(57)【要約】  特に高出力の発光ダイオードＬＥＤを備える照明システム１の分野に適している照明システム１及びこのアプリケーションが、記載されている。照明システム１は、メモリ装置４を備える制御回路３と、リフレッシュ回路１０とを有しており、リフレッシュ回路１０は、前記ＬＥＤの高い動作温度によって生じるメモリ装置４の保持期間の短縮によるメモリ装置４のデータの損失を防止する。
2010527131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの発光装置と、メモリ装置を備える制御回路と、リフレッシュ回路とを有する照明システムであって、前記リフレッシュ回路は、前記メモリ装置のデータ損失を防止する、照明システム。
【請求項２】
前記発光装置が発光ダイオード（ＬＥＤ）であることを特徴とする、請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
メモリ状態センサを更に有する請求項１又は２に記載の照明システムであって、前記メモリ状態センサは、前記メモリ装置の状態に依存して前記リフレッシュ回路を起動する、照明システム。
【請求項４】
システム状態インジケータを更に有する請求項１又は２に記載の照明システムであって、前記システム状態インジケータは、前記照明システムの状態に依存して前記リフレッシュ回路を起動する、照明システム。
【請求項５】
少なくとも１つの光センサを更に有する請求項１又は２に記載の照明システムであって、前記光センサは、前記照明システムの光出力を測定し、前記リフレッシュ回路は、更に、前記光センサの測定に依存して前記メモリ装置内に保存されているデータを変更する、照明システム。
【請求項６】
請求項５に記載の前記照明システムであって、前記光センサは、前記光センサの測定に依存して前記リフレッシュ回路を起動する、照明システム。
【請求項７】
前記請求項１乃至６の何れか一項に記載の照明システムであって、
−  オフィス照明システム、
−  家庭用アプリケーションシステム、
−  店舗照明システム、
−  家庭照明システム、
−  アクセント照明システム、
−  スポット照明システム、
−  劇場照明システム、
−  ファイバーオプティックス・アプリケーションシステム、
−  プロジェクションシステム、
−  自動照明（self-lit）ディスプレイシステム、
−  ピクセルディスプレイシステム、
−  セグメントディスプレイシステム、
−  警告標識システム、
−  メディカル照明アプリケーションシステム
−  指示標識システム、
−  装飾用照明システム、
−  ポータブルシステム、
−  自動車アプリケーション、
−  温室照明システム、及び
−  センサアプリケーション
の１つ以上において使用されている照明システム。
【請求項８】
少なくとも１つの発光装置と、メモリ装置を備える制御回路と、リフレッシュ回路とを有する照明システムを駆動する方法であって、
−  データを前記メモリ装置内に記憶するステップと、
−  前記照明システムを制御回路によって制御するステップと、
−  前記メモリ装置によって記憶されている前記データを、前記リフレッシュ回路によってリフレッシュするステップと、
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明システム、照明システムの使用、及び照明システムを駆動する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第２００５／０１５７５１５ Ａ１号には、複数の側面を備えるプリント回路基板を有する発光ダイオード光源であって、前記プリント回路基板の１つの側面に配されている複数のＲＧＢ ＬＥＤユニットであって、各ユニットが赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを有している、複数のＲＧＢ ＬＥＤユニットと、このＲＧＢ ＬＥＤユニットの各ＬＥＤに接続されていると共に前記ＬＥＤへの駆動電流を制御する少なくとも１つの制御ユニットとを有する発光ダイオード光源が、開示されている。前記ＲＧＢ ＬＥＤユニットの各々は、安定な色温度を有する白色光を発している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記制御ユニットは、各ＬＥＤに対する駆動電流のデータを記憶するメモリを有している。前記ＬＥＤの作製過程における変化のため、較正工程が各ＬＥＤに実行されることができ、この較正工程の間に集められる特性データは、前記ＬＥＤの色温度を制御するために前記制御ユニットのメモリ内に記憶されることができることは記載されているが、動作の間、前記ＬＥＤ自体によって生じる問題は、認識されていない。特に、前記ＬＥＤにより生成される熱は、前記ＬＥＤの動作に強く影響する。
