(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体の照明するシステムのための適応制御装置であって、
前記照明するシステムが複数の光を放出する素子の複数のグループを具備すると共に、
前記装置が
ａ）前記複数の光を放出する素子の複数のグループへ動作可能に結合させられた電圧制御デバイス、前記電圧制御デバイスが各々のグループに独立に制御可能な電圧を提供するように構成されたものであること；
ｂ）前記複数の光を放出する素子の複数のグループへ動作可能に結合させられたフィードバックシステム、前記フィードバックシステムが前記複数のグループを通過する駆動電流を表す信号を検出すると共に発生させるように構成されたものであること；並びに、
ｃ）前記フィードバックシステムへ動作可能に結合させられた及び前記信号を受信するように構成された計算するデバイス、前記計算するデバイスが前記電圧制御デバイスへ動作可能に結合させられた及び前記電圧制御デバイスの動作を制御するように構成されたものであること；
：を具備すると共に、
前記計算するデバイスは、前記信号に基づいて、前記複数のグループの各々における望まれたそれぞれの駆動電流を引き起こす要求された電圧を適応して評価するように構成されたものであると共に、
各々のグループは、複数の並列のチャネルを具備すると共に、
各々のチャネルが一つの光を放出する素子を具備する、
装置。
【請求項２】
請求項１に記載の適応制御装置において、
前記計算するデバイスは、一度に前記複数のグループの一つのものを作動させる、装置。
【請求項３】
請求項２に記載の適応制御装置において、
前記計算するデバイスは、前記複数のグループの一つのものを選択するように構成されたものである、装置。
【請求項４】
請求項１に記載の適応制御装置において、
前記計算するデバイスは、一度に一つの要求された電圧を適応して評価するように構成されたものである、装置。
【請求項５】
請求項１に記載の適応制御装置において、
前記電圧制御デバイスは、各々のグループについての前記要求された電圧を保持するためのメモリデバイスを具備する、装置。
【請求項６】
請求項１に記載の適応制御装置において、
前記計算するデバイスは、一度に前記複数のチャネルの一つのものを作動させることができる、装置。
【請求項７】
請求項６に記載の適応制御装置において、
前記計算するデバイスは、前記複数のチャネルの一つのものを選択するように構成されたものである、装置。
【請求項８】
請求項１に記載の適応制御装置において、
前記フィードバックシステムは、前記信号を提供するための前記複数のグループへ動作可能に結合させられた電流センサーを具備する、装置。
【請求項９】
請求項１に記載の適応制御装置において、
前記計算するデバイスは、周期的に各々の要求された電圧を評価するように構成されたものである、装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の適応制御装置において、
前記計算するデバイスは、無作為に各々の要求された電圧を評価するように構成されたものである、装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の適応制御装置において、
前記計算するデバイスは、命令で各々の要求された電圧を評価するように構成されたものである、装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の適応制御装置において、
前記計算するデバイスは、予め決定された最小の電圧で始まる予め決定された電圧の増分を使用することで各々の要求された電圧を評価する、装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の適応制御装置において、
前記計算するデバイスは、インターバルネスティングを使用することで各々の要求された電圧を評価する、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明分野に関し、特に固体照明システムの動作状態の適応制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（LEDs）及び有機発光ダイオード（OLEDs）の発達の進展は、一般地域及び空間照明適用分野においてこれらの装置をより明るく、より効率的に、かつますます適したものにしている。これらの装置は、伝統的に照明市場を独占してきた白熱灯、蛍光灯、及び高輝度放電ランプに対してますます競争力を持ったものになっている。
【０００３】
