(57)【要約】  本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）照明システム10であって、混合色光を生成する複数のＬＥＤ光源であって、第１波長の光を放射するように構成される少なくとも１つのＬＥＤ及び前記ＬＥＤから放射される光の少なくとも一部を別の波長の光へ変換する波長変換器を含む少なくとも１つのＬＥＤ光源を含む複数のＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源の光束出力を個別に制御する制御システム33と、を備えるシステムに関する。前記制御システムは、前記ＬＥＤ光源の少なくとも１つの前記光束出力のフィードバックを提供する手段であって、前記フィードバックが、該個別のＬＥＤ光源の実際の光束に応答的であるフィルタされていないセンサ22からの入力に基づき、また前記フィードバックに従い前記少なくとも１つのＬＥＤ光源の制御を可能にする、手段と、前記第１波長の光束に応答的であるフィルタされたセンサ36からの入力に基づき第１制御データを提供する手段であって、該波長変換されたＬＥＤ光源の第１波長の漏れを補償するために、少なくとも１つのＬＥＤ光源の調整を可能にする、手段と、を含む。本発明は、ＬＥＤ照明ユニットを制御するシステム及び方法にも関する。
2009516894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオード（ＬＥＤ）照明システムであって、
混合色光を生成する複数のＬＥＤ光源であって、第１波長の光を放射するように構成される少なくとも１つのＬＥＤと、前記ＬＥＤから放射される前記光の少なくとも一部を別の波長の光へ変換する波長変換器と、を有する少なくとも１つのＬＥＤ光源を含む、複数のＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源の光束出力を個別に制御する制御システムと、
を備え、前記制御システムが、
−前記ＬＥＤ光源のうちの少なくとも１つの前記光束のフィードバックを提供する手段であって、該個別のＬＥＤ光源の実際の光束に応答的であるフィルタされていないセンサからの入力に基づく前記フィードバックに従い前記少なくとも１つのＬＥＤ光源の制御を可能にさせる、手段と、
−前記第１波長の光束に応答的であるフィルタされたセンサからの入力に基づき第１制御データを提供する手段であって、波長変換された前記ＬＥＤ光源の第１波長の漏れを補償するために、少なくとも１つのＬＥＤ光源の調整を可能にする、手段と、
を含む、
システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、
前記複数のＬＥＤ光源が、更に、前記第１波長と同一の波長範囲における波長を有する少なくとも１つの内在ＬＥＤ光源を含み、
前記第１制御データが、全てのＬＥＤ光源の全体の実際の第１波長の光束を表し、
前記制御システムが、前記第１制御データ及び前記内在ＬＥＤ光源に関する所望の光束を表す設定点値の間における差に従い、前記内在ＬＥＤ光源を制御するように構成される、
システム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムであって、
前記第１制御データを提供する手段が、前記フィルタされたセンサを、波長変換される前記ＬＥＤ光源に関して時間多重化する時間多重化器を含み、
前記第１制御データが、各波長変換されるＬＥＤ光源の実際の第１波長の光束を表し、
前記制御システムは、前記第１制御データに従い、波長変換される前記ＬＥＤ光源に関する所望な光束を表す設定点値を補償するように構成される、
システム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムであって、
前記第１制御データを提供する手段が、前記フィルタされたセンサを、波長変換される前記ＬＥＤ光源に関して時間多重化する時間多重化器を含み、
前記第１制御データが、各波長変換されるＬＥＤ光源の実際の第１波長の光束を表し、
前記制御システムは、前記第１制御データに従い、波長変換される前記ＬＥＤ光源に関する前記フィードバックを補償するように構成される、
