(57)【要約】本発明は、所定の一次目的値、例えば、色点（ｘ，ｙ）及び光束（Φ）についての目的値に従って制御される異なる原色の少なくとも４つの光発光体（１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，１１Ｗ）を有する照明装置（１０）に関する。この目的は、例えば、一時目的値及び有効な制御コマンド（ｒ，ｇ，ｂ，ｗ）（例えば、０％と１００％との間のデューティサイクル）に従った光発光体の前消費電力（Ｐ）について二次目的値を決定することにより達成される。二次目的値を固定することにより、光発光体についての制御コマンドは、簡単な行列乗算により所定の実施形態において一意に決定されることが可能である。
2010514131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明装置であって：
異なる複数の原色を有する複数の、即ち、Ｎ個の光発光体であって、ここで、Ｎ≧４である、発光体；
前記発光体についての駆動コマンドに関数的に関連する複数の、即ちｓ個の二次目的値を決定する目的決定ユニットであって、ここで、ｓ＜Ｎである、目的決定ユニット；及び
前記二次目的値と、前記照明装置の光出力についての複数の、即ちｐ個の所定の一次目的値に基づいて、前記光発光体のための個別の駆動コマンドを決定する駆動ユニットであって、ここで、ｐ＜Ｎである、駆動ユニット；
を有する照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置であって、前記駆動ユニットは、駆動コマンドのベクトルと前記一次目的値及び前記二次目的値から導き出された目的ベクトルとの間の線形関係を評価する行列乗算モジュールを有する、ことを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１に記載の照明装置であって、前記目標決定ユニットは、前記所定の一次目的値に依存する前記二次目的値を決定する、ことを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１に記載の照明装置であって、前記二次目的値は前記光発光体の副集合の消費電力を有する、及び／又は前記一次目的値は前記照明装置の色点及び光束を有する、ことを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項１に記載の照明装置であって、前記目的決定ユニットは、許容可能な駆動コマンド及び前記所定の一次目的値の少なくとも副集合に従った許容可能な一次目的値の範囲を決定する範囲評価器を有する、ことを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項１に記載の照明装置であって、前記駆動コマンドはパルス幅変調のデューティサイクルである、ことを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項５に記載の照明装置であって、前記目的決定ユニットは、次式の関係
Ｖ＝（Φｔ／Φｘ）・Ｖｘ
に従った前記許容可能な範囲から二次目的値のベクトルＶを選択し、ここで、Ｖｘは最大の一次目的値Φｘに対応する前記許容可能な範囲からの二次目的値のベクトルであり、Φｔは所定の一次目的値である、ことを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項５に記載の照明装置であって、前記目的決定ユニットは、一部の最適化基準に、特に、消費電力の最小化又は最も大きいデューティサイクル駆動コマンドの最小化に従って、前記許容可能な範囲から前記二次目的値を前記所定の一次目的値について選択する、ことを特徴とする照明装置。
【請求項９】
請求項１に記載の照明装置であって、前記光発光体は、ＬＥＤ、蛍光体変換ＬＥＤ、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、ＬＡＳＥＲ、蛍光体変換ＬＡＳＥＲ、カラー蛍光灯、フィルタード（カラー）ハロゲンランプ、フィルタード（カラー）高強度放電（ＨＩＤ）ランプ及び／又はフィルタード（カラー）超高性能（ＵＨＰ）ランプを包含することは好適である。
目的決定ユニットは、一部の最適化基準に、特に、消費電力の最小化又は最も大きいデューティサイクル駆動コマンドの最小化に従って、前記許容可能な範囲から前記二次目的値を前記所定の一次目的値について選択する、ことを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
照明装置であって：
異なる複数の原色を有する複数の、即ち、Ｎ個の光発光体であって、ここで、Ｎ≧４である、発光体を有する照明装置を制御する方法であって；
前記発光体についての駆動コマンドに関数的に関連する複数の、即ちｓ個の二次目的値を決定するステップであって、ここで、ｓ＜Ｎである、ステップ；及び
前記二次目的値と、前記照明装置の光出力についての複数の、即ちｐ個の所定の一次目的値に基づいて、前記光発光体のための個別の駆動コマンドを決定するステップであって、ここで、ｐ＜Ｎである、ステップ；
