(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明システムを設計するための方法であって、
色温度（ＣＴ）の選択を取得するステップと、
前記ＣＴのために、低値演色評価数（低値ＣＲＩ）に対応し、第１の複数のピーク波長を含む第１のスペクトルパワー分布（ＳＰＤ）を取得するステップと、
前記ＣＴのために、高値ＣＲＩに対応し、第２の複数のピーク波長を有する第２のＳＰＤを取得するステップと、
前記第１のＳＰＤおよび前記第２のＳＰＤによって共有される複数の共通のピーク波長を特定するステップと、
を含み、
前記照明システムは、前記複数の共通のピーク波長に対応する複数の第１の光源と、複数の残りのピーク波長に対応する複数の第２の光源と、を有し、
前記複数の第１の光源には、前記複数の共通のピーク波長のうち長波長側のピーク波長に対応する長波長側の第１の光源と、前記複数の共通のピークのうち短波長側のピーク波長に対応する短波長側の第１の光源とが含まれ、
前記複数の第２の光源には、前記長波長側の第１の光源が対応するピーク波長と前記短波長側の第１の光源が対応するピーク波長との間の波長に対応する短波長側の第２の光源と、前記長波長側の第１の光源が対応するピーク波長よりも長いピーク波長に対応する長波長側の第２の光源とが含まれ、
前記照明システムは、イベントに応答して、前記複数の第２の光源を作動する照明システム設計方法。
【請求項２】
前記第２のＳＰＤを取得するステップは、
シミュレーションにより、前記ＣＴのための前記第１のＳＰＤを生成するステップ（ここで、前記第１の複数のピーク波長が複数の相対強度を有する）と、
シミュレーションにより、前記第１のＳＰＤに前記残りのピーク波長を加え、前記第１の複数のピーク波長の複数の強度を調整することによって、前記高値ＣＲＩに対応する前記第２のＳＰＤを生成するステップと、
を含む請求項１に記載の照明システム設計方法。
【請求項３】
前記ＣＴは、２５００Ｋ〜３０００Ｋの範囲から選択され、前記第１のＳＰＤは、前記ＣＴのための放射の最大発光効率を有する請求項２に記載の照明システム設計方法。
【請求項４】
前記第１のＳＰＤを取得するステップは、
前記高値ＣＲＩの選択を取得するステップと、
シミュレーションにより、前記高値ＣＲＩに対応し、前記ＣＴのための前記第２のＳＰＤを生成するステップ（ここで、前記第２の複数のピーク波長は複数の相対強度を含む）と、
シミュレーションにより、前記第２のＳＰＤから前記残りのピーク波長を除去し、前記第２の複数のピーク波長の複数の相対強度を調整することによって、前記第１のＳＰＤを生成するステップと、
を有する請求項１に記載の照明システム設計方法。
【請求項５】
前記高値ＣＲＩは８０以上である請求項４に記載の照明システム設計方法。
【請求項６】
前記イベントは、空間体積内の動作およびタイマーのタイムアウトから構成されるグループから選択される一つである請求項１に記載の照明システム設計方法。
【請求項７】
照明システムを設計するための命令を格納したコンピューター読取可能記憶媒体であって、前記命令は、
色温度（ＣＴ）の選択を取得するステップと、
前記ＣＴのために、低値演色評価数（低値ＣＲＩ）に対応し、第１の複数のピーク波長を含む第１スペクトルパワー分布（ＳＰＤ）を取得するステップと、
前記ＣＴのために、高値ＣＲＩに対応し、第２の複数のピーク波長を有する第２のＳＰＤを取得するステップと、
前記第１のＳＰＤをおよび前記第２のＳＰＤによって共有される複数の共通のピーク波長を特定するステップと、
を含み、
前記照明システムは、前記複数の共通のピーク波長に対応する複数の第１の光源と、複数の残りのピーク波長に対応する複数の第２の光源と、を有し、
前記複数の第１の光源には、前記複数の共通のピーク波長のうち長波長側のピーク波長に対応する長波長側の第１の光源と、前記複数の共通のピーク波長のうち短波長側のピーク波長に対応する短波長側の第１の光源とが含まれ、
前記複数の第２の光源には、前記長波長側の第１の光源が対応するピーク波長と前記短波長側の第１の光源が対応するピーク波長との間の波長に対応する短波長側の第２の光源と、前記長波長側の第１の光源が対応するピーク波長よりも長いピーク波長に対応する長波長側の第２の光源とが含まれ、
前記照明システムは、イベントに対応して、前記複数の第２の光源を作動するコンピューター読取可能記憶媒体。
【請求項８】
前記第２のＳＰＤを取得するステップは、
シミュレーションにより、前記ＣＴのための前記第１のＳＰＤを生成するステップ（ここで、前記第１の複数のピーク波長が複数の相対強度を有する）と、
シミュレーションにより、前記第１のＳＰＤに前記残りのピーク波長を加え、前記第１の複数のピーク波長の複数の強度を調整することによって、前記高値ＣＲＩに対応する前記第２のＳＰＤを生成するステップと、
を含む請求項７に記載のコンピューター読取可能記憶媒体。
【請求項９】
前記ＣＴは、２５００Ｋ〜３０００Ｋの範囲から選択され、前記第１のＳＰＤは、前記ＣＴのための放射の最大発光効率を有する請求項８に記載のコンピューター読取可能記憶媒体。
【請求項１０】
前記第１のＳＰＤを取得するステップは、
前記高値ＣＲＩの選択を取得するステップと、
シミュレーションにより、前記高値ＣＲＩに対応し、前記ＣＴのための前記第２のＳＰＤを生成するステップ（ここで、前記第２の複数のピーク波長は複数の相対強度を含む）と、
シミュレーションにより、前記第２のＳＰＤから前記残りのピーク波長を除去し、前記第２の複数のピーク波長の複数の相対強度を調整することによって、前記第１のＳＰＤを生成するステップと、
を有する請求項７に記載のコンピューター読取可能記憶媒体。
【請求項１１】
第１の複数のピーク波長に関連する第１の複数の光源を作動するステップと、
イベントを検出するステップと、
前記イベントの検出に応答して、第２の複数のピーク波長に対応する第２の複数の光源を作動するステップと、を含み、