【０００４】
本発明の目的は、当該発光装置の寿命の全体にわたって信頼できる動作を有する照明システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、少なくとも１つの発光装置と、メモリ装置を備える制御回路と、リフレッシュ回路とを有する照明システムであって、前記リフレッシュ回路は、前記メモリ装置のデータ損失を防止する、照明システムにより達成される。
【０００６】
例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような１つ以上の発光装置により生成される熱は、前記ＬＥＤ自体の光出力にのみに影響し得るのではなく、制御回路によって当該照明システムを制御するためのデータを記憶しているメモリ装置にも影響し得る。ハロゲン又はＨＩＤランプのような発光装置を有する将来の照明システムにおいて、更に、例えば、（例えば、ＺｉｇＢｅｅプロトコルによる）無線通信のためのメモリ装置も必要とされ得る。前記発光装置の通信アドレスのような、識別データは、前記発光装置によって生成される熱により、前記照明システムの動作の間、消失する。
【０００７】
例えば、μＣｓ ＯＴＰ及びＥＥＰＲＯＭセルのような、今日のメモリ装置は、電荷によって、電気的に分離されている電気伝導層上に情報を保持するために使用されている。この保持期間（この情報が、例えば、μＣｓ ＯＴＰ及びＥＥＰＲＯＭセルのデータ損失を伴うことなく、前記メモリ装置によって保持されている期間を意味する）は、８５℃において約２０年であるが、前記保持期間は、温度の増大と共に指数関数的に減少する。特に、一方では、高いＬＥＤ温度を有し、他方では、５０，０００時間以上の長い寿命を有する高出力ＬＥＤの組合せは、この問題を強める。例えば、１２０℃以上の高いＬＥＤ温度は、結果として、ＬＥＤの寿命よりも短いメモリ装置の保持期間を生じ、照明システムの信頼できない動作を生じ得る。前記メモリ装置を含む前記制御回路と前記リフレッシュ回路との組み合せが、この問題を防止する。前記リフレッシュ回路は、例えば、μＣｓ ＯＴＰ又はＥＥＰＲＯＭセルに供給されている元々の電荷を復元することによって、前記メモリ装置によって記憶されているデータをリフレッシュする。データが、ひとたび前記メモリ装置によって記憶されると、当該照明システムの寿命全体にわたって維持されることができる。照明システムにおける前記リフレッシュ回路の有利な点は、μＣｓ ＯＴＰ及びＥＥＰＲＯＭセルがそうであるような、電荷に基づいたメモリ装置に限定されるものではない。例えば、強誘電性材料（例えば、磁気抵抗ランダムアクセスメモリ）の磁化に基づくメモリ装置の保持期間、又は光学メモリのメモリ装置の保持期間さえも、当該メモリ装置の動作温度に依存し得る。当該照明システムは、更に、前記発光装置（例えば、ＬＥＤ）の動作温度を制御するためのシステムを備えていても良い。更に、恒常的なメモリ技術の多くは、信頼できるように実施されることができる限定された数の書き込みサイクルを有する。必要とされる場合にのみ、メモリリフレッシュサイクルのみが開始されるべきである。従って、このようなリライトを最小に保持することは、本発明の更なる目的である。
【０００８】
本発明の更なる実施例において、前記照明システムは、メモリ状態センサを更に有しており、前記メモリ状態センサは、前記メモリ装置の状態に依存して前記リフレッシュ回路を起動する。前記メモリ状態センサは、前記メモリ装置によって記憶されているデータが消失する（例えば、μＣｓ ＯＴＰ又はＥＥＰＲＯＭセル内に記憶されている電荷が、バイナリの０とバイナリの１とを区別するのに必要な或る閾値よりも低く減少することを意味する）時点を推定する又は決定するために使用されている。前記メモリ状態センサは、前記メモリ装置の動作温度を測定する温度センサであっても良い。前記温度センサの測定データは、予め決定されている或るメモリ装置の保持時間の温度依存性を使用して、前記メモリ装置の保持時間を推定するのに使用されることができる。前記メモリ装置によって記憶されているデータは、前記温度センサの測定の結果に依存して、リフレッシュされる又は回復される。代替的な取り組みにおいて、前記メモリ状態センサは、例えば、μＣｓ ＯＴＰ又はＥＥＰＲＯＭセルの電荷を周期的に（recurrently）測定する電荷センサであっても良い。試験のμＣｓ ＯＴＰ又はＥＥＰＲＯＭセルにおける電圧を基準電圧と比較することは、例えば、前記メモリ状態センサの１つの特別な実施例であり得る。