座標）、すなわち標準色値部分ｘ，ｙに依存して表形式で記憶される。
【０１８１】
図２９は、スポットライトとして設計されたＬＥＤ照明装置の色調制御のフローチャートを示している。
【０１８２】
ＬＥＤ照明装置の色調制御においては、ＬＥＤ照明装置の全電力またはＬＥＤ色調の全てのＬＥＤに供給される全電流が、特定の、好ましくは温度依存性のしきい値を超えてはならないので、温度依存性の電力制限が実行される。この理由は、単一または複数の色の明度の低下を補償することを期待して、より多くの電流を供給することにより、温度を上げ、その結果、ＬＥＤ照明装置の明度を低下させることは無意味であるからである。電流供給の増加およびそれにともないＬＥＤ照明装置の全電力が増加すると、温度はさらに上昇して、単一または複数のＬＥＤが過負荷になり、それにより破壊するかまたはハードウェア式の電流制限が作動するまで、発光効率はさらに低下する。
【０１８３】
図２９におけるフローチャートに示すＬＥＤ照明装置の色調制御に関する前提条件は、Ｎ個の温度補間点の校正データおよび／または色度座標の表を、色温度（ＣＣＴ）および／または色度座標（ｘ，ｙ）の関数として、ＬＥＤ照明装置またはＬＥＤ色調の光束部分を備えるＬＥＤモジュールのマイクロプロセッサ内に記憶し、各ＬＥＤ色調の温度特性線Ｙ（Ｔｂ）と明度および各ＬＥＤ色調の色度座標Ｙ，ｘ，ｙとを記憶することである。
【０１８４】
色調制御の第１ステップでは、ＬＥＤ色調のＰＷＭの係数ＰＷＭＡは所望の色度に対して決定され、明度は補間により任意に決定される。第２ステップでは、基板温度Ｔｂが測定され、第３ステップでは、温度依存性のＰＷＭ補正係数がメモリに記憶された特性線から各色調について決定される。
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。
【０１８５】
第４ステップでは、ＬＥＤ照明装置に供給される全電力Ｐｎｅｕまたは個々のＬＥＤ電流Ｉｎｅｕが特定の最大値ＰｍａｘまたはＩｍａｘを超えるか否かを調べる。最大値を超える場合、電流または電力を制限するために遮断係数ｋCutoffが決定され、この係数は全てのＬＥＤ色調に対して有効であり、以下の式により決定される。
ｋCutoff＝Ｐｍａｘ／Ｐｎｅｕ
または
ｋCutoff＝Ｉｍａｘ／Ｉｎｅｕ
【０１８６】
新しい全電力が特定の最大値を超えない場合、遮断係数はｋCutoff＝１に設定される。
【０１８７】
第５ステップでは、新しいＰＷＭ係数のＰＷＭＴは、以下の数により決定され、
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。
【０１８８】
校正において測定される色チャネルの基本明度は、ＬＥＤモジュールの内部明度補正に役立つ。これに加えて、ＬＥＤチップの明度のばらつきおよび電子回路のばらつきが校正される。色依存性の明度補正係数ｋＹは次に、ＬＥＤ照明システムの校正においてこれらの値から決定され、記憶される。各色調を校正する間に決定される明度は、試験室において事前に代表例として決定されている、温度特性線によって使用温度Ｔｎに変換される。
【０１８９】
内部の基本明度Ｙは、スポットライトの校正において接続された全てのＬＥＤモジュールから読み取られ、全てのＬＥＤモジュールについての明度補正係数ｋＹは、最小明度を有するＬＥＤモジュールに関する基本明度から計算され、記憶される。これらは、ＬＥＤモジュールの内部の明度補正に役立つ。外部制御装置から受け取るＰＷＭコマンドには、ＬＥＤモジュール内部で明度補正係数ｋＹが乗算され、これにより全ての接続されたＬＥＤモジュールが同一明度の所望の色調を呈示するようにされる。
【０１９０】
明度補正係数ｋＹは、以下の式のように、各チャネルについてＬＥＤ照明装置を校正する間に計算される、
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。
【０１９１】
温度特性線のパラメータは、各色調の相対明度が使用温度Ｔｎに対して１に正規化され、ＰＷＭ＝１であるように、三次近似関数を適用する際に選択される。これにより、多項式の係数ａは１になる。温度特性線はピーク電流に依存するので、ピーク電流を切り換える場合は、パラメータのそれぞれのセットに戻らなければならない。明度に関連する全ての校正データは、使用温度Ｔｎに正規化される。
