(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ノードと第２ノードとの間に直列に接続された複数のＬＥＤであって、前記第１ノードと第２ノードとの間に作動電圧が印加された場合に前記第１ノードと第２ノードとの間に直列電流が流れる複数のＬＥＤと、
各々が前記複数のＬＥＤのうちの対応するＬＥＤに並列に接続されて、前記複数のＬＥＤのうちの前記対応するＬＥＤに対して前記直列電流を迂回させる複数の制御可能な電流経路と、
前記第１ノードと第２ノードとの間において前記複数のＬＥＤと直列に接続されて、前記直列電流を設定する電流源と、
前記作動電圧に関係する少なくとも１つのパラメータをモニタすると共に、モニタされた前記少なくとも１つのパラメータが前記作動電圧が所定の閾値より小さいことを示す場合に前記複数のＬＥＤの全てよりは少ないＬＥＤが同時に駆動されるように、前記複数の制御可能な電流経路を、前記複数のＬＥＤのうちの対応する各ＬＥＤに対して前記直列電流を順次迂回させるように間欠的に制御する少なくとも１つのコントローラと、
を有する装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのコントローラが、前記電流源を、前記作動電圧が前記所定の閾値より低下した場合に前記直列電流を増加させて前記複数のＬＥＤにより発生される光の実質的に一定の輝度を維持するように制御する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記複数のＬＥＤが、第１スペクトルを持つ第１放射を発生する少なくとも１つの第１ＬＥＤと、前記第１スペクトルとは異なる第２スペクトルを持つ第２放射を発生する少なくとも１つの第２ＬＥＤとを含み、
前記少なくとも１つのコントローラが、前記複数の制御可能な電流経路を、前記第１放射及び前記第２放射の組み合わせにより所望の混合色光を生成するように制御する、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの第１ＬＥＤが、前記第１スペクトルが第１色温度に対応する少なくとも１つの第１白色ＬＥＤを含み、
前記少なくとも１つの第２ＬＥＤが、前記第２スペクトルが第１色温度とは異なる第２色温度に対応する少なくとも１つの第２白色ＬＥＤを含み、
前記少なくとも１つのコントローラが前記複数の制御可能な電流経路を、前記作動電圧が前記所定の閾値より低下した場合に、前記第１スペクトル及び前記第２スペクトルの少なくとも一方に基づく前記複数のＬＥＤにより発生される前記光の全体の色温度が減少するように制御する、
請求項３に記載の装置。
【請求項５】
自動車用照明装置であって、
少なくとも１つの集積回路チップと、
前記少なくとも１つの集積回路チップのためのパッケージと、
を有し、前記少なくとも１つの集積回路チップが、
第１ノードと第２ノードとの間に直列に接続された第１の数のＬＥＤであって、前記第１ノードと第２ノードとの間に作動電圧が印加された場合に前記第１ノードと第２ノードとの間に直列電流が流れる第１の数のＬＥＤと、
各々が前記第１の数のＬＥＤのうちの対応するＬＥＤに並列に接続されて、前記第１の数のＬＥＤのうちの前記対応するＬＥＤに対して前記直列電流を迂回させる前記第１の数に等しいか該第１の数より少ない第２の数の制御可能な電流経路と、
前記第１ノードと第２ノードとの間において前記第１の数のＬＥＤと直列に接続されて、前記直列電流を設定する電流源と、
前記作動電圧を表す少なくとも１つのパラメータをモニタすると共に、前記第１の数のＬＥＤにおける前記作動電圧により駆動することができる最大数のＬＥＤを決定し、前記最大数が前記第１の数より小さい場合に前記第１の数のＬＥＤの全てよりは少ないＬＥＤが同時に駆動されるように、前記第２の数の制御可能な電流経路を、前記第１の数のＬＥＤのうちの対応する各ＬＥＤに対して前記直列電流を順次迂回させるように間欠的に制御する少なくとも１つのコントローラと、
を有し、前記パッケージが自動車のワイヤハーネス又は相補的電気コネクタと組み合わされる少なくとも１つの第１電気コネクタを含み、該少なくとも１つの第１電気コネクタが、前記第１ノードと第２ノードとの間に前記作動電圧を印加するために前記第１ノードに電気的に接続された第１リード線及び前記第２ノードに電気的に接続された第２リード線を少なくとも含む装置。
【請求項６】
前記第１の数が４である請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つのコントローラが情報を受信及び／又は送信するための少なくとも１つの通信ポートを含み、前記少なくとも１つの第１電気コネクタが前記少なくとも１つの通信ポートに電気的に接続された第３リード線を少なくとも含む請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つのコントローラが、前記第２の数の制御可能な電流経路を、前記少なくとも１つの通信ポートにより前記第３リード線を介して受信された第１情報に少なくとも部分的に基づいて制御し、前記第１情報が前記自動車に関連した外部条件に関するものである請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つのコントローラが第２情報を記憶するために少なくとも１つのメモリを含み、前記少なくとも１つのコントローラが、前記少なくとも１つの通信ポートから前記第３リード線を介して前記第２情報の少なくとも幾らかを送信する請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
