(57)【要約】  パルス電流を負荷に供給することが、スイッチモード電力供給部を備える調整器を介して、断続的なアクティブ状態とアイドル状態との間で電気負荷を繰り返し駆動することを含む。調整器は、直流電源から入力電流を受け取り、電気負荷のアイドル状態において、少なくともエネルギー蓄積デバイスに出力電流を与える。エネルギー蓄積デバイスは、負荷及び調整器に結合される。出力電流が、電気負荷のアクティブ状態において、調整器とエネルギー蓄積デバイスの両方から電気負荷に与えられる。エネルギー蓄積デバイスの蓄積容量は、入力電流のデューティサイクルが出力電流のデューティサイクルよりも大きくなるように選択される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
調整器であって、ａ）スイッチモード電力供給部と、ｂ）直流電源から入力電流を受け取るように結合されることが可能な電力入力部と、ｃ）前記調整器からパルス電流を引き込む電気負荷に結合されることが可能な電力出力部とを備える、調整器と、
前記調整器の前記電力出力部に結合されたエネルギー蓄積デバイスであって、前記エネルギー蓄積デバイスの蓄積容量は、前記入力電流のデューティサイクルが前記パルス電流のデューティサイクルよりも大きくなるように選択される、エネルギー蓄積デバイスと、を備える、機器。
【請求項２】
前記エネルギー蓄積デバイスの前記蓄積容量は、前記直流電源の前記電流デューティサイクルが一定の電流引き込み量に近づくように選択される、請求項１に記載の機器。
【請求項３】
少なくとも前記電力入力部に結合されたフィードバック回路を更に備え、前記フィードバック回路は、前記直流電源のデューティサイクルが所定の閾値を満たしているという判断に基づいて、前記電気負荷によって引き込まれる電流を修正する、請求項１に記載の機器。
【請求項４】
前記フィードバック回路は、前記直流電源の前記電流デューティサイクルが所定の閾値未満に低下しているという判断に基づいて、前記電気負荷によって引き込まれる前記電流を増加させる、請求項３に記載の機器。
【請求項５】
前記フィードバック回路は、前記パルス電流の前記デューティサイクルを増加させることによって、前記電気負荷によって引き込まれる前記電流を増加させる、請求項４に記載の機器。
【請求項６】
前記フィードバック回路は、前記電気負荷によって引き込まれるピーク電流を増加させることによって、前記電気負荷によって引き込まれる前記電流を増加させる、請求項４に記載の機器。
【請求項７】
前記フィードバック回路は、前記直流電源の前記デューティサイクルが所定の閾値未満に低下しているという判断に基づいて、前記入力電流を減少させる、請求項３に記載の機器。
【請求項８】
前記エネルギー蓄積デバイスの最大エネルギー蓄積量を制限する保護回路を更に備える、請求項１に記載の機器。
【請求項９】
前記電気負荷は、１つ以上のパルス発光ダイオード用のドライバを備える、請求項１に記載の機器。
【請求項１０】
前記調整器は、ＤＣ／ＤＣ電圧ブーストコンバータを備える、請求項１に記載の機器。
【請求項１１】
前記エネルギー蓄積デバイスは、前記電源の内部抵抗と前記ＤＣ／ＤＣ電圧ブーストコンバータの電圧利得の平方との積よりも小さい等価な直列抵抗を有するように選択されるコンデンサを備える、請求項１０に記載の機器。
【請求項１２】
前記直流電源は、電池及びＵＳＢの任意の組み合わせを備える、請求項１に記載の機器。
【請求項１３】
前記エネルギー蓄積デバイスはコンデンサを備え、前記コンデンサは、前記直流電源の内部抵抗よりも小さい等価な直列抵抗を有するように選択される、請求項１に記載の機器。
【請求項１４】
前記機器は、前記直流電源を備える、請求項１に記載の機器。
【請求項１５】
スイッチモード電力供給部を備える調整器を介して、断続的なアクティブ状態とアイドル状態との間で電気負荷を繰り返し駆動する工程であって、前記調整器は直流電源から入力電流を受け取る、工程と、
前記電気負荷の前記アイドル状態において、前記調整器から少なくともエネルギー蓄積デバイスに出力電流を与える工程であって、前記エネルギー蓄積デバイスは前記負荷及び前記調整器に結合されている、工程と、
前記電気負荷の前記アクティブ状態において、前記調整器と前記エネルギー蓄積デバイスの両方から前記電気負荷に出力電流を与える工程であって、前記エネルギー蓄積デバイスの蓄積容量は、前記入力電流のデューティサイクルが、前記出力電流のデューティサイクルよりも大きくなるように選択される、工程と、を含む方法。
【請求項１６】
前記エネルギー蓄積デバイスの前記蓄積容量は、前記入力電流の前記デューティサイクルが一定の電流引き込み量に近づくように選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記入力電流の前記デューティサイクルが所定の閾値を満たしていると判断し、それに応答して、前記アクティブ状態において前記電気負荷の前記電流を修正する工程を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記アクティブ状態において前記電気負荷の前記電流を修正する工程は、前記電源の前記電流デューティサイクルが所定の閾値未満に低下しているという判断に基づいて、前記電気負荷の前記電流を増加させることを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記電気負荷の前記電流を増加させることは、ａ）前記電気負荷が前記アクティブ状態にある時間を増加させることと、ｂ）前記アクティブ状態にある前記電気負荷によって引き込まれるピーク電流を増加させることとの任意の組み合わせを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記入力電流の前記デューティサイクルが所定の閾値を満たしていると判断し、それに応答して、前記入力電流を修正する工程を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
出力デューティサイクルに従って、パルス化オンオフ電流を発光ダイオードに与えるように構成された１つ以上のドライバ回路と、
直流電源から入力電流を受け取ることが可能なスイッチモード調整器であって、前記パルス化オンオフ電流を与えるように前記１つ以上のドライバ回路に結合された電力出力部を備える、スイッチモード調整器と、
少なくとも前記出力デューティサイクルのアイドル状態の間に前記エネルギー蓄積デバイスがエネルギーを蓄積するように、前記調整器の前記電力出力部に結合されたエネルギー蓄積デバイスであって、前記エネルギー蓄積デバイスの蓄積容量は、前記入力電流のデューティサイクルが前記出力デューティサイクルよりも大きくなるように選択される、エネルギー蓄積デバイスと、を備える機器。
【請求項２２】
前記エネルギー蓄積デバイスの前記蓄積容量は、前記入力電流の前記デューティサイクルが一定の電流引き込み量に近づくように選択される、請求項２１に記載の機器。
【請求項２３】
前記入力電流の前記デューティサイクルを検出するように結合されたフィードバック回路を更に備え、前記フィードバック回路は、前記入力電流の前記デューティサイクルが所定の閾値を満たしているという判断に基づいて、前記ドライバ回路によって引き込まれる前記電流を修正する、請求項２１に記載の機器。
【請求項２４】
前記フィードバック回路は、前記入力電流の前記デューティサイクルが所定の閾値未満に低下しているという判断に基づいて、前記ドライバによって引き込まれる前記電流を増加させるように前記ドライバ回路に結合される、請求項２３に記載の機器。
【請求項２５】
前記入力電流の前記デューティサイクルを検出するように結合されたフィードバック回路を更に備え、前記フィードバック回路は、前記電源の前記電流デューティサイクルが所定の閾値未満に低下しているという判断に基づいて、前記入力電流を減少させる、請求項２１に記載の機器。
【請求項２６】
前記エネルギー蓄積デバイスはコンデンサを備え、前記コンデンサは、前記直流電源の内部抵抗よりも小さい等価な直列抵抗を有するように選択される、請求項２１に記載の機器。
【請求項２７】
前記調整器はＤＣ／ＤＣ電圧ブーストコンバータを備え、前記エネルギー蓄積デバイスは、前記電源の内部抵抗と前記ＤＣ／ＤＣ電圧ブーストコンバータの電圧利得の平方との積よりも小さい等価な直列抵抗を有するように選択されるコンデンサを備える、請求項２１に記載の機器。
【請求項２８】
前記機器は、画像を投射するように前記ドライバ回路に結合された１つ以上の発光ダイオードを備えるプロジェクタを備える、請求項２１に記載の機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、広義には電子デバイスに関し、より具体的には、パルス電流を負荷に供給するためのシステム、機器、及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイルコンピューティングデバイスの需要は、この数十年間にわたって確実に増加してきた。モバイルコンピューティングデバイスは、典型的には、電池、太陽電池、燃料電池などの可搬式の電源を使用して、可搬式で動作可能である任意の汎用又は専用データ処理デバイスを含み得る。モバイルデバイスの大多数は、少なくともある一定の期間にわたって電池で動作することが可能であり、電池式デバイスの電力管理は常に問題となっている。
【０００３】
可搬式のデバイスの例には、スマートフォン、携帯情報端末、ゲーム機、メディアプレーヤー、カメラなどが挙げられる。これらのタイプのデバイスの各々は、電源管理ハードウェア及びソフトウェアを設計するときに考慮される必要のある、使用パターン、利用可能な電源、顧客の予想などに関する独自の特徴を有し得る。ますます普及すると期待されるあるタイプのモバイルデバイスが、ピコプロジェクタとして知られている。「ピコプロジェクタ」という用語は一般に、壁又はスクリーンなどの観測可能な表面上にビデオを投射し得る可搬式ビデオデバイスを指す。
【０００４】