【０１９２】
ＬＥＤチップの最高接合部温度は、ＬＥＤ照明装置内に記憶され、かつＬＥＤチップの最高接合部温度のしきい値を下回らなければならない、遮断温度または最高基板温度の値を示す。
【０１９３】
最高基板温度Ｔｍａｘを超える場合、ＬＥＤモジュールの全電力は、基板温度ＴｂがＴｍａｘよりも低くなるか、または等しくなるまで均一に低減されなければならない。電力低減は色調に依存しない電力係数ｋｐによってなされる。
【０１９４】
モジュール内部に適用される調光係数またはＰＷＭ信号の計算は、以下のように実行される。
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）。
【０１９５】
最高基板温度Ｔｍａｘを超える場合、モジュールの全電力は、Ｔｂ＜＝Ｔｍａｘまで均一に低減される。電力低減は色調に依存しない電力係数ｋＰによってなされる。
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。
【０１９６】
Ｔｂ＞Ｔｍａｘの場合、設定電力は以下の式の温度依存係数により低減される。
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）
【０１９７】
代替的方法では、制限温度または遮断温度を超える場合、スポットライトは、作動中に明度の変化が認められない場合は、調光する代わりに遮断される。この場合、Ｔｂ＞Ｔｍａｘであれば、ｋＰは０である。
電力係数ｋＰは最大ｋＰ＝１である。
【０１９８】
ｄ）温度の観点から、理論的に必要なチャネルごとの調光係数またはＰＷＭ信号を決定する。
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。
【０１９９】
ｅ）ＬＥＤモジュールごとにモジュールＹrelの可能な相対明度を決定する。
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。
【０２００】
ｆ）グループ一致のためのデータ。
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。
【０２０１】
各ＬＥＤモジュールは、グループ一致のために、中央電力制御ユニットに可能な相対明度Ｙｒｅｌ，ｍｏｄｕｌｅを送信し、この中央電力制御ユニットは、（温度に関係する）最も暗いＬＥＤモジュールの明度を決定し、この明度をＹｒｅｌ，Ｇｒｏｕｐとして全てのＬＥＤモジュールに送信して、全てのＬＥＤモジュールの明度を最も暗い明度に適合（低減）させることができる。
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。
【０２０２】
ｇ）ＬＥＤモジュールのグループ一致。
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
【０２０３】
ｈ）内部調光係数またはＰＷＭ信号の計算。
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。
【０２０４】
スポットライト内の電力安定化には、原色ごとに計算された相対光束部分を正規化することが必要である。スポットライトが、例えば、ＰＷＭ信号が最大値ＰＷＭｍａｘ＝１に正規化されるように制御されると、最大の可能な明度がそれぞれの場合において達成される。しかし、このことは、一方では調整される色の明度が動作温度全体にわたって一定でなければならず、これは温度−明度特性線を用いて簡単に補償できるため意味がない。しかし、他方では、ＬＥＤスポットライトが最高のしきい値温度（遮断温度）に直ぐに到達して遮断されるように、正規化にともなって生じるＬＥＤ電力がスポットライトの冷却に過大に依存する。受動的冷却の場合は、スポットライトは一般に、過熱状態にならないように、内部調光係数を用いて作動されなければならない。この内部調光係数はＬＥＤ色調の混合比に大きく依存し、かつそれに加えて冷却温度または色度座標に大きく依存する。