前記第１の複数のピーク波長は、低値演色評価数（ＣＲＩ）に対応する第１のスペクトルパワー分布（ＳＰＤ）及び高値ＣＲＩに対応する第２のＳＰＤによって共有される共通のピーク波長であり、
前記第１のＳＰＤおよび前記第２のＳＰＤは、同一の色温度（ＣＴ）用であり、
前記第２のＳＰＤは、前記第１の複数のピーク波長および前記第２の複数のピーク波長を含み、
前記第２の複数のピーク波長は、前記第１の複数のピーク波長のうち長波長側の第１のピーク波長と、前記第１の複数のピーク波長のうち短波長側の第１のピーク波長との間にある短波長側の第２のピーク波長と、前記第１の複数のピーク波長のうち長波長側の第１のピーク波長よりも長い位置にある長波長側の第２のピーク波長とを含む、光源制御方法。
【請求項１２】
前記イベントに応答する前記第１の複数の光源の複数の相対強度を調整するステップをさらに含む請求項１１に記載の光源制御方法。
【請求項１３】
前記第１のスペクトルパワー分布は、低値ＣＲＩおよびＣＴのための最大発光効率の照射を含む請求項１１に記載の光源制御方法。
【請求項１４】
高値ＣＲＩは、８０以上である請求項１１に記載の光源制御方法。
【請求項１５】
第１の複数のピーク波長に対応する第１の複数の光源と、
第２の複数のピーク波長に対応する第２の複数の光源と、
前記第１の複数の光源を作動し、さらに、イベントに応じて前記第２の複数の光源を作動する制御部と、
を有し、
前記第１の複数のピーク波長は、低値演色評価数に対応する第１のスペクトルパワー分布（ＳＰＤ）と高値ＣＲＩに対応する第２のＳＰＤとによって共有される共通のピーク波長であり、
前記第１のＳＰＤ及び前記第２のＳＰＤは、同じ色温度（ＣＴ）用であり、
前記第２のＳＰＤは、前記第１の複数のピーク波長および前記第２の複数のピーク波長を含み、
前記第２の複数のピーク波長は、前記第１の複数のピーク波長のうち長波長側の第１のピーク波長と、前記第１の複数のピーク波長のうち短波長側の第１のピーク波長との間にある短波長側の第２のピーク波長と、前記第１の複数のピーク波長のうち長波長側の第１のピーク波長よりも長い位置にある長波長側の第２のピーク波長とを含む、
照明システム。
【請求項１６】
色度を調整するための補助光源をさらに有する請求項１５に記載の照明システム。
【請求項１７】
前記第１の複数の光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザー、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、量子ドットを有するＯＬＥＤ、マイクロキャビティ、干渉フィルターおよびプリズムからなる群から選択される少なくとも一つを含む請求項１５に記載の照明システム。
【請求項１８】
前記イベントは、空間体積内における動作およびタイマーのタイムアウトからなる群から選択される少なくとも一つである請求項１５に記載の照明システム。
【請求項１９】
前記ＣＴは、２５００Ｋ〜３０００Ｋの範囲から選択され、前記第１のＳＰＤは、前記ＣＴのための最大発光効率の照射を含む請求項１５に記載の照明システム。
【請求項２０】
前記高値ＣＲＩは、８０以上である請求項１５に記載の照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
一つの側面において、本発明は、照明システムの設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
審美的、実用的効果を達成するために、照明では、光の適用が慎重に考えられている。照明には、人工的な光源（たとえば、ランプ）および／または自然の光源（たとえば、太陽）が用いられる。人工的な照明は、エネルギー消費の主要な要因であり、全世界で消費される全エネルギーの極めて大きな部分を占める。
【０００３】
エネルギー消費の低減の重要性は増している。これは、照明を含む多くの部門にあてはまる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、適切な照明が作業成果、審美性、雰囲気、幸福感を向上できる一方で、粗末な照明は、健康への悪影響となり、様々な問題を引き起こしうる。したがって、照明システムによりエネルギー消費を低減する事が重要である一方、省エネルギーが照度に急激な影響を与えない事も極めて重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一般的に、一つの側面において、本発明は、照明システムの設計方法に関する。本方法は、色温度（ＣＴ）の選択を取得するステップと、前記ＣＴのために、低値演色評価数（ＣＲＩ）に対応し、複数の第１のピーク波長を含む第１のスペクトルパワー分布（ＳＰＤ）を取得するステップと、前記ＣＴのために、高値ＣＲＩに対応し、複数の第２のピーク波長を含む第２のＳＰＤを取得するステップと、前記第１のＳＰＤおよび前記第２のＳＰＤによって共有される複数の共通ピーク波長を識別するステップと、を含み、ここで、照明装置は、複数の共通ピーク波長に対応する複数の第１の光源と、複数の第２のピーク波長の複数の残りのピーク波長に対応する複数の第２の光源とを有し、照明システムは、イベントに応じて、複数の前記第２の光源を作動する。
【０００６】
一般的に、ある一面では、本発明は、照明システムを設計するための命令を格納した一時的でないコンピューター読取可能記憶媒体に関する。命令は、色温度（ＣＴ）の選択を取得するステップと、前記ＣＴのために、低値演色評価数（低値ＣＲＩ）に対応し、第１の複数のピーク波長を含む第１のスペクトルパワー分布（ＳＰＤ）を取得するステップと、前記ＣＴのために、高値ＣＲＩに対応し、第２の複数のピーク波長を有する第２のＳＰＤを取得するステップと、前記第１のＳＰＤおよび前記第２のＳＰＤによって共有される複数の共通のピーク波長を特定するステップと、を含み、前記照明システムは、前記複数の共通のピーク波長に対応する複数の第１の光源と、複数の残りのピーク波長に対応する複数の第２の光源と、を有し、前記照明システムは、イベントに応答して、前記複数の第２の光源を作動する。
