Verfahren zur Steuerung einer Leuchteinrichtung und

Leuchteinrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Leuchteinrichtung mit mindestens zwei Leuchtmitteln mit unterschiedlichen Emissionscharakteristiken .

Es sind viele verschiedene Leuchtmittel bekannt, die auf unterschiedliche Arten und Weisen Licht erzeugen und emittieren können. Bei Glühlampen wird ein elektrischer Leiter durch einen elektrischen Stromfluss aufgeheizt und zum Glühen bzw. Leuchten angeregt. Das Emissionsspektrum einer Glühfadenlampe kann einerseits durch eine geeignete Materialwahl und Dimensionierung des stromdurchflossenen Glühfadens vorgegeben werden und andererseits durch eine Ausgestaltung oder Beschichtung einer den Glühfaden

umgebenden Umhüllung beeinflusst werden.

Mit einer Leuchtdiode, einem lichtemittierenden Halbleiter- Bauelement, kann ein elektrischer Strom sehr effizient in eine Lichtemission umgewandelt werden. Durch eine Auswahl der für die Leuchtdiode verwendeten Halbleitermaterialien und deren Dotierung können die spektralen Eigenschaften des mit der betreffenden Leuchtdiode erzeugten Lichts

beeinflusst werden. Das von dem Halbleitermaterial

emittierte Licht weist üblicherweise einen sehr schmalen und nahezu monochromatischen Wellenlängenbereich auf. Durch eine Kombination des lichtemittierenden Halbleitermaterials mit lummeszierenden Materialien kann ein von dem

Halbleitermaterial abgestrahltes kurzwelliges und damit hochenergetisches Licht in langwelligeres Licht umgewande werden und ein breitbandiges Emissionsspektrum erzeugt werden .

Es sind verschiedene Arten von Leuchtdioden bekannt, die sich hinsichtlich der jeweiligen Emissionscharakteristiken, aber auch hinsichtlich anderer optischer Eigenschaften wie beispielsweise der Lichtausbeute oder dem Öffnungswinkel der Lichtemission sowie hinsichtlich der Effizienz, des Betriebsstroms und einer Temperaturabhängigkeit

unterscheiden. Hinzu kommen weitere unterschiedliche

Eigenschaften wie beispielsweise die Alterung der

Leuchtdiode in Abhängigkeit von der Betriebsdauer, den Betriebsbedingungen und dem jeweiligen Halbleitermaterial.

Es ist bekannt, dass mehrere verschiedene Leuchtdioden mit unterschiedlichen Emissionscharakteristiken in einer

Leuchteinrichtung zusammengefasst werden können, um durch eine Überlagerung der verschiedenen Emissions ^¬ charakteristiken eine von der Leuchteinrichtung emittierte spektrale Leistungsverteilung mit möglichst vorteilhaften Eigenschaften zu erzeugen. Um eine spektrale

Leistungsverteilung erzeugen zu können, die möglichst ähnlich zu dem natürlichen Tageslicht ist, müssen

üblicherweise rote, blaue, grüne und auch breitbandig emittierende weiße Leuchtdioden miteinander kombiniert werden. Durch eine getrennte Ansteuerung können die

Lichtstärke der einzelnen Leuchtdioden und damit

einhergehend das durch Überlagerung von allen Leuchtdioden emittierte LichtSpektrum vorgegeben werden. Das menschliche Auge weist einen hochentwickelten

Farbensinn auf und kann verschiedene LichtSpektren

voneinander sowie die Farbwahrnehmung von Produkten

voneinander unterscheiden, die mit verschiedenen

LichtSpektren bzw. mit verschiedenen spektralen

Leistungsverteilungen beleuchtet werden. Es ist bekannt, dass für unterschiedliche Anwendungen verschiedene

LichtSpektren jeweils besonders vorteilhaft sind. So können beispielsweise in einem Lebensmittelladen

Leuchteinrichtungen mit verschiedenen LichtSpektren dazu verwendet werden, eine Käsetheke in vorteilhaften

Gelbtönen, eine Wursttheke in vorteilhaften Rottönen und eine Obst- und Gemüsetheke in Grüntönen zu beleuchten. Auch für die Beleuchtung in Museen oder bei der Erstellung von Filmaufnahmen ist das jeweilige LichtSpektrum der

verwendeten Leuchteinrichtung von großer Bedeutung.

Die Emissionscharakteristika einer Leuchtdiode werden maßgeblich durch die jeweilige Konstruktion, durch das Material und die Herstellung bedingt und sind für

baugleiche Leuchtdioden näherungsweise gleich. Mehrere Leuchteinrichtungen, welche eine übereinstimmende

Kombination von Leuchtdioden sowie eine gleiche

Steuerungseinrichtung aufweisen, emittieren während des Betriebs demzufolge ein näherungsweise übereinstimmendes Lichtspektrum. Um ein LichtSpektrum mit einer vorgegebenen Farbtemperatur zu erzeugen werden in der

Steuerungseinrichtung der Leuchteinrichtung die einzelnen Leuchtdioden derart angesteuert bzw. üblicherweise mit einem pulsweitenmodulierten Betriebsstrom versorgt, dass die Überlagerung der verschiedenen LichtSpektren der einzelnen Leuchtdioden den gewünschten

Färbtemperatureindruck erzeugen .

Aus der Praxis ist es bekannt, für die Ansteuerung der einzelnen Leuchtdioden auf mathematische Modellierungen der LichtSpektren der einzelnen Typen von Leuchtdioden

zurückzugreifen. Die meisten Modellierungen beruhen auf physikalischen Überlegungen und Näherungen, wobei das LichtSpektrum aus mehreren Komponenten zusammengesetzt und die jeweiligen Komponentenparameter an ein mit dem

betreffenden Leuchtiodentyp gemessenes LichtSpektrum angepasst werden. Mit derartigen Modellierungen können die LichtSpektren eines Leuchtdiodentyps bei vorgegebenen

Betriebsbedingungen relativ gut und für viele

Anwendungsfälle ausreichend genau modelliert werden.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass die von den einzelnen Leuchtdioden emittierten LichtSpektren nicht nur von der jeweiligen Materialzusammensetzung und Konstruktion des Halbleiters, sondern auch von weiteren Parametern und insbesondere von der Betriebstemperatur der Leuchtdiode abhängen. Dabei kann sich beispielsweise eine Peak- Wellenlänge einer Leuchtdiode um mehrere Nanometer und gegebenenfalls um etwa 10 Nanometer oder mehr verändern, wenn die Temperatur um 40 °C steigt. In gleicher Weise ändert sich die Peak-Wellenlänge auch bei einem Stromfluss zwischen 100 Milliampere und 700 Milliampere, wobei diese Stromwerte innerhalb eines üblicherweise für eine

Ansteuerung der Leuchtdioden verwendeten Bereichs liegen. Zudem ändert sich in beiden Fällen auch die Lichtstärke der Leuchtdiode. Dies führt dazu, dass sich während des

Betriebs der Leuchteinrichtung wegen einer sich ändernden Betriebstemperatur der Leuchtdioden das durch Überlagerung der einzelnen Leuchtdioden erzeugte LichtSpektrum der

Leuchteinrichtung und insbesondere deren Farbtemperatur ändern. Eine Korrektur wird dadurch erschwert, dass bei einem zur Kompensation des Temperatureffekts veränderten Stromfluss durch eine Leuchtdiode ebenfalls das

LichtSpektrum der Leuchtdiode verändert wird.