システム。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一項に記載のシステムであって、前記フィードバックを提供する手段が、いかなる実際の全体光束が得られるべきかに関して、ＬＥＤ光源に関して前記フィルタされないセンサを時間多重化する時間多重化器を含む、システム。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか一項に記載のシステムであって、前記フィルタされないセンサが、前記第１波長に関して低い感度を、及び他の波長に関して高い感度を有する、システム。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか一項に記載のシステムであって、前記センサがフォトダイオードである、システム。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか一項に記載のシステムであって、前記第１波長が青色に対応する、システム。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れか一項に記載のシステムであって、前記波長変換器が蛍光体である、システム。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れか一項に記載のシステムであって、各ＬＥＤ光源の温度を導出する手段と、前記ＬＥＤ光源の温度を含む第２制御データに従い、前記ＬＥＤ光源に関する所望な光束を表す設定点値を補償する手段と、を更に備える、システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシステムであって、前記導出する手段が、前記ＬＥＤ光源を収容するヒートシンクの温度を測定するように構成される温度センサを備える、システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムであって、前記導出する手段が、少なくとも該測定されるヒートシンクの温度及び前記複数のＬＥＤ光源の温度モデルに基づき前記ＬＥＤ光源の温度を計算する手段を更に備える、システム。
【請求項１３】
発光ダイオード（ＬＥＤ）照明ユニットに関する制御システムであって、前記ＬＥＤ照明ユニットが、混合色光を生成する複数のＬＥＤ光源を備え、前記複数のＬＥＤ光源は、第１波長の光を放射するように構成される少なくとも１つのＬＥＤと、前記ＬＥＤから放射される光の少なくとも一部を別の波長の光へ変換する波長変換器と、を有する少なくとも１つのＬＥＤ光源を備え、前記制御システムが、前記ＬＥＤ光源の光束出力を個別に制御し、また前記制御システムが、
−前記ＬＥＤ光源のうちの少なくとも１つの前記光束のフィードバックを提供する手段であって、前記フィードバックが、該個別のＬＥＤ光源の実際の光束に応答的であるフィルタされていないセンサからの入力に基づき、また前記フィードバックに従い前記少なくとも１つのＬＥＤ光源の制御を可能にするための、手段と、
−前記第１波長の光束に応答的であるフィルタされたセンサからの入力に基づき第１制御データを提供する手段であって、波長変換された前記ＬＥＤ光源の第１波長の漏れを補償するために、少なくとも１つのＬＥＤ光源の調整を可能にする、手段と、
を含む、
制御システム。
【請求項１４】
混合色光を生成する複数のＬＥＤ光源を含むＬＥＤ照明ユニットを制御する方法であって、前記複数のＬＥＤ光源は、第１波長の光を放射するように構成される少なくとも１つのＬＥＤと、前記ＬＥＤから放射される光の少なくとも一部を別の波長の光へ変換する波長変換器と、を有する少なくとも1つのＬＥＤ光源を備え、
−前記方法は、
前記ＬＥＤ光源の少なくとも１つの前記光束のフィードバックを提供するステップであって、前記フィードバックが、該個別のＬＥＤ光源の実際の光束に応答的であるフィルタされていないセンサからの入力に基づく、ステップと、
前記フィードバックに従い前記少なくとも１つのＬＥＤ光源を制御するステップと、
前記第１波長の光束に応答的であるフィルタされたセンサからの入力に基づき第１制御データを提供するステップと、
波長変換された前記ＬＥＤ光源の第１波長の漏れを補償するために、前記第１制御データに従い少なくとも１つのＬＥＤ光源の光束を調整するステップと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合色光を生成する複数のＬＥＤ光源を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）照明システムに関し、前記複数のＬＥＤ光源は、第１波長の光を放射するように構成される少なくとも１つのＬＥＤと、ＬＥＤから放射される光の少なくとも一部を別の波長の光へ変換する波長変換器と、を備える少なくとも一つのＬＥＤ光源を含む。本発明は、ＬＥＤ照明ユニットに関する制御システム及び方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