駆動部を流れる電流を変化させることによりLEDの明るさを変えることができる。しかし、同じタイプの２つのLEDに同じ量の電流を流し、全ての他の関係作動条件が同じだとしてもそれらの光の量は、かなり違うことがあり得るのである。LEDの動作におけるこれらの望まれない変化は、数通りの方法で減らすことができる。例えば、LEDをより適合した動作特性の装置のグループに区分けする事が可能である。又はLEDの制御回路を近似校正して実質的に正確にLEDによる発光量を制御可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記問題に対する１つの解決法は、線形制御回路システム中の２つ以上のLEDを通る直流電流を制御することである。しかしながら、線形制御回路を使うに当たっての問題は、それが比較的多量のエネルギーを消費するので、そのことが、結果的にシステム全体の効率を下げてしまうことである。
【０００５】
単一のLEDが十分明るくなるまで、効率的な地域及び空間照明システムは、典型的に多くのLEDを必要とする。多くのLED付きの照明装置の制御は、複雑になりうる。例えば、直流駆動LEDの駆動電流を減らす事により照明を暗くすることは、LEDのちらつきの原因となる。加えて、低電流レベルでは、いくつかのLEDは、消えてしまうかもしれないが、より低い順電圧特性を持った他のLEDは、点いたままである可能性がある。このことは、望まれていない照明形式を形作る照明システムになるという結果となりうる。
【０００６】
例えば、米国特許番号６，３６２，５７８は、バイアス抵抗器が電流制御に使われる一続きのLED間の負荷電圧を一定に保つために、帰還電圧変換器が使われる制御方法を提供する。トランジスタがLEDの低電圧側に接続され、明るさ制御のためのパルス幅変調（PWM）でスイッチが入れられる。この構成は、電流が切り替えられ、LEDが繰り返しON及びOFFするので、全調光制御を可能にする。LED発光の時間平均輝度は、PWMの通電率によって決定される。しかし、構成のこれらに関する問題は、それらは、バイアス抵抗中の電力損失により非効率となり、かつ、正確に電流を制御するためにあつらえの抵抗器が必要となる可能性がある。よりエネルギー効率の良い解決法は、電流制御器に供給されている電圧を又制御する事である。例えば、バックブーストレギュレータは、LED配列の高電圧側のための調整された共通電圧供給を生成するために使われうる。低電圧側バラスト抵抗は、LED電流を設定するために使われ、かつ、追加抵抗は、LED駆動電流を監視するために使われうる。
【０００７】
米国特許番号４，００１，６６７は又、一定電流パルスを提供する閉ループ回路を開示するが、この回路は、全デューティサイクル制御は不可である。
【０００８】
米国特許番号６，５８６，８９０は、LEDの明るさを調節するために電力供給をPWMスイッチングすることによりLEDへの電力を調節するための電流帰還を用いた方法を開示する。この方法では、開示されたPWM周波数信号は２０Hzから２０ｋHｚの範囲内で電力供給が人間の耳に聞こえる雑音を作り出す傾向があることが問題である。LEDのタイプにより、典型的には１０４の前半部より低い周波数領域のスイッチング周波数は又、かなりの熱サイクルを引き起こし、LED内に熱ストレスを誘起し、それが装置故障を増加させうる。
【０００９】
米国特許番号６，７３４，６３９は、カスタム化されたサンプル及び保持回路と組み合わされた電圧変換器によりLED配列用の切換駆動回路の行過ぎ量の制御のための方法を開示する。LEDを制御する切換信号も又、電圧変換器のオンオフを制御し、負荷（LED）及び電力供給の両方を切り換える。負荷電流の切換を制御する信号は、  バイアスされ、それが直線領域でピーク電流を制御する事ができように本質的にスイッチを作動する。そのピーク電流は、制御されなければスイッチ内で電力損失を結果的に引き起こし、システム全体のエネルギー効率を減少させる。この構成は、しかしながら、典型的に約４００Hz領域の周波数切換にのみ働き、例えば２０ｋHzより上の周波数での負荷の周波数切換には認められない。
【００１０】
加えて、米国特許番号2004/0036418は、コンバータがLEDを通る電流を変化させるために用いられる数列のLEDを駆動する方法を開示する。電流スイッチは帰還を提供するために実装される。この方法は、標準バックコンバータの使用に類似し、LEDを通る電流の制御のための効率的な方法を提供することができる。しかし、複数のLED列が異なった順電圧を要求する時に問題が起きる。このシナリオにおいては、高圧側のトランジスタスイッチは、各LED列への電流を制限するための可変抵抗器として用いられる。これらの高圧側のトランジスタスイッチは、電力損失を招き、回路の全体的エネルギー効率を減少させる。
【００１１】
故に、１以上の電子装置に供給される電圧を制御できる固体照明装置のための適応制御装置及び方法に対する要求がある。
【００１２】