【０２０５】
したがって、任意の色調または色調モードについて計算される、相対的な光束の比率は、スポットライトのメモリ内に記憶される、最大ＬＥＤ電力Ｐｍａｘ（Ｗ）に関連する。
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。
【０２０６】
［ＬＥＤモデルにおける温度に関係する色ずれの補償］
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。
【０２０７】
前述の方法に従ってＬＥＤモジュール内に実装されている温度補償は、明度のみを補償するが、また、色混合の相対的な光束部分を温度によらず一定に維持するように作用する。図３０および３１に示したスペクトルは、設定３２００Ｋ（図３０）および５６００Ｋ（図３１）における寒色スペクトルと暖色スペクトルとの差を明らかに示している。このスペクトルは７０℃および２５℃のＮＴＣ温度において測定され、従来の実装された光束部分の一定化方法によって得られる。この結果、温度に関係する色調のシフトはプランク軌跡に沿って正確に発生するのでなく、特に低い色温度では、プランク軌跡から最大５のしきい値単位までのずれが生じる。この事実から、ＣＣＴずれだけではなく色度座標（ｄｘ，ｄｙ）のずれもまた本発明により補償される。
【０２０８】
図３２は色温度に依存するＣＣＴずれ寒色−暖色を示しており、図３３は、２２００Ｋと２４０００Ｋ間の色温度範囲におけるプランク軌跡に沿った目標色度座標（ターゲット色座標）ｘ，ｙに対する目標色度座標ｘに依存する、色度座標ｄｘ，ｄｙ（寒色−暖色）のずれを示し、図３４は色温度ＣＣＴの関数として最適な光束部分の寒色および暖色を示している。
【０２０９】
スポットライトのレベルにおいて、色シフトを補償するには以下の方法が可能である。
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。
【０２１０】
色温度補正のための補償アルゴリズムは実験的または数学的に決定できる。実験的決定の場合は、暖色作動状態（ＴＮＴＣ  ｗａｒｍ）における様々なＣＣＴ補間点についての最適光束部分と、明度−温度特性線とはスポットライトについて決定され、スポットライトは、寒色作動状態（ＴＮＴＣ  ｃｏｌｄ）において、様々な設定色温度に調整される。次に、放射光の色温度が測定され、目標色温度と測定された色温度との差は、目標色温度に依存してグラフ化される。近似関数、例えば多項式はこれらの対の値に対して決定される。
【０２１１】
色温度補正のための補償アルゴリズムの数学的決定の場合は、スポットライトの暖色作動状態（ＴＮＴＣ  ｗａｒｍ）において様々なＣＣＴ補間点についての最適な光束部分が存在することが推定される。次に、それぞれの色調のスペクトルが寒色作動状態（ＴＮＴＣ  ｃｏｌｄ）で測定され、これらの「寒色スペクトル」は暖色作動状態ＴＮＴＣ  ｗａｒｍにおいて決定された光束部分によって様々なＣＣＴ補間点について混合され、冷温度は、この方法で得られる混合スペクトルから計算される。目標色温度と寒色スペクトルから計算される色温度との差は、目標色温度に依存してグラフ化される。近似関数（例えば多項式）はこれらの対の値に対して決定される。
【０２１２】
この方法で得られる近似関数は、目標色温度に依存して寒色光スポットライトに適用される、色温度補正ΔＣＣＴｃｏｌｄを表す。一般に、ＮＴＣ温度は、作動中は、ＴＮＴＣ  ｗａｒｍとＴＮＴＣ  ｃｏｌｄの間にある。目標色温度に依存して決定される色温度補正ΔＣＣＴｃｏｌｄ（ΔＣＣＴｔａｒｇｅｔ）は、実際のＴＮＴＣ値にしたがって線形補間される。
ΔＣＣＴ（ＣＣＴｔａｒｇｅｔ,ＴＮＴＣ）＝
ΔＣＣＴｃｏｌｄ（ＣＣＴｔａｒｇｅｔ）／（ＴＮＴＣ  ｗａｒｍ−ＴＮＴＣ  ｃｏｌｄ）
×（ＴＮＴＣ−ＴＮＴＣ  ｃｏｌｄ）
【０２１３】
ソフトウェアは次に、所望の目標色温度の代わりに、値ΔＣＣＴ（ΔＣＣＴｔａｒｇｅｔ，ＴＮＴＣ）で補正された色温度をスポットライトに提供する。
【０２１４】