ピコプロジェクタの製造業者は、小型で、低コストで、明るく、かつ電力をあまり消費しないデバイスに重点を置いている。そのようなプロジェクタは、自己完結型の機能を有し（例えば、直接コンピュータ可読メディアからビデオを再生できる）、かつ／又は、他のモバイルデバイス（例えば、スマートフォン、ラップトップコンピュータ）を補足し得る周辺デバイスとして働いてもよい。結果として、ピコプロジェクタは、急速に成長するモバイルデバイス市場に価値のある新たな可能性と応用性をもたらし得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
小型で、低コストで、明るくて、かつ低電力であるピコプロジェクタは、発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用してビデオ出力を生成してもよい。ピコプロジェクタの照明にＬＥＤを使用することにより、機械的な簡潔性、信頼性、比較的低い電力消費、及び比較的低いコストを含めて、いくつかの利点がもたらされる。しかしながら、この種の用途におけるＬＥＤの性能には依然として改善の余地がある。例えば、そのようなデバイスは多くの場合、電池の電力で稼働するものであり、したがって投射デバイスのエネルギー効率の改善によって利益を享受し得る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、パルス電流を電気負荷に供給するためのシステム、機器、コンピュータプログラム、データ構造、及び方法に関する。一実施形態において、ある機器が、スイッチモード電力供給部を備える調整器を備える。調整器の電力入力部は、直流電源から入力電流を受け取るように結合されることが可能であり、調整器の電力出力部は、パルス電流を調整器から引き込む電気負荷に結合されることが可能である。この機器は、調整器の電力出力部に結合されたエネルギー蓄積デバイスを備える。エネルギー蓄積デバイスの蓄積容量は、入力電流のデューティサイクルがパルス電流のデューティサイクルよりも大きくなるように選択される。
【０００７】
この機器の更に特定的な実施形態において、エネルギー蓄積デバイスの蓄積容量は、直流電源の電流デューティサイクルが一定の電流引き込み量に近づくように選択されてもよい。この機器は、少なくとも電力入力部に結合されたフィードバック回路を更に備えてもよい。このフィードバック回路は、直流電源のデューティサイクルが所定の閾値を満たしているという判断に基づいて、電気負荷によって引き込まれる電流を修正する。ある構成において、このフィードバック回路は、直流電源の電流デューティサイクルが所定の閾値未満に低下しているという判断に基づいて、電気負荷によって引き込まれる電流を増加させる。そのような場合、フィードバック回路は、パルス電流のデューティサイクルを増加させることによって、電気負荷によって引き込まれる電流を増加させ、かつ／又は、電気負荷によって引き込まれるピーク電流を増加させることによって、電気負荷によって引き込まれる電流を増加させることができる。別の構成において、フィードバック回路は、直流電源のデューティサイクルが所定の閾値未満に低下しているという判断に基づいて、入力電流を減少させる。
【０００８】
より特定的な他の実施形態において、この機器は、エネルギー蓄積デバイスの最大エネルギー蓄積量を制限する保護回路を更に備えてもよい。ある構成において、電気負荷は、１つ以上のパルス発光ダイオード用のドライバを備えてもよい。別の構成において、調整器は、ＤＣ／ＤＣ電圧ブーストコンバータを備えてもよい。そのような場合、エネルギー蓄積デバイスは、電源の内部抵抗とＤＣ／ＤＣ電圧ブーストコンバータの電圧利得の平方との積よりも小さい等価な直列抵抗を有するように選択されるコンデンサを備えてもよい。
【０００９】
より特定的な他の実施形態において、直流電源は、電池及びＵＳＢの任意の組み合わせを備えてよい。ある構成において、エネルギー蓄積デバイスはコンデンサを備えてもよく、そのコンデンサは、直流電源の内部抵抗よりも小さい等価な直列抵抗を有するように選択される。別の構成において、この機器は直流電源を備えてもよい。
【００１０】
本発明の別の実施形態において、ある方法が、スイッチモード電力供給部を備える調整器を介して、断続的なアクティブ状態とアイドル状態との間で電気負荷を繰り返し駆動する工程を含む。調整器は、直流電源から入力電流を受け取り、電気負荷のアイドル状態において、少なくともエネルギー蓄積デバイスに出力電流を与える。エネルギー蓄積デバイスは、負荷及び調整器に結合される。出力電流が、電気負荷のアクティブ状態において、調整器とエネルギー蓄積デバイスの両方から電気負荷に与えられる。エネルギー蓄積デバイスの蓄積容量は、入力電流のデューティサイクルが、出力電流のデューティサイクルよりも大きくなるように選択される。
【００１１】
本発明の別の実施形態において、ある機器が、出力デューティサイクルに従ってパルス化オンオフ電流を発光ダイオードに与えるように構成された１つ以上のドライバ回路を備える。この機器は、直流電源から入力電流を受け取ることが可能なスイッチモード調整器であって、パルス化オンオフ電流を与えるように１つ以上のドライバ回路に結合された電力出力部を備える、スイッチモード調整器を備える。エネルギー蓄積デバイスが、少なくとも出力デューティサイクルのアイドル状態の間にエネルギーを蓄積するように、調整器の電力出力部に結合される。エネルギー蓄積デバイスの蓄積容量は、入力電流のデューティサイクルが出力デューティサイクルよりも大きくなるように選択される。
【００１２】
本発明は種々の修正及び代替の形態に容易に応じるが、その細部は、一例として図面に示されており、また詳しく説明されることになる。しかしながら、理解されたいこととして、その意図は、説明する特定の実施形態に本発明を限定することではない。逆に、その意図は、添付の「特許請求の範囲」で定義される本発明の範囲に含まれるすべての修正物、等価物、及び代替物を網羅することである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本発明について、以下の図に示す例示的な実施形態と関連させて説明する。
【図１】本発明の例示的な実施形態によるシステムの構成図。
【図２】本発明の例示的な実施形態による種々の構成の間で、放散される電流及び電力を比較するグラフ。
【図３】本発明の例示的な実施形態による種々の構成の間で、放散される電流及び電力を比較するグラフ。
【図４】本発明の例示的な実施形態による電力管理回路を示す回路図。
【図５】本発明の例示的な実施形態による機器の回路図。
【図６】本発明の例示的な実施形態による機器の回路図。
【図７Ａ】本発明の例示的な実施形態による、図５及び６に記載された回路を用いた回路シミュレーションで示された電圧及び電流を表すグラフ。
【図７Ｂ】図６に記載された回路及び図６の修正版を用いた回路シミュレーションで示された電圧及び電流を表すグラフ。
【図８】本発明の例示的な実施形態によるフィードバック回路を示す回路図。
【図９】本発明の例示的な実施形態による別のフィードバック回路を示す回路図。
【図１０】本発明の例示的な実施形態による機器を示す構成図。
【図１１】本発明の例示的な実施形態による方法を説明する流れ図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
各種の例示的な実施形態の以下の説明において、添付の図面を参照するが、それらの図面は本明細書の一部をなすものであり、また、様々な例示的な実施形態を実例として示すものである。理解されたいこととして、構造的及び動作的な変更が本発明の範囲から逸脱することなくなされ得るので、他の実施形態が利用されてもよい。
【００１５】
本発明は広義には、パルス電気負荷を必要とするデバイスに対して改善された電力管理を提供するシステム、方法、及び機器に関する。一例として、限定するものではないが、本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を照明に利用する投射デバイスの電力管理との関連で説明される。本明細書で説明する実施形態は、電池駆動式及びユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）駆動式のプロジェクタデバイス、又は電力計画の相当な部分をパルス電流電気負荷に提供する任意の他のデバイスの性能を向上させ得る。
【００１６】
ここで図１を参照すると、構成図が、本発明の例示的な実施形態によるシステム１００を示している。システム１００は、独立に作動される１つ以上の光源１０２を備えている。光源１０２の各々は、互いに異なる波長で発光することができる。例えば、システム１００は、光源１０２を用いてビデオ出力を生成するために、色順次投射を利用してもよい。
【００１７】
色順次投射は、順次的に投射されるフィールド（又は平面）を用いてフルカラービデオ画像の各フレームを形成することを指し、各フィールドは異なる色（例えば原色）を表す。これらのフィールドは、人間の目がそれらのフィールドを組み合わせて各ビデオフレームに対してフルカラー画像を知覚するように、十分に高速に順次、投射される。以下の例において、１０２などの光源はＬＥＤとして記載され得るが、これらの例示的な実施形態は、白熱光、蛍光、及び／又は任意の他の現行又は未来のエレクトロルミネセンス技術を含めて、他の光源にも適用可能となり得る。このシステムは、任意の個数のカラーフィールド及び光源１０２を備えてよい。例えば、３つの光源（赤色、緑色、及び青色）がそれぞれ、３つのカラーフィールドのうちの１つ以上の間に照明してもよい。
【００１８】
このシステムは、各カラーフィールドに対して特定の要素（例えばピクセル）を照明させるイメージャ／ディスプレイ１０４を備えている。例示的なイメージャ１０４は、反射型液晶（ＬＣｏＳ）空間光変調器（ＳＬＭ）とマイクロミラー反射器とを備えている。投射システムにおいて、光源１０２は、イメージャ１０４を通じて／介して光を投射し、イメージャ１０４においてその光は好適な視野表面上へと投射される。これは一般に、イメージャ１０４の動作と光源１０２の動作とを同期させることを含み得る。
【００１９】
