(57)【要約】【課題】各ＬＥＤが異なる発光特性を有している場合でも、所定の光出力状態を得ることができるようにする。【解決手段】本発明は、共通基板（３）に固定された少なくとも１つの発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）を備え、各発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）（１ａ、１ｂ、１ｃ）を備え、各発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、関連する光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）の光出力だけを検出する１つの光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）を備え、各発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、前記関連する光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）によって検出された光出力に基づき、各光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）のドライブを制御するアナログ制御回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）に接続されており、各制御回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）は、前記関連する光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）に接続されたコンパレータ（５ａ、５ｂ、５ｃ）を含む、カラー照明デバイスに関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通基板（３）に固定された少なくとも１つの発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）を備え、
各発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）（１ａ、１ｂ、１ｃ）を備え、
各発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、関連する光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）の光出力だけを検出する１つの光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）を備え、
各発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、前記関連する光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）によって検出された光出力に基づき、各光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）のドライブを制御するアナログ制御回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）に接続されており、
各制御回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）は、前記関連する光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）に接続されたコンパレータ（５ａ、５ｂ、５ｃ）を有することを特徴とするカラー照明デバイス。
【請求項２】
前記コンパレータ（５ａ、５ｂ、５ｃ）は、アナログシュミットトリガー回路（５ａ、５ｂ、５ｃ）であることを特徴とする請求項１記載のカラー照明デバイス。
【請求項３】
前記制御回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）は、前記コンパレータ（５ａ、５ｂ、５ｃ）に接続されたドライバ（６ａ、６ｂ、６ｃ）を備え、前記ドライバ（６ａ、６ｂ、６ｃ）の出力は、前記光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）に接続されたローパスフィルタ（７ａ、７ｂ、７ｃ）にガイドされることを特徴とする請求項１または２記載のカラー照明デバイス。
【請求項４】
前記ドライバ（６ａ、６ｂ、６ｃ）は、増幅器またはスイッチであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のカラー照明デバイス。
【請求項５】
前記光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）は、前記光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）に隣接するよう、前記基板（３）に配置されているか、または前記光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）は、前記光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）と前記基板（３）の間に配置されるか、または前記光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）と前記光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）との間に前記基板（３）が配置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のカラー照明デバイス。