第１ノードと第２ノードとの間に直列に接続された複数のＬＥＤを駆動する方法であって、前記第１ノードと第２ノードとの間に作動電圧が印加された場合に前記第１ノードと第２ノードとの間に直列電流が流れ、
Ａ）前記作動電圧を表す少なくとも１つのパラメータをモニタするステップと、
Ｂ）前記複数のＬＥＤにおける前記作動電圧により駆動することができる最大数のＬＥＤを決定するステップと、
Ｃ）前記最大数が前記直列に接続された複数のＬＥＤの全ての合計数より小さい場合に、前記複数のＬＥＤの全てよりは少ないＬＥＤが同時に駆動されるように前記複数のＬＥＤのうちの少なくとも１つを短絡するステップと、
を有する方法であって、
前記複数のＬＥＤの各々を、１以上の照明命令に従って、多チャンネル照明ユニットの個々に且つ独立に制御可能なチャンネルとして制御するステップを有し、
前記ステップＣ）が、前記複数のＬＥＤのうちの異なるＬＥＤ、又は前記複数のＬＥＤの全てよりは少ないＬＥＤの異なるグループを順番に駆動するステップを有する、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列接続されたＬＥＤを制御する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、低電力装置及び機器用途に表示目的でしばしば採用される半導体型光源である。ＬＥＤは、通常、製造に使用される材料のタイプに依存して種々のカラー（例えば、赤、緑、黄、青、白等）で利用可能である。このＬＥＤのカラーの多様性は、近年、新しい空間照明用途のための十分な光出力を持つ新規なＬＥＤ型光源を作製するために利用されている。例えば、米国特許第6,016,038号で述べられているように、複数の異なる色のＬＥＤを照明器具内で組み合わせ、異なる各色のＬＥＤの輝度が独立に変化されて、複数の異なる色調を生成する。このような装置の一例においては、単一の照明器具から文字通り数百の異なる色調を生成するために赤、緑及び青のＬＥＤが組み合わせで使用される。更に、上記赤、緑及び青のＬＥＤの相対輝度はコンピュータ制御することができ、これにより、プログラム可能な多色光源を提供する。このようなＬＥＤ型光源は、種々のカラー照明効果が望まれるような種々の照明用途に採用されている。
【０００３】
例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第6,777,891号（以下、８９１特許）は、複数のＬＥＤ型照明ユニットをコンピュータ制御可能な"ライトストリング"として配置することを考察しており、この場合において各照明ユニットは当該ライトストリングの個別に制御可能な"ノード"を構成する。このようなライトストリングに適した用途は、装飾的及び娯楽指向的照明用途（クリスマスツリー用ライト、表示ライト、テーマパーク用照明、ビデオ及び他のゲームアーケード照明等）を含む。コンピュータ制御を介して、1以上の斯様なライトストリングは種々の複雑な時間的及び色が変化する照明効果を提供する。多くの実施化において、種々の異なるデータ伝送及び処理方式に従い、所与のライトストリングの1以上のノードに照明データが直列態様で伝達される一方、電力は該ストリングの各照明ユニットに並列に供給される（例えば、整流された高電圧源からであり、幾つかの事例では相当のリップル電圧を伴う）。
【０００４】
各照明ユニット（及び当該ストリング、これは照明ユニットの並列電力相互接続による）により必要とされる作動電圧は、典型的には、各照明ユニットにおけるＬＥＤの順方向電圧（例えば、ＬＥＤのタイプ／色に依存して２〜３.５ボルト）、当該照明ユニットの各"色チャンネル"に対して幾つのＬＥＤが採用されているか、これらＬＥＤがどの様に相互接続されているか、及び電源から電力を受けるために各色チャンネルがどの様に編成されているかに関係する。例えば、電力を受けるために各色チャンネル（各チャンネルは３ボルト程度の順方向電圧を持つ１つのＬＥＤと、当該チャンネルに電流を供給するための対応する回路とを含む）の並列配置を有する照明ユニットに対する作動電圧は、４〜５ボルト程度であり得、該電圧は各チャンネル内の上記１つのＬＥＤ及び回路をまかなうために全チャンネルに並列に印加される。従って、多くの用途では、より一般的に利用可能な高電源電圧（例えば、１２ＶＤＣ、１５ＶＤＣ、２４ＶＤＣ、整流されたライン電圧等）から1以上のＬＥＤ型照明ユニットに一般的に一層低い作動電圧を供給するために、何らかのタイプの電圧変換装置が望まれる。