この背景情報は、本発明に関係がある可能性があると出願人によって信じられている情報を現すために提供される。これらの情報は、本発明に対する先行技術を構成することは意図されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の目的は、固体照明システムのための適応制御装置及び方法を提供することである。本発明の１実施例によると、提供される固体照明システムのための適応制御装置は、１以上の発光素子の１以上のグループを含み：１以上の発光素子の１以上のグループに有効に結合し、独立して制御可能な電圧を各グループに提供する構成になっている電圧制御装置；１以上の発光素子の１以上のグループに有効に結合し、１以上のグループを通る駆動電流を表す信号を検知し生成するように構成された帰還システム；及びその帰還システムに有効に結合しかつ信号を受け取るように構成され、電圧制御装置に有効に結合されかつ電圧制御装置の動作を制御するように構成された計算装置を含み、その計算装置は、各１以上のグループを流れる各望ましい駆動電流を引き起こすために必要な電圧を信号に基づいて適切に計算する様に構成されている。
【００１４】
本発明のもう１つの実施例によると、１以上の発光素子からなるグループを含むシステムに印加された場合に、グループ内に望ましい駆動電流を引き起こす電圧を決定する方法が提供される。その方法は、第１の電圧を求めるステップ；第１の電圧をシステムに印加するステップ；第１の駆動電流を決定するステップ；第１の駆動電流と望ましい駆動電流との比較に基づき新しい第１の電圧を適切に求めるステップを含む。
【発明の詳細な説明】
【００１５】
[定義]
“発光素子”という術語は、例えば、その素子間に電位差を加えたり又はその中に電流を通したりすることにより活性化された時に、例えば、可視領域、赤外線及び又は紫外線領域電磁スペクトル領域又は領域の組み合わせ中で放射する装置を定義するために使われる。
故に発光素子は、単色の、擬似単色の、多色の又は広帯域スペクトル放射特性を持ちうる。発光素子の例は、当業者には容易に理解できるように、半導体、有機又はポリマー/高分子発光ダイオード、光励起燐塗布発光ダイオード、光励起ナノ結晶発光ダイオード又は他の類似の装置である。
【００１６】
ここで使われているように、“約”という術語は、公称値から＋−１０％の変動を意味する。そのような変化は、特記されていようがいまいが、本明細書で提供されるどんな値にも含まれているということは、理解されなければならない。他に定義されていなければ本明細書で使われている全ての技術的科学的用語は、本発明の属する技術分野の当業者によって共通に理解されるのと全く同じ意味を持つ。
【００１７】
本発明は、照明システム内の１以上の発光素子の１以上の各グループを通る望ましい駆動電流に到達するために要求される実質的に最小の大きさの電圧を決定、設定及び維持するのに使うことができるプログラム可能な、閉ループ制御装置及び校正方法を提供する。このように、実質的に必要最小限度の電圧値が求められ、１以上の発光素子からなる各グループを通る望ましい駆動電流に到達することができ、この最小化は、電力供給からの使用電力量を減らすことができ、かつ照明システム内の電力損失を減らすことができる。
この制御装置及び校正方法は、周期的に、無作為に又は命令に応じて、照明システム内の１以上の発光素子の１以上の各グループを通る望ましい駆動電流に到達するために要求される実質的必要最小限度の電圧値を決定することができる。この制御装置及び校正方法は、照明システム内の発光素子の経年劣化又は交換により引き起こされる発光素子の性能特性のばらつきを軽減するために使うことができる。この制御装置及び校正方法は更に、実質的に特定のエネルギー浪費素子なしで作動するように設計された特定の発光素子駆動電流制御回路中で用いることができる。
[素子構造]
本発明の制御装置は、１以上の発光素子の１以上のグループを含む照明システムの制御のために提供できる。本発明の制御装置は、１以上の発光素子の各１以上のグループに有効に結合され、かつそれらに供給される電圧を制御する事ができる電圧制御装置を含む。本発明の制御装置は更に、１以上の発光素子の各１以上のグループに有効に結合され、かつ１以上の発光素子の各１以上のグループを通る駆動電流を示す情報を集めるように構成された帰還システムを含む。加えて、本発明の制御装置は、電圧制御装置、帰還システム及び電力源に有効に結合する計算装置を含む。その計算装置は、１以上の発光素子からなる各グループに供給される電圧を調整してその供給電圧が１以上の発光素子からなる各グループを通る望ましい駆動電流を発生するために、帰還システムから得られた情報を元にその電圧制御装置を制御する様に構成されている。
[発光素子群]
１以上の発光素子からなる各グループは、直列に又はオプションで並列に並んだ１以上の発光素子を含むことができる。
本発明の１実施例において、１発光素子群は、発光素子の２以上の枝の並列接続で構成され、かつ追加的に枝毎に電流制限素子が要求される。電流制限素子は、当業者に容易に理解されるように、例えば、固定抵抗器、可変抵抗器、又は、トランジスターを含むことができる。電流制限素子は又、トランジスターに有効に結合した演算増幅器（op―amp）及び特定の枝に位置する電流感知装置を含みうる。演算増幅器は、枝内の駆動電流を感知しトランジスターの抵抗値を調節することにより駆動電流は望まれる最大値以下にすることができる。その電流制限素子は、校正されることにより１発光素子の枝の特定の性能特性を得ることができる。