【請求項６】
前記光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）は、光学フィルタ（８ａ、８ｂ、８ｃ）を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のカラー照明デバイス。
【請求項７】
前記光学フィルタ（８ａ、８ｂ、８ｃ）は、前記光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）に配置された少なくとも１つの層を含むことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のカラー照明デバイス。
【請求項８】
前記光学フィルタ（８ａ、８ｂ、８ｃ）は、複数の層を備え、これら層は、誘電層および／または導電層であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のカラー照明デバイス。
【請求項９】
前記フィルタ（８ａ、８ｂ、８ｃ）は、前記関連する光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）が発生する光のカラーだけに感応することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のカラー照明デバイス。
【請求項１０】
共通基板（３）に固定された少なくとも１つの発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）を備え、
各発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）（１ａ、１ｂ、１ｃ）を備え、
各発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、関連する光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）の光出力だけを検出する１つの光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）を備え、
各発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、前記関連する光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）によって検出された光出力に基づき、各光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）のドライブを制御するアナログ制御回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）に接続されており、
各制御回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）は、前記関連する光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）に接続されたコンパレータ（５ａ、５ｂ、５ｃ）を有するカラー照明デバイスの光出力を制御する方法であって、
前記単一の光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）の実際の光出力に関する情報を含む光信号を検出するステップと、
前記コンパレータ（５ａ、５ｂ、５ｃ）が前記光信号と基準信号とを比較する前記制御回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）に光信号をガイドするステップとを備え、
前記光信号が前記基準信号よりも小さい場合に、
前記制御回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）は、前記発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）に対するドライブ信号を増加させる高出力信号を発生し、
前記光信号が前記基準信号よりも大きい場合に、
前記制御回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）は、前記発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）に対するドライブ信号を減少させる低出力信号を発生する、カラー照明デバイスの光出力を制御することを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記制御回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）は、前記コンパレータ（５ａ、５ｂ、５ｃ）に接続されたドライバ（６ａ、６ｂ、６ｃ）を備え、前記ドライバ（６ａ、６ｂ、６ｃ）の出力は、前記光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）に接続されたローパスフィルタ（７ａ、７ｂ、７ｃ）にガイドされ、前記低出力信号の値は０であることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