混合光を得るために複数の色付きＬＥＤを混合することは、白色又は色付きの光を生成する一般的なやり方である。生成された光は、例えば、使用されるＬＥＤの種類、色比率、駆動比率、及び混合比率などの、複数の要因によって決定される。しかし、ＬＥＤの光学的特性は、ＬＥＤが動作時に温度上昇する場合に変化し、光束出力は減少し、ピーク波長はシフトする。
【０００３】
この問題を解決又は緩和するために、様々な色制御システムが、使用中におけるＬＥＤの光学的特性のこれらの変化を補償するように、提案されている。色制御システム又はアルゴリズムの例は、色調整フィードバック（ＣＣＦＢ）、色フィードフォワード（ＴＦＦ）、光束フィードバック（ＦＦＢ）、又はこれら２つの組合せ（ＦＦＢ+ＴＦＦ）を含み、例えば、文献の"Achieving  color  point  stability  in  RGB  multi-chip  ＬＥＤ  modules  using  various  color  control  loops",P.  Deurenberg  et  al.,  Proc.  SPIE  Vol.  5941,  59410C(Sep.7,2005)に開示されている。
【０００４】
従来の内在（intrinsic）ＬＥＤと比較して光出力においてより安定であるＬＥＤであって、混合色光を生成する様々な、いわゆる蛍光体変換ＬＥＤを使用することも提案されている。蛍光体変換ＬＥＤにおいて、構成するＬＥＤからの光の一部は、色変換器（例えば蛍光体）によって、別の波長の光へ変換される。
【０００５】
しかし、蛍光体変換ＬＥＤは、構成するＬＥＤからの（変換されていない）光の一部を漏らす傾向がある。この漏れは、変換された光と混合され、蛍光体変換ＬＥＤから放射される見かけの色を変化させる。更に、この漏れは、（例えば、構成するＬＥＤの温度の敏感度により）時間及び温度とともに変化し、出力における変化を生じさせる（例えば、構成するＬＥＤからの変換されていない光が増加し、変換された光が減少する）。この変化は、特に、構成するＬＥＤからの光の波長が可視スペクトルにある場合、重大である。この変化は、上述の色制御システムによって、満足させるようには補償され得ないが、その理由は、これらのシステムが、下に位置するＬＥＤからの変換されていない光の漏れを、蛍光体変換ＬＥＤの出力全体から識別し得ないからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、この問題を解決し、改善された、より安定するＬＥＤ照明システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これら及び他の目的は、以下の説明から明らかになり、添付の請求項に従う、ＬＥＤ照明システム、及びＬＥＤ照明ユニットを制御する方法を用いて達成される。
【０００８】
本発明の一つの態様に従うと、発光ダイオード照明システムであって、混合色光を生成する複数のＬＥＤ光源であって、第１波長の光を放射するように構成される少なくとも１つのＬＥＤ及び前記ＬＥＤから放射される光の少なくとも一部を別の波長の光へ変換する波長変換器を備える少なくとも1つのＬＥＤ光源を含む複数のＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源の光束出力を個別に制御する制御システムと、を備え、前記制御システムが、前記ＬＥＤ光源の少なくとも１つの前記光束のフィードバックを提供する手段であって、前記フィードバックが、該個別のＬＥＤ光源の実際の光束に応答的であるフィルタされていないセンサからの入力に基づき、また前記フィードバックに従い前記少なくとも１つのＬＥＤ光源の制御を可能にする、手段と、前記第１波長の光束に応答的であるフィルタされたセンサからの入力に基づき第１制御データを提供する手段であって、波長変換された前記ＬＥＤ光源の第１波長の漏れを補償するために、少なくとも１つのＬＥＤ光源の調整を可能にする、手段と、を含む、システムが提供される。
【０００９】