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる複数の原色を有する少なくとも４つの発光体を有する照明装置と、そのような照明装置を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許出願公開第２００５／００８３３１Ａ１号明細書においては、白色を有する４つの又はそれ以上の成分を有する色座標に対して３つの色座標をマッピングする方法について開示されている。その方法は、二次元（ＣＩＥ）色度分割の三角形領域への特定の副分割に基づいていて、関連光発光体の最適化制御に注意を払っていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／００８３３１Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この状況に基づいて、本発明の目的は、異なる複数の色を有する少なくとも４つの光発光体を制御する代替手段であって、その制御は高速であり、及び／又は特定の最適化基準が満たされることが好ましい、代替手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１に記載の照明装置と、請求項１０に記載の方法により達成できる。好適な実施形態については、従属請求項に開示されている。
【０００６】
本発明に従った照明装置は次の構成要素を有する。
ａ）異なる複数の原色、即ち、比較演算条件（温度、駆動電流等）下で異なる発光スペクトルを有する複数（Ｎ個）の発光体であって、少なくも４つの光発光体。各々の発光体は、単独のランプ又は複数の同じ又は異なるランプの組み合わせであることが可能である。更に、全体の発光装置の光出力は、全てのＮ個の発光体の光出力の重ね合わせであることが理解できる。
ｂ）光発光体についての駆動コマンドに関数的に関連する複数（ｓ個）（１≦ｓ≦Ｎ）のの二次目的値を決定する目的値決定ユニットであって、用語“二次”は、例えば、ユーザ又はある上級の管理者により装置にまさに供給される照明装置の光出力について、複数（ｐ個）（１≦ｐ≦Ｎ）の“一次”目的値から導き出されたそれらの目的値を区別するように用いられる、目的値決定ユニットである。
【０００７】
複数（（ｐ＋ｓ）個）の（一次及び二次）目的値及び光発光体の数Ｎに関しては、３つの場合に区別される。（ｐ＋ｓ）＞Ｎの場合、一般に、全ての目的値に適合する独立制御変数（即ち、原色）は十分には存在せず、目的値の最適な近似が、その場合、それに代えて試みられる。（ｐ＋ｓ）＝Ｎの場合、一般に、光発光体のコマンドを駆動する一意の集合であって、そのコマンドにより、目的値を再生することができる、集合が存在する。提案される照明装置は、特に、この場合を管理するのに適する。最後に、（ｐ＋ｓ）＜Ｎの場合、減色の利用可能な数は、自由度を超えて提供される。目的値は、従って、一般に、再生されることが可能であるが、制御の問題は些細ではなくなる。
ｃ）  上記の二次目的値及び一次目的値に基づいて、光発光体について個別の駆動コマンドを決定する駆動ユニット。“駆動コマンド”は、例えば、特定の電圧において発光ダイオード（ＬＥＤ）に印加される順方向電流を表すことが可能である。他の重要な駆動コマンドの例は、光発光体がパルス幅変調（ＰＷＭ）スキームで駆動されるデューティサイクル、即ち、電気信号（例えば、電圧又は電流）が前記信号の交番２進オン／オフ供給においてオンに切り換えられる時間の部分である。
【０００８】
照明装置は、所定の一次目的値の数ｐに付加して用いられる複数の二次目的値を導入するために、光発光体についてＮ個の個別の駆動コマンドの比較的簡単な且つ迅速な決定を可能にするという有利点を有する。二次目的値は、それ故、（ｐ＋ｓ）＝Ｎの理想的な場合における一意の解を可能にする駆動コマンドの選択における自由度を減少させることができる。
【０００９】
一般に、駆動ユニットは、光発光体のために必要なＮ個の個別の駆動コマンドに対して（ｐ＋ｓ）個の一次目的値及び二次目的値の何れかの適切な（例えば、非線形）マッピングを実行することが可能である。好適な場合、マッピングは線形であり、そのことは、一次目的値及び二次目的値から導き出される（ｐ＋ｓ）次元の“目的ベクトル”と駆動コマンドのベクトルとの間の線形関係を評価する“行列乗算モジュール”を有することが可能であることを意味している。しかしながら、また、目的ベクトルの成分に対するそれらの一次目的値及び／又は二次目的値について一部の些細でないマッピングが存在する可能性がある。それ故、色点ｘ、ｙ及び一次目的値として与えられる光束（ｆｌｕｘ）は、例えば、ＸＹＺ色座標系に目的ベクトルで変換されることが可能である。行列乗算は、その行列乗算がリアルタイムに容易に実行されて、評価されることが可能であるという有利点を有する。更に、関連マトリクスは、通常、簡単な計算手順（一度に発光体の１つのみをオンに切り換えることと、得られる演算パラメータ及び光出力の測定とを有する）及び行列変換とにより得られる。これに関連して、一意の行列変換の有効性は（ｐ＋ｓ）＝Ｎであることを必要とすることに留意する必要がある。
【００１０】
本発明の好適な実施形態においては、目的決定ユニットは、所定の一次目的値に依存する二次目的値を決定するようにデザインされている。それ故、二次目的値は、一次目的値と矛盾しないこと、即ち、果たされることができない境界条件を確立することを確実にすることができる。