ローパスフィルタ（７ａ、７ｂ、７ｃ）とコンパレータ（５ａ、５ｂ、５ｃ）との組み合わせによって４００Ｈｚよりも低い周波数を発生しないことを特徴とする請求項１０または１１記載の方法。
【請求項１３】
請求項１０のステップを連続的に実行することを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記光信号および前記基準信号は、電圧信号または電流信号であることを特徴とする請求項１０乃至１３の何れか１項に記載の方法。
【請求項１５】
すべての発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）に対して請求項１０に記載のステップを同時に実行することを特徴とする請求項１０乃至１４の何れか１項に記載の方法。
【請求項１６】
請求項１乃至９に記載のカラー照明デバイスと組み合わせた請求項１０乃至１５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共通する基板に固定された複数の発光源を備え、各発光源が少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むカラー照明デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
広いレンジのカラーを発生する照明デバイスを製造するために、異なるカラーのＬＥＤを使用することは公知である。これらＬＥＤは、ＣＩＥｘｙカラースペース内に所定の領域を構成し、このカラースペースは、これらＬＥＤ（例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ））の重み付けされたリニアな組み合わせによって実現できるカラーを示す。将来の大電力ＬＥＤでは、散逸されるパワーにより、２００℃に近いダイの温度上昇が生じる。この温度では、ＬＥＤの発光スペクトルは、許容できない程度にシフトされる。これら欠点の１つは、このシフトが人の眼によって認識できないことである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ダイの頂部に蛍光体−セラミック層を有する青色ＬＥＤから製造された赤色および緑色ＬＥＤは公知である。しかしながら、光の強度は、まだ温度、電流および寿命に応じてきまる。カラーポイントを制御するのにＲＧＢセンサを使用できることは知られている。このアプローチのかなりの欠点は、これらＲＧＢセンサは現在高価であり、温度に依存するという問題があることである。従って、カラーポイント制御システムを有する公知のカラー照明デバイスの基本問題の１つは、カラー検出のためのセンサがＣＩＥカラーマッチング機能に適合していなければならないことである。ＣＩＥカラーマッチング機能に近くなるよう要求された市販のＲＧＢセンサは数種あるが、これらのいずれもカラー制御作業のためのＣＩＥカラーマッチング機能に十分近くなっていない。更に、これらＲＧＢ制御のほとんどは高温で劣化してしまう。カラーポイント制御システムを有するカラー照明デバイスの別の欠点は、スペクトルの不感度が温度から独立していなければならないことであり、このことは通常の光ダイオードにはあてはまらない。ともかくこれらセンサは、例えば８５℃までの温度レンジに対して指定され、この温度は上記温度に対して、ある温度だけ離れている。
【０００４】
更に、カラー照明デバイスは、このカラー照明デバイスの単一の各ダイオードの光出力またはカラーを制御するパルス幅変調（ＰＷＭ）を行う制御回路を含む。欠点のうちの１つは、パルス幅変調を行うカラーポイント制御システムは、極めて精密で複雑かつ高価な部品を必要とすることである。好ましくないことに、ＰＷＭ制御されるマルチカラー照明デバイスは、最大輝度のうちの１００％未満を使用する場合（このことは、一般的なケースである）、ＬＥＤを極めて非効率的なポイントでドライブする。一部のケースでは、（正確なＰＷＭに必要な）高周波数の電流成分に起因し、環境との電磁波相互作用が生じる可能性がある。
【０００５】
米国特許出願第US2002/0130326A1号は、少なくとも二次元状に分散された態様に配置された複数のＬＥＤと、これら複数のＬＥＤを一体的な形態でカバーする透明樹脂層と、複数のＬＥＤからの発光強度を検出する光検出器を使用する光検出ユニットと、前記光検出ユニットからの検出出力に基づき、前記複数のＬＥＤのドライブを制御する電源回路ユニットとを備え、これら光検出器の数はＬＥＤの数よりも少なく、前記光検出器はＬＥＤから放出され、透明樹脂層を通って伝搬する光の強度を検出するようになっている照明デバイスについて述べている。異なるカラーのためのＬＥＤは相互に異なるタイミングでターンオンされる。従って、光検出器は各カラーに対して逐次光強度を検出できるにすぎない。
【０００６】
本発明は、上記欠点を解消するという目的を有する。本発明の目的は、各ＬＥＤが異なる発光特性を有していても、所定の光出力状態を得ることができるように、カラーポイント安定化手段を有する安価で簡単な回路構成を有する照明デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、本発明の請求項１記載のカラー照明デバイスによって達成され、本発明の好ましい実施形態は従属請求項に記載されている。
【０００８】
