(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体光源を滑らかに調光するための方法であって、
調光器から受信された電圧の調光角度を測定するステップと、
前記調光角度に応じて、前記固体光源によって出力されるべき光の目標輝度を決定するステップと、
前記固体光源によって現在出力されている光の現在輝度を決定するステップと、
前記現在輝度及び前記目標輝度に基づいてスルーレートを決定するステップと、
前記固体光源によって現在出力されている光の前記現在輝度を、前記スルーレートを用いて前記目標輝度に合わせるステップと
を含み、
前記スルーレートを決定するステップは、前記現在輝度と前記目標輝度との間の差に基づいて輝度誤差を計算し、前記スルーレートと前記輝度誤差との関係が非線形になるように、前記スルーレートを決定するステップを含む、
方法。
【請求項２】
前記スルーレートを決定する前記ステップは、前記現在輝度を滑らかに調整するよう繰り返し行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スルーレートは、以下の式に従って決定され、
【数１】
0005876591.tif 000003
ここで、ＳＲは前記スルーレートであり、Ｂｃは前記現在輝度であり、Ｂｔは前記目標輝度であり、Ｎは正規化定数である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記正規化定数Ｎの値は、約５０００に設定される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
調光器ノイズに起因する前記目標輝度の小さな変化は、前記現在輝度に変化を起こさない、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記調光角度の大きなステップの調整に起因する前記目標輝度の大きな変化は、前記現在輝度に急激な変化を起こす、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記スルーレートは、前記調光角度が測定されるレートとほぼ同じレートで繰り返し決定され、前記現在輝度は、前記スルーレートが決定されるごとに、該決定されたスルーレートに基づく電力制御信号に従って調整される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記調光角度は、ＡＣライン電圧の半周期ごとに測定される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記スルーレートは、約１００回／秒のレートで決定される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
固体光源が出力する光のレベルを調光器に応じて制御するためのシステムであって、
前記調光器からの整流電圧に基づいて前記調光器の調光角度を検出し、前記検出された調光角度によって示される光の目標輝度、及び前記固体光源によって現在出力されている光の現在輝度に基づいてスルーレートを計算し、前記調光角度及び前記計算されたスルーレートに基づいて電力制御信号を生成する調光角度検出器と、
前記調光器からの前記整流電圧、及び前記調光角度検出器からの前記電力制御信号に応じて、前記固体光源に出力電圧を供給する電力コンバータと
を含み、
前記調光角度検出器は、前記現在輝度と前記目標輝度との間の差に基づいて輝度誤差を計算し、前記スルーレートと前記輝度誤差との関係が非線形になるように、前記スルーレートを計算する、システム。
【請求項１１】
前記調光角度検出器は、前記スルーレートを連続的に計算する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記調光角度検出器は、さらに、以下の式に従って前記スルーレートを計算し、
【数２】
0005876591.tif 000004
ここで、ＳＲは前記スルーレートであり、Ｂｃは前記現在輝度であり、Ｂｔは前記目標輝度であり、Ｎは正規化定数である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記調光角度検出器は、さらに、ＡＣライン電圧の約半周期ごとに前記調光角度を検出し、前記検出された調光角度に基づいて前記スルーレートを計算する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記電力制御信号は、パルス幅変調信号を含み、前記パルス幅変調信号のデューティサイクルは、前記電力コンバータによって供給される前記出力電圧のレベルを示す、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
固体光源を滑らかに調光するためのコンピュータ読み取り可能媒体であって、前記コンピュータ読み取り可能媒体は、プロセッサによって実行可能なコンピュータコードを記憶し、
調光器から受信された電圧の調光角度を検出するための調光角度コードと、
前記固体光源によって出力される光の目標輝度を前記調光角度に応じて決定するための目標輝度コードと、
前記固体光源によって現在出力されている光の現在輝度を決定するための現在輝度コードと、
前記現在輝度及び前記目標輝度に基づいてスルーレートを決定するためのスルーレートコードと、
前記決定されたスルーレートに少なくとも部分的に基づいて電力制御信号を決定するための電力制御信号コードとを含み、
前記スルーレートコードは、前記現在輝度と前記目標輝度との間の差に基づいて輝度誤差を計算し、前記スルーレートと前記輝度誤差との関係が非線形になるように、前記スルーレートを決定し、
前記固体光源によって出力される光の前記現在輝度は、前記電力制御信号に応じて、前記目標輝度に一致するよう滑らかに調整される、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項１６】
前記スルーレートコードは、前記現在輝度を滑らかに調整するよう繰り返し前記スルーレートを決定する、請求項１５に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項１７】
前記スルーレートコードは、以下の式に従って前記スルーレートを決定し、
【数３】
0005876591.tif 000005
ここで、ＳＲは前記スルーレートであり、Ｂｃは前記現在輝度であり、Ｂｔは前記目標輝度であり、Ｎは正規化定数である、請求項１６に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項１８】
前記電力制御信号に応じて、調光器ノイズに起因する前記目標輝度の小さな変化は前記現在輝度に変化を起こさず、前記調光角度の大きなステップの調整に起因する前記目標輝度の大きな変化は前記現在輝度に急激な変化を起こす、請求項１５に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項１９】
前記調光角度コードによる前記調光角度の検出、及び前記スルーレートコードによる前記スルーレートの決定は、ほぼ同じレートに基づく、請求項１５に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］本発明は、一般的には調光可能な固体光源の制御を対象とする。より具体的には、本明細書が開示する多様な発明的方法及び装置は、調光角度の変化に応じて、調光可能な固体光源による光出力を滑らかに調整することに関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］デジタル照明技術、すなわち、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の半導体光源に基づく照明は、慣用的な蛍光灯、ＨＩＤランプ、及び白熱灯の実行可能な代替物を提供する。ＬＥＤの多数の機能的利点及び利益は、高エネルギー変換及び光効率、耐久性、並びに低運転コスト等を含む。ＬＥＤ技術における近年の進歩は、多くの用途において様々な照明効果を実現可能にする効率的且つ強固なフルスペクトル光源を提供した。例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，０１６，０３８号及び第６，２１１，６２６号に詳述されるように、これらの光源を備える照明器具のいくつかは、異なる色、例えば赤色、緑色、及び青色を生成可能な１つ以上のＬＥＤと、ＬＥＤの出力を独立して制御するためのプロセッサとを含み、様々な色及び変色照明効果を生じる照明モジュールを有する。