Neben temperaturbedingten Veränderungen der

Leistungsverteilung des LichtSpektrums einer

Leuchteinrichtung mit mehreren Leuchtmittel können sich auch weitere Effekte auf die von der Leuchteinrichtung emittierte Farbtemperatur auswirken. So ist es bekannt, dass die einzelnen Leuchtmittel mit zunehmender

Betriebsdauer Alterungserscheinungen zeigen und sich bei gleicher Ansteuerung sowohl die GesamtIntensität als auch die Leistungsverteilung des emittierten LichtSpektrums verändern. Bei einer Leuchteinrichtung mit mehreren

verschiedenen Leuchtmitteln und insbesondere mit mehreren verschiedenen Leuchtdioden treten die

Alterungserscheinungen der verschiedenen Leuchtmittel unterschiedlich schnell und unterschiedlich stark auf, so dass sich das von der Leuchteinrichtung insgesamt

emittierte LichtSpektrum mit der Zeit erheblich verändert.

Es wurden bereits Überlegungen angestellt, mit einem

Farbsensor das von der Leuchteinrichtung emittierte Licht zu erfassen und in Abhängigkeit von den gemessenen

Farbsensorwerten die Ansteuerung der einzelnen Leuchtmittel so vorzugeben, dass möglichst keine oder nur eine geringe Veränderung des LichtSpektrums in Abhängigkeit von der Temperatur und der Betriebsdauer erfolgt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass eine derartige Regelung des von der Leuchteinrichtung emittierten LichtSpektrums mit

erheblichen Problemen und Unzulänglichkeiten verbunden ist. Eine vollständige spektrale Analyse des emittierten

LichtSpektrums würde ein Spektrometer erfordern und

verbietet sich deshalb für eine wirtschaftlich sinnvolle Ansteuerung einzelner Leuchteinrichtungen.

Es sind auch deutlich kostengünstigere Farbsensoren

erhältlich, die Licht in einem vorgegebenen

Wellenlängenbereich erfassen und die erfasste

LichtIntensität messen und auswerten können. In vielen Fällen wird dabei eine Photodiode verwendet, die

einfallendes Licht in einem durch das verwendete

Halbleitermaterial und durch gegebenenfalls zusätzliche Filter vorgegebenen Wellenlängenbereich erfassen und in elektrische Signale umwandeln kann. Die spektrale

Empfindlichkeit einer Photodiode unterscheidet sich jedoch üblicherweise sowohl von den jeweiligen Leistungsspektren der einzelnen Leuchtmittel, bzw. Leuchdioden der

Leuchteinrichtung als auch von der spektralen

Empfindlichkeit der menschlichen Farbwahrnehmung, bzw. der für die Farbwahrnehmung bei Menschen verantwortlichen

Zapfen. Dies bedeutet, dass bei einer Veränderung des

Leistungsspektrums der Leuchteinrichtung eine Photodiode keine entsprechende Veränderung messen kann, und eine

Korrektur der Lichtemission der Leuchteinrichtung nicht ohne weiteres auch eine entsprechende Veränderung bei der Farbwahrnehmung durch einen Menschen erzeugt.

Es ist derzeit kaum möglich, eine Leuchteinrichtung mit mehreren unterschiedlichen Leuchtdioden so zu betreiben, dass die Farbtemperatur des von der Leuchteinrichtung emittierten LichtSpektrums während des Betriebs möglichst konstant bleibt.

Es wird deshalb als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindun angesehen, eine Leuchteinrichtung so auszugestalten und zu betreiben, dass das mit der Leuchteinrichtung emittierte LichtSpektrum während des Betriebs der Leuchteinrichtung auch bei sich verändernden Temperaturen möglichst konstant bleibt und eine möglichst konstante Farbwahrnehmung ermöglicht .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem

Verfahren zur Steuerung einer Leuchteinrichtung, die mindestens zwei Leuchtmittel mit unterschiedlichen

Emissionscharakteristiken aufweist, wobei in einem

Erfassungsschritt mindestens drei verschiedene

Farbkenngrößen für nicht deckungsgleiche

Wellenlängenbereiche mit einer Farbsensoreinrichtung erfasst werden, wobei in einem Umrechnungsschritt die mit der Farbsensoreinrichtung erfassten Farbkenngrößen in an die menschliche Farbwahrnehmung angepasste

Farbwahrnehmungskenngroßen umgewandelt werden, wobei in einem Steuersignalerzeugungsschritt in Abhängigkeit von einem vorgegebenen LichtSpektrum, das mit der

Leuchteinrichtung emittiert werden soll, und der

ermittelten Farbwahrnehmungskenngroßen Steuersignale für die mindestens zwei Leuchtmittel erzeugt und an eine

Betriebseinrichtung übermittelt werden, mit der der

Betriebsstrom für jedes Leuchtmittel bereitgestellt wird. Durch die Umrechnung von Farbkenngrößen, deren

Eigenschaften und Werte maßgeblich von der jeweils verwendeten Farbsensoreinrichtung vorgegeben werden, in Farbwahrnehmungskenngrößen, die an die menschliche

Farbwahrnehmung angepasst sind, erfolgt eine Anpassung der gemessenen Sensorwerte an die menschliche Farbwahrnehmung, bevor anschließend ausgehend von den angepassten

Farbwahrnehmungskenngrößen neue Steuersignale für die einzelnen Leuchtmittel ermittelt und für eine nachfolgende Betriebszeit vorgegeben werden. Eine Korrektur und

insbesondere eine Regelung der Lichtemission der einzelnen Leuchtmittel auf der Grundlage der Farbkenngrößen der Farbsensoreinrichtungen kann erfahrungsgemäß nur

unbefriedigende Ergebnisse erzielen, da betragsmäßig gleichgroße Abweichungen einzelner Farbkenngrößen völlig unterschiedliche Auswirkungen auf die menschliche

Farbwahrnehmung haben können. Durch die Umwandlung in

Farbwahrnehmungskenngrößen kann eine Korrektur und Regelung der Leuchteinrichtung auf der Grundlage der

Farbwahrnehmungskenngrößen in einfacher Weise so erfolgen, dass über eine Betriebsdauer hinweg keine Veränderung des emittierten Leistungsspektrums der Leuchteinrichtung mehr wahrnehmbar ist.