【００１１】
二次目的値は、原理的には、駆動コマンドの関数として表される何れかの数量を有することが可能である。好適には、二次目的値は、関連演算をかなり簡単化するために、駆動コマンドに線形に依存する。有効な二次目的値の１つの特定の実施例は、光発光体の一部又は全ての消費電力、即ち、それらの光発光体の光発光を活性化するために対象の光発光体により単位時間当たりに要するエネルギーである。光発光体は、典型的には、電力により駆動され、その消費電力は、印加される電圧と電流の積に相当する。
【００１２】
有効な一次目的値の特に重要な例は、照明装置の色点及び光束である。
【００１３】
通常、有効な駆動コマンドと適合する、即ち、複数の駆動コマンドの適切な組み合わせにより生成される、複数の（又は、連続的な）有効な二次目的値が存在する。目的決定ユニットは、それ故、好適には、有効な駆動コマンド及び一次目的値の少なくとも副集合に従った規定により許容可能な二次目的値の範囲を決定することが可能である“範囲評価器”を有する。許容可能な二次目的値は、例えば、光発光体に供給される電流が０と、ある上限との間の範囲内にある必要があることを考慮することが可能である。
【００１４】
本発明の好適な実施形態においては、光発光体についての駆動コマンドはＰＷＭのデューティサイクルである。それらの駆動コマンドは、それ故、デューティサイクル０％（光発光体はオフである）及び１００％（光発光体はオンである）に対応する０及び１の範囲内の値のみを前提とすることが可能である。これは、上記の実施形態において許容可能な二次目的値の範囲の決定を容易にする駆動コマンドについて、一意の且つ既知の範囲を提供する。
【００１５】
目的決定ユニットが範囲評価器を有する、実施形態の特定の実現においては、目的決定ユニットが、次式
Ｖ＝（Φｔ／Φｘ）・Ｖｘ
に従って、許容可能な範囲（範囲評価器により決定された）から二次目的値のベクトルＶを選択し、ここで、Ｖｘは最大関連一次目的値Φｘに対応する許容可能な範囲からの二次目的値のベクトルであり、Φｔは所定の一次目的値である。そのシンボルはΦで表されるため、一次ターゲット値は特に、光発光体全ての共通の光出力の光束であることが可能である。一旦、許容可能な二次目的値の範囲が決定されると、二次目的値の適切な集合が、対象の目的値Φｔの何れかの値についての所定の式により容易に演算されることが可能である。
【００１６】
範囲評価器を有する実施形態の他の変形においては、許容可能な二次目的値の範囲は、ある最適化基準に従った所定の一次目的値について選択される。そのような最適化基準の典型的な例は、駆動コマンド（ＰＷＭ制御における）全ての最大のデューティサイクルの最小化又は消費電力（光発光体の全て又は一部の）の最小化である。
【００１７】
光発光体は、原理的には、何れかの種類のランプ（ランプの群）であることが可能である一方、それらの光発光体は、ＬＥＤ、蛍光体変換ＬＥＤ、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、ＬＡＳＥＲ、蛍光体変換ＬＡＳＥＲ、カラー蛍光灯、フィルタード（カラー）ハロゲンランプ、フィルタード（カラー）高強度放電（ＨＩＤ）ランプ及び／又はフィルタード（カラー）超高性能（ＵＨＰ）ランプを包含することは好適である。
【００１８】
本発明は、異なる複数の、即ちＮ個の原色を有する複数の光発光体であって、少なくも４つの光発光体を有する発光装置を制御する方法であって：
ａ）光発光体についての駆動コマンドに関数的に関連する二次目的値ｓ（ｓ＜Ｎ）を決定するステップと；
ｂ）照明装置の光出力についての所定の一次目的値ｐ（ｐ＜Ｎ）及び前記二次目的値に基づいて、光発光体についての個別の駆動コマンドを決定するステップと；
を有する方法に更に関する。
【００１９】
その方法は、一般に、上記の種類の照明装置により実行されることが可能である複数のステップを有する。従って、その方法の詳細、有利点及び改善点に関する多くの情報について、上記を参照することができる。
【００２０】
本発明についての上記の及び他の特徴については、以下の実施形態を参照することにより明らかになり、理解することができる。それらの実施形態については、以下に、例示として、添付図を参照して詳述する。
【００２１】
複数の図における同様の参照番号は同様の又は類似する構成要素を表している。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に従った照明装置の模式図である。
【図２】本発明の制御方法に関連する式である。
【図３】本発明に従った第１制御方法により所定の光束値について決定された許容可能な消費電力値の例示としての範囲を示す図である。
【図４】図３に従った許容可能な範囲において選択された消費電力目的値の関数としての演色評価数及び得られたデューティサイクルを示す図である。
【図５】５０ｌｍ（上部）、７５ｌｍ（中央部）及び１００ｌｍ（下部）の光束値についての図４と同様の図である。
【図６】本発明に従った第２制御方法により任意の光束値について決定された許容可能な消費電力値の範囲の例示としての合成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