【０００３】
［０００３］多様な従来のＬＥＤ照明器具において、オンボードマイクロプロセッサは、調光器によって提供された調光情報を測定（又は評価）することにより、ＬＥＤ光源が出力する光の要求輝度を求めなければならない。例えば、要求輝度の指標として、調光角度を測定して使用してもよい。しかし、調光器の出力は位相によって変動する可能性があり、マイクロプロセッサへの入力にノイズが多く含まれる場合がある。マイクロプロセッサへの入力がＬＥＤ照明器具の輝度に直接マッピングされると、出力光のフリッカー（ちらつき）が視認される。
【０００４】
［０００４］したがって、調光角度の変化に応じてＬＥＤ照明器具による光出力を効率的に制御し、視認可能なフリッカー又は他の不都合な効果を伴うことなく調光レベル間の滑らか（スムーズ）な遷移を可能にすることへの需要が当該分野に存在する。
【発明の概要】
【発明を解決するための課題】
【０００５】
［０００５］本開示は、調光器入力をフィルタリングするためのスルーレートを連続的に決定することにより、固体光源が出力する光を調光器の動作に応じて滑らかに調整するための発明的方法及び装置を対象とする。
【０００６】
［０００６］一般的に、一側面において、本発明は固体光（ＳＳＬ）源を滑らかに調光するための方法に関する。方法は、調光器から受信された電圧の調光角度を測定するステップと、調光角度に応じて、ＳＳＬ源によって出力されるべき光の目標輝度を決定するステップと、ＳＳＬ源によって現在出力されている光の現在輝度を決定するステップと、現在輝度及び目標輝度に基づいてスルーレートを決定するステップとを含む。ＳＳＬ源によって現在出力されている光の現在輝度は、非線形スルーレートを用いて目標輝度に合わせられる。
【０００７】
［０００７］他の側面において、本発明は、固体光源が出力する光のレベルを調光器に応じて制御するためのシステムに関する。システムは、調光角度検出器と電力コンバータとを含む。調光角度検出器は、調光器からの整流電圧に基づいて調光器の調光角度を検出し、検出された調光角度によって示される光の目標輝度、及び固体光源によって現在出力されている光の現在輝度に基づいてスルーレートを計算し、調光角度及び計算されたスルーレートに基づいて電力制御信号を生成する。電力コンバータは、調光器からの整流電圧、及び調光角度検出器からの電力制御信号に応じて、固体光源に出力電圧を供給する。
【０００８】
［０００８］他の側面において、プロセッサによって実行可能なコンピュータコードを記憶する、固体光（ＳＳＬ）源を滑らかに調光するためのコンピュータ読み取り可能媒体が提供される。コンピュータ読み取り可能媒体は、調光器から受信された電圧の調光角度を検出するための調光角度コードと、ＳＳＬ源によって出力される光の目標輝度を調光角度に応じて決定するための目標輝度コードと、ＳＳＬ源によって現在出力されている光の現在輝度を決定するための現在輝度コードと、現在輝度及び目標輝度に基づいてスルーレートを決定するためのスルーレートコードと、決定されたスルーレートに少なくとも部分的に基づいて電力制御信号を決定するための電力制御信号コードとを含む。ＳＳＬ源によって出力される光の現在輝度は、電力制御信号に応じて、目標輝度に一致するよう滑らかに調整される。
【０００９】
［０００９］  本開示の目的のために本明細書で使用される限り、用語「ＬＥＤ」は、あらゆるエレクトロルミネセントダイオード、又は、電気信号に応じて放射可能な他のタイプのキャリア注入／結合ベースシステムを含むと理解されたい。したがって、用語ＬＥＤは、限定はされないが、電流に応じて発光する様々な半導体ベース構造、発光ポリマー、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、エレクトロルミネセントストリップ等を含む。特に、用語ＬＥＤは、赤外線スペクトル、紫外線スペクトル、及び可視スペクトル（一般的に、放射波長約４００〜７００ｎｍを含む）の様々な部分のうちの１つ以上を放射するよう構成され得るあらゆる種類の発光ダイオード（半導体及び有機発光ダイオードを含む）を指す。ＬＥＤのいくつかの例は、限定されないが、様々な種類の赤外線ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、こはく色ＬＥＤ、橙色ＬＥＤ、及び白色ＬＥＤ（下記においてより詳細に説明）を含む。また、ＬＥＤは、所与のスペクトルに対して様々なバンド幅（例えば、狭いバンド幅、広いバンド幅）（例えば、半値全幅ＦＷＨＭ）を有し、また所与の一般的な色カテゴリ内に様々な主波長を有する放射線を生成するよう構成及び／又は制御されてもよいことを理解されたい。  
【００１０】
［００１０］例えば、基本的に白色光を生成するよう構成されたＬＥＤ（例えば、白色ＬＥＤ）の一実施形態は、組み合わされて混ざると白色光を形成する、それぞれが異なるエレクトロルミネセンススペクトルを出射する複数のダイを含んでもよい。他の実施形態において、白色光ＬＥＤは、第１スペクトルを有するエレクトロルミネセンスを異なる第２スペクトルに変換する蛍光体材料を伴ってもよい。この実施形態の一例において、比較的短い波長及び狭いバンド幅スペクトルを有するエレクトロルミネセンスは蛍光体材料に（光を）「注入」し、蛍光体材料は、いくらか幅が広いスペクトルを有する、より長い波長の放射線を放射する。
【００１１】
［００１１］用語「ＬＥＤ」は、ＬＥＤの物理的及び／又は電気的パッケージタイプを限定しないと理解されるべきである。例えば、上記のように、ＬＥＤは、各々が異なる放射スペクトルを発するよう構成された（例えば、個別に制御可能な又は不可能な）複数のダイを備える単一の発光デバイスを指し得る。また、ＬＥＤは、ＬＥＤの一体的な部分として考えられる蛍光体を伴ってもよい（例えば、一部のタイプの白色ＬＥＤ）。一般的に、用語「ＬＥＤ」は、パッケージＬＥＤ、非パッケージＬＥＤ、表面実装ＬＥＤ、チップオンボードＬＥＤ、Ｔパッケージ実装ＬＥＤ、放射状パッケージＬＥＤ、パワーパッケージＬＥＤ、並びに何らかの種類のケース及び／又は光学要素（例えば、拡散レンズ）を含むＬＥＤ等を指し得る。  
【００１２】
［００１２］用語「光源」は、限定はされないが、ＬＥＤベース光源（上記で定義された１つ以上のＬＥＤを含む）、白熱光源（例えば、フィラメントランプ、ハロゲンランプ）、蛍光源、燐光源、高輝度放電（ＨＩＤ）源（例えば、ナトリウムランプ、水銀ランプ、及びメタルハライドランプ）、レーザ、他の種類の電子発光源、高熱発光源（例えば、炎）、キャンドル発光源（例えば、ガスマントル、炭素アーク放射線源）、光ルミネセンス源（例えば、放電光源）、電子飽和を利用するカソード発光源、ガルバノ発光源、水晶発光源、キネ（ｋｉｎｅ−）発光源、熱発光源、摩擦発光源、ソノルミネッセンス発光源、放射発光源、及び発光ポリマーを含む様々な放射線源のうちの任意の１つ以上を指すと理解されたい。
【００１３】