[電圧制御装置]
電圧制御装置は、１以上の発光素子の各１以上のグループに有効に結合され、かつそれらに供給される電圧を制御できる。例えば、その電圧制御装置は、入力信号に基づき、ある電力供給から受けるある大きさの電圧をもう１つの大きさの電圧に変換するように構成されている。
その実施例において、電力供給は、例えば、交流電力から直流電力に変換するために使われ、かつその電圧制御装置は、直流―直流コンバータである可能性がある。その直流―直流コンバータは、例えば、バックコンバータのような逓降スイッチモード電力供給（SMPS）でも良い。バックコンバータ又は他のコンバータは、ダイオード、コンデンサー、誘導器及び帰還構成部品のような標準外部構成部品とともに使うことができる。バックコンバータは、標準集積回路（IC）パッケージ中で利用することができ、かつそれを追加の外部構成部品とともに使うことにより約９０％以上の効率で直流―直流変換を行うことができる。バックコンバータの代わりに使える他のコンバータの例は、ブーストコンバータ、バックブーストコンバータ、カックコンバータ及びフライバックコンバータを含む。
[帰還システム]
帰還システムは、１以上の発光素子の各１以上のグループに有効に結合され、かつ１以上の発光素子の各１以上のグループを通る駆動電流を示す情報を集めるように構成される。
本発明の１実施例において、帰還システムは、電流感知回路として構成され、かつ例えば１以上の電流センサーを持つことができる。電流センサーは、電流を示す信号を提供し、それは抵抗器例えば、固定高精度抵抗器、プログラム可能又は可変抵抗器、又はホール効果電流センサー又は既知の信号対電流関係を持った他の素子でもよいし、それは、１以上の発光素子の１グループを通る駆動電流を効果的に示すことができる。
[計算装置]
計算装置は、１以上の発光素子からなる各グループに供給される電圧を調整してその供給電圧が１以上の発光素子からなる各グループを通る望ましい駆動電流を発生するために、帰還システムから得られた情報を元にその電圧制御装置を制御する様に構成されている。
計算装置は、１以上の入出力インターフェース付き又はインターフェース無しの中央処理装置（CPUｓ）を含む１以上の種々のタイプのマイクロプロセッサー又はマイクロコントローラを含むことができる。入出力インターフェースは、専用又は汎用通信、又はシリアル及び/又は並列通信に用いられるタイプにすることができる。計算装置は、一定の装置パラメータを監視するための１以上のA/Dコンバータ又はD/Aコンバータを装備することができる。計算装置は、メモリーを含むことができるし、又メモリーに有効に接続する事ができる。メモリーは、記憶媒体タイプ、及びRAM、PROM、EPROM、EEPRM、磁気又はフラッシュ技術等のような揮発又は不揮発性のメモリータイプでも良い。メモリーは、計算装置に結合し、かつCPUにより実行又は処理を施される監視又は制御装置のためのデータ及び制御命令、例えば、プログラムコード、ソフトウエア、マイクロコード、ファームウエアを格納するために用いることができる。
オプションで、計算装置は又、ユーザーがして指定した動作条件を当該計算装置に結合できる周辺装置を制御する制御信号に変換する方法を提供することができる。１実施例において、制御装置は、当業者に知られたユーザーインターフェース、例えば、キーボード、タッチパッド、タッチスクリーン、コンソール、視覚又は音響入力等を手段としてユーザー指定の命令を受け取る事ができる。
計算装置は、１以上の発光素子からなる各グループの中に望ましい駆動電流を発生するために必要な電圧を求めることができる適応制御方法で構成される。その適応制御方法は、１以上の発光素子の１以上のグループに望ましい電圧を提供するための電圧制御装置をプログラムする計算装置を制御する。電圧制御装置は、１以上の発光素子の各１以上のグループに望ましい電圧を供給することができる。
計算装置は、１以上の発光素子の各１以上のグループに望ましい駆動電流を発生するために必要な電圧レベルを求めるように構成されている。
本発明の１実施例において、必要な電圧を求めることは、体系的に、例えば、順番に各グループで実行できる。各グループにとって、必要な電圧の大きさは、検知された電流を望ましい電流と比較することにより校正過程中で決定できる。例えば、適応制御方法は、検知された電流が大体望ましい電流に等しくなるまで印加駆動電圧を増加させるよう計算装置に命令し、計算装置は電圧制御装置に命令させることができる。
計算装置は、記憶装置に有効に結合する事ができる。例えば、記憶装置は、計算装置に一体化でき、又それは、適切な通信リンクを介して計算装置に接続された記憶装置になりうる。１実施例において、計算装置は、照明システムの動作中次の使用のために記憶装置内の前回決定された駆動電圧の要求される大きさを格納することができる。記憶装置は、電気的に消去可能でプログラム可能な読み込み専用メモリー（ＥＥＰＲＯＭ），電気的にプログラム可能な読み込み専用メモリー（ＥＰＲＯＭ），非揮発性ランダムアクセスメモリー（ＮＶＲＡＭ），読み込み専用メモリー（ＲＯＭ），プログラム可能な読み込み専用メモリー（ＰＲＯＭ），フラッシュメモリー又はデータを格納するための他の如何なる非揮発メモリーとしても構成することができる。