この測定に使用されるμＣｓ ＯＴＰ又はＥＥＰＲＯＭセルは、前記データを記憶するために使用されている１つ以上のメモリセル、又は前記メモリ装置の状態（電荷）を測定するのに使用されているのみである１つ以上の専用の試験メモリセルであり得る。他の取り組みにおいて、前記試験メモリセルは、意図的に、例えば、より小さい領域を使用することによって、メインメモリセルよりも意図的に悪いものにされ、この結果、前記試験メモリセルは、時間とともに、より記憶を喪失する傾向がある。この測定は、差動的な仕方で行われる。ここで、試験セルＡは「１」の電荷を帯びており、試験セルＢは「０」の電荷を帯びている。差動オペアンプ手段が、この２つのセル間の電荷の差分を測定するのに使用され、或る最小の差分がもはや見つからない場合、リフレッシュサイクルが開始される。例えば、強誘電性材料の磁化に基づくメモリ装置の場合、試験メモリセルの磁化は、例えば、前記試験メモリセルの電気抵抗を周期的に測定することによって測定されることができる。光学メモリ装置の高い動作温度によって生じる相変化は、試験メモリセルの反射率の測定によって測定されることができる。
【０００９】
本発明の他の実施例において、当該照明システムは、照明システム状態インジケータを更に有しており、前記システム状態インジケータは、当該照明システムの状態に対する依存して前記リフレッシュ回路を起動する。例えば、ＬＥＤのような、或る発光装置の平均的な動作条件に依存して、当該保持期間の絶対的な下限を決定することも可能である。この場合、当該メモリ装置によって記憶されているデータは、（前記保持期間よりも短い）所定の動作期間の後、又は、例えば、前記ＬＥＤ照明装置をオンに切り換えた後に周期的に、復元されることができる。
【００１０】
本発明の他の実施例によれば、当該照明システムは、少なくとも１つの光センサを更に有しており、前記光センサは、前記照明システムの光出力を測定し、前記リフレッシュ回路は、更に、前記光センサの測定に依存して、前記メモリ装置内に保存されているデータを変更する。照明システムの寿命の間、１つ以上の発光装置の色点及び／又はブライトネスは、動作条件（印加電流、温度その他）に依存し、特にＬＥＤが発光装置として使用されている場合、材料の加齢により変化し得る。従って、前記ＬＥＤ照明装置の規定されている光出力を保証するために、前記ＬＥＤの寿命の初めにおいて前記メモリ装置に記憶されている較正データは、更新されなければならない。前記リフレッシュ回路と、前記照明システムの光出力を測定する光センサ又は個々のＬＥＤの光出力を測定する光センサとの組み合わせは、前記光センサの測定の結果を使用して、前記メモリ装置内に記憶されているデータを適応化することを可能にする。このことは、例えば、ある動作期間の後に実施される較正シーケンスによって、なされることができる。較正手順の間、前記照明システム又は例えば個々のＬＥＤの光出力は、例えば、種々の動作条件において測定され、データの復元の間、前記メモリ装置内に予め記憶されているデータを適応化するのに使用されることができるデータセットを生じる。更に、前記光センサは、基準の光出力と比較して、前記照明システム又は例えば個々のＬＥＤの光出力（ブライトネス及び／又は色）の規定されている逸脱が判定された場合、前記メモリ装置内に記憶されている前記データの復元を開始するのに使用されることができる。このような逸脱が測定された場合、前述の較正手順が開始されることができ、前記メモリ装置内に予め記憶されているデータは、前記データを後続して復元する間、適応化されることができる。前記光センサと、前記メモリ状態センサ又はシステム状態インジケータとの組み合わせが、前記照明システムの信頼できる動作を保証するために使用されることもできる。
【００１１】
本発明による照明システムは、
−  オフィス照明システム、
−  家庭用アプリケーションシステム、
−  店舗照明システム、
−  家庭照明システム、
−  アクセント照明システム、
−  スポット照明システム、
−  劇場照明システム、
−  ファイバーオプティックス・アプリケーションシステム、
−  プロジェクションシステム、
−  自動照明（self-lit）ディスプレイシステム、
−  ピクセルディスプレイシステム、
−  セグメントディスプレイシステム、
−  警告標識システム、
−  メディカル照明アプリケーションシステム、
−  指示標識システム、
−  装飾用照明システム
−  ポータブルシステム
−  自動車アプリケーション、
−  温室照明システム、及び
−  センサアプリケーション、
において使用されることができる。
【００１２】
本発明の更なる目的は、照明システムを駆動する信頼できる方法を提供することにある。
【００１３】
この目的は、少なくとも１つの発光装置と、メモリ装置を備える制御回路と、リフレッシュ回路とを有する照明システムを駆動する方法であって、