システム１００は、部分的にあるいは完全に直流（ＤＣ）電源１０６によって駆動されてよい。このＤＣ電源１０６は、システム１００に対して内部にあっても又は外部にあってもよい。内部電源の例には、電池（例えば、リチウム、ニッケル水素、アルカリ、ニッケルカドミウム）、太陽電池、燃料電池、機械的発電機などが挙げられる。外部電源の例には、ＵＳＢポート／ケーブル、非接触給電（inductive power transfer）、内部供給部の外部版（例えば、電池パック、ソーラー式充電器）などが挙げられる。以下で更に詳細に説明するように、この例示的な実施形態は、ＤＣ電源１０６からのエネルギー損失を最小限にし得る特徴を有する。そのようなエネルギー損失は、光源１０２及び中間構成要素に送り出されるまでに熱として放散される電流を含む。
【００２０】
システム１００は、ＤＣ電源１０６を光源１０２に、例えばドライバ回路１１０を介して結合する調整器１０８（例えば電圧調整器）を備えてもよい。ドライバ回路１１０は、制御器１１２から受信した信号などを用いて、光源１０２を高度な水準で制御する。制御器１１２は、他のデバイス（例えば、ディスプレイ／イメージャ１０４）と同期させて光源１０２を駆動するための論理回路を含んでもよく、また、輝度、カラーバランス、カラーモードなどのシステムに対する他の調節を容易にしてもよい。
【００２１】
順次式カラーイメージングシステムにおいて、制御器１１２は、色順次画像（例えばビデオフレーム）を集合的に形成する時分割（例えば順次式）カラーフィールドの間に少なくとも光源１０２を作動させるように構成されてもよい。作動されると、光源１０２は、イメージャ１０４によって受容され得る光を発する。イメージャ１０４は、光源１０２から光を受容し、受容した光を用いてカラーフィールドの各々の間にディスプレイ上のピクセルを選択的に照明するように構成された特徴を有してもよい。
【００２２】
例えば、イメージャ１０４は、選択されたピクセルの部分集合のみが各カラーフィールドに対して表示されるようにしてもよい。そのようにイメージャ１０４でピクセルを選択的に表示することは、バイナリ方式で、例えば特定のピクセルに対してはオン又はオフにして、あるいは、変動方式で、例えば、不連続的又は連続的な範囲にわたってオフ（照明なし）からオン（完全に照明する）にして各ピクセルに光を投射させて達成され得る。これらのイメージングデバイス１０４の各ピクセルは、イメージャ１０４と、制御器１１２と、光源１０２との間の相互作用に基づいてデジタル論理でフルカラー画像を形成し得るように、個別にアドレス指定可能となり得る。
【００２３】
各カラーフィールドが各画像フレームごとに次のカラーフィールドに遷移するとき、イメージャ１０４の状態が連続的に変化する。イメージャ１０４は、これらの遷移時の間、不定な状態にあることがあり、したがって、望ましくないアーチファクトが投射画像に導入されないように、光源１０２のスイッチをオフにすることが必要となり得る。これを達成するために、制御器１１２及びドライバ１１０は、方形波などの電流波形を用いて光源１０２にパルス入力してもよい。
【００２４】
色順次式の画像生成システムは、光源１０２を駆動するためには、時間で間隔を置いた、比較的大きなパルスの電力を必要とし得るが、ここでは比較的小さな電力が必要とされる。パルス電流は結果として、それらの電流が流れる抵抗において熱的な電力損失を相当に生じ得る。これらの電流は、光源１０２の抵抗を通じてパルス入力されることが必要となり得るが、ＤＣ電源１０６の内部インピーダンスを通じてこれらの電流をパルス入力することは必要でない場合もある。
【００２５】
ＤＣ電源１０６が、明確に定義された最大許容電流引き込み量を有する場合（例えば、電池又はＵＳＢポート）、最大許容速度であるいはそれに近い速度で絶えずエネルギーを抽出し、このエネルギーを、例えば蓄積デバイス１１４を使用して蓄積することが有利となり得る。蓄積デバイス１１４は、調整器１０８の出力が一次電気負荷に結合される時点でエネルギーを二者択一的に蓄積及び放出するように回路内で結合されている。この例において、電気負荷は少なくとも光源１０２を含み得る。
【００２６】
デバイス１１４に蓄積されたエネルギーは、さもなければ電源１０６の最大許容電流引き込み量を超え得る大きな電流パルスを光源１０２に送り出すことを可能にする。これにより、経路１１６を経てＤＣ電源１０６から引き込まれるピーク電流が減少し、また、経路１１６を経て電源１０６を出る電流波形のデューティサイクルが平滑化及び／又は増加され得る。
【００２７】
本明細書で一般に用いられる「デューティサイクル」という用語は、電源が比例的に大量の電流を供給している時間の何分の１かを指す。例えば、電源１０６が、１００％のデューティサイクルで１アンペアの時間平均電流を送り出している場合、電流波形は、１アンペアの平坦な線と似たものとなる。同じ時間平均の、５０％のデューティサイクルで１アンペアの電流の場合、電流波形は、等しい「オン」時間と「オフ」時間とを有する方形波と似たものとなり、その電流レベルは「オン」時間の間は２アンペア、「オフ」時間にはゼロか又はゼロに近いものとなる。
【００２８】
電源１０６からエネルギーを引き込むとき、一定の電流引き込み量を、例えば１００％かあるいはそれに近いデューティサイクルに近似すると有益となり得ることが理解されよう。電源１０６のデューティサイクルを増加させてピーク電流引き込み量を減少させることにより、電源１０６の内部抵抗を原因とする熱損失が減少する。これらの熱損失の率（ワット単位）は、公式Ｉ２Ｒで表され得るものであり、Ｉはアンペア単位の電流レベルであり、Ｒは電源１０６のオーム単位の内部抵抗である。
【００２９】
１００％のデューティサイクルと５０％のデューティサイクルの先ほどの例を再び参照すると、電源１０６の内部抵抗が１オームであった場合、１００％のデューティサイクルに対し、内部抵抗が時間平均で１アンペアを時間Ｘにわたって引き込むことを原因とするエネルギー損失は、（１アンペア）２（１オーム）（Ｘ秒）＝Ｘジュールとなる。５０％のデューティサイクルに対し（時間Ｘは、電力出力の方形波周波数よりもはるかに長いと仮定して）、熱損失はおよそ、（２アンペア）２（１オーム）（０．５Ｘ秒）＝２Ｘジュールとなる。したがって、この理論的な事例において、同じ時間平均の電流引き込み量に対し、５０％のデューティサイクルの代わりに１００％のデューティサイクルを用いることによって、熱損失が５０％減少する。
【００３０】
図２及び３において、グラフ２００、２０２、及び３００が更に、本発明の実施形態による電源１０６から得られる定電流の利点を示している。グラフ２００は２つの電流波形を示し、グラフ２０２は、結果として生じる、電源１０６の０．３オームの内部抵抗を通じた熱的電力損失（Ｉ２Ｒ）を示している。グラフ２００において、パルス電流波形２０４が、５０％のデューティサイクルにて０．１アンペアと２．１アンペアの間で切り換えられている。波形２０４の０．１アンペアのレベルは、補助的な回路に給電するのに必要な、電源からの電流引き込み量を表し、２．１アンペアのレベルは、補助的な回路に加えてカラーフィールドを照明するために使用されるＬＥＤに給電するのに必要な、電源からの電流引き込み量を表している。もう１つの電流波形２０６は、１．１アンペアの定電流である。これらの電流波形はいずれも、１．１アンペアの時間平均値を有している。
【００３１】
これらの電流波形２０４、２０６のいずれもが、所与の電圧源から引き込まれる電流を表していると仮定される場合、これらの電流波形は共に、その電圧源から引き込まれる等しい平均電力を表すものである。しかしながら、例えば、この電力が０．３オームの抵抗（電池の内部抵抗及び／又は電力管理回路の抵抗及び／又はＤＣ／ＤＣ変換器の抵抗など）を通じて送り出される場合、この抵抗によって熱の形態で放散される電力はＰ＝Ｉ２Ｒとなり、ここでＰは電力であり、Ｉは電流であり、Ｒは抵抗である。
【００３２】
グラフ２０２の２つの波形２０８、２１０はＩ２Ｒの波形であり、ここでＩ２はそれぞれ波形２０４、２０６から得られる電流を平方したものであり、Ｒは０．３オームである。パルス電流の場合、生成される平均熱出力は０．６６３ワットであるが（電力波形２０８で表される）、定電流の場合にはわずか０．３６３ワットである（電力波形２１０で表される）。この熱出力は浪費電力と見なされてもよく、また、規定の動作温度を超えて構成要素（例えば、リチウム電池及び／又は光学フィルム）を加熱するという逆効果をもたらし得るものである。この例から分かることであるが、電源から引き込まれる同じ電力量に対し、無駄な熱エネルギーを生成するために転換される電力が少なくなり、目的の負荷、例えばＬＥＤに送り出すために利用可能となる電力がより多く残されるため、パルス付きの方式ではなく連続的な方式で電流を引き込むことが有利となり得る。
【００３３】
規定された最大許容電流引き込み量を有する電池又はＵＳＢポートの場合、常に最大許容／推奨速度であるいはそれらに近い速度でエネルギーを抽出し、この最大有効エネルギーを蓄積して、他の方式では電源からの最大許容電流引き込み量を超え得る高エネルギーのパルスを、ＬＥＤに送り出せるようにすることが有利となり得る。図３のグラフ３００は、最大電流を周期的に引き込むのとは対照的に、絶えず最大電流で引き込む場合、更に高ジュールのエネルギーが電源から引き込まれ得ることを示している。具体的には、グラフ３００が示すこととして、エネルギーが２．１アンペアの定電流で電圧源から引き込まれる場合、約０．１３ジュールのエネルギーが３．７ボルトの電圧源から１／６０秒で引き込まれ得るが、その一方で、図３のように電流が５０％のデューティサイクルで０．１アンペアと２．１アンペアとの間で交互に入れ替わる場合、わずか約０．０７ジュールのエネルギーが３．７ボルトの電圧源から１／６０秒で引き込まれ得るにすぎない。電圧源から絶えず引き込まれる電力を最大限に利用するために、エネルギーの一部が、必要に応じて用いられるようにコンデンサ内に蓄積され得る。
【００３４】
常に電圧源から電力を引き込む場合、平均して消費されるよりも速い速度でエネルギーが蓄積され得ることも考えられる。この場合、特定のエネルギー蓄積限界に達すると、エネルギーの抽出及び蓄積プロセスを制限又は中断することが有効となり得る。例えば、抽出されたエネルギーを蓄積するためにコンデンサが使用されている場合、特定のコンデンサ電圧閾値に達したとき、エネルギー蓄積限界に達したと見なされ得る。この例から分かることとして、最大電力は、絶えず最大許容速度で電力を抽出することによって抽出され得る。
【００３５】