フィルタされたセンサを使用すると、第１波長を有する光の漏れを識別し、ＬＥＤ光源への少なくとも１つの対応する補償をすることが可能である。これにより、色及び光束に関して、より安定した照明システムになる。
【００１０】
上述のフィードバック手段及びフィルタされないセンサは、システムにおいて光束フィードバック（ＦＦＢ）機能性を実施化する。好ましくは、フィードバック（ＬＥＤ光源毎の全体の実際の光束）は、少なくとも１つのＬＥＤに関して、ＬＥＤ光源に関する所望な光束を表す設定点値と比較され、この場合、対象となるＬＥＤ光源は、フィードバック及び設定点値の間の差に従い制御され得る。全体の実際の光束は、どの実際の光束が得られるべきかに関してＬＥＤ光源に関して時間多重化器を使用してフィルタされないセンサを時間多重化することによって入手され得る。好ましくは、フィルタされないセンサは、センサが波長変換されたＬＥＤ光源を測定する場合に第１波長の漏れの効果を最小化するために、第１波長に関して低い感度を、及び他の波長に関して高い感度を有する。
【００１１】
ある実施例において、前記複数のＬＥＤ光源が、更に、前記第１波長と同一の波長範囲における波長を有する少なくとも１つの内在ＬＥＤ光源を含み、前記第１制御データが、全てのＬＥＤ光源の実際の第１波長の光束の全体を表し、前記制御システムが、前記第１制御データ及び前記内在ＬＥＤ光源に関する所望の光束を表す設定点値の間における差に従い、前記内在ＬＥＤ光源を制御するように構成される。このようにして、全体の実際の第１波長の光束（波長変換されたＬＥＤ光源からの漏れ及び、第１波長で放射する内在ＬＥＤ光源からの放射）は、第１波長で放射する１つの該内在ＬＥＤ光源を調整することによって補償され得る。
【００１２】
別の実施例において、前記第１制御データを提供する手段が、波長変換される前記ＬＥＤ光源において前記フィルタされたセンサを時間多重化する時間多重化器を含み、前記第１制御データが、各波長変換されるＬＥＤ光源の実際の第１波長の光束を表し、前記制御システムは、前記第１制御データに従い、波長変換される前記ＬＥＤ光源に関する所望な光束を表す設定点値を補償するように構成される。したがって、第１波長に関連される光束の部分量は、各波長変換されるＬＥＤ光源に関して導出され、この情報は、第１波長の漏れにおける変化を勘案するために、波長変換されるＬＥＤ光源に関して設定点値を補償するのに使用される。
【００１３】
更に別に実施例において、波長変換されるＬＥＤ光源に関して設定点値を補償する代わりに、各波長変換されるＬＥＤ光源の実際の第１波長の光束を表す第１制御データに従い波長変換されるＬＥＤに関するフィードバックを調整するように構成される。このことは、第１波長の漏れにおける変化を勘案する代替的なやり方であり、このことは、より安定した照明システムにもなる。
【００１４】
加えて、各波長変換されるＬＥＤ光源の実際の第１波長の光束を表す第１制御データに従い波長変換されるＬＥＤに関するフィードバックを補償する又は調整することに関して、この実際の第１波長の光束は、フィルタされたセンサ及びフィルタされないセンサの両方からの入力に基づき計算され得る。また、これらの実施例のＬＥＤ照明ユニットが、第１波長と同一の波長範囲にある波長を有する内在ＬＥＤ光源を含む場合、この光源は、フィルタされないセンサからのフィードバックに基づき、他のＬＥＤ光源と同様に、制御され得る。しかし、好ましくは、内在ＬＥＤ光源は、（内在ＬＥＤ光源においてフィルタされたセンサを時間多重化することによって）フィルタされたセンサからのフィードバックに基づき制御されるが、その理由は、このことが、センサの測定の数を最小化するからである。
【００１５】
好ましくは、上述のセンサは、フォトダイオードである。また好ましくは、第１波長は青色に対応し、この場合、上述の一致される内在ＬＥＤ光源は、青色ＬＥＤ光源であり、フィルタされたフォトダイオードは、青色フォトダイオードであり得る。更に、波長変換器は、好ましくは、蛍光体を有し、この蛍光体は、例えば、構成する青色ＬＥＤと組み合わせて、例えば白色光を生成するのに使用され得る。
【００１６】
ＦＦＢと組み合わせられる第１波長の漏れに対する上述される補償又は調整は、追加的に、温度フィードフォワード（ＴＦＦ）機能性と組み合わせられ得、この場合、当該システムは、ＬＥＤ光源温度の変化に従うＬＥＤ光源のピーク波長シフトを補償するために、各ＬＥＤ光源の温度を導出する手段と、前記ＬＥＤ光源の温度を含む第２制御データに従い、前記ＬＥＤ光源に関する所望な光束を表す設定点値を補償する手段と、を更に備え得る。