従って、共通基板に固定された少なくとも１つの発光源を備え、各発光源は、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を備え、各発光源は、関連する光源の光出力だけを検出する１つの光センサを備え、各発光源は、前記関連する光センサによって検出された光出力に基づき、各光源のドライブを制御するアナログ制御回路に接続されており、各制御回路は、前記関連する光センサに接続されたコンパレータを含む、カラー照明デバイスが提供される。本発明の基本的な利点の１つは、多数のカラー照明デバイスのカラーを制御する制御回路が純粋にアナログの回路構成を含むことである。好ましいことに、このカラー照明デバイスは青色の光を発光する発光源から成り、この青色光のピーク波長は４２０〜４７０ｎｍの範囲内であり、赤色光のピーク波長は５９０〜６３０ｎｍの範囲内であり、緑色光のピーク波長は５１０〜５５０ｎｍの範囲内である。これとは異なり、発光源は紫外光とすることができる非可視光を発生する。この光源は所定のカラーの光を発生する単一ダイオードだけを含んでもよい。これとは異なり、光源は照明デバイスから発生される所定のカラーの光を発生する複数のＬＥＤを共に含んでもよい。各ＬＥＤは、ここのピーク波長を有する光を確かに発光できる。このことは、各光源は一束のＬＥＤを含むことができ、各ＬＥＤは異なるカラーの光を発生する。照明プロセス中、光源から発生される光出力のカラーは、ＬＥＤからのすべての単一光の寄与分の混合カラーとなる。本発明の好ましい実施形態によれば、デバイスは光を発生する複数のｎ個の光源から成り、ここで、各発光源は単一ドライバラインによって別々にドライブされる。例えば発光源は小さい、例えばＧａＮ  ＬＥＤまたはブロードバンド発光器、例えば蛍光体変換ＬＥＤの混合体から構成できる。照明中、アナログ制御回路は照明デバイスからの光出力を長時間一定に維持するためにすべての発光源を同時に制御する。
【０００９】
各発光源は、前記光源の光出力を検出する個々の光センサを含み、どの単一の光センサも、関連する光センサによって光源から発生される光しか測定しないように、カラー照明デバイス内に配置される。従って、各単一の光源の実際の光出力に関する高い質の情報しか得られない。本発明によれば、制御回路はアナログの２ポイント制御システムを備え、各光センサは関連する光源の実際の光出力に関する情報を含む光信号を検出する。この信号を増幅し、アナログコンパレータのための入力に変換することが好ましく、この信号はコンパレータで基準信号と比較される。光信号のほうが基準信号より小さければ、制御信号は高出力信号を発生し、光信号のほうが基準信号よりも大きければ、制御信号は低い出力信号を発生する。前記信号の２つの値がほぼ等しければ、低出力信号も発生できる。高出力信号と低出力信号とをカラー照明デバイス内に記憶した固定された値とし、高出力信号および低出力信号が発光源のためのドライブ信号をそれぞれ増減するようにすることが好ましい。説明した２ポイント制御システムは、容易な回路構成を有し、パルス幅変調に基づくカラー制御よりも効率的である。更に制御方法は、光出力のフリッカーを発生しない。その理由は、本発明では、カラー調節目的のために光源を通る電流を極めて低速度で変えるからである。本発明は、例えば蛍光体変換ＬＥＤまたは狭バンドＬＥＤ（ＧａＮ、ＡｌＧａＡｓなど）を同時に使用するのに適す。本マルチカラー照明デバイスは、光出力制御のために使用されるパルス幅変調と比較し、より速い電流立ち上がり時間を必要とする。
【００１０】
好ましい実施形態では、コンパレータは、アナログシュミットトリガー回路となっている。このシュミットトリガー回路への入力電圧レベルが所定の基準電圧よりも高く上昇すると、このシュミットトリガー回路はその出力状態を変えることが好ましい。しかしながら、より低い第２の基準電圧スレッショルドを通過しなければ、入力電圧レベルは再び低下しても、出力は自動的にスイッチバックしない。このようなスレッショルド電圧の差がある結果、ヒステリシスが生じる。このヒステリシスは、好ましいことにノイズの発生を防止できる。ヒステリシスがない場合、入力がスレッショルド電圧に接近したときに、ノイズは、２つの出力状態の間での高速のスイッチングを生じさせる。更に、このヒステリシスは４００Ｈｚよりも低い周波数を発生しないことを保証するローパスフィルタに対して調節される。
【００１１】
別の好ましい実施形態では、制御回路はコンパレータに接続されたドライバを備え、ドライバの出力は各光源に接続されたローパスフィルタにガイドされる。コンパレータの出力信号が高いか、または低いかに応じ、ドライブ信号は対応する光源を通過して流れる電流を変えるように変化し、よって光出力の変化を防止する。よって、長時間、デバイスからの光出力を一定に維持できる。本発明の好ましい実施形態によれば、ドライバは増幅器またはスイッチとなっている。シュミットトリガー回路は高出力信号と低出力信号の間で変化し、ドライバ出力信号は各光源に対するドライブ信号を平滑化するローパスフィルタによってフィルタリングされる。
【００１２】