色温度補正のこの方法は、様々なＮＴＣ温度において放射光の強い関連性のある色温度を補正することにつながる。しかし、この方法は、補償されるべき色ずれが、主波長の温度状態が変化するために、プランク軌跡に沿って正確に移動することがほとんどないため、付加的に発生するプランク軌跡からの色ずれを補償する機能を有していない。
【０２１５】
代替方法として、最適な光束部分はまた、寒色作動状態についても決定でき、補正関数は暖作動状態におけるスポットライトのスペクトルまたは測定データにより決定できる。
【０２１６】
ｂ）色度座標ΔｘおよびΔｙ＝ｆ（Ｘｔａｒｇｅｔ，ＴＮＴＣ）またはΔｘおよびΔｙ＝ｆ（ＣＣＴｔａｒｇｅｔ，ＴＮＴＣ）の補正のための修正アルゴリズムと、ＮＴＣ温度に対する校正データとを入力する。また、この補償方法は簡単に実行できるが、さらに、色度座標の補正に対して、例えば最大明度に対しても有効に作用する。しかし、この方法は最適な光束部分を提供せず、ＣＲＩ劣化の危険性を有する。加えて、この方法は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。
【０２１７】
この補償方法は、色度座標ｘおよびｙに対して２つの補正関数を要求する。色度座標の補正のための補正関数は、色温度に対する補償アルゴリズムと同様に、実験的または数学的に決定できる。
【０２１８】
目標色度座標に依存的に決定される、色度座標Δｘ，Δｙｃｏｌｄ（ＣＣＴｔａｒｇｅｔ）の補正は、実際のＴＮＴＣ値にしたがって線形補間される。
Δｘ，Δｙ（ＣＣＴｔａｒｇｅｔ，ＴＮＴＣ）＝
Δｘ，Δｙｃｏｌｄ（ＣＣＴｔａｒｇｅｔ）／（ＴＮＴＣ  ｗａｒｍ−ＴＮＴＣ  ｃｏｌｄ）
×（ＴＮＴＣ−ＴＮＴＣｃｏｌｄ）
【０２１９】
ソフトウェアは次に、所望の目標色温度の色度座標の代わりに、値Δｘ（ＣＣＴｔａｒｇｅｔ，ＴＮＴＣ）およびΔｘ（ＣＣＴｔａｒｇｅｔ，ＴＮＴＣ）に対して補正される色度座標をスポットライトに提供する。
【０２２０】
また、ここでは、寒色作動状態についての最適束部分が代替として決定され、補正関数は、暖色作動状態におけるスポットライトのスペクトルまたは測定データにより決定できる。
【０２２１】
色度座標の補正の前述の方法は、様々なＮＴＣ温度における放射光のプランク軌跡に沿った色度座標を補正することにつながる。所望の色温度は、これに伴い、プランク軌跡に沿って正確に調整できる。
【０２２２】
色度座標の補償の場合は、いくつかの色は、記憶された最適光束比率に混合されなければならず、３つのチャネルの場合は、理論的にほぼ無限の組み合わせが存在するので、色の混合は、フィルムにおける最適色再現および混合光特性に関しては不利に作用する可能性がある。この不確実性はｃ）において以下に説明する補償方法を用いて解決される。
【０２２３】
ｃ）最適混合＝ｆ（ＣＣＴ，ＴＮＴＣ）および色度座標＝ｆ（ＴＮＴＣ）を補間し、２つのＮＴＣ温度についての校正データ（最適混合および色度座標）を決定する。
【０２２４】
これらの補償方法は、最良の演色指数（ＣＲＩ）をもたらし、色再現および明度に対して最適化された混合物（混光）についての最も高精度な（ｘ，ｙ）方法を実現し、混合物についての最も高精度な（ｘ，ｙ）方法を実現し、任意の色度座標に対して適用可能である。しかし、これは、ソフトウェア開発（校正、スポットライト、比色分析）についてはより大きい労力を必要とする。
【０２２５】
スポットライト校正の間における時間労力は、わずかに増加する。この補償方法を適用しない場合、スポットライトは暖色状態および通常の作動状態において校正されるだけであり、校正のための時間労力は基本的に、スポットライトを測定装置内に装着すること、供給装置および制御装置にスポットライトを接続すること、ならびに校正温度ＴＮＴＣ  ｗａｒｍになるまで校正ソフトウェアおよび加熱期間を開始することから成る。スペクトルの実際の検出は数秒間でなされる。補償方法ｃ）の間において、「寒色スペクトル」は、加熱段階の開始に先立ってともに検出されるだけであり、したがってソフトウェアにより処理され、これは数秒内に実行でき、ユーザの追加作業を要求しない。
【０２２６】
この方法は以下のモードに対して適用できる。