−  データを前記メモリ装置内に記憶するステップと、
−  前記照明システムを前記制御回路によって制御するステップと、
−  前記メモリ装置によって記憶されている前記データを、前記リフレッシュ回路によってリフレッシュするステップと、
を有する方法によって達成される。前記データのリフレッシュとは、元々又は予め保存されていたデータを復元し、復元されるべき前記データが実現される（actualized）ことができることを意味している。復元されるべき前記データの実現は、例えば、動作時間及び／又は動作条件に依存した、材料の加齢による、前記照明システム又は単一の発光装置（例えば、ＬＥＤ）の光出力（例えば、ブライトネス、色点）の質の予め決定されている変化に関連付けられているものであることができ、光出力の質の変化を記述しているデータは、更に、前記メモリ装置によって記憶されることもできる。前記メモリ装置内に記憶されている前記データのリフレッシュは、前記発光装置の動作期間、動作条件（例えば、発光装置の動作の間の前記メモリ装置の温度）及び上述のようなメモリ状態センサ及び／又は光センサにより決定される前記メモリ装置によって記憶されている前記データの状態により、起動されることができる。前記光センサは、更に、前記照明システム又は前記単一の発光装置の実際の光出力に依存して、前記リフレッシュ回路によって復元されるべき前記データを実現するために使用されることができる。
【００１４】
本発明は、同じ符号は同様の部分を示している添付図面を参照して、より詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による照明システムの第１の実施例の主な略図を示している。
【図２】本発明によるリフレッシュ回路の一実施例の主な略図を示している。
【図３】本発明による照明システムの第２の実施例の主な略図を示している。
【図４】本発明による照明システムの第３の実施例の主な略図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に示されている照明システム１の主な略図は、４つのＬＥＤ２を示している。４つのＬＥＤ２は、制御回路３に直列接続されている。制御回路３は、光出力（例えば、ブライトネス、又は有色のＬＥＤが使用されている場合には、単一のＬＥＤの色）を制御する。制御回路３は、例えば、ＬＥＤ２を制御するのに必要な前記データが記憶される（例えば、ＥＥＰＲＯＭである）メモリ装置４に接続されている。メモリ装置４によって記憶されているデータは、例えば、較正データ及び単一のＬＥＤ２の特性曲線（characteristic lines）を含んでいる。メモリ装置４は、更に、インタフェース２０を介してリフレッシュ回路１０に接続されている。リフレッシュ回路１０は、図２に示されているように、コントローラ１１及びバッファメモリ１２を有している。照明システム１のメモリ装置４の保持期間よりも短い、所定の動作期間ｔ１の後、コントローラ１１は、メモリ装置４によって記憶されている前記データを、最初のステップにおいて、バッファメモリ１２にコピーする。後続するステップにおいて、コントローラ１１は、メモリ装置４によって記憶されている前記データをバッファメモリ１２内に記憶されているデータによって上書きする。前記データを復元した後、前記コントローラは、前記照明システムの前記動作期間をゼロに戻すように設定する。リフレッシュ回路１０は、メモリ装置４によって記憶されている前記データが、照明システム１の寿命の全体にわたって保存されていることを保証する。
【００１７】
図３において、本発明による更なる実施例が、示されている。図１に示した実施例と比較すると、３つのＬＥＤは、制御回路３に並列接続されている。更に、メモリ状態センサ１３が、リフレッシュ回路１０に接続されている。メモリ状態センサ１３は、メモリ装置４の動作温度を測定する温度センサ（例えば熱電対、ＰＴ１００又は半導体ベースのＰＴＣ）である。図２に示されているように、前記メモリ状態センサにより測定された測定データは、リフレッシュ回路１０のコントローラ１１に転送される。前記コントローラは、上述のように前記メモリ装置によって記憶されているデータが、リフレッシュ回路１０によって復元されなければならないまでに残されている期間を、メモリ状態センサ１３によって測定された測定データ及びメモリ装置４の保持期間の温度依存性に基づいて算出する。前記メモリ装置によって記憶されているデータは、何らかのデータ損失が起こり得る前に、リフレッシュ回路１０によって復元される。更に、照明システム１は、熱拡散装置３０上に取り付けられている。熱拡散装置３０は、受動ヒートシンク、又はヒートシンクと、例えば、能動的に制御されているファンとの組合せの何れかであり得る。前記ファンは、メモリ状態センサ１３によって測定される温度を使用して制御されることができる。照明システム１の温度は、一定に保持され、ＬＥＤ２の光出力に関して信頼できる動作を保証する。メモリ装置４が、リフレッシュ回路１０によって、データ損失のない高い動作温度に耐えることができるという事実により、冷却の労力は低くなり、従って、照明システム１の費用を低減する。
