(57)【要約】  本発明は、光源として少なくとも１つのルミネセンスダイオードチップ（１１）を含む少なくとも１つの照明手段（１）と、接続線路（２）を介して前記照明手段（１）に接続された少なくとも１つの通電手段（３）とを有する照明システムに関する。前記通電手段（３）は、前記照明手段（１）に通電するように構成されており、前記通電手段（３）は少なくとも１つのフィルタエレメント（４）を含み、前記フィルタエレメント（４）は、前記通電手段（３）に電力を供給するための電力供給部（７）から該通電手段（３）に入力された信号と、該通電手段（３）から該電力供給部（７）へ出力される信号とをフィルタリングするように構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
・光源として少なくとも１つのルミネセンスダイオードチップ（１１）を含む少なくとも１つの照明手段（１）と、
・接続線路（２）を介して前記照明手段（１）に接続された少なくとも１つの通電手段（３）と
を有する照明システムであって、
前記通電手段（３）は、前記照明手段（１）に通電するように構成されており、
前記通電手段（３）は少なくとも１つのフィルタエレメント（４）を含み、
前記フィルタエレメント（４）は、前記通電手段（３）に電力を供給するための電力供給部（７）から該通電手段（３）に入力された信号と、該通電手段（３）から該電力供給部（７）へ出力される信号とをフィルタリングするように構成されている
ことを特徴とする、照明システム。
【請求項２】
前記フィルタエレメント（４）は少なくとも１つのローパスフィルタを含む、請求項１記載の照明システム。
【請求項３】
前記通電手段（３）は、信号を前記接続線路（２）に重畳するように構成されている、請求項２記載の照明システム。
【請求項４】
前記通電手段（３）によって前記接続線路（２）に重畳される信号は、前記照明手段（１）を制御するために生成される、請求項３記載の照明システム。
【請求項５】
前記通電手段（３）によって前記接続線路（２）に重畳される信号は、前記照明手段（１）の輝度および／または色座標を調整するために生成される、請求項１から４までのいずれか１項記載の照明システム。
【請求項６】
前記通電手段（３）は、信号を接続線路（２）に重畳するための少なくとも１つの変調器（５）を含む、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】
・前記照明手段（１）は、前記照明手段（１）の前記ルミネセンスダイオードチップ（１１）の動作状態を検出する少なくとも１つのセンサ（１２）を含み、
・前記ルミネセンスダイオードチップ（１１）の動作状態に相当する信号が、前記接続線路（２）を介して前記通電手段（３）へ伝送される、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】
前記通電手段（３）は、前記ルミネセンスダイオードチップ（１１）の動作状態に相当する信号を回復するための少なくとも１つの復調器（５）を含む、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】
前記通電手段（３）において前記ルミネセンスダイオードチップ（１１）の動作状態に相当する信号を読み出せるように構成されている、請求項８記載の照明システム。
【請求項１０】
前記ルミネセンスダイオードチップ（１１）の動作状態は、動作時間、動作温度、放出光の輝度のうち少なくとも１つの測定量を含む、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】
少なくとも２つの前記照明手段（１１）が前記接続線路によって直列接続されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の照明システム。
【請求項１２】
前記照明手段（１１）のうち少なくとも１つは、動作中に相互に異なる色の光を放出する少なくとも２つの前記ルミネセンスダイオードチップ（１１）を含む、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】
前記照明手段（１）によってサブネットワークが構成され、
前記サブネットワークは、前記通電手段（３）によって前記電力供給部（７）から遮蔽されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の照明システム。
【請求項１４】
請求項１から１３までのいずれか１項記載の照明システムを少なくとも２つ含む、照明システム構成体であって、