【００１７】
各ＬＥＤ光源の温度を導出するために、前記導出する手段が、前記ＬＥＤ光源を収容するヒートシンクの温度を測定するように構成される温度センサ、並びに、少なくとも該測定されるヒートシンクの温度及び前記複数のＬＥＤ光源の温度モデルに基づき前記ＬＥＤ光源の温度を計算する手段、を備え得る。
【００１８】
本発明の別の態様に従うと、発光ダイオード（ＬＥＤ）照明ユニットに関する制御システムであって、前記ＬＥＤ照明ユニットが、混合色光を生成する複数のＬＥＤ光源であって、前記複数のＬＥＤ光源は、第１波長の光を放射するように構成される少なくとも１つのＬＥＤと、前記ＬＥＤから放射される光の少なくとも一部を別の波長の光へ変換する波長変換器と、を備える少なくとも１つのＬＥＤ光源を備え、前記制御システムが、前記ＬＥＤ光源の光束出力を個別に制御し、また前記制御システムが、前記ＬＥＤ光源の少なくとも１つの前記光束出力のフィードバックを提供する手段であって、前記フィードバックが、該個別のＬＥＤ光源の実際の光束に応答的であるフィルタされていないセンサからの入力に基づき、また前記フィードバックに従い前記少なくとも１つのＬＥＤ光源の制御を可能にする、手段と、前記第１波長の光束に応答的であるフィルタされたセンサからの入力に基づき第１制御データを提供する手段であって、波長変換された前記ＬＥＤ光源の第１波長の漏れを補償するために、少なくとも１つのＬＥＤ光源の調整を可能にする、手段と、を含む、制御システムが提供される。この制御システムは、本発明の上述の態様を用いて得られるのと同様な有利な点を提供する。
【００１９】
本発明の更に別の態様に従うと、混合色光を生成する複数のＬＥＤ光源を含むＬＥＤ照明ユニットを制御する方法であって、前記複数のＬＥＤ光源は、第１波長の光を放射するように構成される少なくとも１つのＬＥＤと、前記ＬＥＤから放射される光の少なくとも一部を別の波長の光へ変換する波長変換器と、を備える少なくとも１つのＬＥＤ光源を備え、前記方法は、前記ＬＥＤ光源の少なくとも１つの前記光束出力のフィードバックを提供するステップであって、前記フィードバックが、該個別のＬＥＤ光源の実際の光束に応答的であるフィルタされていないセンサからの入力に基づく、ステップと、前記フィードバックに従い前記少なくとも１つのＬＥＤ光源を制御するステップと、前記第１波長の光束に応答的であるフィルタされたセンサからの入力に基づき第１制御データを提供するステップと、波長変換された前記ＬＥＤ光源の第１波長の漏れを補償するために、前記第１制御データに従い少なくとも１つのＬＥＤ光源の光束を調整するステップと、を含む、方法が提供される。この方法は、本発明の上述の態様を用いて得られるのと同様な有利な点を提供する。
【００２０】
本発明のこれら及び他の態様は、本発明の現在の好ましい実施例を示す添付の図面を参照にして、以下により詳細に説明される。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、従来技術のＬＥＤ照明システム１０のブロック図である。この種類のＬＥＤ照明システムは、例えば、上述の公開文献である"Achieving  color  point  stability  in  RGB  multi-chip  ＬＥＤ  modules  using  various  color  control  loops",P.  Deurenberg  et  al.,Proc.  SPIE  Vol.  5941,  59410C  (Sep.7,2005)などに開示されている。
【００２２】
ＬＥＤ照明システム１０は、ＬＥＤ照明ユニット１２を備え、ＬＥＤ照明ユニット１２は、赤色光を発するように構成されるＬＥＤを含む１つのＬＥＤ光源１４ａ、緑色光を発するように構成されるＬＥＤを含む１つのＬＥＤ光源１４ｂ、及び青色光を発するように構成されるＬＥＤを含む１つのＬＥＤ光源１４ｃ、を備える。ＬＥＤは全て、（可視）放射光を直接発するように構成される「通常の」内在ＬＥＤである。各ＬＥＤ光源１４は、ＬＥＤ光源を駆動する対応する駆動装置１６に接続される。ＬＥＤ照明システム１０は、例えば、異なるＬＥＤ光源１４の出力を混合することによって、白色光を生成し得、またＬＥＤ照明システム１０は、照明用途に関して使用され得る。またＬＥＤ照明システム１０は、可変色ＬＥＤ照明システムであり得る。
