(57)【要約】  本発明は、第１のカラーの光信号を生成するように構成されている第１の光源（４１，５１，６１）と、第２のカラーの光信号を生成するように構成されている少なくとも１つの第２の光源（４１，５１，６１）とを備え、該光源（４１，５１，６１）は個別カラーの予め定めたカラーシーケンスを生成するようにドライブ制御可能であり、かつ更に該光源（４１，５１，６１）は共通の制御ユニット（７）によって作動可能でありかつ該制御ユニット（７）によって予め定めたカラーシーケンスの生成のために必要である順序においてドライブ制御可能である照明システムに関する。本発明は照明システムを作動するための方法にも関する。
2009537939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のカラーの光信号を生成するように形成されている第１の光源（４１，５１，６１）と、第２のカラーの光信号を生成するように形成されている少なくとも１つの第２の光源（４１，５１，６１）とを備え、該光源（４１，５１，６１）は個別カラーの予め定めたカラーシーケンスを生成するようにドライブ制御可能であり、
かつ更に該光源（４１，５１，６１）は共通の制御ユニット（７）によって作動可能でありかつ該制御ユニット（７）によって予め定めたカラーシーケンスの生成のために必要である順序においてドライブ制御可能であり、
かつ更に該光源（４１，５１，６１）は並列に接続されておりかつ第１の回路ノード（２）を介してエネルギーを供給するためにエネルギー供給ユニット、例えば電流源（１）に電気的に接続されているという
照明システムにおいて、
調整器ユニット（８）が前記エネルギー供給ユニット（１）を調整するように構成されており、該調整器ユニットは前記制御ユニット（７）と信号線路（７５）を介して接続されており、
前記制御ユニット（７）は、該制御ユニットが前記調整器ユニット（８）を介して前記エネルギー供給ユニット（１）の目標送出エネルギーを前記カラーシーケンス内の個別カラーに依存して予め定めるように構成されている
ことを特徴とする照明システム。
【請求項２】
前記制御ユニット（７）は、前記エネルギー供給ユニット（１）のスイッチング周波数を前記調整器ユニット（８）に対して予め定めるように構成されている
請求項１記載の照明システム。
【請求項３】
Ｎ個の光源（４１，５１，６１）を有しており、ここで
少なくともＮ−１個の光源（４１，５１，６１）はそれぞれ信号路（４，５，６）においてスイッチ（４２，５２，６２）と直列に接続されており、該スイッチ（４２，５２，６２）は前記制御ユニット（７）を用いてドライブ制御可能である
請求項１または２記載の照明システム。
【請求項４】
前記スイッチ（４２，５２，６２）は第２の回路ノード（３）に接続されておりかつ前記第１の回路ノードおよび該第２の回路ノード（２，３）との間にフィルタコンデンサが介挿されている
請求項３記載の照明システム。
【請求項５】
最大電流Ｉｍａｘは、前記すべてのスイッチ（４２，５２，６２）が閉成されておりかつ当該照明システムが該照明システムに対して特定されている最大の光強度を生成するときに前記エネルギー供給ユニット（１）が送出する電流によって定められており、
マイクロファラッドにおいて測定される前記フィルタコンデンサの容量値はアンペアにおいて測定される前記最大電流の値より小さい
請求項４記載の照明システム。
【請求項６】
前記エネルギー供給ユニット（１）はステップダウンコンバータまたは出力側にフィルタコンデンサを有していないバックコンバータである
請求項１から３までのいずれか１項記載の照明システム。
【請求項７】
前記光源（４１，５１，６１）と配属されているスイッチ（４２，５２，６２）との間のすべての接続ノードはコンデンサから成る対称的または非対称的なネットワークを介して接続されている
請求項３から６までのいずれか１項記載の照明システム。
【請求項８】
前記エネルギー供給ユニット（１）はステップダウンコンバータまたはバックコンバータであり、
前記エネルギー供給ユニット（１）はそれぞれの光源（４１，５１，６１）に対してそれぞれチョーク（４１４，５１４，６１４）を有しており、
それぞれの光源（４１，５１，６１）はそれぞれ１つの出力ノード（４０２，５０２，６０２）を介してそれぞれのチョーク（４１４，５１４，６１４）に接続されており、
前記エネルギー供給ユニット（１）は入力端子（１１）を有しており、該入力端子に電圧源が基準電位に関して電圧供給可能であり、
前記出力ノード（４０２，５０２，６０２）と前記入力端子（１１）との間にそれぞれフリーホイールダイオード（４１２，５１２，６１２）が介挿されている
請求項３から７までのいずれか１項記載の照明システム。
【請求項９】
２つまたはそれ以上の数の光源（４１，５１，６１）の同時の作動の際に、任意に選択可能な有効電流が同時に作動される光源（４１，５１，６１）において、前記制御ユニット（７）が前記スイッチ（４２，５２，６２）をそれぞれ１つのＰＷＭ信号によってドライブ制御可能であるように制御ユニット（７）が構成されていることで、調整設定可能である