【０００５】
一般的に一層高い電源電圧が容易に利用可能な利用分野での低電圧ＬＥＤ及び低電圧ＬＥＤ型照明ユニットの光源としての広範囲の採用に対する障害は、１つの電圧から他の電圧へとエネルギを変換する必要性であり、これは多くの事例では結果的に変換非効率及びエネルギ浪費となる。更に、エネルギ変換は、典型的には、一般的には集積化の障害となるようなタイプ及び寸法の電力管理構成部品を伴う。通常、ＬＥＤは、単一ＬＥＤパッケージとして、又は１つのパッケージ内に直列又は並列で接続された複数のＬＥＤとして提供されている。現在のところ、何らかのタイプの電力変換回路と共に集積された1以上のＬＥＤを含むＬＥＤパッケージは入手可能ではない。ＬＥＤと電力変換回路との集積化に対する１つの重大な障壁は、ＬＥＤを駆動するために典型的に必要とされる相対的に低い電圧レベルにエネルギを変換するために要する電力管理構成部品のタイプ及び寸法に関するものである。
【０００６】
例えば、電圧変換装置（例えば、ＤＣ／ＤＣ変換器）は、典型的に、インダクタをエネルギ蓄積素子として使用するが、該インダクタはシリコンチップに効果的に集積して集積回路を形成することはできない。インダクタの寸法も、何らかの集積回路の一部としての個々のインダクタ部品及び一層特定的にはＬＥＤパッケージ内の個々のインダクタ部品の両方の点で、集積回路実施化に対する重大な障壁である。更に、インダクタは典型的には効率的及び相対的に広い範囲の電圧を扱うようにすることは共にできず、誘導性変換器は一般的に変換動作の間にエネルギを蓄積するために大きな容量を必要とする。このように、インダクタに基づく従来の電圧変換装置は、単一又は複数のＬＥＤパッケージと比較して相当に大きな占有面積を有し、ＬＥＤパッケージとの統合に容易に適合するものではない。
【０００７】
容量性電圧変換システムも、同様の挑戦を示す。容量性システムは、電圧を直接変換することはできず、代わりに、一定の割合の乗算された又は除算された電圧を生成する。必要とされるコンデンサの数は、上記割合の分子及び分母における整数の積に直接関係する。各コンデンサも一般的に該コンデンサを高電圧電源と相対的に低い電圧の負荷との間に接続するために複数のスイッチを必要とするので、部品の数は上記分子及び分母が増加するにつれて劇的に増加し、効率も対応して減少する。効率が主要な要件であるなら、これらシステムは１の分子又は分母の実用的な比を有さねばならず、従って、高い電流では入力又は出力の何れかが低電圧となり、実効的に効率を低減させる。このように、複雑さを低減し、且つ、割合を一層簡単にするために、効率は不可避的に何れかの特定の作動電圧で妥協されねばならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
出願人は、複数の照明ユニット又は光源（例えば、ＬＥＤ）及び他のタイプの負荷を動作電力を受けるために並列というより直列に接続することを考えるのが時には有効であると認識及び理解した。複数のＬＥＤの直列相互接続は、典型的なＬＥＤ順方向電圧よりも大幅に高い作動電圧の使用を可能にし得ると共に、多ＬＥＤ又はＬＥＤ型照明ユニットの動作を電力源（例えば、１２０ＶＡＣ又は２４０ＶＡＣ等の壁電源又はライン電圧）と負荷との間にトランスを必要とすることなしに可能にし得る（即ち、複数の直列接続された負荷を、ライン電圧から直接動作させることができる）。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従って、本発明の種々の実施例は、ＬＥＤ型光源を制御する方法及び装置であって、多素子光源の各素子及び／又は複数の光源自体が動作電力を受けるために直列に結合されるような方法及び装置に関するものである。このような構成部品の直列相互接続は、一般的に、当該システムの全体の作動電圧の増加を可能にする。例えば、各々が約３〜７.４ＶＤＣの公称作動電圧を持つ３つのＬＥＤ又はＬＥＤ型照明ユニットを直列に接続し、９〜２４ＶＤＣの電圧で動作させることができる。勿論、実質的に如何なる適切な数のＬＥＤ又はＬＥＤ型照明ユニットも、各ＬＥＤ又は照明ユニットの公称作動電圧及び利用可能な電力源により供給される予測される公称電源電圧に少なくとも部分的に依存して、同様に直列に結合することができる。以下の説明の目的で、直列接続されたＬＥＤに関する種々の概念が議論されるが、ここで述べられる概念の全てではなくても多くは、動作電力を受けるために直列に結合された種々のＬＥＤのグループ化（直列、並列及び／又は直列／並列構成）及び複数のＬＥＤ型照明ユニットに同様に適用することができると理解されたい。
【００１０】