１実施例において、無作為に又は要求により計算装置は更に、前もって決められた周期で実質的必要最小電圧の大きさに再校正するように構成することができる。このように、制御装置は、１以上の発光素子の性能特性の変更時にさえ、装置内の消費電力を減らす方法を提供することができる。
本発明の１実施例において、計算装置は、それに関連した通信ポートを介して例えばユーザーインターフェース又は照明制御装置というような照明装置の外のソースからの命令を受け取るように構成することができる。この通信ポートは、例えばＤＡＬＩ  ＲＳ４８５、１２Ｃ，ＲＳ２３２，イーサネット（登録商標）又は他の通信プロトコルのような当業者が容易に理解できるような１以上の複数の通信プロトコルで情報の送受信を行うように構成することができる。
本発明の１実施例において、照明システムは、１以上の発光素子の１以上のグループを
を含み、各グループは、スレーブコンポーネントとして構成され、かつ制御装置は、その動作のために各１以上のグループへ命令を出すマスターコンポーネントとして構成される。この構成において、マスターコンポーネント即ち、制御装置は、各１以上のグループへ制御信号を提供し、これらの信号は、そのグループによって読むことができる形式に置かれる。
【００１８】
本発明の１代替実施例において、１以上の発光素子の１以上のグループは、当業者が容易に理解できるようなＲＳ４８５、１２Ｃ，ＲＳ２３２，ＤＡＬＩ、イーサネット（登録商標）又は他のデータ転送形式で構成される命令を受け取ることができるように構成することができる。
本発明の１実施例において、制御装置及び方法は、例えば埋め込みシステム、ハードウエア及びファームウエアで実行することができる。
【００１９】
適応制御方法及び装置は、直列及び/又は並列構成で１以上の発光素子の順電圧を直接制御するために用いられる。又はそれは、直列及び/又は並列構成で１以上の発光素子からなるグループへ提供される電圧を制御するために用いられる。
【００２０】
本発明の実施例において、制御装置及び方法は、追加のハードウエアアダプターで補うことができ、拡張機能を持った照明システムを提供するためにモジュールで又は単一チップで相互接続されうる種々の照明装置、電源供給装置及び他の構成部品とともに作用して校正される。
【００２１】
本発明の実施例において、制御装置及び方法は、拡張可能な実施例を実施することができ、２以上の制御装置を互いに接続して例えばマスター制御器を用い制御ネットワークを作ることができる。制御装置は、ハードウエア又はファームウエア変更なしで継ぎ目なしに相互接続して制御ネットワークを作るように設計することができる。
[適応制御方法]
適応制御方法（ＡＣＭ）は、ファームウエア又はソフトウエア中で実行することができ、かつ照明システムの１以上の発光素子からなる各グループのために実質的最小順電圧の校正を制御するための手段を提供することができる。特定の発光素子グループのための実質的最小順電圧は、そのグループ内の全ての発光素子のための望ましい駆動電流に到達するために必要な最も小さい順電圧である。一例として、望ましい駆動電流とは発光素子製造メーカーによって特定された公称駆動電流でありうる。電圧制御装置は、１以上の発光素子の各１以上のグループに供給された電圧を制御し、電力供給装置からの電力を制御する。各グループは、当業者に周知のように例えば、別の配線を介し、又はアドレス可能バス又はネットワークトポロジーの他のタイプを介し、アドレス可能である。
【００２２】
初期ステップは、１以上の発光素子の特定のグループの選択及びアドレッシング並びにそのグループへの低電圧を提供するための電圧制御装置の構成を含む。反復プロセスにおいて、電圧制御装置は、１以上の発光素子の選択されたグループ内の１以上の選択された発光素子へ制御可能電圧を提供するように構成されている。
その電圧制御装置は次に、前もって決定された初期電圧を選択されたグループに印加し、そしてその制御装置は、前もって決定された時間の間、例えば、連続的に又は継続的にそのグループを通る駆動電流値を求める。その制御装置は、そのように求められた駆動電流値と前もって決定されたそのグループにとって望ましい駆動電流値を比較する。もしその駆動電流値が、望ましい駆動電流値よりも前もって決定された量以上に大きいか又は小さいなら、電圧制御装置は次に、繰り返し、前もって決定された値だけ増やすか減らすかし、かつ駆動電流を繰り返し再評価する。制御装置は、例えば繰り返しステップに基き、望ましい駆動電流値からの評価された駆動電流値のずれ及び/又はそのグループ内の発光素子のタイプに基づいて、１以上の条件の如何なる組み合わせによっても印加電圧を繰り返し調整できる。その繰り返しのステップは次に、その選択されたグループ内の他の発光素子について実行できる。次に、制御装置は、１以上の発光素子の次のグループについて同じプロセスを始める。