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
【０２２７】
これらの最適光束部分は、寒色状態および暖色状態の両方において、所望の色温度の色度座標に正確に一致する、演色の最適化混合光をもたらす。
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）
【０２２８】
２つのＣＣＴ補間点間にある色温度が調整される場合、両方のＣＣＴ補間点の混合が、前述したように、実際のＮＴＣ温度に対して計算され、次に、２つのＣＣＴ補間点を補間して、所望の目標色温度が得られるようにされる。
【０２２９】
ｂ．可能な最高の発光効率または明度、すなわち最適化明度において、任意の色度座標または有効色を設定する。
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。
【０２３０】
明度−温度特性線を適用する間、三刺激値Ｙは一定に留まると見なすことができる。したがって、ＮＴＣ温度に依存する値ｘ，ｙを記憶するだけで十分である。
【０２３１】
この目的で、ＬＥＤ原色の標準的な色値の部分は、校正の間において「寒色スペクトル」および「暖色スペクトル」から計算され、このスポットライトまたは制御装置のメモリ内に明度値Ｙとともに記憶される。
【０２３２】
最大明度を用いて任意の色を調整するために混合の計算に必要とされる原色の色度値は、実際のＮＴＣ温度に依存する線形補間により計算できる。
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
【０２３３】
図３５は、方法ｃ）に従うスペクトルのシフト補正を実行された状態での、設定ＣＣＴ＝３２００ＫについてのＮＴＣ温度に依存する５チャンネルＬＥＤモジュールの測定された色温度のグラフを示す。図３６は、温度補償の動作のみを備えた、スペクトルのシフトを補正しない挙動と比較して、方法ｃ）に従ってスペクトルのシフトの補正が実行された状態での、設定ＣＣＴ＝５６００ＫについてのＮＴＣ温度に依存するＬＥＤモジュールの測定された色温度のグラフを示している。
【０２３４】
前述のように、各ＬＥＤ原色について、特性線Ｙｒｅｌ＝ｆ（ＴＮＴＣ，ＰＷＭｉ）が実行される。
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
【０２３５】
マイクロコントローラは、実際のＮＴＣ温度に依存するスポットライト作動中に、各色調について、温度補正係数ｋＴ＝１／Ｙ（Ｔ＿ＮＴＣ）を計算する。所望の色調の各調整のために計算されたＰＷＭ信号には、各色調について計算された補正係数ｋＴが乗算される。これにより、色の明度は動作温度全体にわたり一定に維持される。
【０２３６】
これにより、以下の結果が得られる。
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。
【０２３７】
同一色調のＬＥＤ色調のＬＥＤ電力は、ＮＴＣ温度で測定された値とＬＥＤの接合部との間の温度差が順電圧に依存するため、順電圧のばらつきによって同一電流における同一調光係数（ＰＷＭ）においても変動するので、補正が実行される。この補正では、電力依存の温度補正が、個々のＬＥＤ順電圧ＵＦに依存する各ＬＥＤモジュールについて個々に計算される。
【０２３８】
ＮＴＣ温度と接合部温度との温度差が供給される電力に正比例することが、熱抵抗Ｒth＝ｄＴ／ｄＰについての一般に知られた公式から得られる。この結果、ＬＥＤ電力は順電圧に正比例し、Ｐ＝ＵＦ×Ｉになる。
【０２３９】
これから、ＮＴＣ温度と接合部温度との温度差ｄＴは、ＬＥＤの順電圧に正比例し、ｄＴ〜ＵＦが得られる。
【０２４０】
典型的なＬＥＤモジュールについて実験的に決定された電力パラメータＥは、このように、ＬＥＤの順電圧ＵＦに正比例する。個々のＬＥＤの順電圧が特性線が決定されたＬＥＤから外れる場合は、式９は以下のように拡張することができる。
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。
【０２４１】