一実施例において、複数のＬＥＤは作動電圧が印加される２つのノードの間に名目的に直列に接続され、該直列接続されたＬＥＤの1以上と並列に1以上の制御可能な電流経路が接続される。種々の態様において、上記の制御可能な電流経路は、所与のＬＥＤに対して電流を完全に迂回させる1以上の制御可能なスイッチとして、又は前記２つのノード間を流れる直列電流の一部を上記所与のＬＥＤに対して迂回させるように構成された制御可能な可変若しくは固定の電流源として実施化することができる。このようにして、所与のＬＥＤの明るさを制御することができ、極端な場合、このＬＥＤを該ＬＥＤに対して電流を完全に迂回させることにより完全にオフさせることもできる。他の態様においては、コントローラが、上記1以上の制御可能な電流経路を多数の技術のうちの何れかに従って制御するように構成される。例えば、コントローラは1以上の制御可能な電流経路を、照明命令として入力されるデータ及び／又は前記２つのノードに印加される利用可能な作動電圧に関連する1以上の測定されたパラメータに基づいて作動させることができる。
【００１１】
更に詳細には、一実施例において、1以上の直列接続されたＬＥＤに対して電流を部分的に又は完全に迂回させる能力は、当該直列接続されたデバイスが接続される２つのノードに印加される公称の予測される作動電圧が、該直列接続されたデバイスの全てを駆動するのに要する最小作動電圧より低い状況において使用される。例えば、従来の１２ボルトの自動車用バッテリを含むような電気系に基づく自動車用用途において、エンジンが動作し且つ上記電気系が充電している場合の自動車装備品に対する利用可能な作動電圧は、典型的には、１３.８〜１４.５ボルトの間である。しかしながら、エンジンが動作していない場合は、利用可能な作動電圧は即座に１２〜１２.８ボルトに又はそれ以下に低下し得る（例えば、大きな負荷が存在し、及び／又は自動車用バッテリが更に放電する場合）。このように、直列接続されたＬＥＤに基づく自動車用途の照明装置は、利用可能な作動電圧に影響する全ての可能な状況を考慮に入れなければならない。
【００１２】
上記の事項に鑑み、本発明の一実施例は、複数の直列接続されたＬＥＤと、該直列接続されたＬＥＤの1以上と並列に接続された1以上の制御可能な電流経路と、該制御可能な電流経路の1以上を上記直列接続されたＬＥＤに対する利用可能な作動電圧を表す1以上のモニタされたパラメータに基づいて制御するコントローラとを含む照明装置を目指すものである。上記においては自動車用途の例が示されたが、この実施例の種々の構成例は、自動車用途にも、斯様な用途に関して考えられる作動電圧の特定の範囲にも必ずしも限定されるものではない。もっと一般的には、この実施例の一態様において、上記コントローラは上記制御可能な電流経路の1以上を、当該作動電圧が上記直列接続されたＬＥＤの全てを駆動するのに要するものより低いと1以上のパラメータが示す場合に、対応するＬＥＤに対して迂回される電流の量を増加させ、これ応じて該直列接続されたＬＥＤを駆動するのに必要な所要の作動電圧を減少させるように制御するよう構成することができる。例えば、一構成例において、上記の制御可能な電流経路は、対応するＬＥＤに対して電流を完全に迂回させ、これにより該ＬＥＤを実質的に短絡して、該ＬＥＤを上記の直列接続されたデバイスから削除するようなスイッチとすることができる。この様にして、残りの直列接続されたＬＥＤを作動させるのに要する作動電圧は、電流の迂回により短絡された各ＬＥＤの個々の作動電圧だけ低下される。
【００１３】
更に他の実施例において、複数の直列接続されたＬＥＤと、該直列接続されたＬＥＤの1以上に並列に接続された1以上の制御可能な電流経路と、該制御可能な電流経路の1以上を制御するコントローラとに基づく照明装置は、1以上の集積回路として構成することができる。更に、集積回路構成品は、通常の作動電圧が容易に利用可能な用途を含む多数の用途のうちの何れかにおける設置、配備及び／又は使用の容易性のために適切にパッケージ化することができる。例えば、一実施例において、複数の直列接続されたＬＥＤと、該直列接続されたＬＥＤの1以上と並列な1以上の制御可能な電流経路と、該電流経路を制御するコントローラとを含むＬＥＤ型照明ユニットは、単一のパッケージ内の1以上の集積回路として実施化することができ、該パッケージは多数の通常の作動電圧のうちの何れか1つ（例えば、自動車用途の場合、公称的に１２〜１４ボルトＤＣ）の電源に直接的に容易に結合することができる1以上の適切な電気コネクタを含む。
【００１４】
要約すると、本発明の一実施例は、第１ノードと第２ノードとの間に直列に接続された少なくとも２つのＬＥＤを有し、第１ノードと第２ノードとの間に作動電圧が印加された場合に該第１ノードと第２ノードとの間に直列電流が流れるような装置を目指すものである。該装置は、更に、上記少なくとも２つのＬＥＤのうちの少なくとも第１ＬＥＤに並列に接続されて、該第１ＬＥＤに対して上記直列電流を少なくとも部分的に迂回させる少なくとも１つの制御可能な電流経路を有する。該装置は、更に、上記作動電圧を表す少なくとも１つのパラメータをモニタすると共に、上記少なくとも２つのＬＥＤのうちの該作動電圧により駆動することができるＬＥＤの最大数を決定する少なくとも１つのコントローラを有する。該少なくとも１つのコントローラは、上記少なくとも１つの制御可能な電流経路を、上記最大数が前記直列に接続された少なくとも２つのＬＥＤの全ての合計数より小さい場合に、少なくとも上記第１ＬＥＤに対して迂回される直列電流の量を増加させるように制御する。