【００２３】
校正プロセス中の印加電圧の変更は、数々の異なったやり方で実行できる事に注意しなければならない。例えば、所定の等しい量又は累進量だけ印加電圧を増やすか又は減らす方法、又は、初期値を選ぶことによるインターバルネスティングによる方法がある。インターバルネスティングは、印加電圧と印加電圧より高いか低いもう１つの値の間で、例えば以前の印加電圧又は発光素子のタイプに従って所定の方法で選択されうる印加電圧を新しい値に変更することを含む。そのように設定された必要電圧を、記憶装置に格納する事ができる。
【００２４】
本発明の１実施例において、制御装置及び方法は、断続的に、頻繁に、又はオンデマンドに、発光素子の例えば経年劣化により変化する要求電圧を補償するため、１以上の発光素子の各１以上のグループのための望ましい駆動電流及び望ましい光出力を維持するため、及び更に照明システム内の電力損失を制御するため、要求電圧を再校正することができる。
もう１つの実施例においては、制御装置は、１以上の発光素子の交換時又は追加時に自動的に電圧要求を校正することができる。
【００２５】
本発明を特定の例を参照して記述する。以下の例は、本発明の実施例を記述する事を企図していて、どんな方法でも本発明を限定する事は企図していないことは理解されなければならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
[実施例]
[実施例１]
[装置構造]
図１は、本発明の実施例に従った照明制御装置の構造を示す。制御装置は、所定数の発光素子チャネル（CHANy―yはチャネル数）及び１以上の発光素子からなる所定数のグループ（ＧＲｘ―ｘはグループ数）を持つ。異なるチャネルは、異なる数の発光素子を含む。そして、例えば、特定の発光素子からなるグループは、多数のチャネルにより特定される多数の発光素子を含むことができる。異なるチャネル内の又はチャネル当たりの発光素子の公称色又は公称輝度は、同じにできるし又違えることもできる。照明システムの制御装置は、１以上の発光素子からなる各グループごとに所定の発光素子チャネル数まで独立に制御できる。制御装置は、中央処理装置（ＣＰＵ）１１０，電流感知回路（ＣＳＣ）１２０，電圧制御回路（ＶＣＣ）１３０，及びチャネル選択回路（ＣＨＳＣ）１４０を含む。制御装置は、１以上のチャネルを含む１以上の発光素子グループに取り付けることができる。各チャネルは、同じ公称色の複数の発光素子を含む事ができる。制御装置は、電源１５０の出力電圧を制御するための電源電圧制御回路（ＰＳＶＣ）１５５を提供する。制御装置は、チャネル内の発光素子のタイプに従い、チャネルごとに発光素子駆動電流を設定できる。
【００２７】
本発明の１実施例においてＣＰＵは、１２Ｃ及びＲＳ４８５シリアルバスシステム並びにインターフェース１１８及び１１９を介してマルチマスターアーキテクチャに相互接続されている２つのマイクロプロセッサー１１２及び１１４を含む。各マイクロプロセッサーは、自前の記憶装置を持つことができ、かつオプションで共通記憶装置１１７を他のマイクロプロセッサーと共有することができる。
ＣＰＵは、シリアルＲＳ４８５インターフェースを介してデジタル形式でプログラムされた速度でデータを送受信できる。ＣＰＵは、互換制御するＶＣＣ１３０及びＣＨＳＣ１４０のために入力データを適切にフォーマットされた一連の命令に処理変換する。
【００２８】
マルチマスターアーキテクチャは、シリアル１２Ｃバスシステムを介し２つのマイクロプロセッサー間での通信のためのマルチマスタープロトコルを使い実行される。１２Ｃバスシステムに沿う通信速度は、プログラムできる。ＣＰＵは、望ましい発光素子駆動電流を得るために各発光素子チャネルで必要な各最小順電圧を例えば決定するために、適応制御方法に従い命令を処理する。ＣＰＵは、ＣＳＣ１２０から電流検知信号を受け取り、そして最小順電圧を提供するためにＶＣＣ１３０に命令を送る。
【００２９】
ＶＣＣは、各発光素子グループのために電圧制御サブシステム（ＶＣＣｘ―ｘはサブシステムの数）を含み、かつデジタル入力信号をアナログ出力信号に変換する事ができる。ＶＣＣ１３０は、ＣＰＵ１１０からアドレス及び命令を受け取り、これらの命令を処理し、かつ受け取ったアドレスによる定義されたように、各発光素子グループに対し、各出力電圧レベルを提供する。
【００３０】
ＶＣＣは、アドレス及び命令を格納することができる揮発性又は非揮発性メモリーを含むことができる。
【００３１】
ＰＳＶＣ１５５は、ＣＰＵ１１０からデジタル形式でデータを受け取ることができるデジタルアナログ変換システムであり、かつ、この情報を例えばプログラム可能な電力供給装置へ提供することができる。それは、電力供給装置の電圧調整器の誤差増幅器へ応用するためその情報をアナログ信号に変換することができる。その結果、電力供給装置ＰＳ１５０の出力電圧ＶＰＳは、ＰＳＶＣ１５５を介し、調整することができる。ＰＳＶＣ１５５は、電力をＣＳＣ１２０を介しＶＣＣ１３０へ提供する。