請求項８記載の照明システム。
【請求項１０】
少なくとも１つの光源は発光ダイオード（４１，５１，６１）として構成されている
請求項１から９までのいずれか１項記載の照明システム。
【請求項１１】
当該照明システムは画像投写システムとして構成されている
請求項１から１０までのいずれか１項記載の照明システム。
【請求項１２】
第１のカラーの光信号を生成するように形成されている第１の光源（４１，５１，６１）と、第２のカラーの光信号を生成するように形成されている少なくとも１つの第２の光源（４１，５１，６１）とを備え、該光源（４１，５１，６１）は個別カラーの予め定めたカラーシーケンスを生成するようにドライブ制御可能である照明システムの作動方法において、当該方法は次のステップを有している：
前記光源（４１，５１，６１）は共通の制御ユニット（７）によって予め定めたカラーシーケンスの生成のために必要である順序においてドライブ制御可能され、
前記光源（４１，５１，６１）は調整器ユニット（８）によって調整される１つの共通のエネルギー供給ユニット（１）によって給電され、
前記調整器ユニット（８）での前記エネルギー供給ユニット（１）の目標送出エネルギーは、前記カラーシーケンス内の個別カラーに依存して信号線路（７５）を介して前記制御ユニット（７）により予め定められる
照明システムの作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１のカラーの光信号を生成するように形成されている第１の光源と、第２のカラーの光信号を生成するように形成されている少なくとも１つの第２の光源とを備え、該光源は予め定めたカラーシーケンスを生成するようにドライブ制御可能である照明システムに関する。
【０００２】
従来の技術
画像投写システムのような照明システムでは、画像シーケンスの生成のためにＤＬＰ（Digital Light Processing）システムが使用されることが公知である。しかしこのＤＬＰチップはグレースケール画像しか生成することができない。カラー表示を実現できるようにするために、画像投写システムの使用される光源は種々異なったカラーを高速に順次生成することが必要である。光源がＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプとして実現されておりかつ白色を生成するために所謂カラーホイールを使用することが必要である。このカラーホイールは、カラーホイールの回転により所望のカラーシーケンスを生成する複数の透明なカラーフィルタから成っている。その際カラーシーケンスとは、投写面に表示されるカラー再生または連続するカラーの時間的および／または場所的な変化と考えることができる。例えばこのカラーシーケンスは画像投写システムにおいてディスプレイ、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）またはＤＬＰ指示部において行うことができる。しかしこの形式のカラーシーケンスの指示は別の投写面または別の指示部においても行うことができる。
【０００３】
この形式のカラーシーケンスをそれぞれ個々のカラーの光信号を生成するように実現されている発光ダイオードによっても行うことができるようにするために、これら発光ダイオードは順次スイッチオンおよびスイッチオフされる。このためにそれぞれの発光ダイオードは独自の別個の制御ユニットを介して作動される。公知の手法および形態は比較的煩雑に構想されておりかつどんな場合にも所望のカラーシーケンスを申し分なく表示できるとは限らない。
【０００４】
発明の開示
それ故に本発明の課題は、カラーシーケンスの表示を改善することができるようにした照明システム並びに照明システムを作動するための方法を提供することである。
【０００５】
この課題は、請求項１に記載の特徴を有する照明システム、並びに請求項１５に記載の特徴を有する方法によって解決される。
【０００６】
本発明の照明システムは、第１のカラーの光信号を生成するように形成されている第１の光源と、第２のカラーの光信号を生成するように形成されている少なくとも１つの第２の光源とを有している。光源は予め定めたカラーシーケンスを生成するようにドライブ制御可能である。本発明の基本思想は、照明システムの光源、殊にすべての光源が共通の唯一の制御ユニットにより制御可能でありかつこの１つの制御ユニットにより予め定めたカラーシーケンスの生成に対して必要である形式および仕方において、殊に必要な順序においてドライブ制御であるという点である。これにより、低減されたコストで所望のカラーシーケンスの生成を考慮して複数の光源の最適なドライブ制御を可能にする照明システムを提供することができる。これにより照明システムは一層コンパクトにかつコスト面で有利に実現することができる。すべての光源は共通の制御ユニットによって個別にドライブ制御可能であることで、時間的な経過において生成される光強度の精度も、ひいては画質も改善しかつ複合的なカラーシーケンスを精確に生成することができる。