上記とは異なり、光源に隣接するよう、光センサを基板に配置してもよい。また、光センサを光源と基板との間に配置することも可能である。この場合、光源は光センサ上に配置される。好ましい別の実施形態では、基板を光センサと光源との間に配置する。このことは、光センサを光源が設けられていない基板の反対側に固定することを意味する。光源と光センサとの間を相互に接続するよう、これら２つの部品の間で基板内に導光手段を形成してもよい。本発明の可能な実施形態では、基板内に光センサおよび／または光源を埋め込んでもよい。更に、基板のコアを金属から製造し、各ＬＥＤによって発生される熱を効果的に拡散し、放熱することができる。これとは異なり、基板をエポキシ樹脂から製造するか、またはアルミナと混合したエポキシ樹脂から製造した複合基板としてもよい。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態では、光センサは、関連する光源のカラーに感応するフィルタを含む。光源の光出力の不良な補正を防止するために、光センサは対応する光源の光出力しか検出せず、カラーには不感応である。従って、オーバーラップする領域は発生しない。フィルタを有する各光センサは、適用されるカラーに対して関係する波長レンジに対して一定の感度を有することが好ましい。狭バンド発光器に対しては、狭波長レンジにわたり、フィルタ応答を一定にできる。フィルタ応答はフィルタにかけられた光センサのピーク感度の波長レンジ内で応答がスムーズな蛍光体変換ＬＥＤに対して極めて狭いバンドを有することができる。それぞれの発光カラーを取り扱う光センサに、所定の光源に対する特定の感度を与えることができるよう、フィルタは、それぞれの光源によって発生される波長レンジに対応する波長レンジ内の光を通過させることができることが好ましい。本発明によれば、それぞれの関連する光源の光の対応するカラーのピーク波長に一致する光に対してフィルタのスペクトル透過性を調節するように、フィルタが構成される。
【００１４】
カラー照明デバイスの好ましい実施形態では、フィルタは、例えば光センサに設けられる少なくとも１つの層を含む。光センサは、フィルタが設けられた光ダイオードの必要なスペクトル感度を得るように、頂部に誘電層を有するシリコン光ダイオードとすることができる。好ましい別の実施形態では、フィルタは複数の導電層を含む。これとは異なり、各光センサの頂部に異なる応答を有する狭バンドフィルタ、例えばファブリ−ペローフィルタを使用することによって一定の応答を得ることができる。
【００１５】
本発明は、共通基板に固定された少なくとも１つの発光源を備え、各発光源は、少なくとも１つの発光ダイオードを備え、各発光源は、関連する光源の光出力だけを検出する１つの光センサを備え、各発光源は、前記関連する光センサによって検出された光出力に基づき、各光源のドライブを制御するアナログ制御回路に接続されており、各制御回路は、前記関連する光センサに接続されたコンパレータを含む、カラー照明デバイスの光出力を制御する方法にも関し、この方法は、次のステップを備える。すなわち、まず前記単一の光源の実際の光出力に関する情報を含む光信号を検出する。その後、前記コンパレータが前記光信号と基準信号とを比較する前記制御回路に光信号をガイドする。前記光信号が前記基準信号よりも小さい場合に、前記制御回路は、前記発光源に対するドライブ信号を増加させる高出力信号を発生し、前記光信号が前記基準信号よりも大きい場合に、前記制御回路は、前記発光源に対するドライブ信号を減少させる低出力信号を発生する。
【００１６】
制御回路は、コンパレータに接続されたドライバを備え、このドライバの出力は光源に接続されたローパスフィルタにガイドされ、低出力信号の値はゼロとなることが好ましい。光信号が基準信号よりも大である場合、低出力信号の値はゼロとなる。従って、ドライバは信号をガイドせず、この結果、光源のためのドライブ信号は減少する。ローパスフィルタは低速制御回路を構成するためにカットオフ周波数が少なくとも１０ｋＨｚであることが好ましい。この周波数は光源の最大の立ち上がり時間を決定する。ユーザーがこれよりも高い立ち上がり時間を必要とする場合、カットオフ周波数を単に高くするだけでよい。ローパスフィルタとコンパレータとの組み合わせは４００Ｈｚよりも低い周波数を発生しないことが好ましい。
【００１７】
制御方法のこれまで説明したステップは、各光源に対して連続的および／または同時に実行することができる。確かにこれらステップは照明デバイスの作動中に周期的に実施できる。例えば各光源の輝度を計算するためのアルゴリズムを作動させるＣＰＵを含むカラーコントローラのメモリ内に、測定した光信号を記憶することが好ましい。
【００１８】
光信号および基準信号は、電圧信号または電流信号であることが好ましい。例えばシュミットトリガー回路は光センサの出力電圧信号と基準電圧信号とを比較し、光電圧信号のほうが基準電圧信号よりも小さい場合、シュミットトリガー回路の出力電圧は高出力電圧信号に切り替えられ、光信号のほうが基準電圧信号よりも大であれば、シュミットトリガー回路の出力電圧信号を低出力電圧に切り替える。
【００１９】
このカラー照明デバイスだけでなく、上記方法も、種々のシステム、特に自動車システム、ホーム照明システム、ディスプレイのためのバックライトシステム、周辺照明システム、（色を調節できる）カメラ用フラッシュまたは店舗照明システムで使用できる。
【００２０】
上記部品だけでなく、請求項に記載の部品およびこれまで説明した実施形態において、本発明に従って使用すべき部品は、該当する分野で知られている選択基準を限定することなく適用できるように、サイズ、形状、材料の選択および技術的概念に関して特別な例外を受けるものではない。
【００２１】
単なる例として示され、本発明に係わる照明デバイスの好ましい実施形態を示すそれぞれの図面の説明および従属請求項には、本発明の別の細部、特徴および利点が開示されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係わるカラー照明デバイスを高度に略した図である。このカラー照明デバイスは、互いに所定の距離を有する複数の発光源１ａ、１ｂ、１ｃを備える。図示されている実施形態では、各光源１ａ、１ｂ、１ｃは、単一のＬＥＤ１ａ、１ｂ、１ｃから成り、すなわちＬＥＤ１ａ、１ｂ、１ｃは光源１ａ、１ｂ、１ｃ自身となっている。