前記照明システムは同一の電力供給部（７）に接続されていることを特徴とする、照明システム構成体。
【請求項１５】
前記照明システムは前記電力供給部（７）に直接接続されており、
前記照明システムは前記電力供給部（７）を介して相互に直接接続されている、請求項１４記載の照明システム構成体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は照明システムに関する。
【０００２】
本発明の照明システムの少なくとも１つの実施形態では、当該照明システムは少なくとも１つの照明手段を有し、前記照明手段はたとえば、放射源、ランプ、発光ダイオードモジュールまたは手提げランプ等である。前記照明手段は有利には、少なくとも１つのルミネセンスダイオードチップを有する。このルミネセンスダイオードチップは、たとえば発光ダイオードチップまたはレーザダイオードチップである。
【０００３】
照明手段の動作中、前記ルミネセンスダイオードチップは電磁波をたとえば可視波長領域で放射する。すなわち光を放射する。前記少なくとも１つのルミネセンスダイオードチップは、有利には照明手段の光源である。すなわち、前記少なくとも１つのルミネセンスダイオードチップが動作中に生成した光の一部は、前記照明手段から放射される。
【０００４】
本発明の照明システムの少なくとも１つの実施形態では、当該照明システムは少なくとも１つの通電手段を有し、前記通電手段は、前記照明システムの照明手段に通電するように設けられている。前記通電手段によって、当該照明システムのすべての照明手段への通電が行われる。すなわち、前記通電手段によって当該照明システムの照明手段に電流が供給されることにより、該照明手段は動作する。前記照明手段に通電するために、該照明手段は接続線路を介して通電手段に接続されている。その際には、照明手段が異なるごとに異なる接続線路を使用して、これらの照明手段と唯一の通電手段とを接続するか、または、同一の接続線路を使用して複数の照明手段を通電手段に接続することもできる。
【０００５】
本発明の照明システムの少なくとも１つの実施形態では、前記通電手段は少なくとも１つのフィルタエレメントを有する。前記フィルタエレメントは、通電手段に電力を供給するための電力供給部から該通電手段に入力される信号と、該通電手段から該電力供給部に出力される信号とをフィルタリングするように設けられている。前記電力供給部はたとえば、公共電源網に接続するための通電手段の端子である。すなわち、この電力供給部によって交流電流が通電手段に供給される。
【０００６】
フィルタエレメントは、前記電力供給部から前記通電手段に入力される信号をフィルタリングする。このような信号はたとえば、電力供給部からの交流電圧に妨害が重畳されたものである。さらに前記フィルタエレメントは、通電手段から電力供給部へ出力される信号もフィルタリングする。このような出力信号はたとえば、通電手段によって接続線路に重畳された信号および／または照明システムの照明手段からの信号である。
【０００７】
本発明の照明システムの少なくとも１つの実施形態では、照明システムの少なくとも１つの照明手段は、光源として少なくとも１つのルミネセンスダイオードチップを含む。さらに、照明システムは少なくとも１つの通電手段を有し、該通電手段は接続線路を介して、前記少なくとも１つの照明手段に接続されている。前記通電手段は前記照明手段に通電するように構成されており、該通電手段は少なくとも１つのフィルタエレメントを有し、該フィルタエレメントは、該通電手段に電力を供給するための電力供給部から該通電手段に入力される信号と、該通電手段から該電力供給部へ出力される信号とをフィルタリングするように構成されている。
【０００８】
本発明の照明システムの少なくとも１つの実施形態では、前記通電手段は、信号を前記接続線路に重畳するように構成されている。前記接続線路に重畳される信号によって、前記通電手段から該接続線路を介して照明手段へ供給されるデータが符号化される。したがって、前記接続線路は２重の機能を果たし、一方では電流輸送を行い、他方ではデータ伝送を行うために使用される。
【０００９】
このことは、通電手段から接続線路を介して電流が、照明手段を動作させるために輸送されるだけでなく、通電手段が信号を接続線路に重畳し、該信号は接続線路を介して照明手段へ供給されることを意味する。照明手段の通電および駆動制御は、とりわけいわゆる電力線搬送通信によって行われる（powerline communication）。
【００１０】