個々の順電圧ＵＦはさらに、温度にわずかに依存する。個々の順電圧ＵＦは、
・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。
【０２４２】
調光係数（ＰＷＭ）および順電圧に依存する温度特性線を決定するために、図３７によるフローチャートで概略的に示した以下の方法ステップが提供される。この場合、評価されるグラフは全て、使用温度ＴＮＴＣ＝ＴｎにおいてＹ＝１に正規化されなければならない。
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
【０２４３】
９．全体電力パラメータＥ１を決定する。
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。
【０２４４】
黄色〜オレンジ色〜赤色の色調について明度−温度特性線に注目すると、黄色の曲線（約５９０ｎｍ）が最も急勾配を示し、オレンジ色から赤色の曲線（約６２０ｎｍ）は次第に平坦になる。黄色（主波長５９２ｎｍ）と赤色（主波長６２０ｎｍ）を備えるＬＥＤモジュールで測定したＹ（２０℃）／Ｙ（７４℃）間の明度修正は、赤色ＬＥＤでは１．８０、または黄色ＬＥＤでは３．１９の係数を有する。両者間の主波長の差は、わずかに２８ｎｍである。このことから、数ナノメートルの主波長の典型的な差が、実際の明度温度特性線に大きな影響を与えることが明らかである。
【０２４５】
この事実によって、特にＡｌＩｎＧａＰチップ（琥珀色、赤色）についての主波長に依存して記憶された温度係数の補正または適合が、本発明に従って実行される。この場合、特性線は、各ＬＥＤモジュールについて個々の主波長にそれぞれ適合される。
【０２４６】
この影響に対する明度−温度特性線の補正は、以下の原理に基づいて達成できる。
・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。
【０２４７】
多項式パラメータを特定の主波長を有するＬＥＤへ変換することは、様々な主波長を有する２つのＬＥＤの２つの既知曲線の多項式パラメータを新しい主波長に線形補間することによって、達成できる。最初の曲線の主波長と、この主波長に変換されるべき主波長とが近いほど、最も正確な結果が得られる。それによって、ＡｌＩｎＧａＰやＩｎＧａＮなどの様々なＬＥＤ技術の所定の曲線の間を補間する必要がなくなる。
【０２４８】
例えば、主波長がｌ＿ｄｏｍ＿ｙｅｌｌｏｗ１の黄色ＬＥＤについて、多項式パラメータＡ〜Ｄと共に３次多項式の曲線を必要とする場合、主波長が異なるｌ＿ｄｏｍ＿ｙｅｌｌｏｗ２の同様のＬＥＤについては、多項式パラメータＡ〜Ｄのほかに、さらに曲線を必要とする（やや高い不確実性を伴うが、オレンジ色または赤色も同様）。次に、主波長がｌ＿ｄｏｍ＿ｙｅｌｌｏｗ３の黄色ＬＥＤについての多項式パラメータＡ〜Ｄが、波長の差に依存してｌ＿ｄｏｍ＿ｙｅｌｌｏｗ１またはｌ＿ｄｏｍ＿ｙｅｌｌｏｗ２の曲線について、多項式パラメータを線形補間することによって得られる。
【０２４９】
一般的な手順が、黄色ＬＥＤおよび赤色ＬＥＤについての最初の曲線、ならびに、２つの理論上の黄色ＬＥＤについて最初の曲線から導き出される曲線によって、図３８に示されている。２つの理論上の黄色ＬＥＤの主波長は、最初の黄色曲線から＋／−３ｎｍずれている。
【０２５０】
この方法の利点は、スポットライトの作動中、各ＬＥＤモジュールの明度を、そのモジュールの個々の有効な温度―明度特性線に従って一定に保つことができることであり、このとき、温度−明度特性線を、温度に対する明度を長時間測定して個々に決定する必要がないことである。その代わりに、個々の温度−明度特性線を決定するには、「典型的な」ＬＥＤモジュールについてのこの曲線を知り、寒色状態において個々のＬＥＤモジュールのスペクトルをさらに検出するだけで十分であり、これは極端に少ない時間労力で可能であり、いずれにしても、一般には校正の間に実行できるであろう。
【０２５１】
もちろん、この方法は、全てのＬＥＤ色調に適用可能である。しかし、最も大きな効果は、ＡｌＩｎＧａＰの色調が黄色〜オレンジ色〜赤色において生じるであろう。