再び図１を参照するが、プロジェクタなどの機器において、光源１０２の出力ルーメン及び電池寿命は共に、そのような機器を評価し得る性能パラメータである。本明細書にて示し説明する実施形態は、リチウム電池及びＵＳＢポートなど、電流の制限された電源１０６によって給電される場合にこれらのパラメータの双方を最大化する実用的な手法を提供する。これは、電源１０６における熱損失を最小化すると共に、すべての有効電力を抽出することによって達成され得る。
【００３６】
いくつかの実施形態において、改善された装置は、２５％〜１００％増しの電力を光源１０２に送り出すことができる。そのような場合、光源１０２は、５０％〜８０％の照明デューティサイクルに対応するＬＣｏＳイメージャと共に動作するＬＥＤであってもよい。これらの電池又はＵＳＢ駆動式の機器は、電流制御調整器１０８が色順次式ディスプレイにおいてパルスＬＥＤ  １０２を駆動する場合など、電源１０６からＬＥＤ  １０２に電力を伝送する上で、改善された効率を呈し得る。
【００３７】
また、回路構成要素がそれらの規定の定格を越えて駆動されないようにするため、蓄積デバイス１１４の最大安全エネルギー蓄積容量に達した場合に検知し得る回路を有することが有効となり得る。この最大蓄積容量に達すると、電源１０６からの継続的なエネルギーの引き込みは、デバイス１１４に蓄積されたエネルギーが蓄積容量限界未満に低下するまで中断され得る。
【００３８】
蓄積デバイス１１４は、当該技術分野で知られている任意のタイプの電子コンデンサを備えてよい。様々な機能（例えば、フィルタ処理、ＡＣ信号の移相など）を提供するために、種々の構造及び容量のコンデンサが選択され得る。この蓄積デバイス１１４の場合、コンデンサは、十分な量のエネルギーを蓄積してＤＣ電源１０６のデューティサイクルを相当に増加させ、それによって、内部抵抗を原因とする損失を低減するように選択され得る。どの程度のデューティサイクルの増加が「相当」と見なされるかは、電源１０６の容量を増加させる増分費用、輝度が増加する利点によって増したシステム１００の市場価値に対する、蓄積デバイス１１４を加えるのに必要な費用及び空間、向上した電池寿命、長期間の電池信頼性などを含めて、多数の設計要因に応じて異なり得る。一実施形態において、企図されることとして、ある有用なシステム１００の設計点は、電流引き込み量の実効値（ＲＭＳ）又は平均値の約３０％のピーク間変動を低減することである。
【００３９】
ＤＣ電源１０６の明確な目標デューティサイクルが与えられると、当業者は、デバイス１１４のエネルギー蓄積をなすのに適切なコンデンサを選択することができる。そのような考慮事項は更に、様々な条件下におけるパルス光源１０２の電流使用量プロファイル、電源１０６及び調整器１０８の特性、他のシステム構成要素の電力引き込み量などに基づいてもよい。コンデンサ技術の改善の結果として、所与のエネルギー蓄積容量に対して寸法と費用とを低減した構成要素の、この目的での有用性が増している。この目的に適したエネルギー蓄積コンデンサの例が、以下の表１に示されている。全静電容量を増加させかつ全有効直列抵抗（ＥＳＲ）を低減するために、複数のコンデンサが並列に接続され得る。
【表１】
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【００４０】
ここで図４を参照すると、回路図４００が、本発明の例示的な実施形態による回路構成要素の具体的な例を示している。図１と同様に、図４は、電圧源４０２と内部抵抗４０４として表され得るＤＣ電源１０６を含んでいる。ＤＣ／ＤＣブーストコンバータ４０６が、この回路４００においては調整器として働いている。ブーストコンバータはＤＣ／ＤＣコンバータの一種であり、出力電圧（Ｖ２）は入力電圧（Ｖ１）よりも高いものである。
【００４１】
この種のコンバータ４０６は、およそ一定の大きさの連続的な入力電流を引き込むように設計され得るものであり、したがって、入力電圧Ｖ１がおよそ一定であると仮定して、およそ一定の速度でエネルギーを抽出する手段を与えるものである。例えば、ＵＳＢポートの出力電圧は、ＵＳＢ規格の制限内で動作しているとき、およそ一定である。多くの電池型の出力電圧は、電流引き込み量のある範囲内において、およそ一定である。したがって、ブーストコンバータ４０６は、およそ一定の速度で電池又はＵＳＢポートなどの電源１０６からエネルギーを抽出するために使用され得るものであり、以下の例において使用されている。
【００４２】
ブーストコンバータ４０６の出力は、蓄積デバイス１１４とパルス電流負荷４０８の両方に結合されている。蓄積デバイス１１４は、ここでは、抵抗４１０と直列の理想的なコンデンサ４１２としてモデル化されており、抵抗４１０はデバイス１１４のＥＳＲを構成する。パルス電流負荷４０８は、パルス方式で、例えば方形波に概ね似たパターンで電流を引き込む任意の電気デバイスであってよい。図１に示すような、ＬＥＤに基づく色順次システムの場合、電力はパルス方式で光源１０２に送り出されてもよい。これを高効率で行うために、エネルギーが定電流で電源１０６から引き込まれ、コンデンサ４１２に蓄積され得るが、コンデンサ４１２は、蓄積に関連する損失を低く保つために、低い内部抵抗（有効直列抵抗）４１０を有している。
【００４３】
本発明を更に理解するために、更に詳細な例が図５及び６の回路図に示されており、ここで、同様の参照符号が、図１及び４に示す類似の構成要素を指すために用いられ得る。図５の回路図は、模擬ＬＥＤプロジェクタシステムの電力管理回路５００を示している。回路５００は、ＤＣ電源１０６と、蓄積デバイス１１４と、ブーストコンバータ４０６とを含んでいる。図示のブーストコンバータは、リニアテクノロジー社（Linear Technology Corp.）製のＬＴＣ３８７２定周波数、電流モード昇圧ＤＣ／ＤＣ制御器である。回路５００の構成要素の残りは、ブーストコンバータ４０６の規格及び所望の電力出力特性に基づいて選定され得る。回路５００は、ノード５０２を介してパルス電気負荷に結合され、パルス電気負荷は図６に続いている。
【００４４】
図６において、回路図６００は、３つのＬＥＤ駆動回路のうちの１つを示しており、これらのＬＥＤ駆動回路は、ノード５０２を介して電力管理回路５００からパルス電流を受け取ることができる。一般に、以下で説明するシミュレーションにおいて、システムは、回路６００と相当に類似した３つの回路を備えてもよく、これらの回路はすべてノード５０２に並列に結合されている。これらの回路６００により、ＬＥＤ  ６０４が論理回路によって独立にパルス入力されるようにでき、それらの論理回路はここでは入力電圧源６０２として表されている。以下に示すように、３つの回路６００の各々は、信号６０２によって別々にパルス入力されてもよく、信号６０２は、リニアテクノロジー社（Linear Technology Corp.）製のＬＴ３４７６ドライバ１１０の１つのチャネルに入力されるものである。ＬＴ３４７６は、大電流ＬＥＤを駆動するための定電流源として動作するように設計された４出力のＤＣ／ＤＣコンバータである。
【００４５】
４チャネルドライバ１１０の各チャネルは、少なくとも１つのカラーフィールドの間に、異なる色のＬＥＤ  ６０４を照明することができる。一例であって限定するものではないが、このシミュレーションは３つのカラーフィールドを用いるものであり、各フィールドは、対応する緑色、赤色、及び青色ＬＥＤによって照明される。このシミュレーションにおいて、各ＬＥＤ  ６０４は別々に照明される。しかしながら、以下で更に詳細に議論するように、入力信号６０２は、ＬＥＤ  ６０４のうちの２つ以上が所与のカラーフィールドの間に同時に照明し得るように、プログラム的に変更され得る。これは、例えば輝度の増加をもたらすユーザー選択可能なモードの結果であり得る。同様に以下で説明するように、電力管理回路５００は、これらの付加的なモードに基づいて回路５００、６００における電流の流れを調整するための特徴を有してもよい。
【００４６】
これらの回路５００、６００は、とりわけ、１）最大利用可能／許容電流で電源からエネルギーを連続的にあるいはほぼ連続的に抽出することを制御するための回路と、２）エネルギー蓄積コンデンサと、３）最大エネルギー蓄積を制限する保護回路と、４）１つ以上のＬＥＤ  ６０４などの負荷にパルス電流を送り出すための回路と、を含み得る。このシステムにより、ＬＥＤに基づく色順次システムが、電流の制限された電源１０６、例えばリチウム電池又はＵＳＢポートから最大電力を引き込んで、輝度の改善のために最大利用可能電力を照明ＬＥＤ  ６０４に供給することが可能となる。更に、大きな周期パルスとは対照的に、一定の速度でエネルギーを引き込むことにより、電源の内部インピーダンスで発生する熱を低減し、電源からＬＥＤ  ６０４へのエネルギー伝達の効率を向上させると共に電源の温度を低下させることができる。
【００４７】
このシミュレーションにおいて、図５に示す電力供給部１０６はリチウム電池として構成されており、このリチウム電池は、電池電圧としての電圧源４０２と、この電池の内部抵抗としての抵抗器４０４とを有している。エネルギー蓄積デバイス１１４は、コンデンサ４１２として表される静電容量と、抵抗器４１０として表される有効直列抵抗（ＥＳＲ）とを有している。回路５００の残りは、電池１０６から約２アンペアの定常電流を引き込むだけでなく、最大蓄積レベルが蓄積コンデンサ４１２で感知されたときに連続的な電流の引き込みを中断するために、最大エネルギーの蓄積を感知及び制御するものである。回路５００、６００は、ここではＬＥＤ  ６０４として表される３つのＬＥＤにパルス電流を与える。各ＬＥＤ  ６０４は、緑色、赤色、及び青色パルス光のうちのいずれかを与えて、色順次式ディスプレイを照明する。
【００４８】
ここで図７Ａを参照すると、グラフ７００が、上述の回路５００及び６００を用いた回路シミュレーションで示された、それぞれの電圧及び電流を表している。グラフ７００は、それぞれの電流パルス７０６、７０８、及び７１０を含んでおり、これらの電流パルスはそれぞれ、緑色、赤色、及び青色ＬＥＤの照明を生じさせる。図５の蓄積コンデンサ４１２の電圧が、トレース７０２で表されている。電源１０６からの電流はトレース７０４で表されており、トレース７０４は、パルス列をＬＥＤ電流パルス７０６、７０８、及び７１０と区別するために、複数の識別マーキングを含んでいる。パルス７０６、７０８、及び７１０は、論理上の電圧源６０２を有効化するものであり、緑色、赤色、及び青色ＬＥＤ電流パルスのタイミングを制御するために用いられる。