【０００７】
一般的に、一つの側面として、本発明は、光源を制御する方法に関する。当該方法は、第１の複数のピーク波長に関連する第１の複数の光源を作動するステップと、イベントを検出するステップと、前記イベントの検出に応答して、第２の複数のピーク波長に対応する第２の複数の光源を作動するステップと、を含み、前記第１の複数のピーク波長は、低値演色評価数（ＣＲＩ）に対応する第１のスペクトルパワー分布（ＳＰＤ）および高値ＣＲＩに対応する第２のＳＰＤによって共有される共通のピーク波長であり、前記第１のＳＰＤおよび前記第２のＳＰＤは、同一の色温度（ＣＴ）用であり、前記第２のＳＰＤは、前記第１の複数のピーク波長および前記第２の複数のピーク波長を含む。
【０００８】
一般的に、一つの側面として、本発明は、照明システムに関する。照明システムは、第１の複数のピーク波長に対応する第１の複数の光源と、第２の複数のピーク波長に対応する第２の複数の光源と、前記第１の複数の光源を作動し、さらに、イベントに応じて前記第２の複数の光源を作動する制御部と、を有し、前記第１の複数のピーク波長は、低値演色評価数に対応する第１のスペクトルパワー分布（ＳＰＤ）と高値ＣＲＩに対応する第２のＳＰＤとによって共有される共通のピーク波長であり、前記第１のＳＰＤおよび前記第２のＳＰＤは、同じ色温度（ＣＴ）用であり、前記第２のＳＰＤは、前記第１の複数のピーク波長および前記第２の複数のピーク波長を含む。
【０００９】
本発明の他の側面は、明細書および請求項から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一つ以上実施形態の照明システムを示すブロック図である。
【図２Ａ】本発明の一つ以上実施形態のフローチャートである。
【図２Ｂ】本発明の一つ以上実施形態のフローチャートである。
【図２Ｃ】本発明の一つ以上実施形態のフローチャートである。
【図３】本発明の一つ以上実施形態のフローチャートである。
【図４Ａ】本発明の一つ以上実施形態の実施例を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の一つ以上実施形態の実施例を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の一つ以上実施形態の実施例を示す図である。
【図５】本発明の一つ以上実施形態のコンピューターシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の特定の実施形態は、添付の図面を参照して詳細に説明される。一貫性のために、様々な図面において、同様の構成には同様の参照番号を付している。
【００１２】
後述の本発明の実施形態の詳細な説明では、多数の具体的な仕様が、本発明をより完全に理解するために提供される。しかし、具体的な仕様以外であっても当業者によって本発明が実用されることは明白である。他の例では、不必要に説明を複雑にしないために、周知の特徴は、詳細に説明しない。
【００１３】
一般的に、本発明の実施形態は、選択された色温度（ＣＴ：ｃｏｌｏｒ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）のための照明システムを設計および操作するためのシステムおよび方法を提供する。照明システムは、エネルギー節約モード（ＥＳＭ：ｅｎｅｒｇｙ  ｓａｖｉｎｇ  ｍｏｄｅ）および全動作モード（ＦＰＭ：ｆｕｌｌ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｍｏｄｅ）を含む様々なモードにおいて動作する。ＥＳＭでは、照明システムの主光源だけが作動される。ＦＰＭでは、主光源および補助光源の両方が作動される。ＥＳＭで照射される光のスペクトルパワー分布（ＳＰＤ）、および、ＦＰＭで照射される光のＳＰＤは、共通のピーク波長を共有する。ＥＳＭのためのＳＰＤは、高発光効率の照射（ＬＥＲ：ｌｕｍｉｎｏｕｓ  ｅｆｆｉｃａｃｙ  ｏｆ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ）を有するが、低値演色評価数（ｌｏｗ  ｖａｌｕｅ  ＣＲＩ）に対応する。その一方、ＦＰＭのためのＳＰＤは、低いＬＥＲを有するが、高値ＣＲＩ（ｈｉｇｈ  ｖａｌｕｅ  ＣＲＩ）に対応する。イベントがＦＰＭの要求のトリガーを引くまでは、ＥＳＭにおいて作動されることによって、照明システムによって消費されるエネルギーが低減される。
【００１４】
図１は、本発明の一つ以上の実施形態に係る照明システム（１００）を示す図である。図１に示すように、照明装置（１００）は、制御部（１０５）、センサー（１２０）、一つ以上の主光源（すなわち、主光源Ａ（１１０）、主光源Ｂ（１１６））、および一つ以上の補助光源（すなわち、補助光源Ａ（１１２）、補助光源Ｂ（１１４））を含む複数の構成要素を有する。制御部（１０５）、センサー（１２０）および光源（１１０、１１２、１１４、１１６）間は直接接続されている。あるいは、一つ以上のコントローラー部（１０５）、センサー（１２０）および光源（１１０、１１２、１１４、１１６）は、有線および／または無線部分を有するネットワーク（不図示）を使って、接続できる。本発明の一つ以上の実施形態において、センサー（１２０）は、光学素子である。
【００１５】
本発明の一つ以上の実施形態において、照明装置（１００）は、対象物（１２２）に光を当てるために使用される。対象物（１２２）は、いかなるサイズおよび形状の物理的な物体であってもよい。さらに、照明装置（１００）は、いかなる場所、たとえば、屋内、屋外、水中、ガラスまたはプラスチック越し、低酸素環境下などにおける対象物（１２２）に光を当てられる。さらに、対象物（１２２）は、部屋、廊下、トンネル、駐車場などであってもよい。
【００１６】