【０２５２】
［発光効率の安定化］
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。
【０２５３】
第１に、一方では、パルス幅変調に依存する明度−温度特性線が色安定化および明度安定化に適用され、暖色作動状態について計算された様々なＮＴＣ温度に対する色混合物（色混光）の光束部分が一定に保たれている。
【０２５４】
他方では、暖色作動状態に達したときに、各色混合物に対する最大ＬＥＤ電力を一定に保つために、「電力正規化」が導入される。これにともない、スイッチオフ状態の温度に早期に到達することや、またはスイッチオフ状態の温度を超えることが避けられる。個々の「内部」電力調光係数が計算され、電力正規化（例えば、各モジュールにつき５ＷのＬＥＤ電力）を用いて調整された色混合物に適用される。これに伴って、各色混合物は、通常の周囲条件において、遮断温度に到達またはそれを超えずに、最適明度または最適な内部調光係数に調整できる。それによって、電力正規化は、暖色作動状態に対して選択的に達成される。この理由は、ここでは、スポットライトの明度を温度に対して一定に保つためには、ＬＥＤの負の明度−温度特性ゆえに、より大きなＬＥＤ電流またはより大きなＬＥＤ電力が加えられなければならないからである。スイッチオフ状態の温度を下回る温度では、スポットライトは、より小さい電力で自動的に作動する。Ｐmaxよりも大きな電力を常に調整する必要なく明度を一定に保つために、この最大電力は、スイッチオフ状態の温度においてだけ達成されなければならない。
【０２５５】
選択された各色度座標は、それぞれの場合において、可能な最大明度が作動温度によらずに一定である状態に、前述の両方の方法によって設定できる。選択された色度座標それぞれにつき測定された明度変化は、寒色と暖色の間で１％未満変化した。
【０２５６】
調整された色度座標が、使用されたＬＥＤ原色のスペクトルシフトに起因して作動温度に伴って変化したことは不都合である。色度座標の変化度合いは、色度座標および各色調混合物に依存し、寒色と暖色の間で３００Ｋの大きさとなり、温度依存性のスペクトルシフトの効果が、特に、黄色から赤色の色調範囲におけるＡｌＩｎＧａＰのＬＥＤに顕著であるため、温度が上昇するに伴って色温度は低下した。主波長に依存する変化は、黄色、オレンジ色および赤色のＡｌＩｎＧａＰのＬＥＤについては約０．１ｎｍ／Ｋとなる。暖色状態から寒色状態に関する校正データと、温度依存性の線形補間とを実質的に複製することによる、温度依存性のスペクトルシフトの前述の補償によって、対策が実行された。このアルゴリズムは、作動温度に対する色度座標の安定度を大きく改善できる可能性がある。
【０２５７】
しかし、電力の正規化と明度−温度特性線の適用にもかかわらず、スペクトルシフトを補償することによって、調整された色調の一部に、寒色作動状態と暖色作動状態との間で最大で１０％をはるかに超える、大きな光束変化が発生した。明度変化の程度および方向は、選択された色度座標または色混合物に依存し、したがって、さらなる複雑な対応策なしに決定または補償することができない可能性がある。
【０２５８】
一定の色度座標におけるこれらの明度変化の理由は、光束部分が温度依存性を有すること、または、単色ＬＥＤ原色の重要度合いの変化に起因して、それぞれの混合物の発光効率が、作動温度に伴って変化するからである。この効果は、ＬＥＤの明度−温度挙動とは完全に無関係である。これまでに用いた一定のＬＥＤの全電力に対して、温度に伴い変化するこれらの混合物の正規化によって、ＬＥＤ混合物の発光効率の変化に起因して、必然的に明度は変化した。
【０２５９】
この問題は、以下のように、発光効率により明度の安定化を強化することによって解決される。
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。
【０２６０】
［発光効率のセット一致］
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。
【０２６１】
