(57)【要約】【課題】ノイズまたは高いスイッチング損失が生じず、色位置が実質的に一定に保たれて、輝度が変化するように照明システムを改善すること。【解決手段】少なくとも２つの光源を有する照明システムであって、光源はＬＥＤを含み、ＬＥＤを直流信号で駆動する駆動装置と、照明システムから出力された光の特徴を求めるセンサ装置と、センサ装置と接続されており、特徴の実際値を格納する実際値記憶装置と、特徴の目標値を格納する目標値設定装置と、調整装置をさらに含み、調整装置の入力側は、特徴の実際値を伝達する実際値記憶装置と、特徴の目標値を伝達する目標値設定装置と接続されており、調整装置は、自身の出力側で制御信号が駆動装置に供給されるように構成されており、駆動装置はＬＥＤを駆動制御するために使用される直流信号の特性を、実際値が目標値に近似するように変える照明システム。【選択図】図１
2006093133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの光源を有する照明システムであって、当該光源のうちの少なくとも１つの光源はＬＥＤ（１１）を含む形式のものにおいて、
少なくとも前記ＬＥＤ（１１）を直流信号で駆動する駆動装置（２２）と、
前記照明システムから出力された光の少なくとも１つの特徴を求めることができるセンサ装置（１２）と、
当該センサ装置（１２）と接続されており、少なくとも１つの特徴の実際値を格納することができる実際値記憶装置（１４）と、
前記少なくとも１つの特徴の目標値を格納することができる目標値設定装置（１８）と、
調整装置（１６）を含んでおり、
当該調整装置の入力側は、前記少なくとも１つの特徴の実際値を伝達する前記実際値記憶装置と、前記少なくとも１つの特徴の目標値を伝達する前記目標値設定装置（１８）と接続されており、
前記調整装置は、自身の出力側で制御信号が前記駆動装置（２２）に供給されるように構成されており、当該駆動装置は、前記少なくとも１つのＬＥＤ（１１）を駆動制御するために使用される直流信号の特性を、前記実際値が前記目標値に近似するように変える、
ことを特徴とする照明システム。
【請求項２】
前記直流信号の特性は直流信号の振幅である、請求項１記載の照明システム。
【請求項３】
前記センサ装置（１２）は少なくとも１つの電圧−周波数変換器（２６）を含む、請求項１または２記載の照明システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの電圧−周波数変換器（２６）は、前記照明システムから出力された光の前記少なくとも１つの特徴の実際値を求めるために、少なくとも１つのフィルタ装置（２４）と接続されている、請求項３記載の照明システム。
【請求項５】
前記センサ装置（１２）はマイクロプロセッサを含み、
当該マイクロプロセッサは、殊に、前記少なくとも１つの電圧−周波数変換器（２６）の出力信号におけるパルスを計数するために、前記少なくとも１つの電圧−周波数変換器（２６）の出力側と接続されている、請求項３または４記載の照明システム。
【請求項６】
少なくとも１つのＬＥＤ（１１）を含む前記少なくとも１つの光源の他に、少なくとも１つの別の光源が設けられており、当該光源は
・ＬＥＤ
・発光材料ランプ
・ハロゲン白熱ランプ
・高圧放電ランプ
のタイプである、請求項１から５までのいずれか１項記載の照明システム。
【請求項７】
前記照明システムから出力された光の特徴は、色温度および／または輝度および／または色位置である、請求項１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】
前記照明システムは少なくとも２つのＬＥＤを含み、当該ＬＥＤは種々異なる色の光を出力する、請求項１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】
前記目標値設定装置（１８）はインターフェース（２０）を有しており、当該インターフェースには、操作員によって少なくとも１つの目標値が入力される、または少なくとも１つの目標値が、目標値設定装置（１８）内に既に格納されている幾つかの目標値から選択される、請求項１から８までのいずれか１項記載の照明システム。
【請求項１０】