【０００７】
有利には光源は並列に接続されておりかつ第１の回路ノードを介してエネルギーを供給するためにエネルギー供給ユニット、例えば電流源に電気的に接続されている。有利には電流源は、優位な直流成分を有する少なくとも１つの電流を用意するためまたは直流電流を用意するように形成されている。
【０００８】
有利には照明システムは、制御ユニットに接続されている、エネルギー供給ユニットを調整するための調整器ユニットも有している。制御ユニットは有利には、エネルギー供給ユニット、殊に電流源の目標送出エネルギー、並びにエネルギー供給ユニットのスイッチオンおよびスイッチオフのためのスイッチング周波数を予め定めるように構成されており、その際これら２つのプリセットパラメータは調整器ユニットに伝送可能である。エネルギー供給ユニットが電流源として構成されているのであれば、これは有利にはステップダウンコンバータまたは出力側にフィルタコンデンサを有していないバックコンバータとして構想されている。これにより、カラーシーケンス内の個別カラーから次の個別カラーへの高速の変化が可能である。
【０００９】
エネルギー供給ユニットの出力側における高周波電圧変動が減衰されるように、エネルギー供給ユニットの出力側に並列にフィィルタコンデンサを介挿することができる。この措置により、無線障害が抑圧される。しかしフィルタコンデンサは、エネルギー供給ユニットが供給する電流の高速の切換を妨げる。しかし照明システムを上述した画像投写システムに使用した場合、しばしばコントラストに富んだカラーシーケンスが要求されている。実験の結果、フィルタコンデンサの回路定数を定めるために次のルールが成り立つことが分かっている：
まず、最大電流Ｉｍａｘは、照明システムが照明システムに対して特定されている最大光強度を生成するときにエネルギー供給ユニットが送出する電流によって定められる。この最大電流によりフィルタコンデンサに対する上側の限界値が定まってくる。マイクロファラッドにおいて測定されるフィルタコンデンサの容量値はアンペアにおいて測定される最大電流の値より小さくなければならない。
【００１０】
照明システムの光源は有利にはそれぞれ相互に並列に接続されている信号路に介挿されており、その際少なくとも１つの光源は相応の信号路にスイッチに直列に接続されており、かつスイッチは制御ユニットを用いて開放または閉成のためにドライブ制御可能である。照明システムの光源の数がＮ個である場合、Ｎ−１個の光源がそれぞれ、相応の信号路において対応配属されているスイッチに直列に接続されている。光源の１つだけがスイッチに対する直列回路を有していない。この形式の形態においてスイッチに直列接続されていない光源は、照明システムの別の光源と比較して最大の順電圧を有している。従ってＮ−１個の光源だけがそれぞれスイッチに直列に接続されている形態では、スイッチに対する直列接続を有していない光源は最高の特性動作電圧を有する光源である。この形式の形態により、構成部分を節約した仕方において光源の確実な作動を可能にすることができかつただ単に、１つの制御ユニットおよび１つの簡単に構想されたスイッチ、殊に半導体スイッチが必要なだけであり、これにより全体のシステムは一層コスト面で有利にかつスペース面で最適化されて形成することができる。
【００１１】
有利にはスイッチの位置に依存して個別の光源の作動状態を予め定めることができる。
【００１２】
有利にはこれらスイッチは第２の回路ノードに接続されている。従って負荷となる複数の光源を有している照明システムないし回路装置はすべて、エネルギー供給、殊に電流供給を用意することができる１つの第１の共通の回路ノードに接続されており、この場合もこれに直列に接続されているスイッチは第２の回路ノードに接続されており、これによりエネルギー、殊に電流の、エネルギー供給ユニット、殊に電流源への帰還経路を用意することができる。殊に電流源を介するエネルギー供給の場合、電流弁と表すことができる個別スイッチは制御ユニットを介して、それぞれ個々の電流弁もしくはそれぞれ個々のスイッチが該スイッチに配属されている負荷を介してもしくは該スイッチに配属されている光源を介してこのエネルギー供給ユニットもしくは電流源に直列に接続されているにも拘わらず、確実でかつエラーのないスイッチングが可能になるように開放および閉成することができる。
【００１３】
有利には２つの回路ノードの間に、制御可能なスイッチに対する少なくとも１つのコンデンサもしくは負荷軽減コンデンサが介挿されている。それぞれのスイッチにこの形式のコンデンサが並列に接続されているように設定することも可能である。有利には、光源と配属されているスイッチとの間のすべての接続ノードがこの形式のコンデンサから成る対称または非対称のネットワークを介して接続されているように設定することができる。
【００１４】
有利には、比較的短い転流時間間隔を除けば、いつも常時上述した電流弁の少なくとも１つもしくはスイッチの１つが導通切り換えされており、従って閉成されている。