【００２３】
ＬＥＤ照明システム１０は、更に、ユーザインターフェイス１８及び較正マトリクス２０を備える。ＬＥＤ照明ユニット１２の所望な出力を示すユーザ入力が、ユーザインターフェイス１８を介して受信される。ユーザ入力は、ＣＩＥ１９３１色度図における特定の位置を表す、ＣＩＥｘ、ｙ、Ｌで特定され得る。ユーザ入力は、較正マトリクス２０へ転送され、この較正マトリクス２０は、ユーザ入力に基づき各色Ｒ，Ｇ，Ｂに関する名目デューティーサイクルを計算する（すなわちユーザドメインからアクチュエータドメインへの変換の形式でのユーザ入力）。
【００２４】
光束フィードバック機能性を実施化するために、ＬＥＤ照明システム１０は、更に、フィルタされないフォトダイオード２２、時間多重化器２４、信号抽出器２６、光束参照ブロック２８、比較ブロック３０、ＰＩＤ（proportional-integral-derivative）制御器３２ａ−３２ｃを備える。ＬＥＤ照明ユニット１２に関する全体制御システムは３３で指定される。
【００２５】
ＬＥＤ照明システム１０の動作において、フィルタされないフォトダイオード２２は、ＬＥＤ光源１４ａ−１４ｃの実際の（全体）光束レベルを測定する。このようであるので、フィルタされないフォトダイオード２２は、赤、緑及び青色光の間において区別し得ない。したがって、各ＬＥＤ色の光束を個別に測定するために、ＬＥＤ照明ユニットの出力は、異なるＬＥＤ色を順次的にオン／オフのスイッチングすることによって時間順次的に測定される。したがって、フィルタされないフォトダイオード２２は、異なるＬＥＤ光源１４に関して時間多重化される。各色の実際の光束は、この場合、時間多重化器２４及び色信号抽出器２６によって決定される。実際の光束は、センサドメインにある。
【００２６】
実際の光束（フィードバック）は、その後、各色に関する所望な光束を表す固定設定点値と比較される。これらの固定設定点値は、光束参照ブロック２８によって提供され、較正時に特定の参照温度に決定される。各色に関する実際の光束及び所望な光束は、比較ブロック３０において比較され、生じる差はＰＩＤ制御器３２に供給される。ＰＩＤ制御器３２は、ＬＥＤ駆動装置１６ａ−１６ｃへの入力を導出される差に従い修正する。これは、赤、緑、及び青色ＬＥＤ光源１４ａ−１４ｃを、所望な光束がＬＥＤ照明ユニット１２から出力されるように（すなわち、設定点値とフィードバック値との間の誤りが、定常状態において０に達するように）調整する。ＬＥＤ照明ユニットへ渡される前に、ＰＩＤ制御器の出力は、センサドメインからアクチュエータドメイン（デューティーサイクル）へ変換され、較正マトリクス（すなわち名目デューティサイクル）からの出力と乗算されることを特記されるべきである。
【００２７】
図２は、本発明の実施例に従うＬＥＤ照明システムのブロック図である。図２のＬＥＤ照明システムは、図１のＬＥＤ照明システム１０に類似する。しかし、差は、内在ＬＥＤ光源のうちの２つが、蛍光体変換ＬＥＤ光源によって置換されていることであり、すなわち「通常の」赤色ＬＥＤ光源１４ａが赤色蛍光体変換ＬＥＤ光源３４ａと置換されており、また「通常の」緑色ＬＥＤ光源１４ｂが緑色蛍光体変換ＬＥＤ光源３４ｂと置換されている。ここで、蛍光体変換ＬＥＤ光源３４ａ及び３４ｂは、赤色及び緑色光をそれぞれ放射するために、波長変換蛍光体によって覆われる青色ＬＥＤを有する。
【００２８】
上述されるように、蛍光体変換ＬＥＤは、通常の内在ＬＥＤよりも色安定であるが、構成するＬＥＤからの変換されていない光の漏れも存在する。このことは、赤色蛍光体変換ＬＥＤ光源３４ａは、赤を除けば、ある量の青色光を放射する一方で、緑色蛍光体変換ＬＥＤ光源３４ｂは、緑色に加えてある量の青色光も発射する。構成する青色ＬＥＤの特性が、使用時において例えば温度とともに変換するので、赤／緑及び青色光の相対的な量も使用時において変換し、このことは、ＬＥＤ照明ユニットの出力の色及び光束における重大な変化になり得る。
【００２９】
図１において開示される光束フィードバックシステムが、蛍光体変換ＬＥＤ光源を含むＬＥＤ照明ユニットに関して使用されるとする場合、通常の青色ＬＥＤ光源の光束測定は、青色ＬＥＤ光源によって放射される青色に関してのみ勘案し得、（漏れが原因により）蛍光体変換ＬＥＤ光源から放射される青色光を勘案しない。結果として、青色ＬＥＤ光源の後続における調整は、全体青色光束出力に関する正確な補正を生じさせ得ない。