前記駆動装置（２２）は、前記照明システムの全ての光源を駆動させるように構成されている、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】
前記センサ装置（１２）および／または前記実際値記憶装置（１４）および／または前記目標値設定装置（１８）がない場合には、前記駆動装置（２２）内に前記光源を駆動させるためのパラメータが格納される、請求項１０記載の照明システム。
【請求項１２】
前記照明システムのコンポーネントは自動車内での作動用に構成されており、殊に当該コンポーネントの作動に必要な供給電圧、前記照明システムから出力された光の質である、請求項１から１１までのいずれか１項記載の照明システム。
【請求項１３】
目標値は前記照明システムの調光位置に相応する、請求項１２記載の照明システム。
【請求項１４】
少なくとも２つの光源を有する照明システムを作動させるための方法であって、
当該光源のうちの少なくとも１つの光源はＬＥＤ（１１）を含み、
ａ）前記照明システムから出力された光の少なくとも１つの特徴の実際値を求めるステップと；
ｂ）前記少なくとも１つの特徴の実際値を、前記少なくとも１つの特徴の所定の目標値と比較するステップと、
ｃ）前記実際値が前記目標値に近似するように前記少なくとも１つのＬＥＤを直流信号で駆動制御させるステップ、を有する、
ことを特徴とする、照明システムを作動させるための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つの光源を有する照明システムに関する。これらの光源のうちの少なくとも１つの光源はＬＥＤを含む。さらに本発明は、この種の照明システムの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述した形式の照明システムは、従来技術において以前から公知である。ここでＬＥＤを作動させる最も簡単な方法は、ＬＥＤを前置抵抗とともに、直流源に接続することである。この前置抵抗は、発光ダイオード電流ＩＦ（順方向電流）の電流制限に使用される。前置抵抗の変化によって順方向電流ＩＦが変化する。これによって、発光ダイオードから放射された光の輝度（明度）が同じように変化する。このようにして容易に、発光ダイオードおよび他の発光手段を光源として有しているシステムが調光可能（Dimmfaehigkeit）になる。しかし次のような問題が生じる。すなわち多くのＬＥＤにおいて、殊にＩｎＧａＮ−ＬＥＤにおいて、順方向電流ＩＦの電流強度とこれに属する放出された光の波長の間に、多かれ少なかれより大きな関連性が生じてしまうという問題である。順方向電流ＩＦに依存してこの場合には波長ずれまたは色位置ずれが生じる。すなわち調光時には同時に、放出光の波長ひいては色が変化する。
【０００３】
色位置に関して：表色系では、色は３つの混合値、すなわちいわゆる三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚ（ＤＩＮ５０３３）の混合として表される。２次元表現としてしばしば、三刺激値成分ＣｘおよびＣｙも示される。ここでＣｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）およびＣｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）である。二次元の色度図のグラフィック表示では、ＣｘおよびＣｙは、いわゆる色位置の直交座標として用いられる。
【０００４】
緑色のＬＥＤの場合に、色位置ずれの現象が最も目立つ。タイプＬＴ  Ｅ６７３（ＰｏｗｅｒＴＯＰＬＥＤ）では、順方向電流が３ｍＡの場合に主波長は５４０ｎｍを上回り、順方向電流が９０ｍＡを越えて上昇した場合には５１２ｎｍを下回る。タイプＬＷ  Ｗ５ＳＧのＬＥＤ（Ｄｒａｇｏｎ）では、この色位置が変化する場合には色位置が変化する。これはＣｘおよびＣｙによって定義され、１００ｍＡの順方向電流の場合にはＣｘ＝０．３２２およびＣｙ＝０．３１６であり、順方向電流ＩＦ＝１０００ｍＡの場合にはＣｘ＝０．３１６およびＣｙ＝０．３０１である。
【０００５】