Die Farbwahrnehmungskenngrößen bilden einen

mehrdimensionalen Farbwahrnehmungsraum, der möglichst gut an die menschliche Farbwahrnehmung angepasst ist.

Beispielsweise könnten die Farbwahrnehmungsgroßen die

Parameter des standardisierten CIE-Normvalenzsystem oder CIE-Normfarbsystem sein.

Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die

Farbwahrnehmungskenngrößen in einem Farbraumsystem

definiert sind, bei dem eine Änderung einer menschlichen Farbwahrnehmung unterhalb eines vorgebbaren

Wahrnehmungsschwellenwerts ist, sofern eine Änderung der Farbwahrnehmungskenngrößen innerhalb eines mit einem vorgegebenen Farbwahrnehmungskenngrößenabstand begrenzten Bereichs erfolgt. Bei der Wahl eines derartigen geeigneten Farbraumsystems zur Beschreibung der mit einer

Sensoreinrichtung gemessenen Kenngrößen kann durch die Vorgabe eines Farbwahrnehmungskenngrößenabstands in einem derartigen Farbraumsystem mit vergleichsweise einfachen mathematischen Methoden erreicht werden, dass eine

unvermeidbare Veränderung des spektralen Leistungsspektrums unterhalb eines für Menschen definierten

Wahrnehmungsschwellenwerts bleibt. Der

Wahrnehmungsschwellenwert kann bei anspruchsvollen

Anforderungsprofilen für eine derartige Leuchteinrichtung unterhalb der tatsächlichen Wahrnehmungsgrenze für

Farbveränderungen liegen, so dass ein Mensch über die

Betriebsdauer der Leuchteinrichtung hinweg keine

Veränderung der emittierten Lichtfarbe feststellen kann. Der Farbwahrnehmungskenngrößenabstand kann auch so

vorgegeben werden, dass ein Mensch geringfügige

Farbänderungen wahrnehmen könnte, diese Farbänderungen jedoch unterhalb eines tolerierbaren

Wahrnehmungsschwellenwerts liegen .

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des

Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die

Farbwahrnehmungskenngrößen in einem Farbraumsystem

definiert sind, bei dem ausgehend von einem ersten Farbort konvexe Bereichsgrenzen, vorzugsweise Ellipsen oder Kreise, um den betreffenden Farbort vorgegeben werden können, die gleichgroße Farbwahrnehmungsunterschiede eines Menschen beschreiben. Für die Korrektur oder Regelung der

Leuchteinrichtung können bei einem derartigen

Farbraumsystem beispielsweise jeweils Grenzwerte und

Korrekturparameter in Abhängigkeit von einer MacAdam- Ellipse vorgegeben werden. Ausgehend von einem ersten

Farbreferenzwert werden alle innerhalb einer für das CIE- Normfarbsystem experimentell bestimmten MacAdam-Ellipse befindlichen Farbwerte in der menschlichen Wahrnehmung nicht unterschieden. Ein Korrektur- bzw. Regelungsverfahren auf der Grundlage der Farbwahrnehmungskenngrößen kann deshalb mit vergleichsweise einfachen Korrektur- und

Regelungsalgorithmen die Leuchteinrichtung so ansteuern und betreiben, dass keine Veränderung der Farbwahrnehmung erfolgt. Dabei ist es grundsätzlich auch möglich, für weniger anspruchsvolle Anforderungen und Verwendungszwecke die Korrektur oder Regelung der Leuchteinrichtung auf eine Farbtreue von beispielsweise zwei oder drei MacAdam- Ellipsen zu beschränken. Allerdings weisen die durch

Experimente mit einer subjektiven Farbwahrnehmung von

Testpersonen bestimmten MacAdam-Ellipsen nicht nur von Farbort zu Farbort unterschiedlich lange Halbachsen, sondern auch eine unterschiedliche Ellipsenorientierung in dem üblicherweise für deren Darstellung verwendeten CIExy- Farbraumsystem auf.

Wird beispielsweise ein CIE-LUV-Farbraumsystem für die Farbwahrnehmungskenngrößen verwendet, bei dem der Farbort durch die Helligkeit L und die normierten Farbwerte u ^x und v ^x in der Farbartebene definiert ist, kann für jeden

Farbort ein durch einen vorgegebenen Farbwahrnehmungs- kenngrößenabstand kreisförmig begrenzter Bereich angegeben werden, innerhalb dessen Veränderungen der von der Leuchteinrichtung emittierten Lichtfarbe nicht wahrgenommen werden können. Der Farbwahrnehmungskenngrößenabstand kann demzufolge als maßgeblicher Parameter für die

erforderlichen Korrektur- bzw. Regelungsverfahren

herangezogen werden und ermöglicht eine rasche und

zuverlässige Regelung der von der Leuchteinrichtung

emittierten spektralen Leistungsverteilung, wobei besonders einfache und robuste mathematische Verfahren für die

Durchführung von Korrekturen und Regelungen der spektralen Leistungsverteilung der Leuchteinrichtung, bzw. für die Ansteuerung der Energieversorgung der einzelnen

Leuchtmittel verwendet werden können.

Die Umwandlung der von der jeweiligen Farbsensoreinri vorgegebenen Farbkenngrößen in davon unabhängige

Farbwahrnehmungskenngrößen hat zudem den Vorteil, das

Korrekturverfahren oder kontinuierlichen Regelungsver sowie die einzelnen Parameter bei der Ermittlung neue

Steuersignale für die Hardware-unabhängigen

Farbwahrnehmungskenngrößen programmiert werden können dasselbe Korrektur- oder Regelungsverfahren in Kombin mit völlig unterschiedlichen Farbsensoreinrichtungen verwendet werden kann.

Eine Korrektur, bzw. die Erzeugung neuer Steuersignale für die einzelnen Leuchtmittel kann beispielsweise bei Bedarf durch Betätigung eines Schalters oder eines Softwarebefehls durchgeführt werden. Eine Regelung kann in vorgegebenen Zeitabständen eine Anpassung der Steuersignale vornehmen, wobei je nach Anforderungsprofil innerhalb von wenigen Sekunden oder aber erst nach Stunden oder Tagen eine geregelte Anpassung erfolgt. Im Hinblick auf die kostengünstig und handelsüblich

erhältlichen Farbsensoreinrichtungen ist vorgesehen, dass in dem Erfassungsschritt drei verschiedene Farbkenngrößen für einen blauen Wellenlängenbereich, für einen grünen

Wellenlängenbereich und für einen roten Wellenlängenbereich erfasst werden. Es hat sich gezeigt, dass bereits mit drei Farbkenngrößen aus diesen Wellenlängenbereichen eine effektive und ausreichend präzise Regelung der

Leuchteinrichtung möglich ist.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in dem Erfassungsschritt die drei verschiedenen Farbkenngrößen mit einem RGB-Sensor erfasst werden. RGB-Sensoren können auf Grundlage von Halbleitertechnik sehr klein und mit hoher Sensitivität ausgestaltet sein. Geeignete RGB-Sensoren sind

handelsüblich und kostengünstig erhältlich. Die Kennlinien derartiger RGB-Sensoren sind präzise vermessen und die Eigenschaften der RGB-Sensoren in Abhängigkeit von den Umgebungs- und Messbedingungen oftmals gut bekannt.