【００３２】
ＣＳＣ１２０は、電流帰還ループの一部であり、各発光素子グループ駆動電流をその駆動電流を代表するアナログ信号へ変換することができる。各アナログ信号は、前もって決められた大きさの範囲に合うように変形され、アナログーデジタル変換され、処理される。図示された通り、アナログーデジタル変換は、ＣＰＵ１１０内で行われるか又はその代わりに別のドライブ（図示せず）で行われる。ＣＳＣ１２０は、オプションで発光素子グループ電圧についての情報を提供できる。
【００３３】
ＣＨＳＣ１４０はデジタル回路であり、かつ受け取ったＣＰＵ命令に従い、発光素子グループのチャネルを生かしたり殺したりできる。ＣＨＳＣは、発光素子グループ（ＧＲｘ）当たりの１チャネル選択回路（ＥＮ  ＧＲｘ）を含む。ＣＨＳＣは、如何なるＣＰＵマイクロプロセッサー１１２又は１１４によってもアクセスすることができる。
［適応制御方法］
適応制御方法（ＡＣＭ）は、自動校正法を含む。本発明の実施例による自動校正法のフローチャートは、図２Ａ及び２Ｂに示され、各図は、フローチャートの一部分を示す。ＡＣＭは、ファームウエアで実行でき、取り分け、適応制御システム内の発光素子グループ又はチャネルあたりの最小順電圧の自動校正を制御できる。発光素子あたりの最小順電圧は、その発光素子チャネルに割り当てられた全ての発光素子に対する望ましい駆動電流を達成するのに必要な最小順電圧である。望ましい駆動電流は、例えば、その発光素子の製造メーカーによって供給される各発光素子データシートに特定された公称駆動電流である可能性がある。
【００３４】
ファームウエアは、各発光素子チャネルの電圧を格納するための格納オブジェクトである「intチャネル電圧[MAX_CHAN_NUM]201」、及び以下の機能を含む。
【００３５】
SET_GROUP_ADDR()  210は、各ＶＣＣの適切なハードウエアアドレスを選び、
SET_MIN_VOLTAGE()  215は、各ＶＣＣを所定の低電圧値に設定し、
TURN_CHAN_ON(int  CHAN)220は、チャネルCHANを最大光出力に切り換え、
READ_CSC(int  CHAN)225は、チャネルＣＨＡＮのＣＳＣ値を読み、
SAVE_CHAN_VOLTAGE(int  CHAN)230は、設定電圧をchannelVoltage[]201内の各要素に格納し、
RESET_LED_CHANNELS()250は、全てのチャネルをゼロ光出力に設定し、
INCREMENT_VCC_INPUT(int  CHAN)240は、１増加させた先行値をＶＣＣへ送り、
MAX_GROUP_VOLTAGE()260は、ＶＣＣの校正のためにchannelVoltage[]201の入力からＬＥＥ（発光素子）グループの最大チャネル電圧値を決定し、
PROGRAM_VCC(int  CHAN)245は、チャネルCHANの新しい電圧値をＶＣＣへ送り、
INC_CHAN_NUM()は、２８０チャネル番号を１増加させ、
INC_GROUP_NUM()は、２９０グループ番号を１増加させる。
図２Ａ及び２Ｂに示す通り、ＶＣＣを制御する事は、ＡＣＭのゴールで、ＶＣＣは、引き換えに発光素子チャネル電圧を制御し、次に電力供給装置からの電力を制御する。ステップ２１０でＣＰＵは、ＶＣＣ中の第1の又は先行して指定されたグループを選びＶＣＣに命令してそのグループを初期化する。次にＡＣＭは、ステップ２１５でそのグループに低出力電圧を与えるための命令を提供する。ＡＣＭは、ステップ２２０でＣＰＵに命令し、ＣＰＵは更にＣＳＨＣに命令し、選ばれた発光素子グループ内の第1の又は先行して指定されたチャネルを作動させる。次いでステップ２２５で、ＣＳＣの出力は測定され、ステップ２３０でchannelVoltage[]201に格納される。ステップ２３５で格納された値は、例えば、各発光素子データシートに特定されているように所定の公称閾値と比較される。ステップ２４０でもし公称閾値がより大きければ、ＣＰＵは、ＶＣＣに命令して出力電圧を増加させ、ステップ２４５で増加させた出力電圧を提供する。ステップ２２５で再びＣＳＣ値は、測定され、格納され、そして閾値と比較され、公称閾値に到達するまで処理はループ内で繰り返される。
一度閾値に到達するとＣＰＵは、ステップ２５０で全てのチャネルをゼロ光出力にリセットする。ステップ２５５でもし選択された発光素子グループ内のチャネルの最大数に到達していなかったら、ステップ２８０でＣＰＵは、ＣＨＳＣに命令して次のチャネルを選ばせ、校正プロセスの上述のステップは、繰り返される。
【００３６】
一度発光素子グループ内の全てのチャネルが上述の仕方でスキャンされ、必要チャネル電圧が決定されると、ステップ２６０でそのグループの格納チャネル電圧の最大の大きさが決定され、ステップ２６５でＶＣＣは、選択された発光素子グループに対する評価電圧要求のうちで最大の大きさを提供するように、校正される。
【００３７】