［００１３］所与の光源は、可視スペクトル内、可視スペクトル外、及び両者の組み合わせの電磁放射線を生成するよう構成され得る。よって、本明細書において、用語「光」及び「放射線」は交換可能に使用される。また、光源は、一体的な部品として１つ以上のフィルタ（例えば、カラーフィルタ）、レンズ、又は他の光学部品を含み得る。また、光源は、限定はされないが、指示、表示、及び／又は照明を含む多様な用途のために構成され得る。「照明源」は、室内又は屋外空間を有効に照らすのに十分な強度を有する放射線を生成するよう特に構成された光源である。このコンテキストにおいて、「十分な強度」は、空間又は環境において生成された可視スペクトルにおける、周囲照明（すなわち、光は間接的に知覚されてもよく、例えば、知覚される前に１つ以上の様々な妨害表面によって全体又は一部が反射されてもよい）を提供するのに十分な放射電力を指す（放射電力又は「光束」に関しては、光源から全ての方向に出力される全ての光を表すために単位「ルーメン」がしばしば使用される）。
【００１４】
［００１４］用語「スペクトル」は、１つ以上の光源によって生成される放射線の任意の１つ以上の周波数（又は波長）を指すと理解されるべきである。したがって、用語「スペクトル」は、可視範囲だけでなく、赤外線、紫外線、及び全電磁スペクトルの他の範囲の周波数（又は波長）を指す。また、所与のスペクトルは比較的狭いバンド幅（例えば、基本的に少数の周波数又は波長成分を有するＦＷＨＭ）又は比較的広いバンド幅（多様な相対的強度を有する複数の周波数又は波長成分）を有し得る。所与のスペクトルは、２つ以上の他のスペクトルを混合することにより得られてもよいことを理解されたい（例えば、複数の光源から発せられた放射線を混合する）。
【００１５】
［００１５］本明細書において、用語「照明器具」は、特定のフォームファクタ、アセンブリ、又はパッケージの１つ以上の照明ユニットの実装又は構成を指すために用いられる。本明細書において、用語「照明ユニット」は、同じ又は異なるタイプの１つ以上の光源を含む装置を指すために使用される。所与の照明ユニットは、多様な光源の実装構成、包装／ハウジング構成及び形状、並びに／又は電気的及び機械的接続構成のうちの任意の１つを有し得る。また、任意で、所与の照明ユニットは、光源の動作に関係する様々な他の部品（例えば、制御回路）と関連付けられ得る（例えば、含む、結合される、及び／又はともにパッケージングされる）。「ＬＥＤベース照明ユニット」は、上記のようなＬＥＤベース光源を１つ以上、単独で又は他の非ＬＥＤベース光源と組み合わせて含む照明ユニットを指す。「複数チャネル」照明ユニットは、それぞれが異なる放射スペクトルを生成するよう構成された少なくとも２つの光源を含むＬＥＤベース又は非ＬＥＤベース照明ユニットを指す。各光源スペクトルは、複数チャネル照明ユニットの「チャネル」と呼ばれる場合がある。
【００１６】
［００１６］本明細書において、用語「コントローラ」は、一般的には１つ以上の光源の動作に関連する様々な装置を説明するために用いられる。コントローラは、本明細書で説明される多様な機能を実行するために、多くの方法で実装できる（例えば、専用のハードウェア等によって）。「プロセッサ」は、コントローラの一例であり、本明細書において説明される多様な機能を実行するためにソフトウェア（例えば、マイクロコード）を使用してプログラミングされ得る１つ以上のマイクロプロセッサを使用する。コントローラは、プロセッサを使用して又は使用せずに実装され得り、また、いくつかの機能を実行する専用ハードウェアと、他の機能を実行するプロセッサ（例えば、１つ以上のプログラミングされたマイクロプロセッサ及び関連する回路）との組み合わせとしても実装できる。本開示の多様な実施形態において使用され得るコントローラ部品の例は、限定されないが、慣用的なマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）である。
【００１７】
［００１７］多様な実施形態において、プロセッサ又はコントローラは１つ以上の記憶媒体（本明細書において、通常「メモリ」と呼ばれ、例えばＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク、光学ディスク、磁気テープ等の揮発性及び非揮発性コンピュータメモリ等）に関連付けられ得る。いくつかの実施形態において、１つ以上のプロセッサ及び／又はコントローラ上で実行される際、記憶媒体は、本明細書で説明される機能のうちの少なくとも一部を実行する１つ以上のプログラムによって符号化され得る。様々な記憶媒体がプロセッサ若しくはコントローラ内に固定されてもよく、又は、移動可能でもよく、記憶媒体上に記憶された１つ以上のプログラムがプロセッサ若しくはコントローラにロードされて、本明細書に説明される本発明の多様な側面を実行してもよい。本明細書において、用語「プログラム」又は「コンピュータプログラム」は広義の意味で使用され、１つ以上のプロセッサ又はコントローラをプログラミングするために用いることができるあらゆる種類のコンピュータコード（例えば、ソフトウェア又はマイクロコード）を指す。
【００１８】
［００１８］ネットワークの一実施形態において、ネットワークに結合された１つ以上のデバイスは、当該ネットワークに結合された１つ以上の他のデバイスのためのコントローラとして動作し得る（例えば、マスタ／スレーブ関係）。他の実施形態において、ネットワーク化された環境は、ネットワークに結合された１つ以上のデバイスを制御するよう構成された専用コントローラを１つ以上含んでもよい。一般的に、ネットワークに結合された複数のデバイスは、通信媒体又はメディア上に存在するデータへのアクセスを各々有し得る。しかし、所与のデバイスは、「アドレス指定可能」であってもよく、例えば自身に割り当てられた１つ以上の特定の識別子（例えば、「アドレス」）に基づいてネットワークとデータを選択的に交換する（すなわち、データを受信及び／又は送信する）よう構成される。
【００１９】
［００１９］本明細書において使用される用語「ネットワーク」は、任意の２つ以上のデバイス間、及び／又はネットワークに結合された複数のデバイス間で（例えば、デバイス制御、データ保存、データ交換等のための）情報の伝送を容易にする２つ以上のデバイス（コントローラ又はプロセッサを含む）のあらゆる相互接続を指す。容易に理解されるであろうが、複数のデバイスを相互接続するのに適したネットワークの多様な形態は、多様なネットワークトポロジーのうちの任意のトポロジーを含み得り、多様な通信プロトコルのうちの任意のプロトコルを使用し得る。また、本開示に係る多様なネットワークにおいて、２つのデバイス間の接続は、２つのシステム間の専用接続、あるいは非専用接続を表し得る。かかる非専用接続は、２つのデバイス用の情報を運ぶのに加えて、両デバイスのいずれかに必ずしも向けられていない情報を運び得る（すなわち、オープンネットワーク接続）。また、本明細書において説明されるような多様なデバイスネットワークは、ネットワーク中の情報伝送を容易にするために、１つ以上の無線、有線／ケーブル、及び／又はファイバ光リンクを使用し得ることが容易に理解されるであろう。
【００２０】
［００２０］上記概念、及び下記において詳細に説明される他の概念の組み合わせの全てが（かかる概念が互いに矛盾しないことを前提として）、本明細書が開示する主題の一部として考えられることを理解されたい。特に、本開示の末尾に表す特許請求の主題の組み合わせの全ては、本開示の主題の一部として考えられる。また、本明細書で明確に使用され、また、参照によって組み込まれる開示内に現れ得る用語は、本開示が開示する特定の概念と最も調和する意味を与えられるべきであると理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
［００２１］図面において、同様な参照符号は通常、異なる図面を通して同じ部品又は部分を示す。また、図面は必ずしも縮尺通りではなく、通常、本発明の原理を説明するために強調がなされる。
【００２２】
【図１】［００２２］図１は、代表的な一実施形態に係る、スルーレート決定回路を含む調光可能照明システムを示す簡略化されたブロック図である。
【図２Ａ−２Ｂ】［００２３］図２Ａ及び２Ｂは、代表的な実施形態に係る、スルーレート決定回路を含む調光可能照明システムを示す簡略化された回路図である。