信号として接続線路に重畳されるデータは、たとえば信号線路を介して通電手段に供給される。
【００１１】
光源として少なくとも１つのルミネセンスダイオードチップを含む照明手段を使用する場合、該照明手段の発光ダイオードチップに所期のように通電することにより、動作中に照明手段から放出される光の色座標および／または輝度を、所望の色座標および／または所望の輝度に調整できることが明らかになっている。このように照明手段を駆動制御するためには、制御信号を照明手段に供給し、該制御信号を照明手段において処理することができる。この信号にしたがって照明手段のルミネセンスダイオードチップは、該照明手段から所望の色位置および／または所望の輝度の光が放射されるように動作する。
【００１２】
この照明システムの基礎となる思想は、照明手段に電流も供給するための接続線路に信号を重畳することである。すなわち、制御信号と動作電流とが同一の接続線路を介して通電手段から照明手段へ搬送される。このことは特に経済的であることが判明している。というのも、通電手段と照明手段との間の接続線路の数を削減できるからである。照明システムは２つ以上の照明手段を有することができ、１つの通電手段を介してこれら複数の照明手段に電流および制御信号を供給することができる。
【００１３】
さらに、同一の接続線路を介して電流および信号の伝送を行うことにより、同じ１つの照明システムにおいて複数の照明手段を特に自由に配線接続できることも証明されている。照明手段の通電および駆動制御は、とりわけいわゆる電力線搬送通信によって行われる（powerline communication）。それゆえ、‐従来の解決手段とは異なり‐照明手段をスター状に駆動制御装置に接続し、該駆動制御装置から各照明手段まで接続線路を１つずつ配線する必要はなく、前記１つの接続線路を介して２つ以上の照明手段を直列接続することもでき、なおかつ、通電手段と、該接続線路に重畳された信号とを使用して、該照明手段を個別に駆動制御することもできる。照明手段の接続は、たとえば「デージーチェーン接続」トポロジーで行うことができ、また自由なトポロジーで行うこともできる。
【００１４】
この照明システムはさらに、照明手段を制御するための信号が、通電手段に電力を供給するための電力供給部に出力される前に、フィルタエレメントが該通電手段において該信号をフィルタリングするという思想にも基づいている。このようにして、信号がたとえば隣接する照明システムを妨害することなく、該隣接する照明システムにおいて誤動作が発生しないことが保証される。さらにフィルタエレメントによって、妨害信号が通電手段に入力される際にもフィルタリングされる。全体的には、電力供給部から、たとえば公共電源網から通電手段によって遮蔽されるサブネットワークが照明手段によって構成される。
【００１５】
本発明の照明システムの少なくとも１つの実施形態では、前記フィルタエレメントは少なくとも１つのローパスフィルタを有する。すなわちフィルタエレメントは、設定可能である限界周波数未満の周波数を有する信号成分をほぼ減衰無しで通過させるフィルタを含む。それに対して、それより高い周波数を有する成分は減衰されるか、またはフィルタを通過することができない。より高い周波数を有する前記成分は有利には、制御信号として通電手段によって接続線路に重畳された信号であるか、または、電力供給部から通電手段に入力され照明システムにおいて誤って制御信号として見なされてしまう妨害信号である。たとえば、フィルタエレメントはちょうど１つのローパスフィルタを含むか、または２つのローパスフィルタを含むことができる。その際には、一方のローパスフィルタが入力信号をフィルタリングし、他方のローパスフィルタが出力信号をフィルタリングする。
【００１６】
本発明の照明システムの少なくとも１つの実施形態では、通電手段によって接続線路に重畳される信号は、前記少なくとも１つの照明手段を制御するための信号である。有利には前記信号は、少なくとも２つ以上の照明手段を制御するために生成される。すなわち、前記少なくとも１つの照明手段は前記信号を介して駆動制御される。前記照明手段自体が、信号を復号化するために構成された駆動制御装置を有することができる。この駆動制御装置により、復号化された信号にしたがって照明手段のルミネセンスダイオードチップが動作する。
【００１７】