【００４９】
留意されたいことに、このシミュレーションにおいて、回路は約３３ｍｓ後まで定常状態の動作に達しない。この時点に先立って、ＬＴ３４７６回路は適切なバイアス点に達しており、それ以降のすべてのパルスは適切に生成されている。この例において、電源１０６からの（抵抗器４０４を通じた）電流引き込み量７０４は、約８５％の定常状態のデューティサイクルで約１．７アンペアのピークである。グラフ７００を観察すると分かることであるが、曲線７０４のデューティサイクルは、パルス７０６、７０８、及び７１０の複合デューティサイクルよりも大きいものである（例えば、約６０％〜６５％のデューティサイクル）。エネルギー蓄積デバイス１１４がなければ、電流引き込み曲線は、パルス７０６、７０８、及び７１０を合成したものに更によく似たものとなる。
【００５０】
図７Ａにはまた、時間＝０で電圧７０２が電池電圧と等しいことが示されている。最初の１５ｍｓの間、電圧７０２がほぼ一定の傾斜で増加していることが分かる。これは、蓄積コンデンサ４１２が約２アンペアのほぼ一定の電池電流で充電されているからである（このシミュレーションにおける電池電流は約２アンペアに制限される）。電圧曲線７０２は、一定の上向き及び下向きの傾斜を有し、充電及び放電電流が一定であることを示している。コンデンサのエネルギー蓄積は、最大電圧を約６ボルトに制御することによって制限される。
【００５１】
この電流パルスは、ブーストコンバータ４０６によって蓄積コンデンサ４１２にエネルギーが与えられるよりも速い速度で蓄積コンデンサ４１２からエネルギーを引き込むため、電圧曲線７０２は、緑色ＬＥＤ電流パルス７０６の間に下降している。対照的に、電圧７０２は青色ＬＥＤ電流パルス７１０の間、およそ平坦であり、青色パルスの間に蓄積コンデンサ４１２からエネルギーが引き込まれる速度は、ブーストコンバータ４０６によって蓄積コンデンサ４１２にエネルギーが与えられる速度とおよそ同じであることが示唆される。緑色、赤色及び青色電流パルス７０６、７０８、７１０の大きさは、これらのシミュレーションにおいては等しくないか、あるいは、投射ＬＥＤ  ６０４の多様な電力効率、波長などを考慮すると、実際には等しくなることが必要である。投射デバイスの色調整及び種々の動作モードなどの他の要因もまた、これらの大きさに影響を及ぼし得る。
【００５２】
図５に示すようなエネルギー蓄積デバイス１１４を配置する代わりに、従来の手法では、電池、例えば電源１０６と並列に大型のコンデンサが配置される。回路５００の修正版を用いて別のシミュレーションが実行され、ここで、Ｃ１と蓄積デバイス１１４（ＥＳＲ  ４１０を備えたコンデンサ４１２）の位置は、図５に示すものに対して入れ換えられた。結果として得られた回路性能が図７Ｂのグラフ７２０に示されている。グラフ７２０は、電流／電圧測定値７２２、７２４、７２６、７２８、及び７３０を含んでおり、これらの測定値は、図７Ａの対応するトレース７０２、７０４、７０６、７０８、及び７１０と類似している。
【００５３】
図７Ｂで分かるように、このように蓄積コンデンサを従来通り電源１０６に配置しても、十分には機能しない。電圧曲線７２２は非常に低く降下し、そのため、ＬＥＤ電流パルスは図７Ａに見られる設計上の大きさに満たない。電流の流れ７２４は、電流パルスに似ているが、定常な電流引き込みには似ていない。これは、最大電流引き込み量がＲ４（５０４）によって約２アンペアに制限されていることに起因している。更なるシミュレーションにより、Ｒ４（５０４）を変更して最大電流引き込み量を約３アンペアに増加した場合でも、依然としてこの電流の脈動が示された。そのような場合、ＬＥＤ電流パルスの振幅は復元されるが、電池からの電流引き込みは、電流が脈動するときに依然として現れる。このことはまた、再配置された蓄積デバイス１１４のＥＳＲが０．００１オームへと２桁、低減されたときにも当てはまる。
【００５４】
これらの修正回路の他のシミュレーションが示すこととして、蓄積コンデンサの容量を１０倍に増加させると、電池からの電流引き込みの脈動（例えば７２４）が、約２．７アンペアのピークピーク値から約０．８アンペアへと減少し、約１．７アンペアの定常な電流引き込みに近づく。ほぼ連続的な約１．７アンペアの定常な電流引き込み量を修正回路において得るためには、蓄積コンデンサは、４４０ｍＦ（並列にした１００  ４ｍＦ  ０．１オームのＥＳＲコンデンサと等価）へと更に１０倍、増量されなければならない。これによって、電池からの電流引き込みの脈動が、ピークピーク値でわずか０．２アンペアに減少する。これは図５の回路の性能に匹敵するが、この結果を達成するためには、蓄積コンデンサの容量を１０倍、増加させることが必要となる。
【００５５】
これらの回路シミュレーションが示すこととして、所与の応用例において、コンデンサが直接電池に接続されるのではなく、定電流回路を介して電池に接続される場合、電池からの連続的な電流引き込みが、より小さな蓄積コンデンサで達成され得る。蓄積コンデンサの静電容量の値が小さいほど結果として、より廉価となると共に物理的寸法もより小さくなるため（いずれもモバイルデバイス市場において重要である）、図５の回路に示すようなより小さな静電容量が、いくつかの状況においては好ましいものとなり得る。
【００５６】
電源１０６のデューティサイクルを、図７Ａのシミュレーション結果に示されているよりも更に大きく増加させることも可能となり得る。例えば、曲線７０４が多くの動作条件下で定常状態の動作の間に１００％のデューティサイクル（例えば、一定の電流引き込み）に近づくように、回路構成要素（例えば、蓄積デバイス１１４の静電容量４１２及びＥＳＲ  ４１０）を選定することが可能となり得る。別の実施形態において、１００％のデューティサイクルであるいはその近くで電池からの引き込みがなされておらず、その結果、例えばＬＥＤ駆動電流が増加することによって、電流引き込みの振幅が低減していることを、フィードバックループで検出することができる。このことが図８に示されており、図８は、本発明の例示的な実施形態によるデューティサイクル調整フィードバック回路８００を示す簡略図である。
【００５７】
回路８００は、図５に関連して示し説明したように、ＤＣ電源１０６及びブーストコンバータ４０６と相互作用する。図５に示す他の構成要素及び相互接続は、簡潔にするため、図８の略図からは省略されている。フィードバック構成要素８０１が、グラフ８０２で示すような、電源１０６からの電流出力のデューティサイクルを測定する。構成要素８０１は、電流のデューティサイクル８０２を推定するためのアナログ又はデジタル回路を含んでもよい。デューティサイクル８０２は、例えば、デジタルサンプリング、アナログ積分器などを用いて分流電圧を解析することによって推定され得る。構成要素８０１の出力は、構成要素８０４における抵抗及び／又は電圧の修正をそれぞれ生じさせる。構成要素８０４は、図５に示す固定抵抗器５０４に代わるものであり、これはブーストコンバータ４０６の電流引き込みの大きさを設定するものである。したがって、デューティサイクル８０２がある値未満に低下すると、このことが構成要素８０１によって検出され得る。それに応じて、この構成要素は、調整用の構成要素８０４によってブーストコンバータの電流引き込み量を減少させ得る。
【００５８】
本発明の例示的な実施形態による別のデューティサイクル調整フィードバック回路９００が、図９の簡略図に示されている。回路９００は、図５及び６に関連して示し説明したように、ＤＣ電源１０６及びドライバ１１０と相互作用する。図５及び６に示す他の構成要素及び相互接続は、簡潔にするため図９の略図からは省略されている。
【００５９】
フィードバック構成要素９０１が、グラフ９０２で示すような、電源１０６からの電流出力のデューティサイクルを測定する。構成要素９０１は、図８の構成要素８０１に関連して上述したような任意の方式でデューティサイクル９０２を測定する。構成要素９０１は２つの出力９０４、９０６を有し、これらの出力は同時に実施されても、又は互いに別々に実施されてもよい。
【００６０】
構成要素９０１の出力９０４は、構成要素９０８における抵抗及び／又は電圧の修正をそれぞれ生じさせる。構成要素９０８は、図６に示す固定抵抗器６０６、６０８の一方又は双方に代わるものである。これらの抵抗器６０６、６０８は、電圧をＶａｄｊ  ６１０に設定するように選択され得る。留意されたいことに、複数個の構成要素９０８が、ＬＴ３４７６などのマルチチャネルドライバの各チャネルに設定され得る。Ｖａｄｊ  ６１０を修正することにより、各チャネルの対応するＬＥＤ  ６０４の駆動電流が修正される。したがって、デューティサイクル９０２がある値未満に低下すると、このことが構成要素９０１によって検出され得る。それに応じて、構成要素９０１は、調整用の構成要素９０８によってＬＥＤ  ６０４の電流引き込み量を増加させ得る。
【００６１】
出力９０６は、可変パルス幅の電圧源９１０で表されるように、ＬＥＤ  ６０４に与えられるパルスデューティサイクルを増加させるために用いられかつ／又はそのパルスデューティサイクルを増加させることができる。電圧源９１０によってＬＥＤ  ６０４に与えられるパルス幅は、ドライバ１１０に供給されるデジタル論理パルスのデューティサイクルを独立に変動させ得る。入力９０６を受け取る構成要素９１０は、パルスを開始／起動するデバイス（例えば、図１のイメージャ１０４）であってもよい。別の実施形態において、構成要素９１０は、他の箇所から（例えば、図１のイメージャ１０４から）発せられたパルスのパルス幅を増加／減少させる中間部であってもよい。いずれの場合にも、理解されたいこととして、デジタル論理パルス幅を修正してＬＥＤ  ６０４の照明時間を変動させることにより、ＬＥＤ  ６０４による時間平均電流引き込み量を増加又は減少させ、したがってＤＣ電源１０６のデューティサイクルを増加させることができる。
【００６２】