【図３】［００２４］図３は、代表的な一実施形態に係る、スルーレート決定を用いる固体光源の調光制御を示すフロー図である。
【図４】［００２５］図４は、代表的な実施形態に係る輝度誤差対スルーレートを表す曲線を示す。
【図５Ａ−５Ｃ】［００２６］図５Ａ〜５Ｃは、代表的な一実施形態に係る、調光器のサンプル波形及び対応するデジタルパルスを示す。
【図６】［００２７］図６は、代表的な一実施形態に係る、調光器の調光角度を検出するプロセスを示すフロー図である。
【図７】［００２８］図７は、他の代表的な実施形態に係る、調光器の調光角度を検出するプロセスを示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［００２９］以下の詳細な説明において、限定ではなく説明を目的として、本開示の教示の完全な理解をもたらすために、具体的な詳細を開示する代表的な実施形態が記載されている。しかし、本明細書に開示される具体的な詳細から逸脱する、本開示の教示に係る他の実施形態が特許請求の範囲内に含まれることは、本開示の利益を享受した当業者には明らかであろう。また、代表的な実施形態の説明を不明瞭にすることを避けるために、周知の装置及び方法の説明は省略される場合がある。かかる方法及び装置は、本開示の教示の範囲内に明確に含まれる。
【００２４】
［００３０］出願人は、例えばフリッカー及び／又は光レベルの視認可能なジャンプを防止する、ＬＥＤ又は他の固体光源の滑らかな調光動作を提供可能な回路を提供する利益を認識及び理解した。
【００２５】
［００３１］したがって、多様な実施形態によれば、固体光源が出力する光の現在輝度と、固体光源が出力する光の目標輝度との間の差に応じて、例えば所定のサンプリングレートで、調光器設定によって指示されるようにスルーレートを決定及び／又は連続的に変化させるスルーレート制御技術が使用される。スルーレートの制御は、調光動作に応じた光の滑らかな遷移を可能にし、フリッカーを排除する。これは、供給される調光角度は位相によってはノイズを多く含み得るために、照明器具の輝度が不規則に挙動することを防ぐ。
【００２６】
［００３２］図１は、代表的な一実施形態に係る、スルーレート決定回路を含む調光可能照明システムを示す簡略化されたブロック図である。
【００２７】
［００３３］図１を参照すると、調光システム１００は、調光器１０４、及び電圧商用電源１０１からの（調光された）整流電圧Ｕｒｅｃｔを供給する整流器１０５を含む。多様な実施形態によれば、電圧商用電源１０１は、１００ＶＡＣ、１２０ＶＡＣ、２３０ＶＡＣ、及び２７７ＶＡＣ等、異なる非整流入力ＡＣライン電圧を供給し得る。調光器１０４は、例えば、スライダー１０４ａの鉛直操作に応じて電圧商用電源１０１からの電圧信号波形の先端（先端調光器）又は後端（後端調光器）を切り落とすことによって調光能力を提供する位相切断調光器、又はＥＬＶ調光器である。一般的に、整流電圧Ｕｅｒｃｔの大きさは調光器１０４によって設定された調光レベルに比例し、低い調光角度又は調光レベルは、低い整流電圧Ｕｒｅｃｔをもたらす。図示の例において、スライダーが下方に動かされると調光角度が低減し、固体光源１３０による光出力量が減少し、上方に動かされると、調光角度が上昇し、固体光源１３０による光出力量が増加する。ただし、他の多様な構成を取ることができる。
【００２８】
［００３４］調光可能照明システム１００は、調光角度検出器１１０及び電力コンバータ１２０をさらに含む。通常、調光角度検出器１１０は、整流電圧Ｕｒｅｃｔに基づいて調光器１０４の調光角度を検出し、制御ライン１２９を介して電力コンバータ１２０に電力制御信号を出力する。電力制御信号は、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）信号又は他のデジタル信号であり、検出された調光角度に基づいて調光角度検出器１１０が決定したデューティサイクルに従って、高レベルと低レベルとを交替し得る。デューティサイクルは、約１００％（例えば、継続的に高いレベル）から約０％（例えば、継続的に低いレベル）の範囲内であり、この範囲内のあらゆるパーセントを含み、後述されるように電力コンバータの電力設定を適切に調整し、固体光源１３０が出射する光のレベルを制御する。
【００２９】
［００３５］多様な実施形態において、電力コンバータ１２０は整流電圧Ｕｒｅｃｔを整流器１０５から受信し、固体光源１３０に給電するための対応するＤＣ出力電圧を出力する。電力コンバータ１２０は、整流器１０５を介して調光器１０４から出力された電圧の大きさ、及び／又は制御ライン１２９を介して調光角度検出器１１０によって供給された電力制御信号の電力設定値に基づいて、整流電圧ＵｒｅｃｔとＤＣ電圧との間で変換を行う。調光器１０４から出力される電圧の大きさは、スライダー１０４ａの操作によって設定され得る。
【００３０】
［００３６］電力制御信号の値は、以下で図３を参照して説明される、スルーレートの決定及び適用を含む、多様な実施形態に係る所定の制御機能又はアルゴリズムに従って調光角度検出器１１０によって設定される。したがって、電力コンバータ１２０によって出力されるＤＣ電圧は、調光器１０４が適用する調光角度（すなわち、調光レベル）、及び調光角度によって示される所望の（又は目標の）光出力と、固体光源１３０から現在出力されている実際の（又は現在の）光との間の差を補償する調整を反映する。当業者には明らかであろうが、整流電圧ＵｒｅｃｔとＤＣ電圧との間の変換のための機能はさらに、電力コンバータ１２０の特性、固体光源１３０の種類及び構成、並びに多様な実施形態の他の適用及び設計要件等の追加要因に依存し得る。
【００３１】
［００３７］多様な実施形態において、整流器１０５、調光角度検出器１１０、電力コンバータ１２０、及び固体光源１３０は、白熱電球用に設計された従来のランプソケットとともに使用するためレトロフィットされ得るＬＥＤランプ等の照明ユニット内に含まれてもよい。かかる照明ユニットは、必要であれば、ビーム成形及び／又は色彩効果等の設計特有要件を満たすために多様な光学要素（図示なし）をさらに含んでもよい。
【００３２】
［００３８］図２Ａ及び２Ｂは、スルーレート決定回路を含む、代表的な実施形態に係る調光制御システムを示す簡略化された回路図を示す。図２Ａ及び２Ｂの一般的な要素は図１に示すものと同様であるが、例示の構成に基づき、多様な代表的な要素に関してはさらに詳細に示されている。当然ながら、本開示の教示の範囲から逸脱することなく他の構成を取ることができる。
【００３３】
［００３９］説明のために図２Ａを参照すると、調光制御システム２００Ａは、整流器２０５、調光角度検出器２１０Ａ（点線の四角）、電力コンバータ２２０、及びＬＥＤ光源２３０を含む。整流器１０５に関して上述したように、ＤＩＭ  Ｈｏｔ及びＤＩＭ  Ｎｅｕｔｒａｌ入力によって示された調光器（図示なし）に接続され、電圧商用電源（図示なし）から（調光された）非整流電圧を受信する。図示の構成において、整流器２０５は、整流電圧ノードＮ２と接地電圧との間に接続された４つのダイオードＤ２０１〜Ｄ２０４を含む。整流電圧ノードＮ２は（調光された）整流電圧Ｕｒｅｃｔを受信し、また、整流器２０５と並列に接続された入力フィルタコンデンサＣ２１５を介してグランドに接続されている。
【００３４】
［００４０］調光角度検出器２１０Ａは、整流電圧Ｕｒｅｃｔに基づいて調光角度（調光レベル）を検出し、検出された調光角度、及びＬＥＤ光源２３０によって現在出力されている光量に基づいてスルーレートを決定する。（調光角度によって示される）ＬＥＤ光源２３０が出力すべき所望の光量は「目標輝度」と呼ばれる場合があり、ＬＥＤ光源２３０が現在出力している光量は「現在輝度」と呼ばれる場合がある。スルーレートは非線形でもよく、例えば、調光器ノイズ、及び／又は調光器設定のわずかな調節に起因する調光器角度の比較的小さな変化は、ＬＥＤ光源２３０により出力される光の輝度をゆっくりと変化させ、例えば調光角度の大きなステップの調節に起因する調光角度の比較的大きな変化は、現在の輝度を急激に（しかし滑らかに）変化させる。