一般の照明する光源においては、十分に高い演色性が必要である。三原色は、黒体軌跡において白色を含む略全ての色の光を生成することが可能である光源を製造するには十分である。残念なことに、そのような３つの色の光源の演色性はそれ程よくない。その演色性を改善するように、第４の色、例えば、赤色／緑色／青色（ＲＧＢ）表色系へのアンバー色（Ａ）が追加されることが可能である。黒体軌跡における色がより重要である場合、アンバー色に代えて、白色源（Ｗ）を追加するように選択されることが可能である。白色源を用いる場合、最大ルーメン出力は、一般に、アンバー色源を用いる場合に比べて大きいが、尚も同程度か又は僅かに良好な演色を有するだけである。照明装置についての典型的なユーザ入力は、ＣＩＥ１９３１ｘｙＹのような表色系又は何れかの他の表色系における色座標及び光束座標を供給することである。照明装置の色制御系は、その場合、高い演色評価数（ＣＲＩ）を維持しつつ、かなり正確に色及び光束を再現することが可能である必要がある。
【００２４】
色及び光束は常に、３つのパラメータ（即ち、ｘｙＹ、ｕｖＹ、ＸＹＺ、ＲＧＢ、Ｌａｂ等）を伴うために、単に三色の表色系は１つの一意の解を有するだけである。四色の表色系の困難性は、一意の解が存在しないこと、即ち、解全ての線形の副集合が色及び光束の必要性に立ち向かうことである。下の実施例においては、次の有利点を有する特定の色及び光束の光を生成する４つ又はそれ以上の色を有する表色系を用いる方法について説明している。
−  原色全体の色域が用いられることが可能である。
−  その方法は、少なくとも１つが他の複数の色の色域の内部であって、略中央にあるような原色を有する表色系のために用いられる。
−  理論的に最大絶対値の光束が、全ての色についての色域において達せられる。
−  その方法は、必要な光束に関係ない最小の全電力又は色知覚、及び最長の寿命について任意に最適化される。
−  実際の演色性は、原色の波長の選択により主に決定される。市販のＲＧＢＷ  ＬＥＤを用いて、最小８５の演色評価数Ｒａ８が、光束を過剰に犠牲にすることなく得られる。
【００２５】
図１は、本発明の例示としての実施形態に従った照明装置１０を示している。照明装置１０は、４つの異なる色の光発光体、例えば、赤色ＬＥＤ  １１Ｒ、緑色ＬＥＤ  １１Ｇ、青色ＬＥＤ  １１Ｂ及び白色ＬＥＤ  １１Ｗを有する。しかしながら、他の色（例えば、白色に代えて、アンバー色）及び／又は追加の色をまた、用いることが可能である。ＬＥＤ  １１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ及び１１Ｗは、パルス幅変調（ＰＷＭ）を用いて個別に駆動され、そして制御コマンドは、ＬＥＤ  １１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ及び１１Ｗについてデューティサイクルｒ、ｇ、ｂ及びｗのそれぞれである。それらのＬＥＤに供給される全電力は、文字Ｐで表される。アクティブにされるとき、それら４つのＬＥＤは、例えば、色点の実際の値ｘｍ、ｙｍ及び照明装置の光束Φｍを決定する分光測定装置２０により測定されることが可能である共通の光出力を生成する。
【００２６】
照明装置１０の重要な特徴は、例えば、ユーザ又はある上級の管理者により提供される所定の“一次”目的値に基づいて駆動コマンドのベクトル（ｒ，ｇ，ｂ，ｗ）を決定する制御スキームである。下では、好ましい色点ｘ、ｙ及び好ましい光束Φが、特に重要な一次目的値の実施例として考慮されているが、他の変数もまた、選択されることが可能である。
【００２７】
一次目的値のベクトル（ｘ，ｙ，Φ）は、任意に、先ず、“座標変換ユニット”１２において他の座標に変換される。上記の実施例においては、例示として提供される一次目的値は、ｘｙＹ  ＣＩＥ１９３１色座標系に基づき、座標変換ユニット１２によりＸＹＺ座標系に変換される。それらの対応関係は、図２の式（１）において与えられる（以下における何れの引用式も、図２を参照している）。
【００２８】
変換された一次目的値は、その場合、目的決定ユニット１３及び駆動ユニット１４に対して並列に供給される。下でより詳しく説明するように、目的決定ユニット１３は、提供される一次目的値及び有効な制御コマンドｒ，ｇ，ｂ，ｗに従った“二次目的値”を決定する。ＬＥＤ  １１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ及び１１Ｗの全消費電力は、下では、二次目的値の実施例として考慮されているが、他の量も用いられることが可能である。演算を簡単化するように、しかしながら、二次目的値が、例示としての全消費電力Ｐの場合と同様に、駆動コマンドｒ，ｇ，ｂ，ｗに線形的に依存することは好ましいことである。
【００２９】
消費電力目的値Ｐを演算するとき、目的決定ユニット１３は、駆動ユニット１４に記憶されている情報を利用することが可能である。駆動ユニット１４の主なタスクは、しかしながら、外部から供給される（変換された）一次目的値Ｘ、Ｙ、Ｚ及び目的決定ユニット１３により供給された消費電力目的値Ｐのベクトル（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｐ）に基づいて、駆動コマンドｒ，ｇ，ｂ，ｗを決定することである。図２を参照して下で説明するように、駆動ユニット１３の演算は、所定の行列Ｍ−１との乗算に単純に帰結することが可能である。