本発明の一つ以上の実施形態において、照明装置（１００）は、複数のモードにおいて動作可能に構成されている。たとえば、照明装置（１００）は、ＥＳＭおよびＦＰＭにおいて動作でき、ここで、ＥＳＭはＦＰＭよりエネルギー消費が少ない。ＥＳＭでは、主光源（１１０、１１６）だけが作動される（すなわち、ターンオンされる）。ＦＰＭモードでは、主光源（１１０、１１６）および補助光源（１１２、１１４）が作動される。照明装置（１００）は、ＥＳＭからＦＰＭに直接、および／またはＦＰＭからＥＳＭに直接切り換え可能である。あるいは、ＥＳＭおよびＦＰＭの間の行程に呼び出され、ＥＳＭおよびＦＰＭの間に一つ以上の中間モードがあってもよい。さらに、主光源（１１０、１１６）および／または補助光源（１１２、１１４）は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザー、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、量子ドットを有するＯＬＥＤ、マイクロキャビティ、干渉フィルター、格子、プリズム等のいかなる組み合わせに相当してもよい。
【００１７】
本発明の一つ以上の実施形態において、制御部（１０５）は、複数のモード（すなわち、ＥＳＭ、ＦＰＭ）の間で照明装置（１００）を切り換え可能に構成されている。換言すると、制御部（１０５）は、主光源（１１０、１１６）および／または補助光源（１１２、１１４）を作動および／または停止することによって、照明装置（１００）のモードを切り換え／変更できるように構成される。制御部は、動作のすべてのモードにおいて、主光源（１１０、１１６）および／または補助光源（１１２、１１４）の相対電力を設定／調整可能に構成されている。
【００１８】
本発明の一つ以上の実施形態において、制御部（１０５）は、イベントに応答して照明装置（１００）のモードを変更する。イベントは、たとえば、制御部（１０５）の内部または外部のタイマー（不図示）のタイムアウト、ユーザーからの指示、センサー（１２０）による動作の検出、センサー（１２０）によるノイズ／音／振動の検出、センサー（１２０）による温度変化または気圧変化の検出などである。
【００１９】
本発明の一つ以上の実施形態において、制御部（１０５）は、ユーザーによって設定が変更可能なコンピューターデバイスである。したがって、制御部（１０５）は、パーソナルコンピューター（ＰＣ）、デスクトップコンピューター、大型汎用コンピューター（メインフレーム）、サーバー、電話、公衆電話（ｋｉｏｓｋ）、ケーブル箱（ｃａｂｌｅ  ｂｏｘ）、携帯端末（ＰＤＡ）、電子書籍リーダー、携帯電話、スマートフォン等である。また、図１では、全ての光源（１１０、１１２、１１４、１１６）用に、一つの制御部（すなわち、制御部（１０５））および一つのセンサー（すなわち、センサー（１２０））だけが示されているが、これに代える本発明の実施形態として、複数の制御部および／または複数のセンサーを含んでもよい。たとえば、本発明の別の実施形態では、各光源（１１０、１１２、１１４、１１６）に制御部があってもよい。
【００２０】
この詳細な説明を利用する当業者は、ＣＴが、照明、写真撮影、出版業、製造業、天体物理学、その他の分野などで重要な有用性を有する可視光の特性であることを理解する。本発明の一つ以上の実施形態において、照明システム（１００）は、選択されたＣＴの光を照射するように設計される。ＣＴは、対象物の見た目の好み、または、その期待される見た目に基づいて選択される。また、ＣＴは、いかなる範囲から選択されたいかなる値（たとえば、２８５６Ｋ、４０００Ｋ、５０００Ｋ、６５００Ｋなど）として選択されてもよい。
【００２１】
この詳細な説明を利用する当業者は、理想的なまたは自然の光源と比べて、様々な物（たとえば対象物（１２２））の色を正確に再現するための光源（たとえば、照明システム（１００）により照射された光）の能力の定量的尺度がＣＲＩであることを理解する。加えて、この詳細な説明を利用する当業者は、照明にとって有用な電磁力（すなわち、照明システム（１００）によって照射された光）のごく一部をＬＥＲが測定することを理解する。ＬＥＲは、６８３ｌｍ／Ｗの最大可能値を有する。
【００２２】
本発明の一つ以上の実施形態では、光源システム（１００）の各操作モード（たとえば、ＥＳＭ、ＦＰＭ）は、選択されたＣＴのために、異なるスペクトルパワー分布（ＳＰＤ：ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｐｏｗｅｒ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）を有する光を照射するように設計される。換言すると、ＥＭＳのための所定のＳＰＤおよびＦＰＭのための所定のＳＰＤを生成するために、光源（１１０、１１２、１１４、１１６）が選択される。
【００２３】
本発明の一つ以上の実施形態において、ＥＳＭのためのＳＰＤは、選択されたＣＴのための高い（潜在的に最大の）ＬＥＲを有し、ＣＲＩのコストが低く（すなわち、低値ＣＲＩに）、設計されている。そのようなＳＰＤは、複数のピーク波長を伴う、スパイク（ｓｐｉｋｅ）を有してもよい。反対に、ＦＰＭのためのＳＰＤは、高値ＣＲＩ（たとえば、８０以上）を目標とするように設計される。しかし、ＳＰＤは、この高値ＣＲＩのトレードオフとして、ＬＥＲが小さくなる。そのようなＳＰＤは、また複数のピーク波長を伴う、スパイクを有する。本発明の一つ以上の実施形態において、ＥＳＭのためのＳＰＤおよびＦＰＭのためのＳＰＤは、同様の照度を生成する。ＦＰＭのためのＳＰＤにおけるピーク波長の数（すなわち、基数）は、ＥＳＭのためのＳＰＤにおけるピーク波長の数（すなわち、基数）を上回る。
【００２４】