【００３５】
［００４１］調光角度検出器２１０Ａは、デジタル又はＰＷＭ出力２１９から制御ライン２２９を介して電力コンバータ２２０にデジタル電力制御信号を出力し、ＬＥＤ光源２３０の動作を制御する。これは、調光角度検出器２１０Ａが、検出された調光角度、及び連続的に計算され得るスルーレートに基づいて、入力商用電源からＬＥＤ光源２３０に送られる電力量を選択的に調整することを可能にする。図示の代表的な実施形態において、電力制御信号は、調光角度検出器２１０Ａによって決定されるデューティサイクルを有するＰＷＭ信号であり、電力コンバータ２２０に供給される電力設定に対応する。
【００３６】
［００４２］また、図示の代表的な実施形態において、調光角度検出器２１０Ａは、整流電圧Ｕｒｅｃｔの波形を用いて調光角度を決定し、ＰＷＭ出力２１９を介してＰＷＭ電力制御信号を出力するマイクロコントローラ２１５を含む。多様な実施形態において、マイクロコントローラ２１５は、例えばAtmel Corporationから入手可能なATtiny84マイクロプロセッサであり得るが、本開示の教示から逸脱することなく他の種類のマイクロコントローラ又は他のプロセッサが含まれてもよい。例えば、マイクロコントローラ２１５の機能は、多様な機能を実行するようソフトウェア若しくはファームウェアを用いてプログラミングされ得る１つ以上のプロセッサ及び／若しくはコントローラ、並びに対応するメモリによって実装されてもよいし、又は一部の機能を実行する専用のハードウェアと他の機能を実行するプロセッサ（例えば、１つ以上のプログラミングされたマイクロプロセッサ及び関連する回路）との組み合わせによって実装されてもよい。多様な実施形態において使用され得るコントローラ要素の例は、限定はされないが、上記のような慣用的なマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ＡＳＩＣ、及びＦＰＧＡを含む。
【００３７】
［００４３］電力コンバータ２２０は、整流電圧ノードＮ２において整流電圧Ｕｒｅｃｔを受信し、調光角度検出器２１０Ａによって供給されたＰＷＭ電力制御信号の制御下において、整流電圧Ｕｒｅｃｔを、ＬＥＤ光源２３０に給電するための対応するＤＣ電圧に変換する。多様な実施形態において、電力コンバータ２２０は、例えばST Microelectronicsから入手可能なＬ６５６２であり得るが、本開示の教示の範囲から逸脱することなく、他の種類のコンバータ又は他の電気変圧器及び／若しくはプロセッサが備えられてもよい。ＬＥＤ光源２３０は、代表的なＬＥＤ２３１及び２３２によって示される、電力コンバータ２２０の出力とグランドとの間の直列接続されたＬＥＤストリングを含む。ＬＥＤ光源２３０を流れる負荷電流の量、よってＬＥＤ光源２３０によって発せられる光の量は、電力コンバータ２２０によって出力される電力の量によって直接制御される。上述したように、電力コンバータ２２０によって出力される電力の量は、整流電圧Ｕｒｅｃｔの大きさ、及び調光角度検出器２１０Ａによって供給されるＰＷＭ電力制御信号によって制御される。
【００３８】
［００４４］図３は、代表的な一実施形態に係る、スルーレート決定を用いる固体光源の調光制御を示すフロー図である。図３に示される動作は、例えば、図２Ａ及び２Ｂに示されるマイクロコントローラ２１５、２５５によって実行されるファームウェア及び／又はソフトウェアによって実行されてもよいし、又はより一般的に調光角度検出器１１０、２１０Ａ、２１０Ｂによって実施されてもよい。ただし、本開示の教示の範囲から逸脱することなく、他の実装を含んでもよい。
【００３９】
［００４５］図３を参照すると、動作Ｓ３２１において、調光整流電圧が（例えば、調光角度検出器２１０Ａ、２１０Ｂ、及び／又はマイクロコントローラ２１５、２５５によって）受信される。調光整流電圧は、例えば調光器において設定された調光レベルに対応する切断波形を有し得る。動作Ｓ３２２において、調光整流電圧に基づいて調光角度が測定される。調光角度を測定するための例示的なプロセスは、図５Ａ〜５Ｃ、６、及び７を参照して後述されるが、本開示の教示の範囲から逸脱することなく、任意の調光角度測定技術が使用され得る。
【００４０】
［００４６］動作Ｓ３２３において、動作Ｓ３２２において測定された調光角度に基づき、固体光源（例えば、固体光源１２０、ＬＥＤ光源２３０）によって出力されるべき光の目標輝度が決定される。動作Ｓ３２４において、固体光源によって現在出力されている光の現在輝度が求められる。例えば、現在輝度を求めるために、マイクロプロセッサ２１５は、単純に（例えば、デジタル電力制御信号を介して）現在適用されている輝度設定を頼ってもよいし、又はメモリから輝度設定を引き出してもよい。あるいは、マイクロプロセッサ２１５は、ＬＥＤ光源によって実際に出力されている光の量を示すフィードバックを電力コントローラ２２０及び／又はＬＥＤ光源２３０から受信してもよい。また、目標輝度及び現在輝度は任意の順番で決定することができ、又は同時に決定してもよいことを理解されたい。
【００４１】
［００４７］動作Ｓ３２５において、動作Ｓ３２３及びＳ３２４で決定された目標輝度及び現在輝度に基づいて、スルーレートが決定される。例えば、スルーレートは数式１に従って計算してもよい。ここで、ＳＲはスルーレート、Ｂｃは現在輝度、Ｂｔは目標輝度、Ｎは正規化定数を表す。
【数１】
0005876591.tif 000002
【００４２】
［００４８］現在輝度（Ｂｃ）と目標輝度（Ｂｔ）との間の差の絶対値は、「輝度誤差」と呼ばれ得る。正規化定数Ｎは、所望の応答が得られるようスルーレートを操作するために選択される。通常、正規化定数Ｎは、大きなスルーレート値を、電力コントローラ２２０及び／又はＬＥＤ光源２３０の動作にとって現実的な範囲にするために使用される所定の値である。例えば、正規化定数の値は５０００に設定され得る。当然ながら、当業者にとっては明らかであろうが、任意の特定の状況において特有の利益をもたらすために、又は多様な実施形態の用途特有設計要件を満たすために、他の値の正規化定数Ｎが組み込まれてもよい。正規化定数Ｎの値は、後述されるスルーレートが計算される頻度、及びＬＥＤ光源２３０によって出力される光のレゾリューションに部分的に依存する。当然ながら、本開示の教示の範囲から逸脱することなく、動作Ｓ３２５において、他の数式を適用してスルーレートを計算してもよい。
【００４３】
［００４９］動作Ｓ３２６において、ＬＥＤ光源２３０によって出力される光の現在輝度が、動作Ｓ３２５において決定されたスルーレートを用いて調整される。多様な実施形態によれば、現在輝度が滑らかに調整されることにより、調整中にフリッカーが視認されず、また固体照明負荷によって出力される光のレベルに大きなステップ又はジャンプ（「ラバーバンド」効果として知られる）が存在しない。
【００４４】
［００５０］一実施形態において、現在輝度を滑らかに調整するよう、スルーレートの値は毎秒数回繰り返し計算され、スルーレートは連続的に制御される。より具体的には、スルーレートは、調光角度が決定されるレートとほぼ同じレートで計算及び適用されてもよい。例えば、マイクロコントローラ２１５は、ＡＣライン電圧の半周期ごとに調光角度を（動作Ｓ３２２において）測定してもよく、これは、１２０ＶＡＣライン電圧の場合は毎秒約１００〜１２０回である。したがって、マイクロコントローラ２１５は、同様なレートで、すなわち毎秒約１００回新しいスルーレートを決定して、これに応じて出力電力制御信号を更新できる。当然ながら、マイクロコントローラ２１５は、ＡＣライン電圧の半周期ごとよりも頻繁に調光角度を測定（動作Ｓ３２２）してもよく、これは、一般的には出力光の現在輝度の変化に一層滑らかな様相を与える。更新された電力制御信号に応じて、電力コントローラ２２０は、ＬＥＤ光源２３０によって出力される光の現在輝度を調整する。スルーレート技術の聡明な選択により、ヒステリシス要素は小さくなり、現在輝度が変化するためには、目標輝度が少なくとも所定の最小量変化しなければならない。したがって、ＬＥＤ光源２３０の現在輝度は白熱灯とほぼ同じように滑らかに変化し、視認可能なフリッカーは発生しない。