【００１５】
他の実施例は、第１ノードと第２ノードとの間に直列に接続された複数のＬＥＤを駆動する方法であって、これら第１ノードと第２ノードとの間に作動電圧が印加された場合に、これら第１ノードと第２ノードとの間に直列電流が流れるような方法を目指すものである。該方法は、Ａ）前記作動電圧を表す少なくとも１つのパラメータをモニタするステップと、Ｂ）前記少なくとも２つのＬＥＤのうちの上記作動電圧により駆動することができる最大数のＬＥＤを決定するステップと、Ｃ）該最大数が前記少なくとも２つの直列接続されたＬＥＤの全ての合計数より小さい場合に、前記複数のＬＥＤのうちの少なくとも１つを短絡して、前記複数のＬＥＤのうちの全てよりは少ないＬＥＤが同時に駆動されるようにするステップとを有する。
【００１６】
他の実施例は、第１ノードと第２ノードとの間に直列に接続された複数のＬＥＤを有する装置であって、これら第１ノードと第２ノードとの間に作動電圧が印加された場合に、これら第１ノードと第２ノードとの間に直列電流が流れるような装置を目指すものである。該装置は、更に、各々が前記複数のＬＥＤのうちの対応するものに並列に接続されて、前記複数のＬＥＤのうちの該対応するものに対して前記直列電流を迂回させる複数の制御可能な電流経路と、前記第１ノードと第２ノードとの間で前記複数のＬＥＤと直列に接続されて、前記直列電流を設定する電流源とを有する。該装置は、更に、前記作動電圧に関係する少なくとも１つのパラメータをモニタすると共に、該少なくとも１つのモニタされたパラメータが前記作動電圧が所定の閾値よりも小さいことを示す場合に、前記複数の制御可能な電流経路を間欠的に制御して、前記複数のＬＥＤのうちの各々の対応するものに対して前記直列電流を時間決めされた順序で迂回させ、これにより前記複数のＬＥＤのうちの全てよりは少ないものが同時に駆動されるようにする少なくとも１つのコントローラを有する。
【００１７】
他の実施例は、少なくとも１つの集積回路チップを有する自動車用照明装置を目指すものである。上記の少なくとも１つの集積回路チップは、ｉ）第１ノードと第２ノードとの間に直列に接続された第１の数のＬＥＤであって、これら第１ノードと第２ノードとの間に作動電圧が印加された場合に、これら第１ノードと第２ノードとの間に直列電流が流れるようなＬＥＤと、ii）前記第１の数に等しいか又はそれより少ない第２の数の制御可能な電流経路であって、各電流経路が前記第１の数のＬＥＤの対応するものに並列に接続されて、前記直列電流を該第１の数のＬＥＤのうちの上記対応するものに対して迂回させるような電流経路と、iii）第１ノードと第２ノードとの間で前記第１の数のＬＥＤと直列に接続されて、前記直列電流を設定する電流源と、iv）前記作動電圧を表す少なくとも１つのパラメータをモニタすると共に、前記第１の数のＬＥＤにおける該作動電圧により駆動することができる最大数のＬＥＤを決定する少なくとも１つのコントローラとを有する。該少なくとも１つのコントローラは、上記最大数が前記第１の数よりも小さい場合に、前記第２の数の制御可能な電流経路を制御して、前記第１の数のＬＥＤのうちの各々の対応するものに対して前記直列電流を迂回させ、これにより前記第１の数のＬＥＤのうちの全てよりは少ないものが同時に駆動されるようにする。該自動車用照明装置は、更に、前記少なくとも１つの集積回路チップのためのパッケージを有し、該パッケージは自動車の相補的電気コネクタ又はワイヤハーネスと組み合わされるように構成された少なくとも１つの第１電気コネクタを含む。該少なくとも１つの第１電気コネクタは、前記第１ノードと第２ノードとの間に前記作動電圧を印加するために、前記第１ノードに電気的に接続された第１リード線と、前記第２ノードに電気的に接続された第２リード線とを少なくとも含む。
【００１８】
［関連する用語］
本開示の目的で使用される場合、"ＬＥＤ"なる用語は、電気信号に応答して放射を発生することが可能な如何なるエレクトロルミネッセントダイオード又は他の形式のキャリア注入／接合型システムをも含むものと理解されるべきである。このように、ＬＥＤなる用語は、これらに限定されるものではないが、電流に応答して光を放出する種々の半導体型構造、発光ポリマ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）及びエレクトロルミネッセントストリップ等を含む。
【００１９】
特に、ＬＥＤなる用語は、赤外スペクトル、紫外スペクトル及び可視スペクトルの種々の部分（一般的に、約４００ナノメートルから約７００ナノメートルの放射波長を含む）の1以上で放射を発生するように構成することができる全てのタイプの発光ダイオード（半導体及び有機発光ダイオードを含む）を指す。ＬＥＤの幾つかの例は、これらに限定されるものではないが、種々のタイプの赤外ＬＥＤ、紫外ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、琥珀色ＬＥＤ、オレンジ色ＬＥＤ及び白色ＬＥＤを含む（以下で更に説明する）。ＬＥＤは、所与のスペクトル（例えば、狭い帯域幅、広い帯域幅）に対して種々の帯域幅（例えば、半値全幅又はＦＷＨＭ）を、且つ、所与の一般的色分類内で種々の支配的波長を持つ放射を発生するように構成及び／又は制御することができると理解されたい。