本発明の一つ以上の実施形態において、ＥＳＭのためのＳＰＤおよびＦＰＭのためのＳＰＤは、共通のピーク波長を有する。各主光源（１１０、１１６）は、共通のピーク波長の一つに対応する。換言すると、各主光源（１１０、１１６）は、共通のピーク波長、または、共通のピーク波長から小さい範囲内（すなわち、３０ｎｍ）の波長の光を照射する。本発明の一つ以上の実施形態において、共通のピーク波長ではない、ＦＭＰのためのＳＰＤの複数のピーク波長は、残りのピーク波長と称する。本発明の一つ以上の実施形態において、補助光源（１１２、１１４）は、残りのピーク波長の一つに対応する。換言すると、各補助光源（１１２、１１４）は、残りのピーク波長、または、残りのピーク波長から小さい範囲内（すなわち、３０ｎｍ）の波長の光を照射する。
【００２５】
本発明の一つ以上の実施形態において、ＥＳＭのためのＳＰＤにおけるピーク波長およびＦＰＭのためのＳＰＤにおけるピーク波長は、共通のピーク波長を考慮して同一である必要はない。換言すると、ＥＳＭのためのＳＰＤにおけるピーク波長およびＦＰＭのためのＳＰＤにおけるピーク波長は、小さい範囲（たとえば５０ｎｍ）で異なってもよく、その場合でも共通のピーク波長と定義する。そのような実施形態において、主光源（１１０、１１６）は、２つのピーク波長のうちの一つ、あるいは、２つのピーク波長のうちの一つから小さい範囲内の波長を照射する。
【００２６】
図２Ａは、本発明の一つ以上の実施形態におけるフローチャートを示す。図２Ａに示される処理は、照明システム（すなわち、図１において上述された照明システム（１００））を設計するために使用される。図２Ａの一つ以上のステップは、本発明の別の実施形態として、省略され、繰り返されおよび／または異なる順番で実行されてもよい。したがって、本発明の実施形態は、図２Ａに示されるステップの特定の数や配置に限定されないことに留意する。
【００２７】
まず、色温度（ＣＴ）の選択が取得される（ステップ２０５）。上述のように、ＣＴは、ユーザーの好みであり、対象物（たとえば、図１を参照して上述された対象物（１２２））を鑑賞すると思われる鑑賞者に基づいて選択される。さらに、ＣＴは、いかなる範囲の値からいかなる値（たとえば、２８５６Ｋ、４０００Ｋ、５０００Ｋ、６５００Ｋ、１００００Ｋ）として選択されてもよい。
【００２８】
ステップ２１０において、ＣＴのための高い（潜在的に最大の）ＬＥＲを有するＳＰＤが取得される。高いＬＥＲのトレードオフとして、低値ＣＲＩとなりうる。本発明の一つ以上の実施形態において、ＳＰＤは、複数のピーク波長を有する、スパイクを有する波長となる。照明システムは、大体このＥＳＭにおけるＳＰＤを照射するように、設計される。
【００２９】
ステップ２１５において、高値ＣＲＩ（たとえば８０以上）に対応するＳＰＤが得られる。高値ＣＲＩのトレードオフとして、ＬＥＲが低減されうる。本発明の一つ以上の実施形態において、ＳＰＤは、複数のピーク波長を有する、スパイクを有する波長となる。照明システムは、大体このＦＰＭにおけるＳＰＤを照射するように、設計される。さらに、このＳＰＤは、ステップ２１０で得られたＳＰＤにおけるピーク波長の数よりも多い数のピーク波長を有する。
【００３０】
ステップ２２０において、ステップ２１０で得られたＳＰＤおよびステップ２１５で得られたＳＰＤによって共有された共通のピーク波長    が確認される。本発明の一つ以上の実施形態において、二つのＳＰＤのピーク波長は、共通のピーク波長と考えられるために、同一である必要はない。換言すると、ステップ２１０のＳＰＤにおけるピーク波長およびステップ２１５のＳＰＤにおけるピーク波長は、小さい範囲（たとえば、５０ｎｍ）で異なってもよく、それでも共通のピーク波長と定義する。本発明の一つ以上の実施形態において、共通のピーク波長ではない、ステップ２１５のＳＰＤにおけるピーク波長は、残りのピーク波長と称する。
【００３１】
ステップ２２５において、共通のピーク波長に対応する光源が照明システム（たとえば、図１において上述された照明システム（１００））のために選択される。換言すると、特定された共通のピーク波長のそれぞれにとって、共通のピーク波長または共通のピーク波長から小さい範囲内でずれた波長を照射する光源（たとえば、図１において上述した主光源Ａ（１１０）、主光源Ｂ（１１６））は、当該照明システムにおいて使用されるために選択される。同様に、残りのピーク波長に対応する光源が、照明システムにおいて使用されるために選択される。換言すると、残りのピーク波長のそれぞれにとって、残りのピーク波長または残りのピーク波長から小さい範囲内でずれた波長を照射する光源（たとえば、図１において上述された補助光源Ａ（１１２）、補助光源Ｂ（１１４））は、照明システムにおいて使用するために選択される。
【００３２】
上述のように、照明システムは、様々なモードにおいて操作される。ＥＳＭでは、共通のピーク波長に対応する照明システムの光源が作動される。また、上述のように、照明システムは、ＥＳＭからＦＰＭおよび／またはＦＰＭからＥＳＭに切り換え可能である。本発明の一つ以上の実施形態において、切り換えのトリガーは、タイマーのタイムアウト、動作の検出、ノイズの検出等である。
【００３３】
図２Ｂは、本発明の一つ以上の実施形態におけるフローチャートを示す。図２Ｂに示す処理は、一つ以上のＳＰＤを得る（すなわち、図２Ａにおいて上述したステップ２１０および／またはステップ２１５）ために使用される。換言すると、ＣＴは、図２Ｂにおける処理が実行される前に、既に選択されている。図２Ｂに示す一つ以上のステップは、本発明の異なる実施形態として、省略され、繰り返されおよび／または異なる順番で実行されてもよい。したがって、本発明の実施形態は、図２Ｂに示されるステップの特定の数や配置に限定されないことに留意する。
【００３４】
まず、選択されたＣＴのための最大のＬＥＲを有するＳＰＤが、（たとえば、表計算ソフトの非線形の最適化関数を用いて）シミュレーションにより生成される（ステップ２１１）。換言すると、ＣＲＩに関わらず（すなわち、ＳＰＤの形が自由に変形可能であり）、ＣＴのための最大のＬＥＲを試みることによって、ＳＰＤが生成される。
【００３５】