一般に、機器が、比較的定常でかつ明確な電力消費プロファイルを有する場合、費用便益分析により、図８及び９に示すようなフィードバック回路が必要でかつ／又は望ましいか否かを判定することができる。しかしながら、負荷が広範に変動し得る場合、電池効率が改善することなどの、本明細書で説明する利点をもたらすために、フィードバック回路は、いかなる付加的な費用及び複雑性にも値し得る。例えば、ある機器が選択可能なカラーモードを有し得るが、そのカラーモードでは、２つ以上の光源１０２がいくつかのカラーフィールドの間に同時に照明する。これにより、例えば、色域を減じて、より高輝度な映像が与えられ得る。モードを変更する能力は、光源を駆動するのに必要なパルス電流に相当に変化を生じ得るものであり、そのようなデバイスは、電力フィードバック回路から利益を受け得る。これらの種々のカラーモードを更に理解するために、同時に出願された同一所有者の米国特許出願（代理人整理番号６５８２７ＵＳ００２）、名称「色順次式イメージングのための方法、機器、及びシステム（Method, Apparatus, And System For Color Sequential Imaging）」を参照するが、この米国特許出願は参照によってそのすべての内容が本明細書に組み込まれる。
【００６３】
別の状況において、ある機器が、複数の電源、例えばＵＳＢ、内部電池、外部電力ブリック（external power brick）などから電力を受け取ることが可能であってもよい。これらの電源は、内部抵抗、最大許容電流引き込み量など、実質的に異なる特性を有してもよい。そのような場合、図８及び９に示すようなフィードバック回路は、特定の電力源に基づいて電力伝送効率を最適にするように、プロファイルを調整できるようになっていてもよい。
【００６４】
再び図４を参照して、本発明の実施形態による電力供給構成の性能的側面について記述する数学的解析を続ける。第１の解析は、蓄積デバイス１１４のＥＳＲ  ４１０に対する電池抵抗４０４について調べるものである。（例えば図７Ｂに関連して）上で議論したように、既存の手法は、蓄積コンデンサを直接、電源１０６の出力に結合することを伴い得る。そのような場合、パルス負荷４０８は、供給部１０６からパルス電流を引き込み、供給部の内部抵抗４０４を通じた熱損失を生じることになる。
【００６５】
この解析の第１部は、蓄積デバイス１１４がないことを除いて図４に示すような回路を想定するものである。この解析の第１部において、各値（例えば電圧Ｖ１）は、「最初」の記号（’）を添えられているが、これは解析の第２部と区別するためであり、第２部においては、回路が蓄積デバイス１１４を含む。第１の部において、コンバータ４０６に入る電力Ｐ１’、コンバータ４０６から出る電力Ｐ２’は、以下の通りである。
Ｐ１’＝Ｉ１’Ｖ１’                                  （１）
Ｐ２’＝Ｉ２’Ｖ２’                                  （２）
非常に高効率であるＤＣ／ＤＣコンバータを想定すると、そのようなコンバータに入る電力は、コンバータから出る電力に等しいものとして近似されてもよい。したがってＰ１’＝Ｐ２’であり、以下の通りである。
Ｉ１’Ｖ１’＝Ｉ２’Ｖ２’                              （３）
パルス負荷電流デューティサイクルをＤと定義し、Ｄが０〜１であるとすると、Ｒｓｕｐｐｌｙによって放散される電力Ｐｓｕｐｐｌｙは以下の通りである。
Ｐｓｕｐｐｌｙ’＝（Ｉ１’）２Ｒｓｕｐｐｌｙ’Ｄ                            （４）
式（３）と（４）を組み合わせると、以下の等式が得られる。
Ｒｓｕｐｐｌｙ’＝（Ｉ２’）２（Ｖ２’／Ｖ１’）２Ｒｓｕｐｐｌｙ’Ｄ          （５）
【００６６】
これは、蓄積デバイス１１４を用いない図４の回路の全浪費電力を表している。図４の回路は次に、蓄積デバイス１１４を含めて評価される。この場合、Ｉ１及びＩ２は一定であり、Ｃｓｔｏｒａｇｅは定常状態の電圧となるまで充電されると仮定される。実際的な蓄積コンデンサは、図４でＲｓｔｏｒａｇｅと表される、対応するＥＳＲを有し得る。このＥＳＲが大きい場合、それに対応する電力損失は、蓄積コンデンサの潜在的な利点を完全に否定するものとなり得る。蓄積コンデンサの充電及び放電サイクルの間におけるＩ２Ｒの熱損失が原因で、ＥＳＲにて電力が失われる。コンデンサは、デューティサイクルＤの間に放電され、デューティサイクル１−Ｄの間に充電される。デューティサイクル１−Ｄにわたる充電電流はＩ２であり、Ｄの数分の１にわたる放電電流はＩｐ−Ｉ２である。充電及び放電サイクルを完了する間のＥＳＲによる電力損失ＰＥＳＲは以下の通りである。
ＰＥＳＲ＝Ｉ２２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）＋（Ｉｐ−Ｉ２）２ＲｓｔｏｒａｇｅＤ          （６）
【００６７】
最終的な荷電平衡が得られると、期間１−Ｄにわたるコンバータからの積算充電電流Ｉ２に、期間Ｄにわたってコンバータから負荷に供給された積分電流Ｉ２を加えると、期間Ｄにわたる積算負荷電流Ｉｐに等しくなり、したがって次の通りである。
Ｉ２（１−Ｄ）＋Ｉ２Ｄ＝ＩＰＤ                                  （７）
Ｉ２［（１−Ｄ）＋Ｄ］＝ＩＰＤ                                  （７ａ）
Ｉ２［１−Ｄ＋Ｄ］＝ＩＰＤ                                      （７ｂ）
式（７ｂ）のＩ２について解くと、結果として次式が得られる。
Ｉ２＝ＩＰＤ                                                    （８）
式（８）の結果を式（６）に代入すると、結果として次式が得られる。
ＰＥＳＲ＝ＩＰ２Ｄ２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）＋（ＩＰ−ＩＰＤ）２ＲｓｔｏｒａｇｅＤ    （９）
ＰＥＳＲ＝ＩＰ２Ｄ２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）＋［ＩＰ（１−Ｄ）］２ＲｓｔｏｒａｇｅＤ  （９ａ）
ＰＥＳＲ＝ＩＰ２Ｄ２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）＋ＩＰ２（１−Ｄ）２ＲｓｔｏｒａｇｅＤ  （９ｂ）
図４の回路の全浪費電力は、以下の合計に対し、ＥＳＲによって放散される電力にＲｓｔｏｒａｇｅによって放散される電力を加えたものである。
ＩＰ２Ｄ２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）＋ＩＰ２（１−Ｄ）２ＲｓｔｏｒａｇｅＤ＋Ｉ２２（Ｖ２／Ｖ１）２Ｒｓｕｐｐｌｙ            （９ｃ）
式（８）を式（９ｃ）に代入すると、結果として次式が得られる。
ＩＰ２Ｄ２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）＋ＩＰ２（１−Ｄ）２ＲｓｔｏｒａｇｅＤ＋（ＩＰＤ）２（Ｖ２／Ｖ１）２Ｒｓｕｐｐｌｙ      （９ｄ）
式（９ｄ）は以下のように整理され得る。
ＩＰ２Ｄ２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）＋ＩＰ２（１−Ｄ）２ＲｓｔｏｒａｇｅＤ＋ＩＰ２Ｄ２（Ｖ２／Ｖ１）２Ｒｓｕｐｐｌｙ          （１０）
蓄積デバイス１１４を用いた図４の回路の電力放散が、蓄積デバイス１１４を用いない図４の回路よりも小さくなるためには、式（１０）は式（５）よりも小さくなり、以下の結果が得られる。
ＩＰ２Ｄ２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）＋ＩＰ２（１−Ｄ）２ＲｓｔｏｒａｇｅＤ＋ＩＰ２Ｄ２（Ｖ２／Ｖ１）２Ｒｓｕｐｐｌｙ≦
（ＩＰ’）２（Ｖ２’／Ｖ１’）２ＲｓｕｐｐｌｙＤ              （１１）
公正に比較するため、以下が成り立つことがまた仮定される。
Ｖ２／Ｖ１＝Ｖ２’／Ｖ１’，ＩＰ＝ＩＰ’，かつＲｓｕｐｐｌｙ＝Ｒｓｕｐｐｌｙ      （１２）
（１２）の等式を用いて（１１）の不等式を解くと、結果として以下の（１２ａ）が得られ、これは更に以下の（１２ｂ）〜（１２ｇ）及び（１３）にまとめられる。
ＩＰ２Ｄ２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）＋ＩＰ２（１−Ｄ）２ＲｓｔｏｒａｇｅＤ＋ＩＰ２Ｄ２（Ｖ２／Ｖ１）２Ｒｓｕｐｐｌｙ≦
ＩＰ２（Ｖ２／Ｖ１）２ＲｓｕｐｐｌｙＤ                          （１２ａ）
ＤＲｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）＋（１−Ｄ）２Ｒｓｔｏｒａｇｅ＋Ｄ（Ｖ２／Ｖ１）２Ｒｓｕｐｐｌｙ≦
（Ｖ２／Ｖ１）２Ｒｓｕｐｐｌｙ                                  （１２ｂ）
Ｒｓｔｏｒａｇｅ［（１−Ｄ）Ｄ＋（１−Ｄ）２］≦（Ｖ２／Ｖ１）２Ｒｓｕｐｐｌｙ（１−Ｄ）  （１２ｃ）
Ｒｓｔｏｒａｇｅ［（Ｄ−Ｄ２）＋（１−２Ｄ＋Ｄ２）］≦（Ｖ２／Ｖ１）２Ｒｓｕｐｐｌｙ（１−Ｄ）            （１２ｄ）
Ｒｓｔｏｒａｇｅ［（Ｄ−Ｄ２＋１−２Ｄ＋Ｄ２］≦（Ｖ２／Ｖ１）２Ｒｓｕｐｐｌｙ（１−Ｄ）  （１２ｅ）
Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）≦（Ｖ２／Ｖ１）２Ｒｓｕｐｐｌｙ（１−Ｄ）        （１２ｆ）
Ｒｓｔｏｒａｇｅ≦（Ｖ２／Ｖ１）２Ｒｓｕｐｐｌｙ                                （１２ｇ）
Ｒｓｔｏｒａｇｅ≦Ｒｓｕｐｐｌｙ（Ｖ２／Ｖ１）２                                （１３）
【００６８】
したがって、式（１３）が成り立つとき、蓄積デバイス１１４を用いた図４の回路の熱的な電力放散は、蓄積デバイス１１４を用いない回路の電力放散よりも小さくなる。換言すれば、十分に小さなＥＳＲを有するコンデンサの場合、蓄積コンデンサは、ＬＥＤにパルス入力するために利用可能な電力を改善することができる。このことはブーストコンバータの場合に特に有利であるが、それは、この場合、Ｖ２／Ｖ１が１よりも大きくなるからである。そのような場合、蓄積コンデンサのＥＳＲが電力供給部の内部抵抗よりも十分に小さくなくても、（Ｖ２／Ｖ１）２の項で依然として補正され得る。