ステップ２７０でもし発光素子グループの最大数に達しなかったら、ステップ２９０で次のグループが選ばれ、校正プロセスの上述のステップは、繰り返される。全ての発光素子グループが校正されるまでＣＰＵは、自動校正ルーチンを処理する。
【００３８】
本発明の上述の実施例は、例示的であり、多くの変形例があり得る事は明らかである。そのような未来に亘る変形例は、本発明の範囲からの逸脱とは見なさない。全てのそのような当業者にとって明らかな変形例は、以下の特許請求の範囲に含まれる事が企図されている。
［付記］
付記（１）：
固体照明システムのための適応制御装置であって、前記照明システムは、１以上の発光素子の１以上のグループを含み：
ａ）１以上の発光素子の前記１以上のグループに有効に結合し、独立して制御可能な電圧を各グループに提供するよう構成された電圧制御装置；
ｂ）１以上の発光素子の前記１以上のグループに有効に結合し、前記１以上のグループを通る駆動電流を表す信号を探知し生成するように構成された帰還システム；及び
ｃ）前記帰還システムに有効に結合し、前記信号を受け取るように構成され、前記電圧制御装置に有効に結合し、前記電圧制御装置の作動を制御するように構成された計算装置を含み、
前記計算装置は、前記信号に基づき、各前記１以上のグループを流れる各々の望ましい駆動電流を引き起こすのに必要な電圧を適切に求めるように構成されている装置。
付記（２）：
付記（１）に記載の適応制御装置であって、前記計算装置が１回に前記１以上のグループのうちの１つを作動させる装置。
付記（３）：
付記（２）に記載の適応制御装置であって、前記計算装置が前記１以上のグループのうちの前記１つを選択するように構成されている装置。
付記（４）：
付記（１）に記載の適応制御装置であって、前記計算装置が１回に１必要電圧を適切に求めるように構成されている装置。
付記（５）：
付記（１）に記載の適応制御装置であって、前記電圧制御装置が各グループに必要な電圧を保持するための記憶装置を含む装置。
付記（６）：
付記（１）に記載の適応制御装置であって、各グループが、１以上の並行チャネルを含み、各チャネルが１以上の発光素子を含む装置。
付記（７）：
付記（６）に記載の適応制御装置であって、前記計算装置が１回に前記１以上のチャネルのうちの１つを作動させることができる装置。
付記（８）：
付記（７）に記載の適応制御装置であって、前記計算装置が前記１以上のチャネルのうちの１つを選択するように構成されている装置。
付記（９）：
付記（１）に記載の適応制御装置であって、前記帰還システムが、前記信号を提供するために前記１以上のグループに有効に結合する電流センサーを含む装置。
付記（１０）：
付記（１）に記載の適応制御装置であって、前記計算装置が周期的に各必要電圧を求める様に構成されている装置。
付記（１１）：
付記（１）に記載の適応制御装置であって、前記計算装置が無作為に各必要電圧を求める様に構成されている装置。
付記（１２）：
付記（１）に記載の適応制御装置であって、前記計算装置が要求に応じて各必要電圧を求める様に構成されている装置。
付記（１３）：
付記（１）に記載の適応制御装置であって、前記計算装置が所定の最小電圧から始まる所定の電圧増加分を用い、各必要電圧を求める装置。
付記（１４）：
付記（１）に記載の適応制御装置であって、前記計算装置がインターバルネスティングを用い、各必要電圧を求める装置。
付記（１５）：
１以上の発光素子からなるグループを含むシステムに印加された時にそのグループを流れる望ましい駆動電流引き起こす電圧を決定する方法であって：
ａ）第１の電圧を求めるステップ；
ｂ）前記第１の電圧を前記システムに印加するステップ；
ｃ）第１の駆動電流を決定するステップ；
ｄ）前記第１の駆動電流及び前記望ましい駆動電流の比較に基づいて新しい第１の電圧を適切に求めるステップ
を含む方法。
付記（１６）：
付記（１５）に記載の方法であって、前記新しい第１の電圧が、所定の電圧の大きさ分だけ増加又は減少させた前記第１の電圧に等しくなる方法。
付記（１７）：
付記（１５）に記載の方法であって，  前記新しい第１の電圧が、前記第１の電圧と第２の電圧との間にあることが決定され、前記第２の電圧が、スキーム（scheme）に従い、決定される方法。
付記（１８）：
付記（１５）に記載の方法であって、前記第１の駆動電流と前記望ましい駆動電流とのずれが、所定の望ましい電流の大きさ分を超えなくなるまで一続きのステップが繰り返される方法。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の１実施例に従い、照明システムのための適応制御装置の構成を示す。
【図２Ａ】本発明の１実施例に従い、順電圧自動校正方法を定義するフローチャートの第１部分を示す。
【図２Ｂ】本発明の１実施例に従い、図２Aの順電圧自動校正方法を定義するフローチャートの第２部分を示す。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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