【００３０】
Ｎ個の原色を有する各々の照明装置においては、その照明装置の光束Φ及び色点座標ｘ、ｙを有する目的ベクトルへのＮ個の制御ベクトルからの一意のマッピングが存在する。線形の場合、このマッピングは“較正行列”で表され、その較正行列は、例えば、一度に１つの色のみが活性化され、得られる色点及び光束が観測される較正手順において決定されることが可能である。制御目的で、較正マトリクスは反転される必要がある。Ｎ色の表色系は、それ故、反転は一意ではなく、解を得ることができないため、ＮｘＮの較正行列が必要である。式（２）に従って、対象のＲＧＢＷ系の較正行列Ｍは、それ故、１００％のデューティサイクルにおいて全電力Ｐについての値により拡張される。制御コマンド（デューティサイクルｒ，ｇ，ｂ，ｗ）のベクトルは、その場合、所定の目的三刺激値ＸＹＺ及び式（３）に示す全電力Ｐから、反転較正行列Ｍ−１の支援により演算されることが可能である。
【００３１】
ここで、１つの困難性が存在する。即ち、目的値Ｘ、Ｙ、Ｚのみが固定され、所定の一次目的値ｘ、ｙ、Ｙ＝Φから認識される。全電力Ｐの二次目的値は、しかしながら、認識されず、異なる方法で与えられる必要がある。その行列積は、それ故、式（４）及び（５）に示すように、即ち、目的消費電力Ｐ及び目的光束Φのそれぞれに比例する２つのベクトルの和として書き換えられ、後者のベクトルの成分は、目的色値ｘ、ｙ及び較正行列による式に従って与えられる。
【００３２】
消費電力Ｐによる式における項の分割が、効率Φ／Ｐ＝一定についての特定の値において、デューティサイクルｒ、ｇ、ｂ、ｗ間の相対比が光束Φと共に一定であることを示すことに留意する必要がある。
【００３３】
ここでは、デューティサイクルｒ、ｇ、ｂ、ｗが０％より小さくない、又は１００％より大きくないという条件が観測される必要がある。このことは、目的光束Φに依存して許容可能な消費電力値Ｐの範囲を決定する不等式（６）に繋がる。
【００３４】
不等式（６）は、下のように、目的光束Φが、所定の値に固定されるように考慮される場合について先ず、検査される。４つの色ｃ＝Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＷの各々について、許容可能な目的消費電力Ｐ間の間隔が、その場合、不等式Ｐｍｉｎ，ｃ≦Ｐ≦Ｐｍａｘ，ｃにより決定される。図３は、許容可能な目的消費電力Ｐの例示としての範囲（色Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗについての更なるパラメータは、主波長λｄ：Ｒ＝６０４．８ｎｍ、Ｇ＝５３７．９ｎｍ、Ｂ＝４５２．６ｎｍ、個別の光束：Ｒ＝３２ｌｍ、Ｇ＝４２ｌｍ、Ｂ＝９ｌｍ、Ｗ＝４４ｌｍ、ＣＣＴ：Ｗ＝５１００Ｋ、目的色４０００Ｋ及び全光束５０ｌｍである）を示している。
【００３５】
デューティサイクルの要求は、全ての色について適合される必要があるため、目的消費電力（図２において、添え字“ａｌｌ”で示されている）の実際に許容可能な範囲は、色Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗについての間隔、即ち、約Ｐｍｉｎ＝１．３９２ＷからＰｍａｘ＝１．５９２Ｗまでの間隔である。
【００３６】
上記の間隔から許容される全ての消費電力Ｐについては、目的三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに適合する光出力を生成するデューティサイクルｒ、ｇ、ｂ、ｗについての解が存在する。図４は、デューティサイクルｒ、ｇ、ｂ、ｗ（左側の縦軸における“ＤＣＴ”）及び関連演色評価数（右側の縦軸におけるＣＲＩ  Ｒａ８）についての解を示している。加減Ｐｍｉｎ及び上限Ｐｍａｘは縦方向の破線で示されている。縦方向の中央の線（約１．５１Ｗ）は、全ての４つのデューティサイクルｒ、ｇ、ｂ、ｗのうちの最も大きいデューティサイクルにおいて最も小さい全電力を付ける。
【００３７】
図５においては、デューティサイクルｒ、ｇ、ｂ、ｗは、発光効率、即ち、全消費電力Ｐ当たりの全光束Φ、５０ｌｍ（上の図）、７５ｌｍ（真ん中の図）及び１００ｌｍ（下の図）に対してプロットされている。全てのデータは、同じ色の設定（温度の影響は無視されている）を参照し、縦軸は、前出の図と同じ意味を有している。図５は、左限Ｐｍｉｎ及び右限Ｐｍａｘが、同じ発光効率の値（約３３．１ｌｍ／Ｗ）に留まっている中央の縦方向の線の方への全光束Φのずれを有することを示している。最大有効な光束において、左限Ｐｍｉｎ及び右限Ｐｍａｘは前記の縦方向の線と一致する、従って、対象の４つの表色系を用いる場合でさえ、最大有効な光出力について１つのデューティサイクルの解のみが存在する。
【００３８】
上記の考慮は、自由度の更なる開放度、即ち、可変のＰについての３つの可能性がある有利な選択に繋がり、それらは次のようである。
１．最小の全電力