ＬＥＤチップの選択が最適である場合であっても、使用されるＬＥＤ原色の色度座標と発光効率の両方が、スポットライトごとに異なることもある。この理由は、寒色および暖色作動状態に最適な光束部分は、色再現性が最適化された色温度を調整するために、それぞれのＣＣＴ補間点について各スポットライトに対して決定および記憶されるからである。これらの最適光束部分および対応する発光効率は、ＬＥＤのばらつきゆえに、スポットライトごとに異なる可能性がある。したがって、所望の色度座標を安全に調整するために、それぞれのスポットライトは、個々のＬＥＤ混合物を必要とする。
【０２６２】
ここで、複数のスポットライトからなるセットがともに、特定の色温度に調整され、各スポットライトの色混合物が、同じ最大総電力Ｐｍａｘ，ｗａｒｍに関係している場合は、単色スポットライトの発光効率が、同じ色温度において、互いに３０％を超えてずれるであろう。同様に、スポットライトの明度は、それに応じて変化するであろう（同じ色温度調整およびＬＥＤ電力において）。スポットライトのセットを同じ明度で同じ色調に調整することは不可能である。
【０２６３】
制御装置に接続された全てのスポットライトが同じ明度を有することを保証するには、例えば制御装置による、明度一致機能が必要であり、それによって、それぞれより明るいスポットライトが、各色調についてセット内で最も低い明度に調整（すなわち、低減）される。
【０２６４】
この問題は、以下の「発光効率セット一致」によって解決される。
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。
【０２６５】
これに伴って、セットの全てのスポットライトが、温度に対して変化しない同じ明度で、色再現性が最適化された白色モードで照射する。同様に、前述したスペクトルシフトの補償がなされたことにより、色度座標は作動温度全体にわたり一定に維持される。
【０２６６】
この方法は２つの選択肢を確立している。
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。
【０２６７】
したがって、セット発光効率ηＳｅｔ（ＣＣＴ，ＴＮＴＣ  ｗａｒｍ）の最小値のみが、全てのＣＣＴに対して決定され、ηＳｅｔｍｉｎ（ＴＮＴＣ  ｗａｒｍ）と実際のセット発光効率補正係数ｋηＳｅｔ（ＣＣＴ，ＴＮＴＣ）＝ηＳｅｔmin／η（ＣＣＴ，ＴＮＴＣ）が適用される。この方法においては、セット内の全てのスポットライトが、同一の明度で任意の色温度を生成することができる。
【０２６８】
この方法を実行するには以下のデータが必要である。
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
【０２６９】
以下の式は、色混合物の発光効率ηを計算するのに役立つ。
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）
【０２７０】
セット一致は、例えば、校正の間に実行できる。製造シリーズの全てのスポットライトをセットと見なすこともできる。このことから、さらに、製造シリーズの全てのセットが、同じ明度を有する所望のＣＣＴを備えるであろう。
【０２７１】
セット一致は、個々のセットの混成品である場合は、制御装置によって実行できる。したがって、対応するスポットライト校正データを読み込み、最小のセット発光効率を決定し、これらを校正データ内のセット校正データとして記憶する。
【０２７２】
セット一致は以下のようになされる。
・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。
【０２７３】
調光の間において、色度座標および色忠実度を改善するために、色調ごとの調光特性線について近似関数を決定し、色調ごとに調光係数ａおよびｘをスポットライトに記憶させ、特性線に従ってＰＷＭ制御信号を補正することによって、完全には線形でない調光特性線が色チャネルごとに記録される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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