【００２０】
例えば、実質的に白色を発生するように構成されたＬＥＤ（例えば、白色ＬＥＤ）の一構成例は、組み合わせで混合して実質的に白色光を形成するような異なるスペクトルのエレクトロルミネッセンスを各々放出する複数のダイを含むことができる。他の構成例では、白色ＬＥＤは、第１スペクトルを持つエレクトロルミネッセンスを別の第２スペクトルに変換する蛍光材料に関連し得る。この構成の一例において、相対的に短い波長及び狭い帯域幅のスペクトルを持つエレクトロルミネッセンスが該蛍光材料を"ポンピング"し、該蛍光材料は幾分広いスペクトルを持つ一層長い波長の放射を放出する。
【００２１】
また、ＬＥＤなる用語は、ＬＥＤの物理的及び／又は電気的パッケージのタイプは限定しないと理解されたい。例えば、前述したように、ＬＥＤは異なるスペクトルの放射を各々放出するように構成された複数のダイ（例えば、個々に制御可能であるか又は可能でない）を有する単一の発光デバイスを指すことができる。また、ＬＥＤは当該ＬＥＤ（例えば、幾つかのタイプの白色ＬＥＤ）の一体部分と考えられる蛍光体に関連され得る。一般的に、ＬＥＤなる用語は、パッケージ化されたＬＥＤ、非パッケージ化ＬＥＤ、表面実装型ＬＥＤ、チップオンボード型ＬＥＤ、Ｔパッケージ実装型ＬＥＤ、放射パッケージ型ＬＥＤ、電力パッケージ型ＬＥＤ、何らかのタイプのケース及び／又は光学素子（例えば、拡散レンズ）を含むＬＥＤ等を指すことができる。
【００２２】
"光源"なる用語は、これらに限定されるものではないが、ＬＥＤ型光源（上で定義したような１以上のＬＥＤを含む）、白熱光源（例えば、フィラメント電球、ハロゲン電球等）、蛍光光源、燐光光源、高輝度放電光源（例えば、ナトリウム蒸気、水銀蒸気及びメタルハライド電球等）、レーザ、他のタイプのエレクトロルミネッセント光源、火ルミネッセント光源（例えば、炎）、キャンドルルミネッセント光源（例えば、ガスマントル、炭素アーク放射光源）、フォトルミネッセント光源（例えば、気体放電光源）、電子飽和（electronic satiation）を用いる陰極ルミネッセント光源、直流（galvano）ルミネッセント光源、結晶（crystallo）ルミネッセント光源、運動（kine）ルミネッセント光源、熱ルミネッセント光源、摩擦ルミネッセント光源、音ルミネッセント光源、電波ルミネッセント光源及びルミネッセントポリマを含む種々の放射源の何れかの１以上を指すと理解されたい。
【００２３】
或る光源は、可視スペクトル内、可視スペクトル外又は両者の組み合わせで電磁放射を発生するように構成することができる。従って、"光"及び"放射"なる用語は、ここでは入れ換え可能に使用される。更に、光源は、一体部品として、１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むことができる。また、光源は、これらに限定されるものではないが、指示、表示及び／又は照明を含む種々の用途のために構成することができる。"照明用光源"は、室内又は室外空間を効果的に照明するために十分な輝度を有する放射を発生するように特別に構成された光源である。このような前後状況において、"十分な輝度"とは、周囲照明（即ち、間接的に知覚され、且つ、例えば全体として若しくは部分的に知覚される前に種々の介在する表面の１以上から反射され得る光）を提供するために空間又は環境内で発生される可視スペクトル内での十分な放射パワー（放射パワー及び"光束"の点では、光源から全方向への全光出力を表すために、しばしば、"ルーメン"なる単位が使用される）を指す。
【００２４】
"スペクトル"なる用語は、１以上の光源により生成された放射の何れかの１以上の周波数（又は波長）を指すものと理解されたい。従って、"スペクトル"なる用語は、可視範囲における周波数（又は波長）のみならず、赤外、紫外及び全体の電磁スペクトルの他の領域における周波数（又は波長）を指す。また、或るスペクトルは、相対的に狭い帯域幅（例えば、実質的に僅かな周波数又は波長成分しか有さないＦＷＨＭ）又は相対的に広い帯域幅（種々の相対強度を持つ幾つかの周波数又は波長成分）を有することができる。或るスペクトルは２以上の他のスペクトルの混合（例えば、複数の光源から各々放出された放射の混合）の結果であり得ると理解されたい。
【００２５】
本開示の目的のため、"カラー（色）"なる用語は、"スペクトル"と互換可能に使用されている。しかしながら、"カラー"なる用語は、一般的に、観察者により知覚可能であるような放射の特性を主に指すように使用される（もっとも、この用い方は、この用語の範囲を限定する意図でない）。従って、"異なるカラー"なる用語は、異なる波長成分及び／又は帯域幅を持つ複数のスペクトルを暗黙的に示す。また、"カラー"なる用語は、白色及び非白色光の両方との関連で使用することもできると理解されたい。
【００２６】