本発明の照明システムの少なくとも１つの実施形態では、通電手段によって接続線路に重畳される信号は、前記少なくとも１つの照明手段の輝度および／または色座標を調整するための信号である。たとえば前記信号により、照明手段の各ルミネセンスダイオードチップの輝度を調整することができる。このことにより、照明手段が複数のルミネセンスダイオードチップを含み、該複数のルミネセンスダイオードチップが放出する光の色が異なる場合には、照明手段によって生成される光の色座標も調整することができる。その際には、照明システムが２つ以上の照明手段を有し、これら複数の照明手段を信号によって個別に駆動制御することもできる。
【００１８】
本発明の照明システムの少なくとも１つの実施形態では、通電手段は信号を接続線路に重畳するための少なくとも１つの変調器を有する。すなわちこの変調器によって、照明手段を動作させるための電流に制御信号が重畳される。この制御信号によって、照明システムの照明手段は上記のように動作する。
【００１９】
本発明の照明システムの少なくとも１つの実施形態では、前記少なくとも１つの照明手段は、該照明手段の少なくとも１つのルミネセンスダイオードチップの動作状態を検出する少なくとも１つのセンサを有する。その際には、照明手段が各ルミネセンスダイオードチップごとに少なくとも１つのセンサを有し、各少なくとも１つのセンサが個別に各ルミネセンスダイオードチップの動作状態を検出する構成も可能である。また、照明手段のすべてのルミネセンスダイオードチップに対してセンサを１つだけ設け、この１つのセンサが、照明手段のすべてのルミネセンスダイオードチップの平均動作状態を検出するように構成することもできる。
【００２０】
本発明の照明システムの少なくとも１つの実施形態では、動作状態に対応する信号が接続線路を介して通電手段へ伝送される。こうするために、照明手段は駆動制御装置を含み、該駆動制御装置は変調器を含むことができる。このような駆動制御装置により、センサによって検出された動作状態を符号化して生成された信号は接続線路に重畳され、該接続線路から通電手段へ伝送される。すなわちこの実施形態では、制御信号が通電手段から照明手段へ送信されるだけでなく、照明手段自体からも信号が送信され、この信号によって、たとえば照明手段のルミネセンスダイオードチップの動作状態を推定することができる。この信号の適切な処理を行うことにより、照明手段を動作させるための制御回路が実現され、たとえば、ルミネセンスダイオードチップの動作温度が過度に高い場合には該ルミネセンスダイオードチップの輝度を低減し、ひいては、動作中に発生する熱を低減することができる。
【００２１】
本発明の照明システムの少なくとも１つの実施形態では、通電手段は、動作状態に相当する信号を回復するために構成された少なくとも１つの復調器を有する。すなわち、照明手段によって接続線路に重畳された、動作状態に相当する信号が、通電手段に設けられた復調器によって回復される。その際には、変調器および復調器を１つの回路部品にまとめて統合することができる。
【００２２】
本発明の照明システムの少なくとも１つの実施形態では、動作状態に相当する信号が通電手段において読み出せるように構成される。すなわち、通電手段はデータ出力端を有し、該データ出力端において、照明手段によって接続線路に重畳された信号を読み出せるように構成される。前記信号は、前記データ出力端からたとえば計算装置へ供給することができ、該計算装置は照明手段の動作状態に依存して、通電手段と接続線路とを介して該照明手段に制御信号を供給することができる。
【００２３】
本発明の照明システムの少なくとも１つの実施形態では、前記少なくとも１つのセンサによって検出される動作状態は、少なくとも１つの照明手段の少なくとも１つのルミネセンスダイオードチップの動作時間、動作温度、輝度のうち少なくとも１つの測定量を含む。すなわち、照明手段の１つまたは複数のセンサは、照明手段のすべてのルミネセンスダイオードチップまたは個々のルミネセンスダイオードチップの動作時間、動作温度および／または輝度を検出するように構成されている。このような構成により、ルミネセンスダイオードチップの動作時間、動作温度および／または輝度に関する情報を通電手段へ転送することができる。
【００２４】
以下、実施例と該実施例に関連する図面とに基づき、本発明の照明システムを詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の照明システムの第１の実施例を概略的に示す回路図である。
【図２】本発明の照明システムの一実施例で使用できる照明手段の概略的な平面図である。
【図３】共通の電力供給部に接続された本発明の２つの照明システムの実施例を示す概略的な回路図である。
【００２６】