Um die Aussagekraft der mit der Farbsensoreinrichtung erfassten Farbkenngrößen zu verbessern und eine noch präzisere Ansteuerung der einzelnen Leuchtmittel zu

ermöglichen ist vorgesehen, dass durch geeignete

Filtereinrichtungen die Wellenlängenbereiche, in denen die Farbkenngrößen erfasst werden, zusätzlich voneinander abgegrenzt werden. Auf diese Weise können sehr

kostengünstige Farbsensoreinrichtungen mit ebenfalls kostengünstigen Filtereinrichtungen kombiniert werden, um mit hoher Sensitivität einfallendes Licht innerhalb eines schmalen Wellenlängenbereichs erfassen zu können und als Farbkenngrößen ausgeben zu können. So können beispielsweise RGB-Sensoren mit Farbfilterfolien oder Filterlinsen

kombiniert werden. Um bei der Umrechnung der Farbkenngrößen in

Farbwahrnehmungskenngrößen auch nichtlineare

Transformationen möglichst einfach und schnell durchführen zu können ist vorgesehen, dass in dem Umrechnungsschritt drei Farbwahrnehmungskenngrößen durch eine

Matrixmultiplikation einer Parametermatrix der Dimension 3 x m mit den in dem Erfassungsschritt erfassten

Farbkenngrößen und mit weiteren aus den Farbkenngrößen abgeleiteten Kenngrößen berechnet werden. Die aus den

Farbkenngrößen abgeleiteten Kenngrößen können

beispielsweise als Produkte beliebiger Potenzen der

einzelnen Farbkenngrößen berechnet werden.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Anzahl m der für die Matrixmultiplikation verwendeten Farbkenngrößen und abgeleiteten Kenngrößen größer als 10, vorzugsweise 20 oder größer ist. Es hat sich gezeigt, dass bereits mit 10 erfassten Farbkenngrößen und daraus abgeleiteten Kenngrößen nichtlineare Eigenschaften ausreichend berücksichtigt werden können. Eine Umrechnung auf Grundlage von 20 oder mehr erfassten Farbkenngrößen und daraus abgeleiteten

Kenngrößen, wobei die abgeleiteten Kenngrößen die einzelnen Farbkenngrößen bis in die dritte Ordnung potenziert

enthalten können, sind für nahezu alle derzeit bekannten Anforderungen an Farbtreue und Farbkonstanz bei dem Betrieb von Leuchteinrichtungen völlig ausreichend. Nachfolgend werden beispielhaft verschiedene Möglichkeiten aufgezeigt, wie ausgehend von den mit R, G und B bezeichneten Farbkenngrößen zusätzlich jeweils abgeleitete Kenngrößen berechnet werden, um verschiedene Parametermatrizen mit unterschiedlichen Dimensionen zu erzeugen, wobei in der Tabelle mit „Größe" die Dimension einer

Matrixtransformation bezeichnet wird und die einzelnen Terme R, G und B die mit den R-G-B-Sensoren erfassten Farbkenngrößen bezeichnen:

Die abgeleiteten Kenngrößen sind jeweils Produkte der einzelnen Farbkenngrößen R, G und B in unterschiedlicher Potenz, beispielsweise für die Parametermatrix der Ordnung 3 und einer Größe, bzw. Dimension 3 x 7 die vier weiteren Kenngrößen RG, RB, GB und 1.

Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in einem

vorausgehenden Parametrisierungsschritt die Matrixelemente der Parametermatrix durch spektrale Vergleichsmessungen der Leuchteinrichtung ermittelt und in einer

Speichereinrichtung der Leuchteinrichtung abgespeichert werden. Die einzelnen Matrixelemente können mit einer großen Anzahl aufwendig durchgeführter Referenzmessungen und Vergleichsmessungen bestimmt werden. Da in der

Leuchteinrichtung die vorab ermittelten Matrixelemente abgespeichert sind und lediglich eine Matrixmultiplikation für die Umwandlung der Farbkenngrößen in die

Farbwahrnehmungskenngrößen erforderlich ist, kann mit geringen Anforderungen an die hierfür erforderliche

Hardware in der Leuchteinrichtung in sehr kurzer Zeit diese Umwandlung berechnet werden.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass mit einem

Regelalgorithmus ausgehend von Differenzen zwischen den ermittelten Farbwahrnehmungskenngrößen und den im Hinblick auf eine vorgegebene bzw. angestrebte spektrale

Leistungsverteilung der Leuchteinrichtung vorgegebenen Farbwahrnehmungskenngrößen Farbwahrnehmungskorrekturwerte für die Erzeugung neuer Steuersignale ermittelt werden. Zu diesem Zweck kann ein linearer Regelalgorithmus verwendet werden. In vorteilhafter Weise können auch mehrere für vorgegebene Arbeitspunkte ausgelegte lineare

Regelalgorithmen verwendet werden, die gegebenenfalls in Abhängigkeit von dem jeweiligen Arbeitspunkt in geeigneter Weise ausgewählt oder miteinander überlagert werden, um die neuen Steuersignale zu ermitteln. Dabei können die

Regelalgorithmen beispielsweise eine PI-Regelung oder eine PID-Regelung enthalten. Bei einer PI-Regelung werden

Regelglieder mit proportionalem Verhalten (P-Glied) und mit integralem Verhalten (I-Glied) kombiniert. Bei einer PID- Regelung werden zusätzlich Regelglieder mit einem

differentialen Verhalten (D-Glied) berücksichtigt. Die ermittelten Farbwahrnehmungskenngroßen stellen dabei die Regelgrößen und die vorgegebenen Fahrwahrnehmungskenngrößen die Führungsgrößen für den Regelalgorithmus dar, der als Stellgrößen in einem Regelungsschritt die

Farbwahrnehmungskorrekturwerte ermittelt . Die mit der Regelung ermittelten Farbwahrnehmungs ^¬ korrekturwerte sind zunächst in dem betreffenden

Farbraumsystem definiert, das für die Darstellung der Farbwahrnehmungskenngroßen verwendet wird. Für die

Umsetzung in neue Steuersignale für die einzelnen

Leuchtmittel ist deshalb eine Umrechnung der nicht auf einzelne Leuchtmittel bezogenen Farbwahrnehmungs ^¬ korrekturwerte in neue Steuersignale für die einzelnen Leuchtmittel erforderlich. Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, dass mit Hilfe von geeigneten Modellen aus den Farbwahrnehmungskorrekturwerten Leuchtmittelkorrekturwerte für die Steuersignale der einzelnen Leuchtmittel ermittelt werden. Dabei muss bei der Ausgestaltung des

Regelalgorithmus berücksichtigt werden, dass sich die

Anzahl von Leuchtmitteln mit unterschiedlicher

Emissionscharakteristik in der Leuchteinrichtung von der Anzahl der Farbwahrnehmungskenngroßen, bzw. der sich ergebenden Farbwahrnehmungskorrekturwerte unterscheiden kann .