"色温度"なる用語は、通常、ここでは白色光との関連で使用されている。もっとも、このような使用は該用語の範囲を限定しようというものではない。色温度は、本質的に、白色光の特定の色含有量又は色合い（shade）を示す（例えば、赤みがかった、青みがかった等）。或る放射サンプルの色温度は、通常、実質的に当該放射サンプルと同一のスペクトルを放射する黒体放射体のケルビン度での温度により特徴付けられる。黒体放射体の色温度は、通常、約７００度Ｋ（典型的には、人の目にとり最初に見えると考えられている）から１０,０００度Ｋを超えるまでの範囲内に入る。白色光は、通常、１５００〜２０００度Ｋより上の色温度で知覚される。
【００２７】
より低い色温度は、通常、一層顕著な赤成分又は"暖かい感じ"を持つ白色光を示す一方、より高い色温度は、通常、一層顕著な青成分又は"冷たい感じ"を持つ白色光を示す。例示として、火は約１,８００度Ｋの色温度を有し、通常の白熱電球は約２８４８度Ｋの色温度を有し、早朝の日光は約３,０００度Ｋの色温度を有し、曇った昼の空は約１０,０００度Ｋの色温度を有する。約３,０００度Ｋの色温度を持つ白色光の下で見られるカラー画像は相対的に赤みがかった色調を持つ一方、約１０,０００度Ｋの色温度を持つ白色光の下で見られる同じカラー画像は相対的に青みがかった色調を持つ。
【００２８】
"照明器具"なる用語は、ここでは、特定のフォームファクタ、アセンブリ又はパッケージ内での１以上の照明ユニットの実施化又は配置を示すために使用されている。"照明ユニット"なる用語は、ここでは、同一又は異なるタイプの１以上の光源を含む装置を示すために使用されている。或る照明ユニットは、種々の光源の取り付け装置、エンクロージャ／ハウジング装置及び形状、及び／又は電気的及び機械的接続構造の何れか１つを有し得る。更に、或る照明ユニットは、オプションとして、光源の動作に関連する種々の他の部品（例えば、制御回路）に関連し得る（例えば、含む、結合される、及び／又は一緒にパッケージ化される）。"ＬＥＤ型照明ユニット"とは、前述した１以上のＬＥＤ型光源を単独で又は他の非ＬＥＤ型光源との組み合わせで含むような照明ユニットを指す。"多チャンネル"照明ユニットとは、各々が異なる放射のスペクトルを発生するように構成された少なくとも２つの光源を含むようなＬＥＤ型又は非ＬＥＤ型の照明ユニットを指し、各々の異なる光源スペクトルを、当該多チャンネル照明ユニットの"チャンネル"と呼ぶことができる。
【００２９】
"コントローラ"なる用語は、ここでは、１以上の光源の動作に関係する種々の装置を広く記述するために使用されている。コントローラは、ここで述べる種々の機能を実行するために種々の態様で（例えば、専用のハードウェアによる等）実施化することができる。"プロセッサ"はコントローラの一例であり、ここで述べる種々の機能を果たすためにソフトウェア（例えば、マイクロコード）を用いてプログラムすることが可能な１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しないで実施化することができ、幾つか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ためのプロセッサ（例えば、１以上のプログラム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実施化することもできる。本開示の種々の実施例で使用することが可能なコントローラ部品の例は、これらに限定されるものではないが、通常のマイクロプロセッサ、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）を含む。
【００３０】
種々の実施例において、プロセッサ又はコントローラは１以上の記憶媒体（ここでは、汎用的に"メモリ"と称し、例えばＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、EEPROM、フロッピーディスク、コンパクトディスク、光ディスク磁気テープ等の揮発性及び不揮発性コンピュータメモリである）と関連させることができる。幾つかの実施例において、上記記憶媒体は、１以上のプロセッサ及び／又はコントローラ上で実行された場合に、ここで述べる機能の少なくとも幾つかを実行する１以上のプログラムによりコード化することができる。種々の記憶媒体は、プロセッサ又はコントローラ内に固定することができるか、又は該記憶媒体上に記憶された１以上のプログラムを、ここで述べる本開示の種々の態様を実施化すべくプロセッサ又はコントローラにロードすることができるように移送可能とすることもできる。"プログラム"又は"コンピュータプログラム"なる用語は、ここでは、汎用的意味で１以上のプロセッサ又はコントローラをプログラムするために使用することが可能な如何なるタイプ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）をも示す。
【００３１】