最小の全電力は、図４の左限Ｐｍｉｎ及び図５の右限に対応する。それは、全熱損失が最小であり、従って、ヒートシンク温度が最低である有利点を有する。しかしながら、４つの色素のうちの１つ、典型的には、白色の色素は、最大デューティサイクル１００％で駆動される。故に、この色素は、相対的に高い温度を有し、他の色素に比べて、速く経時変化する。他の特徴は、演色性が必要な光束に依存することであり、結局、必要な光束が増加するとき、白色は１００％に留まり、演色性を変化する他の色ＲＧＢは釣り合うようになる。更に、較正行列が正確には適切でないとき、混合色は、光束に伴って変化する。
２．光束が一定である色知覚
図４及び５における中央の縦方向の線において、最大デューティサイクルは最小である。これは、デューティサイクル間の相対比が、最大有効な光束まで、光束が一定であるという設定である。光束が変化するとき、全ての色のデューティサイクルｒ、ｇ、ｂ、ｗは同じ比で変化する、即ち、光束が２倍になるとき、ｒは２倍になり、ｇは２倍になり、ｂは２倍になり、そしてｗは２倍になる。それら４つの色の相対的な寄与は同様のままであり、その結果、また、演色性は同様のまま保たれる。較正行列における不正確さは、目的光束が変化するときに、色の変化に繋がる。最大デューティサイクルが最小であるため、白目的色については、他の色に比べてかなり高いレベルで影響される原色は存在しない。その系の寿命は、最も速く劣化する色の寿命により決定されるために、この最大デューティサイクルが最小であることは、全体の系の寿命を改善する。
３．最良の演色性
演色性は、複数の原色の相対的な寄与に関連している。残念なことに、演色評価数ＣＲＩを演算すること及び全電力の設定を求めることは容易ではなく、このＣＲＩは、この演算については、全ての色のスペクトルが必要であるために、最も大きい。特に、小さいマイクロコントローラについては、演算時間は比較的長い。しかしながら、複数の原色の（主）波長の賢明な選択は、上記のオプションと略同じ電力の設定でのＣＲＩの最適条件を余儀なくする。そのような波長の選択により、この最適条件が、図４の実施例について達成される。
【００３９】
殆どのアプリケーションについては、好ましい選択は、演色性が十分に良好であるように原色の（主）波長についての賢明な選択と組み合わされたオプション２である。
【００４０】
以のように、不等式系（６）は、目的光束Φが可変数を有するように考慮される場合についての第２の方法で検査される。この方法の有利点のうちの１つは、所定の目的光束が最大光束に比べて高い場合に同じ色座標を維持しつつ、最大有効光束に目的光束を調節することが可能であることである。
【００４１】
消費電力Ｐ及び全光束Φの両方が可変であるとき、不等式系（６）は、図６に示す（Ｐ，Φ）空間で表される必要がある。この表現においては、その不等式系（６）の各々の不等式は、図６の左側の４つの図における傾いた帯域Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗのうちの１つに対応し、１つの色の有効な複数のデューティサイクルに従った複数の（Ｐ，Φ）の組を有する。各々の帯域は２つの平行なエッジであって、一のエッジは点（０，０）を通り、デューティサイクル０％であり、他のエッジはデューティサイクル１００％である。それらの低域の幅、角度及び位置は、式（１）乃至（６）に従って、較正行列Ｍ及び目的色座標ｘ、ｙにより規定されるが、目的光束Φによっては規定されない。
【００４２】
それらの４つの帯域の重なりは、すべての色がデューティサイクルの条件式（６）を満足する図６の右側の図に示している面積Ａである。目的色及び光束の解は、それ故、面積Ａにおけるどこかにある。
【００４３】
図３乃至５に関連して説明している方法においては、（Ｐ，Φ）空間は、所定の光束目的値Φ＝Φｔのみについて図６（図３は、高さΦｔにおいて図６の帯域を通る水平方向の部分に対応している）を考慮することにより、一次元のＰ空間に減じられる。考慮されている改善ストラテジにおいては、ここでは、最大有効光束Φｘに対応するデューティサイクルｒ、ｇ、ｂ、ｗ間の相対比が先ず、決定される。上記のように、デューティサイクルの相対比は、一定の効率Φ／Ｐについての光束Φと無関係であり、必要な解は、従って、面積Ａの（０，０）と角の点（Ｐｘ，Φｘ）との間の直線上のどこかにある（発光効率はこの線Ｌ上で一定であるため）。角の点（Ｐｘ，Φｘ）に対応するデューティサイクルは式（４）により決定されることが可能である。それらのデューティサイクルは、光束が目的値Φｔに等しくなるまで、式（７）に従って最終ステップにおいてスケーリングされる。
【００４４】
式（８）は、デューティサイクル間の相対比が目的光束Φｔ（色知覚が光束と無関係であることを確実にする）と無関係であることを示し、ここで、添え字ｘが最大有効光束Φｘにおける設定を表し、添え字ｔは目的光束Φｔの設定を表している。
【００４５】
その式はまた、デューティサイクルについての条件が、目的光束が最大光束より小さい又はそれに等しいときに、自動的に満たされることを示している。
【００４６】
最大の光束を有する点（Ｐｘ，Φｘ）は、先ず、図６の帯域間の交点全てを演算し、次いで、帯域全てに尚も存在する最大光束Φｘを有する点を識別することにより求められる。例えば、赤色及び緑色に対応する帯域間の４つの交点が式（９）により演算されることが可能であり、このとき、ｃｒ及びｃｇは、デューティサイクル０％及び１００％のそれぞれに対応する０又は１であることが可能である定数である。
【００４７】