Da die Temperatur auch einen großen Einfluss auf die von den einzelnen Leuchtmitteln emittierten Leistungsspektren haben kann und dieser Einfluss insbesondere bei

Leuchtdioden innerhalb kurzer Zeiträume größere

Auswirkungen auf das Emissionsspektrum der einzelnen

Leuchtdioden als andere Einflüsse haben kann, ist

erfindungsgemäß vorgesehen, mit einem Temperatursensor die Betriebstemperatur der Leuchteinrichtung oder einzelner Leuchtmittel zu erfassen und die Betriebstemperatur für die Erzeugung neuer Steuersignale zu berücksichtigen. Ausgehend von der gemessenen Betriebstemperatur können Korrekturterme für die einzelnen Leuchtmittel ermittelt und bei der

Erzeugung der neuen Steuersignale hinzugefügt werden. Es ist ebenfalls möglich und für die Verwendung der

Leuchteinrichtung bei stark schwankenden

Temperaturbedingungen zweckmäßig, für verschiedene

Temperaturbereiche jeweils gesonderte Parametermatrizen mit voneinander abweichenden Matrixelementen zu ermitteln, um den Einfluss der Betriebstemperatur bei der Umwandlung der Farbkenngrößen in die Farbwahrnehmungskenngrößen

berücksichtigen zu können.

Es hat sich gezeigt, dass während des Betriebs der

Leuchteinrichtung oftmals keine exakt einheitliche

Betriebstemperatur vorherrscht, sondern die einzelnen

Leuchtmittel bei geringfügig abweichenden

Betriebstemperaturen betrieben werden. Zudem können sich Temperaturveränderungen in der Leuchteinrichtung

unterschiedlich auf einzelne Leuchtmittel in der Leuchteinrichtung auswirken. Erfahrungsgemäß kann deshalb die tatsächliche spektrale Leistungsverteilung der einzelnen Leuchtmittel von einer spektralen

Leistungsverteilung abweichen, die von den einzelnen

Leuchtmitteln für eine gemessene mittlere

Betriebstemperatur erwartet wird.

Es sind verschiedene Möglichkeiten denkbar, wie innerhalb des Steuersignalerzeugungsschritts eine Regelung der Steuersignale vorgenommen werden kann, um die insgesamt emittierte spektrale Leistungsverteilung derart zu

korrigieren bzw. zu beeinflussen, dass eine möglichst konstante Farbwahrnehmung des emittierten Lichts erreicht werden kann.

Eine erfindungsgemäß mögliche Berücksichtigung aller einzelner Farbkenngrößen oder daraus ermittelten

Farbwahrnehmungskenngrößen für jede Gruppe von

Leuchtmitteln mit einer übereinstimmenden

Emissionscharakteristik erfordert eine genaue

Temperaturmessung für alle Leuchtmittel, die einer Gruppe mit einer übereinstimmenden Emissionscharakteristik zugeordnet sind. Jeder einzelnen Gruppe können dabei ein oder mehrere Leuchtmittel, beispielsweise 5, 15 oder 50 Leuchtmittel mit einer jeweils übereinstimmenden

Emissionscharakteristik zugeordnet sein. Da bei einer größeren Anzahl von Leuchtmitteln in einer

Leuchteinrichtung die verschiedenen Leuchtmittel oftmals möglichst gleichmäßig über die Leuchteinrichtung verteilt sind und nicht gruppenweise voneinander getrennt angeordn« sind, um eine möglichst homogene Beleuchtung zu erzielen, lässt sich in der Regel die tatsächliche Temperatur der einzelnen Leuchtmittel einer Gruppe nicht genau bestimmen. Zur Erfüllung besonders hoher Ansprüche an die

Farbwahrnehmung der Leuchteinrichtung kann es bei

Verwendung einer ausreichend großen Anzahl von

Temperatursensoren oder bei einer geeigneten Gruppierung und Anordnung der einzelnen Leuchtmittel zweckmäßig sein, dass für jede Gruppe von Leuchtmitteln mit

übereinstimmender Emissionscharakteristik für jede

Farbwahrnehmungskenngroße fortlaufend jeweils gesonderte Farbwahrnehmungskorrekturwerte für die Steuersignale ermittelt werden, die mit Hilfe eines Regelalgorithmus ausgehend von einer Differenz zwischen gemessenen

Farbwahrnehmungskenngrößen und vorgegebener

Farbwahrnehmungskenngrößen ermittelt werden.

Die einzelnen Parameter für den Regelalgorithmus,

insbesondere für eine PI-Regelung oder eine PID-Regelung, können durch experimentelle Messungen oder durch

theoretische Simulationen vorab ermittelt und in Lookup- Tabellen hinterlegt werden. Dabei können im Hinblick auf eine möglichst hohe Präzision der jeweiligen Regelungen für verschiedene Temperaturwerte jeweils Lookup-Tabellen erstellt und hinterlegt werden. Die Lookup-Tabellen können in vorteilhafter Weise für alle verschiedene Leuchtmittel mit unterschiedlichen Emissionscharakteristiken sowie für alle Farbwahrnehmungskenngrößen jeweils gesonderte

Parameterwerte aufweisen.

Bereits bei einer geringen Anzahl von Leuchtmitteln bzw. Gruppen von Leuchtmitteln mit unterschiedlicher

Emissionscharakteristik ist der Aufwand für die Erstellung und Hinterlegung der Lookup-Tabellen aller erforderlichen Parameter für die Regelung erheblich, sofern alle

Farbwahrnehmungskenngrößen in die Regelung mit einbezogen werden. Zudem sollten alle Lookup-Tabellen jeweils für verschiedene Temperaturwerte hinterlegt werden, wobei innerhalb eines für den Betrieb der Leuchteinrichtung vorgegebenen Temperaturbereichs gesonderte Lookup-Tabellen in Schritten von 5° C oder alle 2° C zweckmäßig sind.