【００２３】
上記とは異なり、各光源１ａ、１ｂ、１ｃは、照明されない一束のＬＥＤを明らかに含むことができる。各ＬＥＤ１ａ、１ｂ、１ｃは、ヒートシンクを構成する基板３に取り付けられている。各ＬＥＤ１ａ、１ｂ、１ｃは、隣接する光センサ２ａ、２ｂ、２ｃを備え、これらセンサも前記基板３に固定されている。各発光ダイオード１ａ、１ｂ、１ｃは、コンパレータ５ａ、５ｂ、５ｃと、ドライバ６ａ、６ｂ、６ｃと、ローパスフィルタ７ａ、７ｂ、７ｃを備えた単一のアナログ制御回路４ａ、４ｂ、４ｃに接続されている。図示されている実施形態では、コンパレータ５ａ、５ｂ、５ｃは関連する増幅器１２ａ、１２ｂ、１２ｃを介して関連する光センサ２ａ、２ｂ、２ｃに接続されたアナログシュミットトリガー回路となっている。カラー制御インターフェース１０には基準信号が加えられ、このインターフェースはユーザー入力１１を基準信号に変換するようになっている。制御回路４ａ、４ｂ、４ｃは関連する光センサ２ａ、２ｂ、２ｃによって検出される光出力に基づき、各発光ダイオード１ａ、１ｂ、１ｃのドライブを別々に制御するよう、並列に接続されている。各光センサ２ａ、２ｂ、２ｃは、マッチングされたフィルタ８ａ、８ｂ、８ｃを含む。図示されている実施形態では、ＬＥＤ１ａは赤色の光を発生し、ＬＥＤ１ｂは緑色の光を発生し、ＬＥＤ１ｃは青色の光を発生する。カラー照明デバイスはアナログ制御回路４ａ、４ｂ、４ｃを介して別々に制御されるような、これまで説明したカラー以外の多くのカラーを含むことができる。すべての回路４ａ、４ｂ、４ｃは電気的に同一であるので、以下、赤色の回路ライン４ａしか説明しない。
【００２４】
カラー照明デバイスの照明プロセス中、光センサ２ａは関連する赤色光源の光出力を検出する。ダイオード１ａの光出力に関する正しい情報を得るために、光センサ２ａは、ＬＥＤ１ａの発生した光の波長しか透過しない前記フィルタ８ａを含む。このことは、フィルタを通った光センサ２ａは、他のカラーに不感であること意味する。測定される光信号は、光センサ２ａの電圧信号であり、この電圧信号は増幅器１２ａを介してコンパレータ５ａにガイドされる。説明する実施形態では、コンパレータ５ａは、光センサ２ａの電圧信号と基準電圧信号とを比較するシュミットトリガー回路５ａである。光電圧信号が基準電圧信号よりも小さい場合、制御回路４ａは発光ダイオード１ａのドライブ信号を増加する高出力信号を発生し、光電圧信号が実質的に基準電圧信号以下である場合、制御回路４ａは発光ダイオード１ａのドライブ信号を減少させる低出力信号を発生する。従って、シュミットトリガー回路５ａの出力は、２つの電圧の値のうちのいずれかの値となる。
【００２５】
シュミットトリガー回路５ａの出力は、増幅器６ａに接続されており、増幅器６ａの出力はＬＥＤ１ａに直接接続されたローパスフィルタ７ａに印加される。図示されている実施形態では、ローパスフィルタ７ａは、１０ｋＨｚのカットオフ周波数を有し、各ＬＥＤ１ａ、１ｂ、１ｃに対して配置された制御回路４ａ、４ｂ、４ｃを有する、説明する照明デバイスによって、前記照明デバイスの各カラーの光出力を別々に、かつパラレルに検出することが可能となっている。光センサ２ａ、２ｂ、２ｃの光信号をフィードバック信号として使用するよう、各ＬＥＤ１ａ、１ｂ、１ｃに対してアナログ回路４ａ、４ｂ、４ｃを使用することによって、高価でなく、かつ簡単な回路構成が得られる。マルチ照明デバイスのこれまで説明したアナログカラーポイントの安定化をするのに、アナログデジタルコンバータおよびソフトウェアを有するデジタル信号プロセッサのような複雑な部品は不要である。
【００２６】
この実施形態によれば、高出力電圧信号は約５Ｖであり、これによって発光ダイオード１ａに対するドライブ電流が増加する。光電圧信号が基準電圧信号よりも大であれば、制御回路４ａは低い出力電圧、例えば０出力電圧信号を発生し、この信号は発光ダイオード１ａに対するドライブ電流を減少させる。このことは、増幅器はローパスフィルタ７ａの電流を通過させないことを意味する。
【００２７】
ＬＥＤ１ａ、１ｂ、１ｃおよび光センサ２ａ、２ｂ、２ｃは、透明材料から製造された光学的要素９によってカバーされている。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係わるカラー照明デバイスの高度に略された図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ａ  光源、発光ダイオード、ＬＥＤ
１ｂ  光源、発光ダイオード、ＬＥＤ
１ｃ  光源、発光ダイオード、ＬＥＤ
２ａ  光センサ
２ｂ  光センサ
２ｃ  光センサ
３    基板
４ａ  アナログ制御回路
４ｂ  アナログ制御回路
４ｃ  アナログ制御回路
５ａ  コンパレータ、シュミットトリガー回路
５ｂ  コンパレータ、シュミットトリガー回路
５ｃ  コンパレータ、シュミットトリガー回路
６ａ  ドライバ、増幅器
６ｂ  ドライバ、増幅器
６ｃ  ドライバ、増幅器
７ａ  ローパスフィルタ
７ｂ  ローパスフィルタ
７ｃ  ローパスフィルタ
８ａ  光学的フィルタ
８ｂ  光学的フィルタ
８ｃ  光学的フィルタ
９    光学的要素
１０  カラー管理ユニット
１１  ユーザー入力
１２ａ  増幅器
１２ｂ  増幅器
１２ｃ  増幅器
【図１】
2009513011.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月25日(2008.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通基板（３）に固定された複数の発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）を備え、