ステップ２１２において、目的の高値ＣＲＩに対応するＳＰＤが、シミュレーションにより生成される。特に、このＳＰＤを生成するために、ステップ２１１のＳＰＤに追加のピーク波長が加えられ、高値ＣＲＩが達成されるまでステップ２１１のＳＰＤに存在するピーク波長の相対出力が（低減されたＬＥＲの潜在的なコストにおいて）調整される。その結果、このＳＰＤおよびステップ２１１のＳＰＤは、共通のピーク波長を有するようになる。さらに、このＳＰＤは、図２Ａのステップ２１５において得られるＳＰＤに対応する。
【００３６】
この詳細な説明を利用する当業者は、目標の高値ＣＲＩのための最大のＬＥＲを達成するために、他のＳＰＤの形が存在することを理解する。しかし、問題の非線形特性により、その解法が唯一であることを示すのは容易ではない。
【００３７】
図２Ｃは、本発明の一つ以上の実施形態におけるフローチャートを示す。図２Ｃに示す処理は、一つ以上のＳＰＤを得るために使用される（すなわち、図２Ａを参照して上述したステップ２１０および／またはステップ２１５）。換言すると、ＣＴは、図２Ｃが実行される処理の前に、すでに選択されている。図２Ｃに示す一つ以上のステップは、本発明の別の実施形態として、省略され、繰り返されおよび／または異なる順番で実行されてもよい。したがって、本発明の実施形態は、図２Ｃに示されるステップの特定の数や配置に限定されないことに留意する。
【００３８】
まず、高値ＣＲＩの選択が取得される（ステップ２１６）。選択されたＣＲＩは、ユーザーの好みであり、理想的なまたは自然の光源と比べて、様々な物の色を正確に再現するための光源の能力の定量的尺度に対応する。一つ以上の実施形態において、高値ＣＲＩは、８０以上である。
【００３９】
ステップ２１７において、ＳＰＤは、シミュレーションにより生成された、選択された高値ＣＲＩに対応する。本発明の一つ以上の実施形態において、このＳＰＤは、スパイクとなり、複数のピーク波長を有する。このＳＰＤは、図２Ａのステップ２１５で得られるＳＰＤに対応しうる。
【００４０】
この詳細な説明を利用する当業者は、選択された高値ＣＲＩおよびＣＴのためのスパイク形のＳＰＤを生成することが可能でないことを理解する。換言すると、代わりの目標として高値ＣＲＩをユーザーが選択する必要がある。
【００４１】
ステップ２１８において、ステップ２１７のＳＰＤから一つ以上のピーク波長を除去することによって、および／または、ステップ２１７のＳＰＤにおけるピーク波長の一つ以上の相対強度を変更することによって、ＣＴのための最大ＬＥＲを有するＳＰＤが生成される。一つ以上の実施形態において、照明システムは、色度を調整するために、予備の光源を必要とするかもしれない。このＳＰＤは、図２Ａのステップ２１０において取得されるＳＰＤに対応しうる。
【００４２】
この詳細な説明を利用する当業者は、図２Ｂに説明されるプロセスは、照明システムのＥＳＭのためのＳＰＤを生成し、その後、ＥＳＭのためのＳＰＤにおける一つ以上のピーク波長を用いるＦＰＭのためのＳＰＤを生成する。反対に、図２Ｃにおける処理は、照明システムのＦＰＭのためのＳＰＤを生成し、その後、ＦＰＭのためのＳＰＤにおける一つ以上のピーク波長を用いてＥＳＭのためのＳＰＤを生成する。本発明の一つ以上の実施形態において、ＥＳＭのためのＳＰＤおよびＦＰＭのためのＳＰＤは、相互に独立（すなわち、一のＳＰＤは、他のＳＰＤから作られない）し、（たとえば、表計算ソフトの非線形最適化機能を使用して）生成される。そのような実施形態において、ＥＳＭのためのＳＰＤにおけるピーク波長およびＰＦＭのためのＳＰＤにおけるピーク波長は、完全に同一ではなくても、共通のピーク波長と考えられる。換言すると、ＥＳＭのためのＳＰＤにおけるピーク波長およびＦＰＭのためのＳＰＤにおけるピーク波長は、小さい範囲（たとえば、５０ｎｍ）で異なってもよく、それでも、共通のピーク波長と定義される。
【００４３】
図３は、本発明の一つ以上の実施形態のフローチャートを示す。図３に示す処理は、照明システム（すなわち、図１を参照して上述される照明システム（１００））を操作するために使用される。換言すると、図３に示す処理は、照明システムが設計され、構築された後（すなわち、図２Ａのステップ２２５の後）に、実行されうる。図３に示す一つ以上のステップは、省略され、繰り返されおよび／または異なる順番で実行されてもよい。したがって、本発明の実施形態は、図３に示されるステップの特定の数や配置に限定されないことに留意する。
【００４４】
まず、照明システムのＥＳＭのためのＳＰＤおよびＦＰＭのためのＳＰＤによって共有される共通のピーク波長の値に対応する光源のセットが作動される（ステップ３０５）。上述のように、ＥＳＭのためのＳＰＤは、低値ＣＲＩに対応し、一方ＦＰＭのためのＳＰＤは高値ＣＲＩに対応する。さらに、光源のセットは、照明システムにおいて、主光源（すなわち、図１を参照して上述される主光源Ａ（１１０）、主光源Ｂ（１１６））と称する。さらに、この光源のセットは、ＥＳＭのためのＳＰＤによって決定された相対強度を伴って作動されうる。加えて、この光源のセットは、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザー、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、量子ドットを有するＯＬＥＤ、マイクロキャビティ、干渉フィルター、格子、プリズム等のいかなる組み合わせであってもよい。
【００４５】
ステップ３１０において、イベントが検出される。イベントは、タイマーのタイムアウトに対応する。あるいは、イベントは、センサーによって検出される動作、ノイズ、温度変化などに対応してもよい。センサーは、照明システムの一部であっても、照明システムに接続されていてもよい。
【００４６】