Es hat sich gezeigt, dass bei Verwendung eines geeigneten Farbraumsystems zur Darstellung der einzelnen

Farbwahrnehmungskenngrößen einige Farbwahrnehmungs ^¬ kenngrößen eine geringere Bedeutung für die Farbwahrnehmung der von der Leuchteinrichtung emittierten spektralen

Leistungsverteilung als andere Farbwahrnehmungskenngrößen aufweisen. So kann beispielsweise bei der Verwendung eines geeigneten CIE-Farbraumsystems für die Darstellung der Farbwahrnehmungskenngrößen unterschieden werden zwischen einer Farbwahrnehmungskenngröße Y, welche die Helligkeit repräsentiert, und zwei weiteren Farbwahrnehmungs- kenngrößen, welche einen Farbort definieren. Für eine vergleichsweise einfach durchführbare Regelung ist

vorgesehen, dass für jede Gruppe von Leuchtmitteln mit übereinstimmender Emissionscharakteristik für eine

ausgewählte Farbwahrnehmungskenngröße fortlaufend jeweils Farbwahrnehmungskorrekturwerte für die Steuersignale ermittelt werden, die mit Hilfe eines Regelalgorithmus ausgehend von einer Differenz zwischen der gemessenen ausgewählten Farbwahrnehmungskenngröße und der vorgegebenen ausgewählten Farbwahrnehmungskenngröße ermittelt werden. Der für diese Regelung erforderliche Aufwand für die

Ermittlung der Lookup-Tabellen und für die Durchführung des Regelalgorithmus ist deutlich geringer als bei einer Ermittlung von Farbwahrnehmungskorrekturwerten für alle Farbwahrnehmungskenngrößen . Es hat sich gezeigt, dass in vielen Fällen mit der Auswahl derjenigen

Farbwahrnehmungskenngroße, welche der Helligkeit zugeordnet ist, bereits gute Erfolge und eine weitgehende

Farbwahrnehmungskonstanz für die Leuchteinrichtung erzielt werden können.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des

Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass für jede

Ermittlung der Farbwahrnehmungskorrekturwerte jeweils diejenige Farbwahrnehmungskenngroße als ausgewählte

Farbwahrnehmungskenngroße vorgegeben wird, deren auf die menschliche Farbwahrnehmung bezogene Abweichung von der vorgegebenen Farbwahrnehmungskenngroße maximal ist. Auf diese Weise können die jeweiligen Vorteile der beiden vorangehend beschriebenen Regelungsmethoden verknüpft werden. Da lediglich eine ausgewählte

Farbwahrnehmungskenngroße für die Regelung und für die Ermittlung der Farbwahrnehmungskorrekturwerte verwendet wird, ist der hierfür anfallende Aufwand gering. Im

Vergleich zu der vorangehend beschriebenen Regelung, bei der die ausgewählte Farbwahrnehmungskenngroße unveränderbar vorgegeben ist, kann durch einen geeigneten Wechsel der ausgewählten Farbwahrnehmungskenngroße während des Betriebs der Leuchteinrichtung eine deutlich raschere und präzisere Regelung und eine entsprechende Vorgabe neuer Steuersignale erfolgen . Es ist erfindungsgemäß ebenfalls vorgesehen, dass für eine Regelung der Steuersignale der einzelnen Leuchtmittel oder der Gruppen von Leuchtmitteln eine Kaskadenregelung für die einzelnen Leuchtmittel bzw. der Gruppen von Leuchtmitteln durchgeführt wird. Dabei können über alle Leuchtmittel gemittelte Farbwahrnehmungskenngroßen ermittelt werden, die mit den vorgegebenen Farbwahrnehmungskenngroßen verglichen werden. In einer geeigneten Kaskadenregelung werden die einzelnen Regelkreise so angeordnet, dass bei

erwartungsgemäßen Abweichungen der gemessenen spektralen Leistungsverteilung der Leuchteinrichtung möglichst rasch und zuverlässig eine spektrale Leistungsverteilung

eingestellt werden kann, die zumindest näherungsweise der vorgegebenen spektralen Leistungsverteilung entspricht, wobei die Abweichung unterhalb eines vorab definierten Schwellenwerts liegt.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in dem

Steuersignalerzeugungsschritt für jedes Leuchtmittel in Abhängigkeit von einer Abweichung der spektralen

Leistungsverteilung des Leuchtmittels von einem für die Leuchteinrichtung vorgegebenen LichtSpektrum der

Leuchteinrichtung ein Gewichtungsfaktor ermittelt wird, der bei einer Korrektur oder Regelung der Steuersignale für das betreffende Leuchtmittel berücksichtigt wird. Auf diese Weise kann der jeweilige Einfluss des betreffenden

Leuchtmittels an dem von der Leuchteinrichtung emittierten LichtSpektrum angemessen berücksichtigt werden. Über den für jedes Leuchtmittel individuell ermittelten

Gewichtsfaktor kann beispielsweise auch berücksichtigt werden, ob das betreffende Leuchtmittel Licht in einen großen Wellenlängenbereich emittiert oder eher Licht in einem eng begrenzten Wellenlängenbereich emittiert. Zudem kann auch in einfacher Weise berücksichtigt werden, wie stark sich eine Veränderung bei der Ansteuerung des betreffenden Leuchtmittels auf die Farbwahrnehmung eines Menschen von dem durch Überlagerung mit weiteren

Leuchtmitteln entstehenden GesamtSpektrum der

Leuchteinrichtung auswirkt.

Eine einfache und gleichzeitig zuverlässig und ausreichend schnell konvergierende Regelung der Steuersignale der einzelnen Leuchtmittel kann durch eine Kaskadenregelung für die einzelnen Leuchtmittel erfolgen. Verschiedene Methoden und Ausgestaltungen einer Kaskadenregelung sind einem

Fachmann auf dem Gebiet der Regelungstechnik bekannt. Die Reihenfolge bzw. Gewichtung der einzelnen Regelglieder können in Abhängigkeit von den jeweils im Einzelfall verwendeten Leuchtmitteln und deren charakteristischen Eigenschaften vorgegeben werden.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass in einem Auswahlschritt das LichtSpektrum der Leuchteinrichtung aus einer Anzahl von vorab definierten LichtSpektren ausgewählt und für eine nachfolgende Betriebsdauer vorgegeben wird. So können beispielsweise eine Anzahl von LichtSpektren mit unterschiedlicher Farbtemperatur vorgegeben und für eine Auswahl durch einen Benutzer zur Verfügung gestellt werden. Der Benutzer kann dann beispielsweise zwischen drei oder vier verschiedenen Farbtemperaturen diejenige auswählen, die für den im Einzelfall vorgesehenen Verwendungszweck besonders geeignet erscheint. Mit der Vorgabe einer Anzahl von vorkonfigurierten LichtSpektren wird die Benutzung und Einstellung durch den Benutzer erleichtert. Es ist ebenfalls möglich, dass einem Benutzer die

Möglichkeit eingeräumt wird, ein frei konfigurierbares LichtSpektrum vorzugeben, das mit den mehreren

Leuchtmitteln durch eine geeignete Ansteuerung der

Leuchtmittel und durch die Überlagerung der einzelnen

LichtSpektren erzeugt wird. Auf diese Weise kann der

Benutzer das mit der Leuchteinrichtung emittierte

LichtSpektrum an völlig unterschiedliche Verwendungszwecke individuell anpassen und ist nicht auf die Auswahl eines vorgegebenen LichtSpektrums angewiesen und beschränkt. Für eine benutzerspezifische Vorgabe eines LichtSpektrums kann die Leuchteinrichtung geeignete Eingabemittel aufweisen und mit einer Anzeigeeinrichtung das jeweils vorgegebene

LichtSpektrum anzeigen. Es ist ebenfalls möglich, für die Vorgabe eines LichtSpektrums eine Schnittstelle zu der Speichereinrichtung zur Verfügung zu stellen, um dort das von einem Benutzer gewählte LichtSpektrum bzw. die hierfür relevanten Parameter hinterlegen zu können.