【００１５】
有利には、エネルギー供給ユニット、殊に電流源の低減された出力電流によって、この転流時間の期間に、ブロックモードにおいてスイッチングされるスイッチを介する電圧はその臨界しきい値以下である。有利には出力電流は調整器ユニットによって調整設定可能であり、その際調整器ユニットは有利にも（ディスターバンス・バリアブル）フィードフォワードコントロールを実施することができる。
【００１６】
共通のエネルギー供給ユニットに対する所要電力は、生成されるべきカラーシーケンスに依存して状況に応じて変化する可能性がある、光源の個々の作動状態の間で変わるものである。
【００１７】
複数のエネルギー供給ユニットが同時に作動する際に、調整器ユニットがエネルギー供給ユニット、殊に電流源を出力調整して、光源の合計が必要とする電力がちょうど送出されるように設定することができる。調整器ユニットが短い転流時間間隔の期間に後続の作動状態において期待される電力要求に、有利には、これにより全体の系のビルドアップ時間が短縮されるように予防的に調整設定されるように設定することができる。調整器ユニットが転流時間間隔後直接、ダイナミックな目標値調整設定によりシステムのビルドアップ振幅を低減するように調整器ユニットが構成されているように設定してもよい。
【００１８】
有利には少なくとも１つの光源は発光ダイオードとして実現されている。有利には、照明システムのすべての光源が発光ダイオードとして実現されており、その際発光ダイオードのそれぞれは、個々のカラーの光信号を生成するように実現されている。少なくとも２つのこの形式の発光ダイオードが信号路において直列に接続されており、かつ２つが光カラーの光信号を生成するように実現されているように設定されている。これにより、発光ダイオードチェーンを実現することができ、その際それぞれのチェーンはそれ自体で単色である。
【００１９】
発光ダイオードの放射強度が調整器ユニットに対する入力量であるように設定することもできる。
【００２０】
有利には照明システムは画像投写システムとして構成されており、その際光源は、該照明システムが画像指示装置、殊にディスプレイを照明するように配置されている。
【００２１】
異なったカラーの光信号を生成するように実現されている第１の光源および少なくとも１つの第２の光源を備えた照明システムを作動するための本発明の方法では、これら光源は予め定めたカラーシーケンスを生成するように相応にドライブ制御される。基本的な思想は、光源が共通の制御ユニットによって作動されかつこの制御ユニットによって予め定めたカラーシーケンスの生成のために必要である順に、殊に必要な順序でドライブ制御される点にある。本発明の方法により、非常に複合的なカラーシーケンスでも手間のかからない、にも拘わらず正確な生成が可能になる。
【００２２】
本発明の照明システムの有利な実施形態は本発明の方法の有利な形態としても可能である。
【００２３】
図面の簡単な説明
次に本発明の２つの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１および図２は画像投写システムの回路装置を示している。
【００２４】
本発明の有利な実施形態
図１の略図において、画像投写システムＩとして構成されている、照明システムの回路装置が図示されている。画像投写システムＩはエネルギー供給ユニットとして光源１を有している。光源は電圧源１１並びにダイオード１２、分路１３およびインダクタンス１４を有している。更に、電流源１はスイッチ１５を有している。画像投写システムＩの図示の回路装置は第１の回路ノード２および第２の回路ノード３を有している。更に、画像投写システムＩは、複数の光源を介してカラーシーケンスの表示のために照明可能である画像指示装置（図示なし）を有している。
【００２５】
このために照明システムもしくは画像投写システムＩは実施例において複数の並列接続されている光源４１，５１，６１を有している。負荷として実現されている光源４１，５１，６１は実施例において発光ダイオードとして実現されており、その際光源４１は緑色の光カラーを生成するように、第２の光源５１は赤色の光カラーを生成するように実現されておりかつ第３の光源６１は青色の光カラーを生成するように実現されている。
【００２６】
図１の図示の構成から分かるように、第１の光源４１は信号路４に介挿されている。この信号路には光源４１に直列にスイッチ４２が介挿されている。相応に、第２の光源５１が並列な信号路５に介挿されており、その際第２の光源５１は第２のスイッチ５２に直列に接続されている。このことと類似して、第３の信号路６には第３の光源６１がスイッチ６２と直列に介挿されている。これら３つの信号路４，５および６は相互に並列に接続されており、その際光源４１，５２，６１は電流源１によるエネルギー供給のために第１の回路ノード２に接続されている。
【００２７】
３つのスイッチ４２，５２および６２は電流源１に電流を戻すために第２の回路ノード３に接続されている。