各発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）（１ａ、１ｂ、１ｃ）を備え、
各発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、関連する光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）の光出力だけを検出する１つの光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）を備え、
各発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、前記関連する光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）によって検出された光出力に基づき、各光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）のドライブを制御するアナログ制御回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）に接続されており、
各制御回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）は、前記関連する光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）に接続されたコンパレータ（５ａ、５ｂ、５ｃ）を有することを特徴とするカラー照明デバイス。
【請求項２】
前記コンパレータ（５ａ、５ｂ、５ｃ）は、アナログシュミットトリガー回路（５ａ、５ｂ、５ｃ）であることを特徴とする請求項１記載のカラー照明デバイス。
【請求項３】
前記制御回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）は、前記コンパレータ（５ａ、５ｂ、５ｃ）に接続されたドライバ（６ａ、６ｂ、６ｃ）を備え、前記ドライバ（６ａ、６ｂ、６ｃ）の出力は、前記光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）に接続されたローパスフィルタ（７ａ、７ｂ、７ｃ）にガイドされることを特徴とする請求項１または２記載のカラー照明デバイス。
【請求項４】
前記ドライバ（６ａ、６ｂ、６ｃ）は、増幅器またはスイッチであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のカラー照明デバイス。
【請求項５】
前記光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）は、前記光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）に隣接するよう、前記基板（３）に配置されているか、または前記光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）は、前記光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）と前記基板（３）の間に配置されるか、または前記光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）と前記光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）との間に前記基板（３）が配置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のカラー照明デバイス。
【請求項６】
前記光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）は、光学フィルタ（８ａ、８ｂ、８ｃ）を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のカラー照明デバイス。
【請求項７】
前記光学フィルタ（８ａ、８ｂ、８ｃ）は、前記光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）に配置された少なくとも１つの層を含むことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のカラー照明デバイス。
【請求項８】
前記光学フィルタ（８ａ、８ｂ、８ｃ）は、複数の層を備え、これら層は、誘電層および／または導電層であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のカラー照明デバイス。
【請求項９】
前記フィルタ（８ａ、８ｂ、８ｃ）は、前記関連する光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）が発生する光のカラーだけに感応することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のカラー照明デバイス。
【請求項１０】
共通基板（３）に固定された複数の発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）を備え、
各発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）（１ａ、１ｂ、１ｃ）を備え、