従来技術ではこの問題を解決するために、すなわちＬＥＤから放射される光の色位置を一定に保つために、パルス幅変調の原理が使用されている。ここではＬＥＤは常に同じ順方向電流ＩＦｍａｘによって、周期持続時間Ｔにわたってスイッチオンされ、再びスイッチオフされる。スイッチオン時間ｔｐを周期持続時間Ｔで除算した商によって計算されるデューティファクターは、ＬＥＤから放出される輝度を定める。大きなデューティファクターによってＬＥＤは明るく発光し、これとは反対に小さいデューティファクターによってＬＥＤは弱く発光する。ここではＬＥＤから放出された光の積分が人間の目にさらされる。周期持続時間Ｔが１０ｍｓよりも短い場合には、この光は目によって連続的であると認識される。周期持続時間が長い場合には目は光のゆらめきを認識する。
【０００６】
出力が小さい場合には、従来技術から公知の駆動制御は問題を示さない。しかし、一般照明用のランプまたは自動車内で使用されるランプで必要とされるようにより大きな出力に移行すると、不所望なノイズが生じる。ここでは実質的に２種類のノイズが考えられる。すなわち混信（ＥＭＶ）と伝導妨害である。
【０００７】
この種の電磁的ノイズを阻止するために、例えば相応するＢＭＷの規格が存在する。ここでは、クロック作動における立ち上がりエッジが最大で２０ｍＡ／μｓである。このような制限が維持されている場合、非常に長いスイッチオン時間およびスイッチオフ時間、ひいては非常に高いスイッチング損失が生じる。従来技術から公知の手法では、ノイズまたは色位置変位または高いスイッチング損失は害であると判断される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って本発明の課題は、冒頭に記載した形式の照明システムないしは冒頭に記載した方法を次のように改善することである。すなわちノイズまたは高いスイッチング損失が生じず、色位置が実質的に一定に保たれて、輝度が変化可能であるように改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題は、少なくとも２つの光源を有する照明システムであって、当該光源のうちの少なくとも１つの光源はＬＥＤを含むことを特徴とするものにおいて、少なくとも１つのＬＥＤを直流信号で駆動する駆動装置と、前記照明システムから出力された光の少なくとも１つの特徴を求めることができるセンサ装置と、当該センサ装置と接続されており、少なくとも１つの特徴の実際値を格納することができる実際値記憶装置と、前記少なくとも１つの特徴の目標値を格納することができる目標値設定装置と、調整装置をさらに含み、当該調整装置の入力側は、前記少なくとも１つの特徴の実際値を伝達する前記実際値記憶装置と、前記少なくとも１つの特徴の目標値を伝達する前記目標値設定装置と接続されており、前記調整装置は、自身の出力側で制御信号が前記駆動装置に供給されるように構成されており、前記駆動装置は、前記少なくとも１つのＬＥＤを駆動制御するために使用される直流信号の特性を、前記実際値が前記目標値に近似するように変える、ことを特徴とする照明システムによって解決される。また上述の課題は、少なくとも２つの光源を有する照明システムを作動させるための方法であって、当該光源のうちの少なくとも１つの光源はＬＥＤを含み、ａ）前記照明システムから出力された光の少なくとも１つの特徴の実際値を求めるステップと；ｂ）前記少なくとも１つの特徴の実際値を、前記少なくとも１つの特徴の所定の目標値と比較するステップと、ｃ）前記実際値が前記目標値に近似するように前記少なくとも１つのＬＥＤを直流信号で駆動制御させる、ことを特徴とする、照明システムを作動させるための方法によって解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
まずはノイズを回避するために、クロック作動モードから、ＤＣ作動モードに切り換えられるという知識に本発明は基づく。しかし本発明ではＤＣ駆動制御時には調光駆動において生じる色位置変化が検出され、少なくとも１つのＬＥＤを駆動制御するために使用される直流電流信号は次のように変えられる。すなわち所望の輝度が生じ、ここで色位置は実質的に変化しないで保持されるように変えられる。