図面において、同一または同種類または同機能の構成要素には、同一の符号を付している。図面、ならびに図面に示された構成要素の相互間のサイズ比は、実際のサイズ通りではないと見なすべきであり、むしろ、より見やすくするため、かつ／またはより理解しやすくするため、個々の構成要素が過度に大きく示されている場合がある。
【００２７】
図１は、本発明の照明システムの第１の実施例を概略的に示す回路図である。同図では、照明システムは３つの照明手段を有する。前記照明システムはたとえば、最大１６個の照明手段を含むことができ、該照明手段は接続線路２を介して１つの通電手段３に接続されている。照明手段１の実施例については、図２を参照して詳細に説明する。
【００２８】
照明手段１を通電手段３より後方に、自由なトポロジーで配置することができ、照明手段はたとえば「デージーチェーン接続」で相互に接続される。さらにたとえば、照明手段を別の接続形態で相互に接続することもでき、たとえばスタブまたはスター配線で相互に接続することもできる。さらに、上記の配線接続形態を混合した形態も可能である。前記照明システムの照明手段１のうち少なくとも２つ、極端な例ではすべての照明手段を、相互に直列接続することができる。
【００２９】
照明システムは、照明手段１の他に通電手段３を含む。この通電手段３によって、照明手段１が動作するのに必要な電流が該照明手段１に供給される。さらに通電手段３からは、照明手段を動作させるための制御信号が該照明手段へ送信される。この通電手段３は接続線路２を介して照明手段１に接続されている。
【００３０】
この実施例では前記通電手段３はフィルタエレメント４を含んでおり、該フィルタエレメント４はローパスフィルタによって構成されている。フィルタエレメント４は前記接続線路２を介して照明手段１に接続されている。さらに、通電手段３は変復調器５を有し、該変復調器５は結合エレメント６を介して接続線路２に接続されている。前記通電手段３は電力供給部７に接続されている。この電力供給部７はたとえば、商用交流電流を通電手段３へ供給するために使用される。
【００３１】
さらに、通電手段３は信号線路８に接続されており、該信号線路８を介してデータが信号の形態で該通電手段３から出力結合され、かつ／または該通電手段３に入力結合される。前記信号線路８にはたとえば、図中にないコンピュータが接続されており、該コンピュータ上で、前記照明手段１を制御するためのプログラムが実行される。
【００３２】
照明システムはたとえば以下のように動作する。電力供給部７を介して電流が通電手段３に供給される。フィルタエレメント４を介して妨害信号が前記電流からフィルタリングされる。この妨害信号はたとえば、隣接する照明システムの制御信号であるか、または、電流網に存在し制御信号に重畳する可能性のある妨害信号である。
【００３３】
さらに通電手段３は、信号を該通電手段３に供給するための信号線路８にも接続されている。前記信号は変復調器５によって接続線路２に重畳される。このようにして接続線路２は、照明手段１を動作させるための電流と、該照明手段１を制御するための信号との双方を搬送する。たとえば、照明手段１を駆動制御するための制御信号を交流電流に重畳し、前記接続線路２を介して該交流電流を照明手段１へ伝送することができる。
【００３４】
照明手段１は通電手段３に後置されてサブネットワークを構成し、該サブネットワークは電力供給部７から隔絶され、たとえば公共電源網から隔絶される。すなわち、照明手段１のサブネットワーク内の信号が電力供給部に達することはなく、また、電力供給部の信号が照明手段１に達することもない。
【００３５】
前記通電手段３に後置されたサブネットワーク内では、照明手段１は相互に接続されている。
【００３６】
図２を参照して、照明手段を詳細に説明する。
【００３７】
前記照明手段１はたとえばセンサ１２を含み、該センサ１２の測定値は駆動制御装置１３によって信号に変換される。
【００３８】
前記照明手段１はルミネセンスダイオードチップ１１を有する。このルミネセンスダイオードチップ１１は有利には複数設けられ、たとえば発光ダイオードチップによって形成される。たとえば照明手段は、赤色光を放出する少なくとも１つのルミネセンスダイオードチップ１１と、青色光を放出する少なくとも１つのルミネセンスダイオードチップ１１と、緑色光を放出する少なくとも１つのルミネセンスダイオードチップ１１とを有する。また、照明手段１は少なくとも１つの白色発光ダイオードおよび／または少なくとも１つの暖白色発光ダイオードおよび／または少なくとも１つの冷白色発光ダイオードおよび／または少なくとも１つのダイナミックホワイト発光ダイオードを含むことも可能である。