【００４５】
［００５１］数式１に関連して上述した例のように、スルーレートが非線形の場合、調光器設定が速く動かされているとき、固体光源によって出力される光の現在輝度の調光角度に対する応答性は、より高い。言い換えれば、調光器設定に大きなステップが生じた場合、固体光源は、出力光の現在輝度をより速く変更するよう制御される。また、上述したように、例えば調光器ノイズ又は調光器設定における小さなステップに起因する小さな変化は、現在輝度の非常にゆっくりとした変化をもたらし、特定の状況下において、例えば変化がハードウェアによってサポートされる閾値未満である場合、現在輝度は全く変化しない。したがって、多様な実施形態は、ランダムなノイズが現在輝度を変化させることを防ぐ。調光器設定における大きなステップの一例は、目標輝度における約２０％以上の実質的に瞬間的な変化であり、調光器設定における小さなステップの一例は、目標輝度における約５％以下の実質的に瞬間的な変化である。
【００４６】
［００５２］図４は、代表的な一実施形態に係る、輝度誤差対スルーレートを示す曲線を含むグラフである。
【００４７】
［００５３］図４を参照すると、曲線４１０及び４２０は、輝度誤差の関数としての対応するスルーレート値を示す。上述したように、輝度誤差は、固体光源によって出力される現在輝度と目標輝度との間の差の絶対値である。曲線４１０は、スルーレートと輝度誤差との間の線形関係を示し、一方、曲線４２０は、数式１に関連して上記したように、スルーレートと輝度誤差との間の非線形関係を示す。
【００４８】
［００５４］図３を再び参照して、動作Ｓ３２２は、調光角度検出器２１０Ａ、２１０Ｂによって受信された整流電圧Ｕｒｅｃｔに基づいて調光器の調光角度を検出又は測定する。上述したように、調光角度の測定は、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な方法によって実現され得る。調光角度を求める例示的な２つの方法を、図２Ａ及び２Ｂに示す代表的な実施形態を参照して以下に述べる。
【００４９】
［００５５］図２Ａは、代表的な一実施形態に係る、調光可能照明システムの調光角度検出器を示す簡略化された回路図である。図２Ａにおいて、調光角度検出器２１０Ａは、整流電圧Ｕｒｅｃｔの波形を用いて調光角度を求めるマイクロコントローラ２１５を含む。マイクロコントローラ２１５は、比較器２１４の出力に接続されたデジタル入力ピン２１８を有する。比較器２１４は、例えばオペアンプであり、（調光された）整流電圧Ｕｒｅｃｔを受信するために第１電圧ディバイダに接続された正入力、及び整流電圧Ｕｒｅｃｔとの比較のための基準電圧を受信するために第２電圧ディバイダに接続された負入力を備える。マイクロコントローラ２１５はさらに、ＰＷＭ出力２１９等のデジタル出力を備える。
【００５０】
［００５６］第１電圧ディバイダは、整流電圧ノードＮ２と第１入力ノードＮ１との間に直列に接続された第１及び第２抵抗Ｒ２１１及びＲ２１２、並びに検出ノードＮ１とグランドとの間に接続された第３抵抗Ｒ２１３を含む。第２電圧ディバイダは、電圧源Ｖｃｃと第２入力ノードＮ３との間に接続された第４抵抗Ｒ２１６、及び第２入力ノードＮ３とグランドとの間に接続された第５抵抗を含む。図示の実施形態において、例えば、第１抵抗Ｒ２１１の値は約１ＭΩ、第２抵抗Ｒ２１２の値は約１ＭΩ、第３抵抗Ｒ２１３の値は約２０ｋΩ、第４抵抗Ｒ２１６の値は約５０ｋΩ、第５抵抗Ｒ２１７の値は約１２ｋΩでもよい。ただし、当業者には明らかであろうが、第１〜第５抵抗Ｒ２１１、Ｒ２１２、Ｒ２１３、Ｒ２１６、及びＲ２１７の各値は、任意の特定の状況において特有の利益をもたらすために、又は多様な実施形態の用途特有設計要件を満たすために変更されてもよい。一般的に、第１、第２、及び第３抵抗Ｒ２１１、Ｒ２１２、及びＲ２１３は、ＡＣ電圧値を比較器２１４によって処理可能な電圧範囲まで分割し、第４及び第５抵抗Ｒ２１６及びＲ２１７は、比較器２１４のために基準電圧を作成し、調光角度を容易に読み取り可能にする。例えば、フルＡＣ電圧動作（例えば、２７７ＶＡＣ）において、第１、第２、及び第３抵抗Ｒ２１１、Ｒ２１２、及びＲ２１３は、ＡＣ電圧値を５Ｖ未満に分割してもよく、第４及び第５抵抗は、方形波出力信号のために２．５Ｖ基準を提供してもよい。
【００５１】
［００５７］第１電圧ディバイダは、比較器２１４の正入力に供給される（調光された）整流電圧Ｕｒｅｃｔの量を限定し、第２電圧ディバイダは、比較器２１４の負入力に所定の基準電圧（例えば、２．５Ｖ）を供給する。例えば、整流電圧Ｕｒｅｃｔの信号波形が高くなると（例えば、基準電圧より高く）、比較器は高電圧レベル（「１」）を出力し、整流電圧Ｕｒｅｃｔの信号波形が低くなると（例えば、基準電圧未満）、比較器は低電圧レベル（「０」）を出力する。したがって、マイクロコントローラ２１５のデジタル入力ピン２１８において得られる論理レベルデジタルパルスは、切断された整流電圧Ｕｒｅｃｔの変動に忠実に従う（例えば、図５Ａ〜５Ｃ参照）。
【００５２】
［００５８］より具体的には、図５Ａ〜５Ｃは、代表的な実施形態に係るサンプル波形、及びデジタル入力ピン２１８における対応するデジタルパルスを示す。各図の上側の波形は切断された整流電圧Ｕｒｅｃｔを示し、切り落とされた量は、調光のレベルを反映する。例えば、波形は、調光器の出力において現れるフル１７０Ｖ（又はＥＵにおいては３４０Ｖ）ピーク整流正弦波の一部を表してもよい。下側の方形波形は、マイクロコントローラ２１５のデジタル入力ピン２１８において見られる対応するデジタルパルスを示す。特に、各デジタルパルスの長さは切断された波形に対応し、よって、調光器の内部スイッチが「オン」である時間の合計と等しい。デジタル入力ピン２１８を介してデジタルパルスを受信することにより、マイクロコントローラ２１５は、調光器が設定されたレベル（すなわち、調光角度）を求めることができる。
【００５３】
［００５９］図５Ａは、波形の隣に示す調光器スライダーの上端ポジションによって示されるように、調光器の設定が最も高い場合における、整流電圧Ｕｒｅｃｔのサンプル波形及び対応するデジタルパルスを示す。図５Ｂは、波形の隣に示す調光器スライダーの中間のポジションによって示されるように、調光器の設定が中間の場合における、整流電圧Ｕｒｅｃｔのサンプル波形及び対応するデジタルパルスを示す。図５Ｃは、波形の隣に示す調光器スライダーの下端ポジションによって示されるように、調光器の設定が最も低い場合における、整流電圧Ｕｒｅｃｔのサンプル波形及び対応するデジタルパルスを示す。
【００５４】
［００６０］図６は、代表的な一実施形態に係る、調光器の調光を検出するプロセスを示すフロー図である。プロセスは、例えば、図２Ａに示すマイクロコントローラ２１５によって実行されるファームウェア及び／又はソフトウェアによって実行されてもよいし、より一般的には、調光角度検出器１１０、２１０Ａによって実行されてもよい。
【００５５】
［００６１］図６の動作Ｓ６２１において、マイクロコントローラ２１５のデジタル入力ピン２１８が監視され、デジタルピンインタラプトが検出される。デジタルピンインタラプトは、低電圧レベルから高電圧レベルへの、又は高電圧レベルから低電圧レベルへの、比較器２１４の出力の電圧レベルにおける変化を示す。インタラプトが検出されない場合（動作Ｓ６２１：Ｎｏ）、監視が継続される。
【００５６】