【００６９】
同様の解析が次に議論され、ここでは、蓄積デバイス１１４のＥＳＲ  ４１０に対するＵＳＢデューティサイクルに注目する。ここでも、第１の解析は、変数を示すために最初の記号（’）を用いて、蓄積デバイス１１４を用いない図４の回路をモデル化するものである。そのような場合、パルス負荷４０８は、電池又はＵＳＢポートなど、電流の制限された外部供給部１０６からパルス電流を引き込む。コンバータ４０６に入る電力Ｐ１’及びコンバータから出る電力Ｐ２’以下の通りである。
Ｐ１’＝Ｉ１’Ｖ１’                                            （１４）
Ｐ２’＝Ｉ２’Ｖ２’                                            （１５）
非常に高効率であるＤＣ／ＤＣコンバータを想定すると、そのようなコンバータに入る電力は、コンバータから出る電力に等しいと想定され得る。したがって、以下の通りである。
Ｐ１’＝Ｐ２’、かつＩ１’Ｖ１’＝Ｉ２’Ｖ２’                    （１６）
蓄積デバイス１１４がなければ次式もまた成り立つと想定され得ることにも留意されたい。
Ｉ２’＝ＩＰ’                                                  （１７）
パルス負荷電流のデューティサイクルをＤと定義し、Ｄが０〜１であるとすると、パルス負荷に供給される電力ＰＰ’は以下の通りである。
Ｐｐ’＝ＩＰ’Ｖ２’Ｄ                                （１８）
式（１７）と（１８）とを組み合わせると次式が得られる。
Ｐｐ’＝Ｉ２’Ｖ２’Ｄ                                            （１９）
【００７０】
電池又はＵＳＢポートなど、電流の制限された外部供給部が用いられる場合、本発明の実施形態による回路は、図４の蓄積デバイス１１４を含むこと、並びに、Ｉ１及びＩ２が一定であり、Ｃｓｔｏｒａｇｅ  ４１２が定常電圧まで充電されると更に想定することに基づいて評価され得る。
【００７１】
実際的な蓄積コンデンサは、図４でＲｓｔｏｒａｇｅと表される、対応するＥＳＲを有すると考えられる。このＥＳＲ  ４１０が大きい場合、それに対応する電力損失は、蓄積デバイス１１４の潜在的な利点を完全に否定するものとなり得る。蓄積コンデンサ４１２の充電及び放電サイクルの間におけるＩ２Ｒの熱損失が原因で、蓄積デバイス１１４のＥＳＲ  ４１０で電力が失われる。コンデンサ４１２は、デューティサイクルＤの電流パルスの間に放電され、デューティサイクル１−Ｄの間に充電される。充電電流はデューティサイクル１−ＤにわたってＩ２であり、放電電流はＤの数分の１にわたってＩＰ−Ｉ２である。蓄積コンデンサのＥＳＲに起因する電力損失ＰＥＳＲは以下の通りである。
ＰＥＳＲ＝Ｉ２２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）＋（ＩＰ−Ｉ２）２ＲｓｔｏｒａｇｅＤ      （２０）
【００７２】
ここでも式（８）又は（２４）を用いて、上式は（２０ａ）〜（２０ｈ）及び（２１）に示すように記述され、更に簡略化され得る。
ＰＥＳＲ＝Ｉ２２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）＋（Ｉ２／Ｄ−Ｉ２）２ＲｓｔｏｒａｇｅＤ  （２０ａ）
ＰＥＳＲ＝Ｉ２２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）＋［Ｉ２（１／Ｄ−１）２ＲｓｔｏｒａｇｅＤ  （２０ｂ）
ＰＥＳＲ＝Ｉ２２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）＋Ｉ２２（１／Ｄ−１）２ＲｓｔｏｒａｇｅＤ  （２０ｃ）
ＰＥＳＲ＝Ｉ２２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）＋Ｉ２２（１／Ｄ２−２／Ｄ＋１）ＲｓｔｏｒａｇｅＤ    （２０ｄ）
ＰＥＳＲ＝Ｉ２２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）＋Ｉ２２（１／Ｄ−２＋Ｄ）Ｒｓｔｏｒａｇｅ    （２０ｅ）
ＰＥＳＲ＝Ｉ２２Ｒｓｔｏｒａｇｅ［（１−Ｄ）＋（１／Ｄ−２＋Ｄ）］        （２０ｆ）
ＰＥＳＲ＝Ｉ２２Ｒｓｔｏｒａｇｅ［１−Ｄ＋１／Ｄ−２＋Ｄ］                （２０ｇ）
ＰＥＳＲ＝Ｉ２２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１／Ｄ−１）                            （２０ｈ）
ＰＥＳＲ＝Ｉ２２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）／Ｄ                            （２１）
【００７３】
パルス負荷に与えられる電力ＰＰは、コンバータから供給される電力から、蓄積コンデンサのＥＳＲで放散される電力を減じたものである。
ＰＰ＝Ｉ２Ｖ２−ＰＥＳＲ                                              （２２）
【００７４】
蓄積コンデンサＣｓｔｏｒａｇｅが大きいと仮定すると、Ｖ２は基本的に一定となり、そのようなものとして解析される。これは合理的な近似であるが、それは、多くの実装において負荷を適切に動作させるためにＶ２が最小限に低下することが必要となるからである。最終的な荷電平衡が得られると、期間１−Ｄにわたるコンバータからの積算充電電流Ｉ２に、期間Ｄにわたってコンバータから負荷に供給された積分電流Ｉ２を加えると、期間Ｄにわたる積算負荷電流ＩＰに等しくなり、したがって次式が得られる。
Ｉ２（１−Ｄ）＋Ｉ２Ｄ＝ＩＰＤ、したがってＩ２＝ＩＰＤ                （２３）
上記の式（２３）のＩＰについて解くと、結果として次式が得られる。
ＩＰ＝Ｉ２／Ｄ                                                      （２４）
【００７５】
Ｄは１未満であるため、このことは、パルス負荷電流が、コンバータから供給される電流よりも１／Ｄ倍、大きいことを示している。これにより、パルスＬＥＤ電流は、電源から直接供給され得るよりも大きくなることができる。式（２１）と（２２）とを組み合わせると次式が得られる。
ＰＰ＝Ｉ２Ｖ２−Ｉ２２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）／Ｄ                        （２５）
【００７６】
対象の回路の負荷に供給される電力が、蓄積デバイス１１４を用いたときに、用いないときよりも大きくなるようにするために、負荷４０８に供給されるパルス電力ＰＰは、パルス電力Ｐｐ’よりも大きくなければならない。
ＰＰ≧Ｐｐ’、したがってＩ２Ｖ２−Ｉ２２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）／Ｄ≧Ｉ２’Ｖ２’Ｄ  （２６）
【００７７】
公正に比較するため、以下が成り立つと仮定される。
Ｖ２＝Ｖ２’かつＩ２＝Ｉ２’                                （２６ａ）
式（２６ａ）を用いて先ほどの不等式（２６）を解くと、結果として次式が得られる。
Ｉ２Ｖ２−Ｉ２２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）／Ｄ≧Ｉ２Ｖ２Ｄ        （２６ｂ）
Ｖ２−Ｉ２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）／Ｄ≧Ｖ２Ｄ                （２６ｃ）
Ｖ２−Ｖ２Ｄ≧Ｉ２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）／Ｄ                （２６ｄ）
Ｖ２（１−Ｄ）≧Ｉ２Ｒｓｔｏｒａｇｅ（１−Ｄ）／Ｄ              （２６ｅ）
Ｖ２≧Ｉ２Ｒｓｔｏｒａｇｅ／Ｄ                                  （２６ｆ）
ＤＶ２／Ｉ２≧Ｒｓｔｏｒａｇｅ                                  （２６ｇ）
Ｒｓｔｏｒａｇｅ≦ＤＶ２／Ｉ２                                  （２６ｈ）
Ｒｓｔｏｒａｇｅ≦（Ｖ２／Ｉ２）Ｄ                              （２７）
【００７８】
したがって、式（２７）が成り立つとき、負荷４０８に利用可能な電力は、蓄積デバイス１１４を用いたとき、用いないときよりも大きくなる。
【００７９】
多数のタイプの装置が、本明細書で述べた電力管理システムを利用し得る。ユーザーがモバイルデバイスを定期的に使用することが、ますます多くなっている。ここで図１０を参照すると、代表的なモバイル機器１０００の例示的な実施形態が示されており、このモバイル機器１０００は、本発明の例示的な実施形態に従って動作を実施することが可能である。当業者には明らかとなることであるが、例示的な機器１０００は、そのようなデバイスに関連付けられ得る一般的機能を単に代表するものであり、また、固定式のコンピューティングシステムも同様に、そのような動作を実施するためのコンピューティング回路を備えている。
【００８０】
機器１０００は例えば、プロジェクタ１０２０（例えば、携帯型ＵＳＢプロジェクタ、自己完結型ピコプロジェクタ）、携帯電話１０２２、移動通信デバイス、モバイルコンピュータ、ラップトップコンピュータ１０２４、デスクトップコンピュータ、電話機、テレビ電話、会議電話、テレビ装置、デジタルビデオレコーダ（ＤＶＲ）、セットトップボックス（ＳＴＢ）、無線電信機、オーディオ／ビデオプレーヤー、ゲーム機、位置決め装置、デジタルカメラ／カムコーダー、及び／若しくは同様のもの、又はそれらの任意の組み合わせを含んでよい。機器１０００は、図１、４、５、６、８、及び９に関連して示し説明したような構成１００、４００、５００、６００、８００及び／又は９００の特徴を含んでもよい。更に、機器１０００は、図１１に関連して以下に説明するような機能を実施することが可能であってもよい。