【００３９】
照明手段１はさらに、ルミネセンスダイオードチップ１１の動作状態を検出する少なくとも１つのセンサ１２を有する。センサ１２はたとえば、動作時間カウンタ、温度センサまたはフォトダイオードである。このようなセンサによってたとえば、ルミネセンスダイオードチップ１１の動作時間、ルミネセンスダイオードチップ１１の動作温度、またはルミネセンスダイオードチップ１１の輝度等の測定値を検出することができる。
【００４０】
センサ１２は駆動制御装置１３に接続されており、該駆動制御装置１３はたとえば、センサ１２の測定値に応じて信号を接続線路２に重畳する変調器を含む。照明手段１はさらに、照明手段１から信号を出力し該照明手段１に信号を入力するための接続箇所１４も有する。さらに前記接続箇所１４を介して、照明手段１を動作させるための電流を該照明手段１に供給することもできる。
【００４１】
照明手段１を制御するために駆動制御装置１３に入力された信号に対し、該駆動制御装置１３は、前記信号を回復する復調器を含む。伝送された前記制御信号に応じて、前記駆動制御装置は前記ルミネセンスダイオードチップ１１に通電する。
【００４２】
センサ１２によって検出された測定値は信号で、前記制御線路２を介して通電手段３へ伝送され、該測定値は該通電手段３において、変復調器５によって回復される。回復されたデータは信号線路８を介して通電手段３において読み出すことができ、このデータは該通電手段３から、たとえば図中にないコンピュータへ伝送され、該コンピュータは読み出した信号に基づいて、照明手段１を駆動制御するための制御信号を計算することができる。たとえば、ルミネセンスダイオードチップ１１の動作温度が過度に高い場合には該ルミネセンスダイオードチップ１１の輝度を低減することができる。このことにより、ルミネセンスダイオードチップ１１の寿命が長くなる。
【００４３】
フィルタエレメント４によって、信号が通電手段３から電力供給部７へ出力される前にフィルタリングされ、たとえば公共電源網に妨害が生じることはなくなる。
【００４４】
図３に、本発明の２つの照明システムの接続構成を示す。照明システムは、図１を参照して説明したような照明システムである。両照明システムともに同じ電力供給部７に接続されており、たとえば公共電源網に接続されている。照明システムの通電手段３に含まれるフィルタエレメント４により、制御信号および照明手段１の信号が電力供給部７から遮蔽される。それゆえ、両照明システムは有利には、相互間で悪影響を及ぼすことなく、同一の電力供給部で動作することができる。
【００４５】
すなわち、通電手段３は照明手段１のサブネットワークと電力供給部７とを分離し、照明手段１と、たとえば照明システムに接続されたコンピュータとの間のデータ交換を可能にする。両通電手段３とも、信号線路８によって同一のコンピュータに接続することができる。
【００４６】
両照明システムを電力供給部７に直接接続し、該電力供給部７を介して両照明システムを相互に直接接続することができる。ここでは「直接」とは、両照明システム間に、該照明システムからの制御信号をフィルタリングするための別のフィルタエレメントを設けないこと、および／または、照明システムと電力供給部７との間に、該照明システムからの制御信号をフィルタリングするための別のフィルタエレメントを設けないことを意味する。とりわけ、両照明システム間および／または照明システムと電力供給部７との間に、別の電気部品または電子部品を設けないことが考えられる。
【００４７】
本発明は、実施例に基づき説明によって該実施例に限定されることはない。むしろ本発明は、すべての新規の特徴および特徴の新規の組み合わせを含んでおり、とりわけ、特許請求の範囲に記載された特徴のすべての組み合わせを含む。このことは、これらの特徴または組み合わせ自体が特許請求の範囲や実施例に明示的に記載されていない場合でも当てはまる。
【００４８】
本願は、独国特許出願第１０２００９００７５０３．８号の優先権を主張するものであり、この開示内容は引用によって本願の開示内容に含まれるものとする。
【図１】
2012517079.tif 000003
【図２】
2012517079.tif 000004
【図３】
2012517079.tif 000005
【国際調査報告】
2012517079.tif 000006
2012517079.tif 000007
2012517079.tif 000008
2012517079.tif 000009
2012517079.tif 000010
2012517079.tif 000011