Die Erfindung betrifft auch eine Leuchteinrichtung, mit der ein über einen möglichst langen Zeitraum möglichst

konstantes LichtSpektrum emittiert werden kann. Zu diesem Zweck weist die erfindungsgemäße Leuchteinrichtung

mindestens zwei Leuchtmittel mit unterschiedlichen

Emissionscharakteristiken, mindestens eine Farbsensor ^¬ einrichtung, eine Speichereinrichtung und eine einen

Mikroprozessor aufweisende Steuereinrichtung auf, wobei die Steuereinrichtung Farbkenngrößen, die von der

Farbsensoreinrichtung erfasst werden, mit der

Mikroprozessoreinrichtung zunächst in Farbwahrnehmungs- kenngrößen umwandeln und ausgehend von den

Farbwahrnehmungskenngrößen neue Steuersignale erzeugen kann, und diese neuen Steuersignale an eine

Betriebseinrichtung der Leuchteinrichtung übermitteln kann, mit welcher der Betriebsstrom für jedes Leuchtmittel bereitgestellt wird, um während des Betriebs der

Leuchteinrichtung das von der Leuchteinrichtung emittierte LichtSpektrum möglichst konstant zu halten.

Als Farbsensoreinrichtung kann ein handelsüblicher,

kostengünstiger und sehr kleiner RGB-Sensor verwendet werden. Der RGB-Sensor kann in der Nähe der einzelnen

Leuchtmittel so angeordnet werden, dass der RGB-Sensor eine Überlagerung der Lichtemissionen der verschiedenen

Leuchtmittel erfasst. Es können auch mehrere RGB-Sensoren angeordnet und deren Messwerte überlagert werden, um gemittelte Farbkenngrößen für die Lichtemission der

einzelnen Leuchtmittel der Leuchteinrichtung zu erhalten.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des

Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die

Leuchteinrichtung zusätzlich einen Temperatursensor

aufweist, mit welchem je nach Anordnung des

Temperatursensors eine gemittelte Betriebstemperatur der Leuchteinrichtung oder aber auch eine Umgebungstemperatur der Leuchteinrichtung erfasst werden kann. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Leuchteinrichtung mehrere

Temperatursensoren aufweist, die jeweils eine

Betriebstemperatur eines zugeordneten Leuchtmittels oder aber einer zugeordneten Leuchtmittelgruppe erfassen.

Um möglichst viele verschiedene LichtSpektren möglichst detailgenau durch Überlagerung einzelner vorgegebener

LichtSpektren der jeweils verwendeten Leuchtmittel erzeugen zu können ist vorgesehen, dass die Leuchteinrichtung mehr als drei verschiedene Leuchtdioden und darunter mindestens eine Leuchtdiode mit einem lumineszierenden

Wellenlängenkonverter als Leuchtmittel aufweist.

Nachfolgend wird der Erfindungsgedanke anhand von einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung von spektralen

Leistungsverteilungen für verschiedene Leuchtdioden bei zwei verschiedenen Betriebstemperaturen,

Fig. 2 eine schematische Darstellung von einer spektralen Leistungsverteilung einer Leuchteinrichtung, die mehrere verschiedenen Leuchtdioden aufweist, bei zwei verschiedenen Betriebstemperaturen, und

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer

erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung mit mehreren

Leuchtmitteln und mit einer Farbsensoreinrichtung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer abweichend ausgestalteten Leuchteinrichtung mit mehreren

Leuchtmitteln, mit einer Farbsensoreinrichtung und mit einem Temperatursensor,

Fig. 5 eine schematische Darstellung von

Farbwahrnehmungskenngrößen sowie von exemplarisch für einige Farborte angegebene MacAdams-Ellipsen in einem CIE- XYZ-Farbraumsystem, und . Fig. 6 eine schematische Darstellung von

Farbwahrnehmungskenngrößen sowie von einem exemplarisch um einen Farbort angegebenen kreisförmigen Bereich in einem CIE-LUV-Farbraumsystem.

In Fig. 1 sind schematisch für verschiedene Leuchtdioden deren spektrale Leistungsverteilung in Abhängigkeit von der emittierten Wellenlänge für zwei Temperaturen dargestellt, wobei die punktierten Linien jeweils die spektrale

Leistungsverteilung bei 25 °C und die gestrichelten Linien jeweils die spektrale Leistungsverteilung bei 80 °C zeigen. Exemplarisch dargestellt sind dabei die spektralen

Leistungsverteilungen 1 ^x und 1 ^{x x} einer blauen Leuchtdiode 1, die spektralen Leistungsverteilungen 2 ^x und 2 einer grünen Leuchtdiode 2, die spektralen Leistungsverteilungen 3 ^x und 3 ^{x x} einer ersten roten Leuchtdiode 3, die spektralen Leistungsverteilungen 4 ^x und 4 ^{x x} einer zweiten Leuchtdiode 4 sowie die spektralen Leistungsverteilungen 5 ^x und 5 ^{x x} einer ein breitbandiges WeißlichtSpektrum emittierende weiße Leuchtdiode 5, wobei die weiße Leuchtdiode 5 einen lumineszierenden Wellenlängenkonverter als Leuchtmittel aufweist. Es zeigt sich, dass sich bei allen Leuchtdioden 1 bis 5 mit steigender Temperatur eine Peakwellenlänge in Richtung einer höheren Wellenlänge verschiebt. Mit Ausnahme der ersten roten Leuchtdiode 3 sinkt mit zunehmender

Temperatur die spektrale Leistungsverteilung im Bereich der jeweiligen Peakwellenlänge.

Eine ähnliche Veränderung der spektralen

Leistungsverteilung kann für jede Leuchtdiode 1 bis 5 auch in Abhängigkeit von dem Betriebsstrom festgestellt und gemessen werden. Zudem steigt mit zunehmendem Betriebsstrom einer Leuchtdiode 1 bis 5 regelmäßig auch deren

Betriebstemperatur, da die mit dem Betriebsstrom zugeführte Leistung zwar vergleichsweise effizient, jedoch nicht vollständig in Lichtemission umgewandelt werden kann und unvermeidbar auch eine zumindest geringe Wärmeabstrahlung erfolgt, durch welche die Betriebstemperatur der

Leuchtdiode 1 bis 5 erhöht wird.