［００６２］インタラプトが検出されると（動作Ｓ６２１：Ｙｅｓ）、動作Ｓ６２２において、インタラプトが検出された時点において、デジタルピン２１８の値が高電圧レベル（デジタル「１」）であるか、低電圧レベル（デジタル「０」）であるかが判定される。デジタルピン２１８の値が「１」の場合、これは、ある周期の終わり及び次の周期の開始、並びにデューティサイクルの開始を示す。したがって、動作Ｓ６２３において、周期の終わりに対応して周期タイマーが停止される。また、動作Ｓ６２４において、次のデューティサイクルの開始に対応してデューティサイクルタイマーが始動され、動作Ｓ６２５において、次の周期の開始に対応して周期タイマーが再び始動される。動作Ｓ６２２においてデジタルピン２１８の値が「０」の場合、これは、デューティサイクルの終わりを示す。したがって、動作Ｓ６２６において、現在の周期におけるデューティサイクルの終わりに対応してデューティサイクルタイマーが停止される。プロセスは動作Ｓ６２１に戻り、デジタル入力ピン２１８の監視が継続される。
【００５７】
［００６３］周期におけるデューティサイクルの値は、調光器が設定されたレベル、又は調光器の調光角度の正確な指標をマイクロコントローラ２１５に与える。すなわち、デューティサイクルが小さいほど調光角度は大きく（例えば、図５Ｃに示すように）、デューティサイクルが大きいほど調光角度は小さい（例えば、図５Ａに示すように）。多様な実施形態において、調光角度は、例えばマイクロコントローラ２１５によって、カウンタ値の所定の関数を用いて計算されてもよい。当業者にとっては明らかであろうが、関数は、任意の特定の状況において特有の利益を提供するために、又は多様な実施形態の用途特有設計要件を満たすために、変更されてもよい。
【００５８】
［００６４］図２Ｂは、他の代表的な実施形態に係る、調光可能な照明システムの調光角度検出器を示す簡略化された回路図である。図面において、同様な参照番号は図２Ａの同様な要素を指す。図２Ｂにおいて、調光角度検出器２１０Ｂは、整流電圧Ｕｒｅｃｔの波形を用いて調光角度を求めるマイクロコントローラ２５５を含む。マイクロコントローラ２５５は、例えば、Atmel Corporationから入手可能なATTINY84マイクロプロセッサでもよいが、本開示の教示の範囲から逸脱することなく、他の種類のマイクロコントローラ又は他のプロセッサが含まれ得る。マイクロコントローラ２５５は、上側ダイオードＤ２５１と下側ダイオードＤ２５２との間に接続されたデジタル入力ピン２５８を含む。上側ダイオードＤ２５１は、デジタル入力ピン２５８に接続されたアノード、及び電圧源Ｖｃｃに接続されたカソードを有し、下側ダイオードＤ２５２は、グランドに接続されたアノード、及びデジタル入力ピン２５８に接続されたカソードを有する。マイクロコントローラ２５５はさらに、電力制御ライン２２９を介して電力制御信号を供給するためのＰＷＭ出力２５９等のデジタル出力を含む。
【００５９】
［００６５］調光角度検出器２１０Ｂはさらに、第１及び第２コンデンサＣ２４３及びＣ２４４、並びに第１及び第２抵抗Ｒ２４１及びＲ２４２等の多様な受動電子部品を含む。第１コンデンサＣ２４３は、マイクロコントローラ２５５のデジタル入力ピン２５８と検出ノードＮ１との間に接続される。第２コンデンサＣ２４４は、検出ノードＮ１とグランドとの間に接続される。第１及び第２抵抗Ｒ２４１及びＲ２４２は、整流電圧ノードＮ２と検出ノードＮ１との間に直列に接続される。図示の実施形態において、例えば、第１コンデンサＣ２４３の値は約５６０ｐＦでもよく、第２コンデンサＣ２４４の値は約１０ｐＦでもよい。また、例えば、第１抵抗Ｒ２４１の値は約１ＭΩでもよく、第２抵抗Ｒ２４２の値は約１ＭΩでもよい。ただし、当業者にとって明らかなように、第１及び第２コンデンサＣ２４３及びＣ２４４、並びに第１及び第２抵抗Ｒ２４１及びＲ２４２のそれぞれの値は、任意の特定の状況において特有の利益を提供するために、又は多様な実施形態の用途特有設計要件を満たすために変更されてもよい。
【００６０】
［００６６］（調光された）整流電圧Ｕｒｅｃｔは、マイクロコントローラ２５５のデジタル入力ピン２５８にＡＣカップリングされる。第１抵抗Ｒ２４１及び第２抵抗Ｒ２４２は、デジタル入力ピン２５８に流れる電流を制限する。整流電圧Ｕｒｅｃｔの信号波形が高くなると、立ち上げりエッジにおいて、第１コンデンサＣ２４３が第１及び第２抵抗Ｒ２４１及びＲ２４２を介して充電される。マイクロコントローラ２５５内の上側ダイオードＤ２５１は、例えば、デジタル入力ピン２５８をＶｃｃから１ダイオード電圧降下分上に固定する。整流電圧Ｕｒｅｃｔの信号波形の立下りエッジにおいて、第１コンデンサＣ２４３は放電し、デジタル入力ピン２５８は、下側ダイオードＤ２５２によってグランドから１ダイオード電圧降下分下に固定される。したがって、マイクロコントローラ２５５のデジタル入力ピン２５８において得られる論理レベルデジタルパルスは、切断された整流電圧Ｕｒｅｃｔの変動に忠実に従う（例えば、上述の図５Ａ〜５Ｃ参照）。
【００６１】
［００６７］図７は、代表的な一実施形態に係る、調光器の調光検出プロセスを示すフロー図である。プロセスは、例えば図２Ｂに示すマイクロコントローラ２５５によって実行されるファームウェア及び／又はソフトウェアによって実行されてもよく、より一般的には調光角度検出器１１０、２１０Ｂによって実行されてもよい。
【００６２】
［００６８］図７の動作Ｓ７２１において、入力信号のデジタルパルスの立ち上がりエッジ（例えば、図５Ａ〜５Ｃの下側の波形の立ち上がりエッジによって示される）が検出され、ブロックＳ７２２において、例えばマイクロコントローラ２５５のデジタル入力ピン２５８におけるサンプリングが開始する。図示の実施形態において、商用電源半周期よりわずかに短い所定の時間、信号がデジタルサンプリングされる。信号がサンプリングされるたびに、ブロックＳ７２３において、サンプルが高いレベル（例えば、デジタル「１」）を有するか、又は低いレベル（例えば、デジタル「０」）を有するかが判定される。図示の実施形態では、ブロックＳ７２３において比較が実行され、サンプルがデジタル「１」であるか否かが判定される。サンプルがデジタル「１」である場合（ブロックＳ７２３：Ｙｅｓ）、ブロックＳ７２４においてカウントが増加され、サンプルがデジタル「１」でない場合（ブロックＳ７２３：Ｎｏ）、ブロックＳ７２５においてわずかな遅延が挿入される。この遅延は、サンプルがデジタル「１」又は「０」のいずれに判定されたかに関わらず、（例えば、マイクロコントローラ２５５の）クロックサイクル数を等しくするために挿入される。
【００６３】
［００６９］ブロックＳ７２６において、商用電源半周期全体がサンプリングされたか否かが判定される。商用電源半周期が完了していない場合（ブロックＳ７２６：Ｎｏ）、プロセスはブロックＳ７２２に戻り、デジタル入力ピン２１８における信号のサンプリングが再開される。商用電源半周期が完了している場合（ブロックＳ７２６：Ｙｅｓ）、ブロックＳ７２７においてサンプリングが停止し、（ブロックＳ７２４で積算された）カウンタ値が現在の調光器位相角度又は調光レベルとして認識され、例えば上記において例示したようなメモリ内に記憶される。カウンタは０にリセットされ、マイクロコントローラ２５５は、次の立ち上がりエッジを待ってサンプリングを再開する。
【００６４】
［００７０］例えば、マイクロコントローラ２５５が、商用電源半周期の間に２５５のサンプルを採取すると仮定してもよい。調光レベルがスライダーによって範囲の上端に設定された場合（例えば、図５Ａに示すように）、図７のブロックＳ７２４において、カウンタは約２５５まで増加する。調光がスライダーによって範囲の下端に設定された場合（例えば、図５Ｃに示すように）、ブロックＳ７２４において、カウンタは約１０〜２０程度までしか増加しない。調光レベルが範囲の真ん中あたりに設定された場合（例えば、図５Ｂに示すように）、ブロックＳ７２４において、カウンタは約１２８まで増加する。したがって、カウンタの値は、調光器が設定された値、又は調光器の調光角度のレベルの正確な指標をマイクロコントローラ２５５に与える。多様な実施形態において、調光角度は例えばマイクロコントローラ２５５によって、カウンタ値の所定の関数を用いて計算され得る。当業者にとっては明らかであろうが、任意の特定の状況において特有の利益を提供するために、又は多様な実施形態の用途特有設計要件を満たすために、関数は変更されてもよい。