各発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、関連する光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）の光出力だけを検出する１つの光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）を備え、
各発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、前記関連する光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）によって検出された光出力に基づき、各光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）のドライブを制御するアナログ制御回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）に接続されており、
各制御回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）は、前記関連する光センサ（２ａ、２ｂ、２ｃ）に接続されたコンパレータ（５ａ、５ｂ、５ｃ）を有するカラー照明デバイスの光出力を制御する方法であって、
前記単一の光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）の実際の光出力に関する情報を含む光信号を検出するステップと、
前記コンパレータ（５ａ、５ｂ、５ｃ）が前記光信号と基準信号とを比較する前記制御回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）に光信号をガイドするステップとを備え、
前記光信号が前記基準信号よりも小さい場合に、
前記制御回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）は、前記発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）に対するドライブ信号を増加させる高出力信号を発生し、
前記光信号が前記基準信号よりも大きい場合に、
前記制御回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）は、前記発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）に対するドライブ信号を減少させる低出力信号を発生することを特徴とするカラー照明デバイスの光出力を制御する方法。
【請求項１１】
前記制御回路（４ａ、４ｂ、４ｃ）は、前記コンパレータ（５ａ、５ｂ、５ｃ）に接続されたドライバ（６ａ、６ｂ、６ｃ）を備え、前記ドライバ（６ａ、６ｂ、６ｃ）の出力は、前記光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）に接続されたローパスフィルタ（７ａ、７ｂ、７ｃ）にガイドされ、前記低出力信号の値は０であることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
ローパスフィルタ（７ａ、７ｂ、７ｃ）とコンパレータ（５ａ、５ｂ、５ｃ）との組み合わせによって４００Ｈｚよりも低い周波数を発生しないことを特徴とする請求項１０または１１記載の方法。
【請求項１３】
請求項１０のステップを連続的に実行することを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記光信号および前記基準信号は、電圧信号または電流信号であることを特徴とする請求項１０乃至１３の何れか１項に記載の方法。
【請求項１５】
すべての発光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）に対して前記請求項１０のステップを同時に実行することを特徴とする請求項１０乃至１４の何れか１項に記載の方法。
【請求項１６】
請求項１乃至９に記載のカラー照明デバイスと組み合わせた請求項１０乃至１５記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
米国特許出願第US2002/0130326A1号は、少なくとも二次元状に分散された態様に配置された複数のＬＥＤと、これら複数のＬＥＤを一体的な形態でカバーする透明樹脂層と、複数のＬＥＤからの発光強度を検出する光検出器を使用する光検出ユニットと、前記光検出ユニットからの検出出力に基づき、前記複数のＬＥＤのドライブを制御する電源回路ユニットとを備え、これら光検出器の数はＬＥＤの数よりも少なく、前記光検出器はＬＥＤから放出され、透明樹脂層を通って伝搬する光の強度を検出するようになっている照明デバイスについて述べている。異なるカラーのためのＬＥＤは相互に異なるタイミングでターンオンされる。従って、光検出器は各カラーに対して逐次光強度を検出できるにすぎない。
欧州特許出願第EP1152642A2号は、平均化され、散乱された光を収集するよう、ＬＥＤ光源の間に光センサが散在されたＬＥＤ光源のスペクトル内容を測定するための方法および装置について開示している。
欧州特許出願第EP1077444A2号は、光検出器および光強度センサ、並びに照明源の強度を調節する制御回路を備えた、ディスプレイの照明源をワンチップ較正するためのシステムおよび方法について開示している。
【国際調査報告】
2009513011.tif 000004
2009513011.tif 000005