【００１８】
本発明による更なる実施例において、照明システム１は、図４に示されているように光センサ６を有している。光センサ６は、三角形状に配されている３つの有色ＬＥＤ２により包囲されている。ＬＥＤ２は、赤色ＬＥＤ２、青色ＬＥＤ２及び緑色ＬＥＤ２であり、前記制御回路に並列接続されている。光センサ６は、ＬＥＤ２により発される３つの異なる波長において、感度が高い光電池である。期間ｔ１が経過した場合、リフレッシュ回路１０は、図１に関連して上述されたようにメモリ装置４によって記憶される前記データの復元工程を開始する。図１に関連して記載された復元工程との違いとして、当該復元工程は、
−  メモリ装置４内に記憶されている前記データをバッファメモリ１２にコピーするステップと、
−  制御回路３によって、（開始信号は、リフレッシュ回路１０のコントローラ１１によって与えられることもできる）前記ＬＥＤに供給されている種々の電力レベルにおいて、光センサ６によって、ＬＥＤ２の較正の測定を開始するステップと、
−  前記較正の測定の結果を、バッファメモリ１２にコピーされる（メモリ装置４によって記憶されているデータの一部である）較正データと比較するステップと、
−  バッファメモリ１２によって記憶されている前記較正データを、前記較正の測定の測定結果を使用して、コントローラ１１によって、適応化するステップと、
−  メモリ装置４によって記憶されている前記データを、バッファメモリ１２内に記憶されている前記適応化されたデータによって、上書きするステップと、
を有する。
【００１９】
光センサ６は、例えば、照明システム２の変更された光出力を生じるＬＥＤ２の加齢における要因になり得る。メモリ装置４に記憶されている前記適応化されたデータは、このような老化効果を補償し、ＬＥＤ２の寿命全体にわたってＬＥＤ照明装置１の信頼できる動作を保証する。期間ｔ１は、更に、ＬＥＤの予想される加齢に適応化されることができる。
【００２０】
本発明は、特定の実施例に関して、特定の図面を参照して記載されるが、本発明は、添付請求項によって、のみ制限されるものであるため、このことは限定的に解釈されるべきではない。添付請求項における如何なる符号も、これらの範囲を制限するものとして解釈されてはならない。記載されている図面は、単に模式的なものであり、非限定的なものである。前記図面において、前記要素の幾つかの大きさは、誇張されていることがあり、説明のために縮尺で描かれているものではない。「有する」なる語が本明細書及び添付請求項において使用されているが、これは、他の要素又はステップを排除しているものではない。単数名詞を参照する際に定冠詞又は不定冠詞が使用されているが、このことは、詳細に述べられていない限り、これらの複数形を含んでいる。
【００２１】
更に、本明細書及び添付請求項において使用されている第１、第２及び第３等の語は、同様の要素を区別するために使用されているものであり、必ずしも順次的な又は時系列的な順序を記載するためのものではない。よく使用されている語は、適切な状況の下で置き換えられることが可能なものであり、本願明細書に記載されている本発明の実施例は、本明細書に記載されている又は示されているもの以外の順序における動作をし得ることを理解されたい。
【００２２】
更に、本明細書及び添付請求項に記載されている上部、底部、第１及び第２等の語は、記述的な目的のために使用されているものであり、必ずしも、相対的位置を記載するためのものではない。よく使用されている語は、適切な状況の下で置き換えられることが可能なものであり、本願明細書に記載されている本発明の実施例は、本明細書に記載されている又は示されているもの以外の向きにおいて動作することができることを理解されたい。
【００２３】
開示された実施例の他の変形は、添付図面、本明細書及び添付請求項の検討から、請求されている本発明を実施する際に当業者によって理解され、行われることができる。
【図１】
2010527131.tif 000003
【図２】
2010527131.tif 000004
【図３】
2010527131.tif 000005
【図４】
2010527131.tif 000006
【国際調査報告】
2010527131.tif 000007
2010527131.tif 000008