照明システム内で、異なったスペクトルの光を有する少なくとも２つの光源が使用可能であることによって、どのような要求が生じているか、ないしはどのくらいの手間が使用されるかによって、照明システムを構成する個々の光源の異なる駆動制御による照明システムから放出される光の色位置変位が可能になり、照明システムから放出された、個々の光源の光から構成された光の所望の色位置変位が得られる。簡単な実施例では例えば照明システムは複数のＬＥＤを含む。これらのＬＥＤは種々異なる色位置の光（例えば赤、緑および青の光）を放出し、これによって、個々のＬＥＤが調光後に変えられたパラメータによって駆動制御される場合に、調光時に生じた色位置ずれが修正される。
【００１１】
有利な実施形態は次のような特徴を有している。すなわち、センサ装置が少なくとも１つの電圧−周波数変換器を有しているという特徴を有している。殊に、例えば照明システムから出力された光の青色、赤色および緑色のスペクトル領域用の相応するフィルタ装置と接続されている場合には、特定のスペクトル領域にある光成分は、各電圧−周波数変換器によって出力されたパルスを計数することによって求められる。調整装置が、少なくとも１つの電圧−周波数変換器の出力側と接続されているマイクロプロセッサを含んでいる場合には、これは少なくとも１つの電圧−周波数変換器の出力信号におけるパルスを計数
する。しかも、Ａ／Ｄ変換器を中間接続する必要はない。三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚは容易に、時間単位毎のパルスの数としてあらわされる。ここから上述のように、三刺激値成分ＣｘおよびＣｙが定められる。択一的にフィルタ装置から電圧信号が供給される。この電圧信号はマイクロプロセッサによって、少なくとも１つのＡ／Ｄ変換器を中間接続して評価される。
【００１２】
本発明の照明システムでは、少なくとも１つのＬＥＤを含む前記少なくとも１つの光源の他に、少なくとも１つの別の光源が設けられており、この光源は有利には以下のタイプから選択される：すなわちＬＥＤ，発光材料ランプ，ハロゲン白熱ランプ，高圧放電ランプから選択される。照明システムから出力された光の少なくとも１つの特徴は色温度および／または輝度および／または色位置である。
【００１３】
さらに有利には、目標値設定装置はインターフェースを有しており、このインターフェースには、操作員によって少なくとも１つの目標値が入力される、または少なくとも１つの目標値が、目標値設定装置内に既に格納されている幾つかの目標値から選択される。これによって空間の同じ照明が、種々異なる雰囲気を形成するために使用される。自動車内での作動時には国固有の色温度または流行色（例えばクールブルー）が実現可能である。
【００１４】
照明システムのコンポーネントが自動車内での作動用に構成されており、殊にコンポーネントの作動に必要な供給電圧、並びに照明システムから出力された光の質が自動車内での作動用に構成されているのは有利である。本発明の照明システムでは、輝度は色温度に依存しないで設定可能であるので、これによって調光可能なフロントヘッドランプが実現される。このような特徴は日中走行光にとって重要である。この日中走行光は多くの国において既に指示されている。これまでにはフロントヘッドランプには、Ｈ４−ランプに対する例えば３２００Ｋの色温度を有するハロゲンランプまたは４２００Ｋの色温度を有する高圧放電ランプ（Ｄ２／Ｄ１ランプ）が使用されてきた。これによって、日中走行光としての作動も可能である。欠点は、寿命が非常に制限されているということである。これはハロゲンランプの場合には数百時間であり、Ｄ２／Ｄ１ランプの場合には約３０００時間である。典型的に１００００時間を上回る寿命を有してＬＥＤはこれまでは、殊に、上述した不所望な色位置ずれが原因で、日中光オプションを伴うフロントヘッドライトとしては使用されていない。
【００１５】
駆動装置は、照明システムの全ての光源を駆動させるように構成される。択一的に照明システムの光源は、殊に種類に応じてグループ分けされ、相互に依存しないで駆動制御される。
【００１６】
センサ装置および／または実際値記憶装置および／または目標値設定装置がない場合には、駆動装置内に光源を駆動させるためのパラメータが格納される。この場合には、光源の駆動制御は次のように行われる。すなわち光源が、事前設定された値で白色光を出力するように行われる。択一的にエラーの場合には、色温度はユーザによって事前に定められ、例えば記憶ユニット内に格納されてもよい。