【００６５】
［００７１］したがって、最少の受動部品、及びマイクロコントローラ（又は他のプロセッサ若しくは処理回路）のデジタル入力構造を用いることにより、調光角度を電気的に検出できる。一実施形態において、調光角度検出は、ＡＣカップリング回路、マイクロコントローラダイオードによって固定されるデジタル入力構造、及び調光器設定レベルを求めるために実行されるアルゴリズム（例えば、ファームウェア、ソフトウェア、及び／又はハードウェアによって実装される）を用いて実現されてもよい。さらに、最少の部品数によって、またマイクロコントローラのデジタル入力構造を利用することにより、調光器の状態を測定してもよい。
【００６６】
［００７２］上記のように、調光角度検出回路及び電力コントローラ、並びに関連するアルゴリズムを含む調光制御システムは、検出された調光角度を使用してスルーレートを提供し得る。多様な実施形態によれば、固体照明負荷によって出力される光の現在輝度と目標輝度との間の差に応じて、スルーレートが連続的に決定（及び変更）されてもよい。スルーレートを適用することにより、調光器出力が効果的にフィルタリングされ、これにより、視認可能なフリッカーを除去し、且つ／又は固体照明負荷によって出力される光のレベルにおける大きなステップ（「ラバーバンド」効果）を防ぐことができる。
【００６７】
［００７３］本発明のいくつかの実施形態が記載及び図示されたが、当業者は、開示の機能を実行するための、開示の結果を得るための、及び／又は１つ以上の開示の利点を得るための様々な他の手段及び／又は構造を容易に想像できるであろう。かかる変形例及び／又は改変例は、本明細書が開示する発明的な実施形態の範囲に含まれるものとみなされる。より一般的には、当業者は、本明細書に記載されるパラメータ、寸法、材料、及び構成は全て例であり、実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成は、発明的な教示が適用される具体的な用途に依存することを容易に理解するであろう。当業者は、通常の実験以上を要することなく、本明細書が開示する具体的な発明的実施形態の多数の均等物を認識又は確知することができるであろう。したがって、上記実施形態はあくまで例として提示され、発明的な実施形態は、特許請求の範囲及び均等物の範囲内において、具体的に説明及び主張された態様とは異なる態様で実施され得る。本開示の発明的な実施形態は、本明細書が開示する個別の特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法を対象とする。また、かかる特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法の２つ以上の任意の組み合わせが互いに矛盾しない場合、かかる特徴、システム、物品、材料、キッド、及び／又は方法は、本開示の発明的な範囲内に含まれる。
【００６８】
［００７４］本明細書において定められて使用される全ての定義は、定められた用語の辞書の定義、参照により組み込まれる文書における定義、及び／又は通常の意味に優先すると理解されたい。
【００６９】
［００７５］明細書及び特許請求の範囲の記載において、要素は複数を限定しない。
【００７０】
［００７６］明細書及び特許請求の範囲において使用される表現「及び／又は」は、それによって結合される要素の「いずれか又は両方」を意味する、すなわち、いくつかの場合においては要素は結合的に存在し、他の場合においては分離的に存在すると理解されるべきである。「及び／又は」によって列挙される複数の要素も同様に理解されるべきであり、すなわち、結合された要素の「１つ以上」と理解されるべきである。「及び／又は」の節によって具体的に特定される要素以外の要素が任意で存在してもよく、かかる要素は具体的に特定された要素と関係してもよいし、無関係でもよい。
【００７１】
［００７７］本願の明細書及び特許請求の範囲で使用される場合、「又は」は、上記で定められた「及び／又は」と同じ意味を有すると理解されるべきである。例えば、列挙内の項目を分ける場合、「又は」又は「及び／又は」は包括的であると解釈されるべきであり、すなわち、複数の要素又は要素の列挙のうちの少なくとも１つ又は１つ以上、及び任意で追加の列挙されていない項目を含み得ると解釈されるべきである。「〜のうちの１つだけ」若しくは「〜のうちのちょうど１つ」、又は請求項における「〜からなる」等、明確に反する表現のみが、複数の要素又は要素の列挙のうちのちょうど１つを含むことを意味する。一般的に、本明細書において、「いずれかの」、「〜のうちの１つ」、「〜のうちの１つのみ」、又は「〜のうちのちょうど１つ」等の排他的な表現を伴う場合にのみ、用語「又は」は排他的な選択（すなわち、「両方ではなくいずれか一方」）を示すと解されるべきである。請求項において使用される「本質的に〜からなる」は、特許法の分野において使用される通常の意味を有するであろう。
【００７２】
［００７８］本願の明細書及び特許請求の範囲において、１つ以上の要素の列挙に関連して表現「少なくとも１つの」が使用される場合、これは、必ずしも要素の列挙において具体的に列挙された全ての要素を少なくとも１つ含むのではなく、要素の列挙内の任意の１つ以上の要素から少なくとも１つの要素が選択されることを意味すると理解されたい。また、要素の列挙内の要素のあらゆる組み合わせを除外しない。この定義は、表現「少なくとも１つの」が指す要素の列挙内に具体的に特定された要素以外の要素が任意で存在し得ることを許容し、かかる要素は具体的に特定された要素に関係してもよいし、無関係でもよい。したがって、非限定的な例として、一実施形態において、「Ａ及びＢの少なくとも１つ」（又は、同等に、「Ａ又はＢの少なくとも１つ」若しくは「Ａ及び／又はＢの少なくとも１つ」）は、Ｂが存在せず、少なくとも１つの、任意で１つ以上のＡを指してもよく（任意でＢ以外の要素を含む）、他の実施形態においては、Ａが存在せず、少なくとも１つの、任意で１つ以上のＢを指してもよく（任意でＡ以外の要素を含む）、他の実施形態においては、少なくとも１つの、任意で１つ以上のＡ、及び少なくとも１つの、任意で１つ以上のＢを指してもよい（任意で他の要素を含む）。
【００７３】
［００７９］１つ以上のステップ又は動作を含む方法クレームにおいて、明確に反する表現が無い限り、方法のステップ又は動作の順番は、方法のステップ又は動作が記載された順番に必ずしも限定されないと理解されるべきである。
【００７４】
［００８０］また、請求項において括弧内に参照番号が存在する場合、これは、単に便宜的に提供されたものであり、請求項をいかなる意味でも限定すると解されるべきではない。
【００７５】
［００８１］明細書及び特許請求の範囲において、「備える」、「含む」、「運ぶ」、「有する」、「保有する」、「保持する」、「〜から構成される」等の全ての遷移句等は非限定的であり、限定ではなく含むを意味すると解されるべきである。遷移句「〜からなる」及び「本質的に〜からなる」のみが、限定的又は準限定的な遷移句であろう。
【図１】
0005876591.tif 000006
【図５Ａ】
0005876591.tif 000007
【図５Ｂ】
0005876591.tif 000008
【図５Ｃ】
0005876591.tif 000009
【図２Ａ】
0005876591.tif 000010
【図２Ｂ】
0005876591.tif 000011
【図３】
0005876591.tif 000012
【図４】
0005876591.tif 000013
【図６】
0005876591.tif 000014
【図７】
0005876591.tif 000015