【００３０】
したがって、本発明の実施例に従うと、ＬＥＤ照明システム１０は、更に、青色フィルタされたフォトダイオード３６を備える。青色フィルタされたフォトダイオード３６は、ＬＥＤ照明ユニット１２から発される青色光の光束に応答的である。動作において、フィルタされないフォトダイオード２２は、これらのＬＥＤ光源のそれぞれに関して実際の光束を決定するために、図１におけるように、赤色及び緑色蛍光体変換ＬＥＤ光源３４ａ及び３４ｂに関して時間多重化される。この測定において、各蛍光体変換ＬＥＤ光源からの青色光の漏れの影響を最小化するために、フィルタされないフォトダイオード２２は、好ましくは、青色スペクトルにおいて低い感度を有し、他の波長に関して高い感度を有することが好ましい。赤色及び緑色蛍光体変換ＬＥＤ光源３４ａ及び３４ｂに関する実際の光束は、この場合、図１におけるように、対応するＬＥＤ光源をそれぞれ調整するために使用される。
【００３１】
また、全体の実際の青色光束（すなわち全てのＬＥＤ光源に関する総計される実際の青色光束）は、青色フィルタフォトダイオード３６（時間積分測定）によって測定され、この測定（第１制御データ）は、所望の青色光束を表す設定点値と比較するために、比較ブロック３０へ直接供給される。全体の実際の青色光束が比較される設定点値は、較正マトリクス２０からの入力に基づき設定点値を計算するブロック２８によって供給される。すなわち、参照ブロック２８は、較正マトリクス２０からの（アクチュエータドメインにおける）名目デューティーサイクルを、特定の参照温度における（センサドメインにおける）青色光束設定点値へ変換する。このようにして、全体の実際の青色光束（蛍光体変換ＬＥＤ光源３４ａ及び３４ｂからの漏れ並びに内在青色ＬＥＤ光源１４ｃからの放射）は、青色ＬＥＤ光源１４ｃを調整することによって連続的に補償され得る。例えば、青色の漏れが増加される場合、このことは、システムによって検知され、この場合、青色ＬＥＤ光源１４ｃの強度は、全体の青色出力を所望なレベルに維持するために、低減され得る。
【００３２】
したがって、図２に示される実施例において、青色ＬＥＤ光源の出力は、青色光束に応答的な青色フィルタされたフォトダイオード３６によって提供されるデータに従い、制御器３２ｃを用いて調整されるように構成される。このことは、青色の漏れにおける変化を補償する光束フィードバックアルゴリズムの性能を増加させる。
【００３３】
図３は、本発明の別の実施例に従うＬＥＤ照明システム１０を開示し、このシステムは、青色の漏れに関するより完全な補償を達成する。図２におけるシステムと比較されて、図３におけるＬＥＤ照明システムは、青色フォトダイオード３６に接続される追加的な時間多重化器３８を備える。
【００３４】
図３におけるＬＥＤ照明システム１０の動作において、フィルタされないフォトダイオード２２は、時間多重化器２４によって、蛍光体変換ＬＥＤ光源３４ａ及び３４ｂに関して時間多重化される。同時に、青色フィルタされたフォトダイオード３６は、時間多重化器３８によって、ＬＥＤ光源３４ａ、３４ｂ及び１４ｃの全てに関して時間多重化される。各蛍光体変換ＬＥＤ光源３４ａ及び３４ｂの実際の青色光束、並びに各ＬＥＤ光源に関する実際の光束（全色）は、この場合、色信号抽出器２６によって抽出される。
【００３５】
このような測定に関する適切なスキームがテーブル１に示される。Ｘはフィルタされないフォトダイオード２２を用いた測定を示し、［Ｘ］は青色フィルタされたフォトダイオード３６を用いた測定を示す。
【表１】
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【００３６】
表１から確認され得るように、（図１及び２のシステムにおける４つの測定と比較して）７つの測定が、必要なデータを得るために必要とされる。測定３及び１の間における差は、赤色蛍光体変換ＬＥＤ光源３４ａに関する実際の（全体）光束を提供し、測定５及び３の間における差は、緑色蛍光体変換ＬＥＤ光源３４ｂに関する実際の（全体）光束を提供する。同様に、測定４及び２の間における差は、赤色蛍光体変換ＬＥＤ光源３４ａに関する実際の青色光束を提供し、測定６及び４の間における差は、緑色蛍光体変換ＬＥＤ光源３４ｂに関する実際の青色光束を提供する。最終的に、測定７及び６の間における差は、青色蛍光体変換ＬＥＤ光源１４ｃに関する実際の青色光束を提供する。代替的に、実際の青色光束は、フィルタされないフォトダイオードを用いて測定され得ることを特記されるべきである。