交点が、試験されている帯域の交点（Ｐ，Φ）から両方のエッジまでの“距離”を演算することにより、他の帯域にあるかどうかをチェックすることが可能である。これは、青色に対応する帯域の例については、式（１０）に表されている。ここで、ｃｂは試験においてエッジを決定する（デューティサイクル０％に対応するエッジについてはｃｂ＝０であり、デューティサイクル１００％に対応するエッジについてはｃｂ＝１である）。距離ｖ０及びｖ１が等しくない場合、試験における交点は試験において帯域内に位置付けられる。
【００４８】
上記の技術は、白色を含む４つの色の何れかの組み合わせを用いてＬＥＤ治具に適用されることが可能である。その技術は、特に、一般照明について適切であるが、ルーメン出力及び演色がかなり重要である他のアプリケーションにおいても適用することが可能である。更に、そのアルゴリズムが、最も大きい光束を有する最良の作用点を探索するように１つの独立変数を必要とすることについては、既に指摘している。この独立変数は、上の実施例においては消費電力Ｐであるが、デューティサイクルと線形である何れかの他の変数であることも可能である。
【００４９】
更に、本発明の方法は、多次元空間で最良の作用点を求めることにより、５，６，．．．，Ｎ個の原色（＝デューティサイクル）に拡張されることが可能である。例えば、５つの色は、２つの独立変数Ｐ１、Ｐ２を必要とし、４つの色について上で用いている二次元（Ｐ，Φ）空間における帯域のグラフィカルな表現は、その場合、三次元空間（Ｐ１，Ｐ２，Φ）における一種の固定した帯域により置き換えられる必要がある。同様に、追加される色全てが（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，．．．，Φ）空間に対して１つの次元を追加する。
【００５０】
最後に、本願における用語“を有する”は、他の要素又はステップを排除するものではなく、単数表現は複数の存在を排除するものではなく、単独のプロセッサ又は他のユニットは複数の手段の機能を果たすことが可能であることを指摘しておく。本発明は、各々の及び全ての新規な特徴並びに各々の及び全ての特徴の組み合わせの中にある。
【図１】
2010514131.tif 000003
【図２−１】
2010514131.tif 000004
【図２−２】
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【図３】
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【図４】
2010514131.tif 000007
【図５】
2010514131.tif 000008
【図６】
2010514131.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月23日(2009.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
米国特許出願公開第２００５／００８３３１Ａ１号明細書においては、白色を有する４つの又はそれ以上の成分を有する色座標に対して３つの色座標をマッピングする方法について開示されている。その方法は、二次元（ＣＩＥ）色度分割の三角形領域への特定の副分割に基づいていて、関連光発光体の最適化制御に注意を払っていない。
米国特許出願公開第２００３／１２８１７４Ａ１号明細書においては、異なる原色を有する４つのＬＥＤを有する画素を有するマトリクスディスプレイについて開示されている。関連制御アルゴリズムにおいては、ＬＥＤは、それらの光出力が３つの所定の目的値と適合し、更に、駆動コマンドの関数が最小化されるように、駆動される。最小化関数の例は、ＬＥＤの消費電力、電流又は動作時間である。
国際公開第２００６／１０９２３７Ａ号パンフレットにおいては、少なくとも４つの主光源について制御コマンドを決定する方法について開示されている。色空間における目的点についてのコマンドは、それらの光源により生成されることが可能である既知の特徴の色空間における付加点を考慮することにより得られる。
米国特許第６０１４４５７号明細書においては、異なる色空間の間の座標変換が実行される装置について開示されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／００８３３１Ａ１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００３／１２８１７４Ａ１号明細書
【特許文献３】国際公開第２００６／１０９２３７Ａ号パンフレット
【特許文献４】米国特許第６０１４４５７号明細書
【手続補正３】
【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】
この目的は、請求項１に記載の照明装置と、請求項８に記載の方法により達成できる。好適な実施形態については、従属請求項に開示されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