In Fig. 2 sind für die zwei Temperaturen 25 °C und 80 °C die jeweiligen Gesamtemissionsspektren G ^x und G ^{x x}

dargestellt, die sich aus einer Überlagerung der einzelnen in Fig. 1 dargestellten Lichtemissionen der verschiedenen Leuchtdioden 1 bis 5 ergeben. Analog zu Fig. 1 zeigt die punktierte Linie G ^{x x} die spektrale Leistungsverteilung bei 25 °C und die gestrichelte Linie G ^x die spektrale

Leistungsverteilung bei 80 °C. Es zeigt sich, dass in nahezu jedem Wellenlängenbereich das

Gesamtemissionsspektrum G bzw. G ^{x x} mit zunehmender

Temperatur eine Veränderung der spektralen

Leistungsverteilung erfährt, wodurch eine Veränderung des Farbtons der Lichtemission bewirkt wird.

Bei einer in Fig. 3 exemplarisch dargestellten

Leuchteinrichtung 6 sind die verschiedenen Leuchtdioden 1 bis 5 auf einem plattenförmigen Leuchtmittelträger 7 angeordnet. Der Leuchtmittelträger 7 ist in einem Gehäuse 8 so festgelegt, dass die einzelnen Leuchtdioden 1 bis 5 bei deren Betrieb durch eine Fensteröffnung 9 in dem Gehäuse 8 jeweils eine spektrale Leistungsverteilung emittieren. Die Ansteuerung der einzelnen Leuchtdioden 1 bis 5 erfolgt über eine Steuereinrichtung 10, welche auch die

Betriebseinrichtung für die einzelnen Leuchtdioden 1 bis 5 beinhaltet und die einzelnen Leuchtdioden 1 bis 5 in

Abhängigkeit von den jeweiligen Steuersignalen mit einem üblicherweise pulsweitenmodulierten Betriebsstrom versorgt. Durch die Überlagerung der verschiedenen LichtSpektren der einzelnen Leuchtdioden 1 bis 5 wird der von der

Leuchteinrichtung 6 gewünschte Farbeindruck erzeugt.

In einem Abstand zu den Leuchtdioden 1 bis 5 ist in dem Gehäuse 8 ein RGB-Sensor 11 angeordnet, der das von den einzelnen Leuchtdioden 1 bis 5 emittierte Licht erfasst und drei Farbkenngrößen R, G und B an die Steuereinrichtung 10 übermittelt. Die Farbkenngrößen R, G und B werden mit der Steuereinrichtung 10 in Farbwahrnehmungskenngrößen x, y und z umgewandelt, wobei eine Transformation mit einer

Parametermatrix berechnet wird, deren vorab ermittelten Matrixelemente aus einer Speichereinrichtung 12 abgerufen werden. Die neuen Steuersignale sind ausgehend von dem erfassten Farbkenngrößen R, G und B so vorgegeben, dass für einen menschlichen Betrachter eine möglichst konstante Farbwahrnehmung des von der Leuchteinrichtung 6 emittierten Lichts bewirkt wird.

Bei der in Fig. 4 exemplarisch dargestellten Leucht ^¬ einrichtung 6 sind mehrere RGB-Sensoren 11 längs eines Umfangsrands der Fensteröffnung 9 der Leuchteinrichtung 6 angeordnet. In der Steuereinrichtung 10 werden die

einzelnen Messwerte der mehreren RGB-Sensoren 11 in

geeigneter Weise überlagert, um für den außerhalb der

Leuchteinrichtung 6 erzeugten Farbeindruck möglichst repräsentative gemittelte Farbkenngrößen zu berechnen.

Zudem ist bei der in Fig. 4 dargestellten Leuchteinrichtung 6 ein Temperatursensor 13 auf dem Leuchtmittelträger 7 angeordnet, mit welchem eine gemittelte Betriebstemperatur der einzelnen Leuchtdioden 1 bis 5 erfasst werden kann, der für die Erzeugung neuer Steuersignale berücksichtigt werden kann .

In Fig. 5 ist schematisch ein durch

Farbwahrnehmungskenngrößen definierter Farbraum 14 in dem CIE-XYZ-Farbraumsystem dargestellt. Durch die Angabe von zwei Parametern x und y kann für einen vorgegebenen Anteil z einer dritten Farbanteil der Normfarben Rot, Grün und Blau ein über den Zusammenhang x + y + z = 1 eindeutig bestimmter Farbort angegeben werden. In dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind exemplarisch mehrere Farbörter 15 mit jeweiligen Parametern x und y zu einem vorgegebenen dritten Farbanteil z = 0,333 eingezeichnet. Für jeden Farbort 15 kann jeweils ein unterschiedlich großer und verschieden ausgerichteter ellipsenförmiger Bereich einer MacAdams-Ellipse 16 angegeben werden.

Innerhalb von diesem Bereich der MacAdams-Ellipse 16 werden Abweichungen von dem Farbort 15 von einem menschlichen Betrachter nicht wahrgenommen. Für eine in zeitlichen

Abständen erfolgende Korrektur oder eine kontinuierliche Regelung der Steuersignale der einzelnen Leuchtmittel bzw. Leuchtdioden 1 bis 5 kann der jeweils relevante Bereich der MacAdams-Ellipse 16 berücksichtigt und verwendet werden.

Bei dem in Fig. 6 exemplarisch dargestellten

Ausführungsbeispiel sind die einzelnen

Farbwahrnehmungskenngrößen in einem Farbraum 17 eines CIE- LUV-Farbmodellsystem definiert und durch Umwandlung aus den Farbkenngrößen ermittelt worden, die von dem einen RGB- Sensor 11 oder von den mehreren RGB-Sensoren 11 geliefert wurden. Ein Farbort 18 mit den Parametern u ^x = 0,3 und v ^x = 0,3 ist in Fig. 6 beispielhaft eingetragen. Um den Farbort 17 kann ein kreisförmig begrenzter Bereich 19 definiert werden, innerhalb dessen von dem Farbort 18 abweichende Farben bzw. LichtSpektren der Leuchteinrichtung 6 von einem Menschen nicht als unterschiedliche Farbe wahrgenommen werden können. Der kreisförmig begrenzte Bereich 19 bildet eine äquidistante Begrenzung um den Farbort 18, die mit besonders einfachen mathematischen Modellen und Verfahren für die Korrektur und Regelung der Steuersignale für die einzelnen Leuchtmittel, bzw. Leuchtdioden 1 bis 5

berücksichtigt und als Referenz- oder Schwellenwert

vorgegeben werden kann. In dem CIE-LUV-Farbmodellsystem können Abweichungen eines gemessenen Farbortes 18 von einem für die Leuchteinrichtung (6) als Zielgröße vorgegebenen Farbort zumindest in erster Näherung in proportionale

Korrekturterme für die neuen Steuersignale überführt werden .