【００３７】
各ＬＥＤ光源に関する実際の（全体）光束は、ＬＥＤ照明ユニット１２の出力の補償のために、比較ブロック３０へ供給される。更に、参照ブロック２８における赤色及び緑色光束設定点値は、この場合、青色の漏れに関して補償され得、この設定点値は、較正において特定の参照温度に決定される。すなわち、設定点点は、現在の青色の漏れに関して再計算される。この再計算は、各蛍光体変換ＬＥＤ光源に関して、現在の青色の漏れ（第１制御データ）、（較正で決定される）参照温度における青色の漏れ、並びに青色及び（センサの仕様から知られる）蛍光体変換（この場合赤又は緑）スペクトルに関するフィルタされないフォトダイオードの感度、を必要とする。現在の青色の漏れは、フィルタされたフォトダイオード及びフィルタされないフォトダイオードの両方からの測定を用いて計算され得る。
【００３８】
したがって、ＬＥＤ照明ユニット１２の所望な出力を表す設定点値が比較ブロック３０において異なるＬＥＤ光源に関する実際の光束出力と比較される場合、赤色及び緑色に関する設定点値は、青色の漏れに対して既に補償されている。結果として、図３に示される実施例において、赤及び緑色蛍光体変換ＬＥＤ光源３４ａ及び３４ｂの出力は、青色フィルタされたフォトダイオード３６及びフィルタされないフォトダイオード２２によって提供されるデータに従い、参照ブロック２８において対応する光束設定点値を再計算することによって調整されるように構成される。
【００３９】
図４は、本発明の更に別の実施例に従うＬＥＤ照明システム１０を開示する。図３におけるシステムと比較されると、ブロック２８において設定点値を補償する代わりに、赤色及び緑色蛍光体変換ＬＥＤ光源３４ａ及び３４ｂの青色の漏れを表す第１制御データは、フィードバック値が補償ブロック３０へ供給される前に、ブロック３９において蛍光体変換ＬＥＤ光源３４ａ及び３４ｂに関してフィードバック値を調整するために使用される。このことも、より堅牢なＬＥＤ照明システムを提供する。
【００４０】
図３のシステムは、従来技術の温度フィードフォワードシステムと組み合わせられ得、図５に開示されるようなＬＥＤ照明システム１０になる。図５において、温度センサ４０は、ＬＥＤ光源３４ａ、３４ｂ、及び１４ｃを収容するヒートシンクの温度を測定する。各ＬＥＤ光源の温度は、この場合、測定されるヒートシンクの温度、当該システムの温度モデル、ＬＥＤ光源への電流入力値を用いて計算ブロック４４において計算される。ＬＥＤ光源温度は、この場合、ＬＥＤが温度変化するに連れての波長のシフトを勘案／補償するために、較正マトリクス２０のデューティーサイクル値及び光束ブロック２８の設定点値を補償するように、温度及び波長間の関係を示す所定のデータとともに、使用される。
【００４１】
図５において開示される温度フィードフォワードシステムは、図４において開示されるＬＥＤ照明システムにも組み込まれ得ることを特記されるべきである。
【００４２】
更に、本文書において使用される「光束（flux）」という用語は、センサの感度が眼の感度に一致しない場合でも、光源の光出力を参照することを特記されるべきである。
【００４３】
当業者は、本発明が、上述の好ましい実施例に制限されないことを理解する。一方で、多数の修正態様及び変形態様が、添付の請求項の範囲内において可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、従来技術に従うＦＦＢ機能性を用いたＬＥＤ照明システムのブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施例に従うＬＥＤ照明システムのブロック図である。
【図３】図３は、本発明の別の実施例に従うＬＥＤ照明システムのブロック図である。
【図４】図４は、本発明の更に別の実施例に従うＬＥＤ照明システムのブロック図である。
【図５】図５は、追加的なＴＦＦ機能性を有する図３のＬＥＤ照明システムの変更態様のブロック図である。
【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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【国際調査報告】
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