通常、有効な駆動コマンドと適合する、即ち、複数の駆動コマンドの適切な組み合わせにより生成される、複数の（又は、連続的な）有効な二次目的値が存在する。目的決定ユニットは、それ故、有効な駆動コマンド及び一次目的値の少なくとも副集合に従った規定により許容可能な二次目的値の範囲を決定することが可能である“範囲評価器”を有する。許容可能な二次目的値は、例えば、光発光体に供給される電流が０と、ある上限との間の範囲内にある必要があることを考慮することが可能である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
目的決定ユニットが範囲評価器を有する、実施形態の更なる実現においては、目的決定ユニットが、次式
Ｖ＝（Φｔ／Φｘ）・Ｖｘ
に従って、許容可能な範囲（範囲評価器により決定された）から二次目的値のベクトルＶを選択し、ここで、Ｖｘは最大関連一次目的値Φｘに対応する許容可能な範囲からの二次目的値のベクトルであり、Φｔは所定の一次目的値である。そのシンボルはΦで表されるため、一次ターゲット値は特に、光発光体全ての共通の光出力の光束であることが可能である。一旦、許容可能な二次目的値の範囲が決定されると、二次目的値の適切な集合が、対象の目的値Φｔの何れかの値についての所定の式により容易に演算されることが可能である。
【手続補正６】
【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】
照明装置であって：
異なる複数の原色を有する複数の、即ち、Ｎ個の光発光体であって、ここで、Ｎ≧４である、発光体；
前記発光体についての駆動コマンドの関数として表される複数の、即ちｓ個の二次目的値を決定する目的決定ユニットであって、ここで、ｓ＜Ｎである、目的決定ユニット；及び
前記二次目的値と、前記照明装置の光出力についての複数の、即ちｐ個の所定の一次目的値に基づいて、前記光発光体のための個別の駆動コマンドを決定する駆動ユニットであって、ここで、ｐ＜Ｎである、駆動ユニット；
を有する照明装置であり、前記目的決定ユニットは：
前記所定の一次目的値の副集合及び許容可能な前記駆動コマンドに従った許容可能な二次目的値の範囲を決定する範囲評価器を有し；
次式の関係
Ｖ＝（Φｔ／Φｘ）・Ｖｘ
に従った前記許容可能な範囲から二次目的値のベクトルＶを選択し、ここで、Ｖｘは最大の一次目的値Φｘに対応する前記許容可能な範囲からの二次目的値のベクトルであり、Φｔは所定の一次目的値である；
照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置であって、前記駆動ユニットは、駆動コマンドのベクトルと前記一次目的値及び前記二次目的値から導き出された目的ベクトルとの間の線形関係を評価する行列乗算モジュールを有する、ことを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１に記載の照明装置であって、前記目標決定ユニットは、前記所定の一次目的値に依存する前記二次目的値を決定する、ことを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１に記載の照明装置であって、前記二次目的値は前記光発光体の副集合の消費電力を有する、及び／又は前記一次目的値は前記照明装置の色点及び光束を有する、ことを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項１に記載の照明装置であって、前記駆動コマンドはパルス幅変調のデューティサイクルである、ことを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項１に記載の照明装置であって、前記目的決定ユニットは、一部の最適化基準に、特に、消費電力の最小化又は最も大きいデューティサイクル駆動コマンドの最小化に従って、前記許容可能な範囲から前記二次目的値を前記所定の一次目的値について選択する、ことを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１に記載の照明装置であって、前記光発光体は、ＬＥＤ、蛍光体変換ＬＥＤ、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、ＬＡＳＥＲ、蛍光体変換ＬＡＳＥＲ、カラー蛍光灯、フィルタード（カラー）ハロゲンランプ、フィルタード（カラー）高強度放電（ＨＩＤ）ランプ及び／又はフィルタード（カラー）超高性能（ＵＨＰ）ランプを包含することは好適である。
目的決定ユニットは、一部の最適化基準に、特に、消費電力の最小化又は最も大きいデューティサイクル駆動コマンドの最小化に従って、前記許容可能な範囲から前記二次目的値を前記所定の一次目的値について選択する、ことを特徴とする照明装置。
【請求項８】
照明装置であって：
異なる複数の原色を有する複数の、即ち、Ｎ個の光発光体であって、ここで、Ｎ≧４である、発光体を有する照明装置を制御する方法であって；
前記発光体についての駆動コマンドに関数的に関連する複数の、即ちｓ個の二次目的値を決定するステップであって、ここで、ｓ＜Ｎである、ステップ；及び
前記二次目的値と、前記照明装置の光出力についての複数の、即ちｐ個の所定の一次目的値に基づいて、前記光発光体のための個別の駆動コマンドを決定するステップであって、ここで、ｐ＜Ｎである、ステップ；
を有する方法。
【国際調査報告】
2010514131.tif 000010
2010514131.tif 000011
2010514131.tif 000012