ステップ３１５では、ＦＰＭのためのＳＰＤにおける残りのピーク波長に対応する光源のセットが作動される。この光源のセットは、共通のピーク波長に対応する光源のセットに加えて作動される。この光源のセットを、照明システムの補助光源（すなわち、図１を参照して上述される補助光源Ａ（１１２）、補助光源Ｂ（１１４））と称する。さらに、この光源のセットおよびステップ３０５の光源のセットの両者の相対強度は、ＦＰＭのためのＳＰＤによって設定される。さらに、この光源のセットは、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザー、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、量子ドットを有するＯＬＥＤ、マイクロキャビティ、干渉フィルター、格子、プリズム等のいかなる組み合わせであってもよい。
【００４７】
この詳細な説明を利用する当業者は、図３に示す処理がイベント（ステップ３１０）に応答して、照明システムをＥＳＭ（すなわち、ステップ３０５）からＦＰＭに切り換える（ステップ３１５）ことを理解する。本発明の他の実施形態では、照明システムは、イベントに応答して、ＦＰＭ（ステップ３１５）からＥＳＭ（ステップ３０５）に切り換わってもよい。そのような実施形態では、照明システムのＦＰＭからＥＳＭへの切り換えは、主光源は作動させたまま補助光源の動作を停止することを含み、ＥＳＭのＳＰＤによる主光源の相対強度の潜在的な調整は含まない。さらに、ＥＳＭからＦＲＭへの切り換えは、単純な切り換えではない場合がある。換言すると、ＥＳＭとＦＳＭの間に呼び出される一つ以上の中間モードが存在してもよい。
【００４８】
図４Ａは、本発明の一つ以上の実施形態の実施例を示す。図４Ａに示すように、二つのＳＰＤ（すなわち、ＳＰＤ  Ａ（４９９）およびＳＰＤ  Ｂ（４９８））が、２８５６ＫのＣＴのために生成されている。ＳＰＤ  Ａ（４９９）は、ＥＳＭ用であるので、ＣＲＩに関わらず、ＬＥＲを最大にするために生成される（すなわち、ＳＰＤ  Ａ（４９９）は、−３６．６の低値ＣＲＩに対応する）。反対に、ＳＰＤ  Ｂ（４９８）はＦＰＭ用であるので、ＬＥＲの低減の可能性と引き換えに、高値ＣＲＩ（たとえば、８０）の達成のために生成される。
【００４９】
図４Ａをさらに参照すると、ＳＰＤ  Ｂ（４９８）は、ＳＰＤ  Ａ（４９９）から生成される。特に、ＳＰＤ  Ｂ（４９８）は、ＳＰＤ  Ａ（４９９）に追加のピーク波長を加え、ＳＰＤ  Ａ（４９９）にすでに存在するピーク波長の相対強度を調整することによって生成される。その結果、ＳＰＤ  Ａ（４９９）およびＳＰＤ  Ｂ（４９８）は、共通のピーク波長（ＰＷ）を共有する。
【００５０】
ＥＳＭおよびＦＰＭを有する照明システムは、ＳＰＤ  Ａ（４９９）およびＳＰＤ  Ｂ（４９８）から生成される。特に、共通の波長に対応する主光源（すなわち、ＭＬＳ  Ａ（４１０）、ＭＬＳ  Ｂ（４１６））および残りのピーク波長に対応する補助光源（ＳＬＳ  Ａ（４１２）、ＳＬＳ  Ｂ（４１４））が、照明システムのために選択される。ＥＳＭで照明システムを動作するために、主光源（４１０、４１６）が作動され、ＳＰＤ  Ａ（４９９）によって決まる相対強度に設定される。ＦＰＭで照明システムを動作するために、主光源（４１０、４１６）および補助光源（４１２、４１４）の両者が作動され、ＳＰＤ  Ｂ（４９８）によって決まる相対強度に設定される。
【００５１】
図４Ａは、また、ＥＳＭおよびＦＰＭの両方において、照明システムの各光源の相対強度を一覧とする相対強度テーブル（４９０）を示す。相対強度テーブル（４９０）に示されるように、ＥＳＭは、ＦＰＭよりもエネルギーの消費約１７％少ない。
【００５２】
図４Ｂは、本発明の一つ以上の実施形態の実施例を示す。図４Ｂに示すように、二つのＳＰＤ（ＳＰＤ  Ｃ（４９７）およびＳＰＤ  Ｄ（４９６））が、６５００ＫのＣＴのために生成されている。ＳＰＤ  Ｃ（４９７）は、ＥＳＭ用であるので、ＣＲＩに関わらずＬＥＲを最大にするために生成される（すなわち、ＳＰＤ  Ｃ（４９７）は、−７．８の低値ＣＲＩに対応する）。反対に、ＳＰＤ  Ｄ（４９６）は、ＦＰＭ用であるので、ＬＥＲの低減と引き換えに、高値ＣＲＩ（たとえば、８２）の達成のために生成される。図４Ｂに示すように、ＳＰＤ  Ｃ（４９７）およびＳＰＤ  Ｄ（４９６）は、スパイク形状であり、複数のピーク波長を有する。
【００５３】
図４Ｂをさらに参照して、ＳＰＤ  Ｄ（４９６）がＳＰＤ  Ｃ（４９７）から生成される。特に、ＳＰＤ  Ｄ（４９６）は、ＳＰＤ  Ｃ（４９７）に追加のピーク波長を加え、ＳＰＤ  Ｃ（４９７）にすでに存在するピーク波長の相対強度を調整することによって、生成される。その結果、ＳＰＤ  Ｃ（４９７）およびＳＰＤ  Ｄ（４９６）は、共通のピーク波長（ＰＷ）を共有する。
【００５４】
ＥＳＭおよびＦＰＭを有する照明システムは、ＳＰＤ  Ｃ（４９７）およびＳＰＤ  Ｄ（４９６）から生成される。特に、共通の波長に対応する主光源（ＭＬＳ  Ａ（４１０）、ＭＬＳ  Ｂ（４１６））および残りのピーク波長に対応する補助光源（ＳＬＳ  Ａ（４１２）、ＳＬＳ  Ｂ（４１４））が、照明システムのために選択される。ＥＳＭで照明システムを動作するために、主光源（４１０、４１６）が作動され、ＳＰＤ  Ｃ（４９７）によって相対強度が設定される。ＦＰＭで照明システムを動作するために、主光源（４１０、４１６）および補助光源（４１２、４１４）の両者が作動され、ＳＰＤ  Ｄ（４９６）によって決まる相対強度が設定される。
【００５５】
図４Ｂは、また、ＥＳＭおよびＦＰＭの両者における照明システムの各光源の相対強度を一覧とする相対強度テーブル（４８９）を示す。相対強度テーブル（４８９）に示すように、ＥＳＭはＦＰＭよりもエネルギーの消費が約１６％少ない。
【００５６】