【００８１】
処理装置１００２は、機器１０００の基本的機能を制御する。関連するこれらの機能は、プログラム記憶領域／メモリ１００４に記憶された命令として含められてもよい。本発明の例示的な実施形態において、記憶領域／メモリ１００４に関連するプログラムモジュールは、不揮発性の電気的消去可能なプログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ハードドライブなどに記憶され、そのため、モバイル機器の電源遮断時にも情報が失われない。また、本発明に従って動作を実行するための関連ソフトウェアは、コンピュータプログラム製品、コンピュータ可読メディアを介して提供され、かつ／又は、データ信号を介してモバイル機器１０００に伝送されてもよい（例えば、インターネット及び中間無線ネットワークなど、１つ以上のネットワークを介して電子的にダウンロードされる）。
【００８２】
モバイル機器１０００は、処理／制御装置１００２に結合されたハードウェア及びソフトウェア構成要素を備えてもよい。モバイル機器１０００は、インターネット及び公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）など、モバイルサービスプロバイダのネットワーク、ローカルネットワーク、及びパブリックネットワークの任意の組み合わせを介して、有線又は無線データ接続の任意の組み合わせを維持するための１つ以上のネットワークインターフェイス１００５を備えてもよい。
【００８３】
モバイル機器１０００はまた、処理／制御装置１００２に結合された代替ネットワーク／データインターフェイス１００６を備えてもよい。代替データインターフェイス１００６は、有線及び無線媒体を含めた任意の方式のデータ伝送媒体を用いて第２のデータ経路を介して通信する能力を有してもよい。代替データインターフェイス１０１６の例には、ＵＳＢ、ブルートゥース、ＲＦＩＤ、イーサネット、１００２．１１  Ｗｉ−Ｆｉ、ＩＲＤＡ、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）、ＷｉＢｒｅｅ、ＧＰＳなどが挙げられる。これらの代替インターフェイス１００６はまた、ケーブル、ネットワーク、及び／又はピアツーピア通信リンクを介して通信することが可能であってもよい。これらの代替インターフェイス１００６はまた、ＵＳＢなどを介して機器１０００に電力を供給することが可能であってもよい。
【００８４】
プロセッサ１００２はまた、モバイル機器１０００に関連するユーザーインターフェイスハードウェア１００８に結合されている。モバイル端末のユーザーインターフェイス１００８には、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイスなどのディスプレイ１０２０を挙げることができる。ユーザーインターフェイスハードウェア１００８はまた、ユーザー入力の受信が可能な入力デバイスなどの変換器を備えてもよい。キーパッド、スピーカ、マイクロホン、ボイスコマンド、スイッチ、タッチパッド／スクリーン、ポインティングデバイス、トラックボール、ジョイスティック、振動発生器、ライト、加速度計など、多様なユーザーインターフェイスハードウェア／ソフトウェアが、インターフェイス１００８に含められてよい。これらの及び他のユーザーインターフェイス構成要素が、当該技術分野で知られるように、プロセッサ１００２に結合される。
【００８５】
機器１０００は、ユーザーインターフェイスハードウェア１００８の一部である又はユーザーインターフェイスハードウェア１００８とは独立したセンサー／変換器１０１０を備えてよい。そのようなセンサー１０１０は、必ずしもユーザーとの対話を必要とせずに、局所的状態（例えば、周辺光、位置、温度、加速度、向き、近接性など）を測定することが可能となり得る。そのようなセンサー／変換器１０１０はまた、メディア（例えば、文章、静止画、ビデオ、音声など）を生成することが可能となり得る。
【００８６】
機器１０００は、上述したような色順次式イメージングデバイスなど、パルス負荷１０１２を更に有してもよい。負荷１０１２は機器１０００の主要な機能的構成要素であってもよく、例えば、負荷１０１２は、機器１０００が必要とする電力の実質的大部分を消費してもよい。これは、例えば、機器１０００がピコプロジェクタの周辺装置として構成され、負荷１０１２が照明デバイスを含む場合に当てはまり得る。
【００８７】
電力調整構成要素１０１４が、パルス電流を負荷１０１２に与える。この電流は究極的には、１つ以上の電源から生じたものである。ここで図示する例示的な電源は、電池１０１６と、外部電力インターフェイス１０１８とを含む。外部電力インターフェイス１０１８は専用ポートであってもよく、あるいは、データインターフェイス１００５、１００６（例えば、ＵＳＢ、パワーオーバーイーサネット）の一部であるか若しくはその中に含められてもよい。一般に、電力調整構成要素１０１４は、負荷１０１２に加えられるよりも速いデューティサイクルで１つ以上の電源１０１６、１０１８から電流を引き込む回路を備えてもよい。一例において、構成要素１０１４は、１つ以上の電源１０１６、１０１８から引き込まれた電流が一定の負荷、例えば、時間的に変動する電流のＲＭＳ又は平均値の約３０％のピーク間変動に近づくように設計されてもよい。
【００８８】
プログラム記憶領域／メモリ１００４は、モバイル機器１０００の機能と関連付けられた機能及びアプリケーションを実行するためのオペレーティングシステムを含んでもよい。プログラム記憶領域１００４は、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、プログラマブル及び／又は消去可能ＲＯＭ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、加入者インターフェイスモジュール（ＳＩＭ）、無線インターフェイスモジュール（ＷＩＭ）、スマートカード、ハードドライブ、コンピュータプログラム製品、並びに取外し式メモリデバイスのうちの１つ以上を含んでもよい。
【００８９】
記憶領域／メモリ１００４はまた、パルス負荷デバイス１０１２のソフトウェア制御をもたらすための１つ以上のソフトウェアドライバ１０２０を含んでもよい。ソフトウェアドライバ１０２０は、オペレーティングシステムドライバ、ミドルウェア、ＨＡＬ（hardware abstraction layers）、プロトコルスタック、並びに、デバイス１０１２及び関連するハードウェアとの間のアクセス及び相互作用を容易にする他のソフトウェアの任意の組み合わせを含んでよい。モバイル機器１０００の記憶領域／メモリ１００４はまた、本発明の例示的な実施形態に従って各機能を実施するための専用ソフトウェアモジュールを含んでもよい。
【００９０】
例えば、プログラム記憶領域／メモリ１００４はモード選択モジュール１０２２を含んでもよく、このモード選択モジュール１０２２は、パルスイメージングデバイス１０１２に関連するモードを手動又は自動で変更することを可能にする。例えば、センサー１０１０を介して検出された周辺光に基づいて色域低減／輝度増加モードに入る自動モード選択を、ユーザーがモジュール１０２２を介して有効化してもよい。他の構成において、表示される特定のコンテンツ（例えば、白黒の文章／図形を用いて表示）に基づいて輝度をほぼ最大にするために、ユーザーはモジュール１０２２を介してグレースケールモードを手動で選択してもよい。モジュール１０２２を介して選択された特定のモードが、対応する変化を、負荷デバイス１０１２によって消費される電力に生じさせ得る。そのような場合、電力調整回路１０１４は、電力消費を調整して１つ以上の電源１０１６、１０１８からの電力伝送効率を最大化するための機構（例えばフィードバック回路）を有してもよい。
【００９１】
図１０のモバイル機器１０００は、本発明の原理が適用され得るコンピューティング環境の代表的な例として示されている。本明細書に示す説明から、当業者には明らかとなることであるが、本発明は、多様な他の既知及び未来のモバイル及び有線コンピューティング環境において、等しく適用可能である。例えば、デスクトップ及びサーバーコンピューティングデバイスは同様に、プロセッサと、メモリと、ユーザーインターフェイスと、データ通信回路とを備える。したがって、本発明は、パルス電気負荷を利用する任意の既知のコンピューティング構造において、適用可能である。
【００９２】
ここで図１１を参照すると、本発明の例示的な実施形態に従ってパルス電気負荷に電力を伝送するための手順１１００が流れ図で示されている。この手順は、機器の定常動作１１０２の間に発生する連続的なプロセスを含む。調整器、例えば、スイッチモード電力供給部を備える電圧ブーストコンバータなどのデバイスを介して、電気負荷が、断続的なアクティブ状態とアイドル状態との間で繰り返し駆動される（１１０４）。調整器は、直流電源、例えば電池又は外部電力インターフェイスから入力電流を受け取る。調整器からの出力電流が、電気負荷のアイドル状態において、少なくともエネルギー蓄積デバイスに与えられる（１１０６）。エネルギー蓄積デバイスは、負荷及び調整器に結合される。入力電流のデューティサイクルが出力電流のデューティサイクルよりも大きくなるように、電気負荷のアクティブ状態において、出力電流が、調整器とエネルギー蓄積デバイスの両方から電気負荷に与えられる（１１０８）。デューティサイクルのこのような増加は、例えば、エネルギー蓄積デバイスの蓄積容量を選択することによって達成されてもよい。
【００９３】
本発明の例示的な実施形態についての上述の説明は、例示及び説明を目的として提示したものである。網羅的なものにすること、又は、本発明を、開示した厳密な形に限定することは意図されていない。上記の教示を考慮すれば、多数の修正及び変形が可能である。本発明の範囲は、この詳細な説明によって限定されるのではなく、むしろ本明細書に添付された「特許請求の範囲」によって限定されことが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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