【００１７】
本発明の照明システムによって出力される光の少なくとも１つの特徴は、少なくとも１つのＬＥＤの駆動制御に完全に依存しないで求められる。ＬＥＤのパルス幅変調された駆動の場合には、相応のＬＥＤがスイッチオンされているときに各特徴は複雑性を高めて正確に求められなければならない。これに対して本発明による照明システムは簡単に実現可能であること、および確実性が高いことを特徴とする。
【００１８】
日中走行光ないしは駐車灯の実現と関連した、本発明の照明システムの自動車内での使用時だけではなく、例えば生活空間の照明のための一般的な照明システムでも、目標値は照明システムの調光位置（Dimmstellung）に相応する。
【００１９】
本発明の別の有利な実施形態は従属請求項に記載されている。
【実施例】
【００２０】
以下で本発明の実施例を、図を含んでいる、添付図面を参照してより詳細に説明する。図は、本発明による照明システムの基本図を概略的に示している。
【００２１】
図１には、本発明に相応する照明システムの基本図が示されている。この照明システムは複数の光源を含む。これらの光源はブロック１０内にまとめられている。ここで少なくとも１つの光源は概略的に示されているように、ＬＥＤ１１である。このＬＥＤは直流信号で駆動される。ブロック１０から出力された光は、センサ装置１２によって検出される。このセンサ装置１２によって、照明システムから出力された光の少なくとも１つの特徴が求められる。特徴としては、色温度、輝度または色位置が考えられる。センサ装置１２によって求められた少なくとも１つの特徴は、実際値記憶装置１４内に格納される。実際位置記憶装置１４は、複数の特徴の値を記憶することができるように構成されていてもよい。少なくとも１つの特徴の実際値は調整装置１６に供給される。この調整装置はさらに、少なくとも１つの特徴の目標値を得る。これは目標値設定装置１８から供給される。これも、特徴の多くの値を記憶することができるように構成されていてもよい。この装置はインターフェース２０を有している。このインターフェースを介して操作員から少なくとも１つの目標値が入力される、または少なくとも１つの目標値が、目標値設定装置１８内に既に格納されている幾つかの目標値から選択される。調整装置１６は、少なくとも１つの特徴の目標値を、少なくとも１つの特徴の実際値と比較し、自身の出力側に駆動装置２２の制御信号を次のように供給する。すなわち駆動装置が、少なくとも１つのＬＥＤを駆動制御するために使用されている直流信号の特性を変え、少なくとも１つの特徴の実際値が少なくとも１つの特徴の目標値に近似するように供給する。上述したように、ＬＥＤの他にもブロック１０内に光源として存在する。しかしＬＥＤを、他の種類の光源、例えば高圧放電ランプ、ハロゲン白熱ランプ、発光材料ランプと組み合わせることができる。駆動装置２２は、少なくとも１つのＬＥＤの駆動制御に使用される信号だけを変えるように構成されていてもよい。しかしこれは他の光源駆動制御信号を変調するように構成されていてもよい。センサ装置１２内には概略的に、フィルタ装置２４と電圧−周波数変換器２６が示されている。有利には、三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを求めるために、フィルタ装置２４と電圧−周波数変換器２６の３種類の組み合わせが存在する。３つの電圧−周波数変換器２６の出力信号はマイクロプロセッサに供給される。マイクロプロセッサは、パルスを計数することによって容易に、三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを求める。オプションで、マイクロプロセッサが三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚから三刺激値成分ＣｘおよびＣｙを計算するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による照明システムの概略的な基本図
【図１】
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