図４Ｃは、本発明の一つ以上の実施形態における実施例を示す。図４Ｃに示すように、二つのＳＰＤ（すなわち、ＳＰＤ  Ｅ（４９５）およびＳＰＤ  Ｆ（４９４））が２８５６ＫのＣＴのために生成される。ＳＰＤ  Ｅ（４９５）は、ＥＳＭ用であるので、ＣＲＩに関わらずＬＥＲを最大にするために生成される（すなわち、ＳＰＤ  Ｅ（４９５）は−３６．６の低値ＣＲＩに対応する）。反対に、ＳＰＤ  Ｆ（４９４）は、ＦＰＭ用であるので、低いＬＥＲの引き換えに、高値ＣＲＩを（たとえば、８５）を達成するために生成される。図４Ｃに示すように、ＳＰＤ  Ｅ（４９５）およびＳＰＤ  Ｆ（４９４）の両者は、スパイク形状であり、複数のピーク波長を有する。
【００５７】
さらに図４Ｃを参照して、ＳＰＤ  Ｅ（４９５）およびＳＰＤ  Ｆ（４９４）は、別個に生成される。したがって、図４Ａおよび図４Ｂの実施例とは異なり、ＳＰＤ  Ｅ（４９５）およびＳＰＤ  Ｆ（４９４）は、いかなる同一のピーク波長も共有しない。しかし、ＳＰＤ  Ｅ（４９５）およびＳＰＤ  Ｆ（４９４）は、共通のピーク波長として十分に同一に近いピーク波長を有する。
【００５８】
ＥＳＭおよびＦＰＭを有する照明システムは、ＳＰＤ  Ｄ（４９５）およびＳＰＤ  Ｆ（４９４）から設計／生成されてもよい。特に、ＳＰＤ  Ｅ（４９５）に対応する主光源（ＭＬＳ  Ａ（４１０）、ＭＬＳ  Ｂ（４１６））またはＳＰＤ  Ｆ（４９４）に対応する主光源（ＭＬＳ  Ｃ（４２２）、ＭＬＳ  Ｄ（４２４））が、照明システムのために選択される。さらに、残りのピーク波長に対応する補助光源（ＳＬＳ  Ａ（４１２）、ＳＬＳ  Ｂ（４１４））が照明システムのために選択される。ＥＳＭで光源システムを動作するために、主光源が作動され、ＳＰＤ  Ｅ（４９５）またはＳＰＤ  Ｆ（４９４）によって決まる相対強度が設定される。ＦＰＭで光源システムが動作するために、両方の主光源（４１０、４１６）が作動され、ＳＰＤ  Ｄ（４９６）によって相対強度が設定される。補助光を導入すること、または、色度におけるいかなる変化を調整／修正するために、各スパイクの大きさを調整することが必要である。
【００５９】
本発明の実施形態は、一つ以上の次の効果を奏する。二つ以上のモードにおいて照明システムを動作することによって、照明システムのエネルギー消費を低減する能力がある。二つ以上のモードにおいて照明システムを動作するその能力は、ＣＲＩ値が極めて異なり、ＬＥＲ値および照度が同一である。複数のＳＰＤから照明システムを設計する能力がある。低値ＣＲＩに対応するＳＰＤから、高値ＣＲＩに対応するＳＰＤを生成する能力がある。高値ＣＲＩに対応するＳＰＤから低値ＣＲＩに対応するＳＰＤを生成する能力がある。ユーザーによって選択されたＣＴのための照明システムを設計する能力がある。
【００６０】
本発明の実施形態は、使用されるプラットフォームに関わらず、いかなるタイプのコンピューター上で仮想的に実行されてもよい。たとえば、図５に示すように、コンピューターシステム（５００）は、一つ以上のハードウェアプロセッサー（５０２）（中央演算装置（ＣＰＵ）、集積回路など）、関連メモリー（５０４）（ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）、キャッシュメモリー、フラッシュメモリーなど）、記憶装置（５０６）（ハードディスク、コンパクトディスクドライブまたはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）ドライブなどの光学ドライブ、フラッシュメモリースティックなど）、および今日のコンピューター（不図示）の数々の他の構成要素および機能を有する。コンピューターシステム（５００）は、キーボード（５０８）、マウス（５１０）またはマイク（不図示）のような入力手段を有しうる。コンピューターシステム（５００）は、モニター（５１２）（液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイまたはブラウン管（ＣＲＴ）モニターなど）を有しうる。コンピューターシステム（５００）は、ネットワークインターフェース接続（不図示）を介して、ネットワーク（５１４）（ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、インターネットまたは他のいかなるタイプのネットワーク）に接続されうる。当業者は、多くの異なるタイプのコンピューターシステムが存在し、上述の入出力手段が別の形態を採用できることを理解する。一般的に、コンピューターシステム（５００）は、本発明の実施形態を実施するのに必要な最小限の処理手段、入力手段および／または出力手段を有する。
【００６１】
さらに、本発明の一つ以上の実施形態において、上述のコンピューターシステム（５００）の一つ以上の構成要素は、遠隔地に置かれ、ネットワークを介して他の構成要素に接続されてもよい。本発明の実施形態は、複数のノードを有する分散システム上で実行されてもよく、ここで発明の各部は分散システム内において異なるノード上に位置できる。本発明の一実施形態では、コンピューターシステムはノードに対応する。あるいは、ノードは、関連する物理メモリーを有するプロセッサーに対応してもよい。ノードは、選択的に、プロセッサー、または共有メモリーおよび／または共有資源を有するプロセッサーのマイクロコアに対応してもよい。さらに、本発明の実施形態を実行するためのコンピューター読取可能プログラムコードの形態のソフトウェア命令は、コンパクトディスク（ＣＤ）、ディスケット、テープ、ハードドライブ、パンチカード、メモリーまたは他のいかなる有形のコンピューター読取可能記憶装置などの不揮発性コンピューター読取可能記憶媒体に、一時的または永久的に格納できる。
【００６２】
制限された数の実施形態について本発明が説明されてきたが、この開示を利用する当業者は、ここに開示される本発明の範囲を逸脱せずに、他の実施形態が派生できることを理解する。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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