【００２８】
更に図示の回路装置もしくは画像投写システムＩは制御ユニット７を有している。制御ユニットはすべての３つのスイッチ４２，５２および６２を制御するように、従って光源４１，５１および６１の作動状態を制御するようにも構成されている。その際スイッチ４２，５２および６２は制御ユニット７により、状況に依存して予め定めたカラーシーケンスを生成するために必要である光源４１，５１および６１が作動されるように開放および閉成される。このために共通の制御ユニット７は別個の信号接続路７１，７２および７３を介してそれぞれのスイッチ４２，５２および６２に接続されている。
【００２９】
図１に更に示されているように、マイクロプロセッサもしくは制御ユニット７を画像投写システムＩの別の構成要素と同期するためのインタフェースを表している別の信号接続路７４が設けられている。
【００３０】
電流源１による状況に依存して必要なエネルギの用意を考慮して、画像投写システムＩは図示の回路装置において調整器ユニット８も有している。調整器ユニットは制御ユニット７と電気的に接続されており、その際このために信号接続路７５を介して予め定めた目標値並びに予め定めたスイッチング周波数を制御ユニット７から調整器ユニット８へ伝送することができる。これらの予め定めたパラメータに依存して調整器ユニット８は信号接続路８２を介して電流源１を相応に調整することができる。更に信号接続路８１を介して電流測定を行うことができる。測定された電流は調整器ユニット８に対する情報として用意することができる。それからこれらのプリセットされた値および情報に依存して、状況に依存して電流源１によるエネルギーの用意を調整器ユニット８を用いて調整しかつ個々に必要なエネルギー送出、殊に個々のおよび状況に依存した、光源４１，５１および６１の電流供給を保証することができる。
【００３１】
その場合瞬時的に必要な光強度および光組成に依存して、光源４１，５１および６１の少なくとも１つを、相応のスイッチ４２，５２および６２を共通の制御ユニット７を介して開放または閉成することにより作動させることができる。これにより手間のかからないかつ部品を低減した仕方で、画像投写システムＩを用いて種々様々なカラーシーケンスの表示を可能にすることができる。このために必要な、作動されるべき光源４１，５１および６１の順序は唯一の作動装置によりもしくは唯一の制御ユニット７により実施することができる。
【００３２】
図２には、２つまたはそれ以上の数の光源４１，５１，６１の同時作動を任意に選択可能な有効電流によって可能にした、照明システムの回路装置が図示されている。図１の回路装置はこの可能性を提供しない。
【００３３】
さて図１とは異なってそれぞれの光源４１，５１，６１に対するエネルギー供給ユニット１はそれぞれチョーク４１４，５１４，６１４を有している。それぞれの光源４１，５１，６１はそれぞれ独自の出力ノード４０２，５０２，６０２を介してそれぞれのチョーク４１４，５１４，６１４に接続されている。図１の場合と同様に、エネルギー供給ユニット１は、基準電位に関して電圧源が接続さている入力端子１１を有している。出力ノード４０２，５０２，６０２と入力端子１１との間にそれぞれ、フリーホイールダイオード４１２，５１２，６１２が介挿されている。
【００３４】
そこで制御ユニット７により、スイッチ４２，５２および６２をそれぞれＰＷＭ信号によりドライブ制御することができる。それぞれのＰＷＭ信号のキーイング比に相応して、それぞれの光源４１，５１，６１の有効電流を調整設定することができる。調整器ユニット８はスイッチ１５を介して可能な最大電流を調整設定する。
【００３５】
有利には、スイッチ４２，５２および６２のスイッチング過程はスイッチ１５のスイッチングと同期しているようにすることができる。スイッチ４２，５２および６２が、スイッチ１５も開放されているときだけ開放されるようにすれば、ダイオード４１２，５１２，６１２を介して入力電圧に抗して入力端子１１に流れる消磁電流が生じる。これによりチョーク４１４，５１４および６１４は比較的高速に消磁されかつ光源４１，５１および６１をより高速に遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】画像投写システムの第１の回路装置の回路略図
【図２】画像投写システムの第２の回路装置の回路略図
【図１】
2009537939.tif 000003
【図２】
2009537939.tif 000004
【国際調査報告】
2009537939.tif 000005
2009537939.tif 000006
2009537939.tif 000007
2009537939.tif 000008
2009537939.tif 000009
2009537939.tif 000010
2009537939.tif 000011
2009537939.tif 000012
2009537939.tif 000013
2009537939.tif 000014