"アドレス指定可能"なる用語は、ここでは、自身を含む複数のデバイスに対する情報（例えば、データ）を受信すると共に当該デバイスに対する特定の情報に選択的に応答するように構成されたデバイス（例えば、光源一般、照明ユニット又は器具、１以上の光源又は照明ユニットに関連するコントローラ又はプロセッサ、他の非照明関連デバイス等）を示すために使用されている。"アドレス指定可能"なる用語は、しばしば、複数のデバイスが何らかの通信媒体又は複数の媒体を介して一緒に結合されるネットワーク化された環境（又は"ネットワーク"、後に更に説明する）との関連で使用される。
【００３２】
一ネットワーク構成例において、ネットワークに結合された１以上のデバイスは、該ネットワークに結合された他の１以上の他のデバイス（例えば、マスタ／スレーブ関係で）に対するコントローラとして働くことができる。他の構成例では、ネットワーク化された環境は、当該ネットワークに結合された装置の１以上を制御するように構成された１以上の専用のコントローラを含むことができる。一般的に、当該ネットワークに結合された複数の装置は、各々、通信媒体又は複数の媒体上に存在するデータにアクセスすることができるが、或る装置は、例えば該装置に割り当てられた１以上の特定の識別子（例えば、"アドレス"）に基づいて該ネットワークとデータを選択的に交換する（即ち、該ネットワークからデータを受信し、及び／又は該ネットワークへデータを送信する）ように構成される点で"アドレス指定可能"であり得る。
【００３３】
ここで使用される"ネットワーク"なる用語は、当該ネットワークに結合された何れか２以上の装置間での及び／又は複数の装置間での情報の移送（例えば、装置制御、データ記憶、データ交換等のための）を容易化する２以上の装置（コントローラ及びプロセッサを含む）の如何なる相互接続をも指す。容易に理解されるように、複数の装置を相互接続するのに適したネットワークの種々の構成は、種々のネットワークトポロジの何れかを含み得ると共に、種々の通信プロトコルの何れかを使用することができる。更に、本開示による種々のネットワークにおいて、２つの装置間の何れか１つの接続は、該２つの系の間の専用の接続を表すことができるか、又は代わりに非専用的接続を表すことができる。２つの装置のための情報を伝達することに加えて、斯様な非専用的接続は、必ずしも斯かる２つの装置の何れのためでもない情報を伝達することができる（例えば、オープンネットワーク接続）。更に、ここで述べる装置の種々のネットワークは、当該ネットワークを介しての情報移送を容易にするために１以上の無線、有線／ケーブル及び／又は光ファイバリンクを使用することができることが容易に理解される。
【００３４】
ここで使用される"ユーザインターフェース"なる用語は、人のユーザ又は操作者と１以上の装置との間の斯かるユーザ及び装置間の通信を可能にするインターフェースを指す。本開示の種々の構成で使用することができるユーザインターフェースの例は、これらに限定されるものではないが、スイッチ、ポテンショメータ、ボタン、ダイヤル、スライダ、マウス、キーボード、キーパッド、種々のタイプのゲームコントローラ（例えば、ジョイスティック）、トラックボール、表示スクリーン、種々のタイプのグラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）、タッチスクリーン、マイクロフォン及び何らかの形態の人が発生する刺激を受け、これに応答して信号を発生することができる他のタイプのセンサを含む。
【００３５】
［関連する特許及び特許出願］
以下の特許及び特許出願が、参照により本明細書に組み込まれる：
・"多色ＬＥＤ照明方法及び装置"なる名称の２０００年１月１８日に発行された米国特許第6,016,038号；
・"照明部品"なる名称の２００１年４月３日に発行された米国特許第6,211,626号；
・"ネットワーク化された照明システムにおける装置を制御する方法及び装置"なる名称の２００３年８月１９日に発行された米国特許第6,608,453号；
・"ネットワーク化された照明システムにおける装置を制御する方法及び装置"なる名称の２００４年８月１７日に発行された米国特許第6,777,891号；
・"抵抗性負荷をシミュレーションする方法及び装置"なる名称の２００７年８月９日に出願された米国特許出願第11/836,560号。
【００３６】
上述した技術思想及び以下に詳細に説明する更なる技術思想の全ての組み合わせは（斯かる技術思想が相互に矛盾しない限り）、ここに開示される発明的主題の一部であると見なされると理解されるべきである。特に、本開示の末尾に示す請求項の主題の全ての組み合わせは、ここに開示される発明的主題の一部であると見なされる。また、参照により組み込まれた如何なる開示内にも現れる、本明細書で明示的に使用される用語は、本明細書で開示される特定の概念と最も一貫性がある意味が付与されると理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明の種々の実施例による照明ユニットを示す説明図である。
【図２】図２は、本発明の種々の実施例によるネットワーク化照明システムを示す説明図である。
【図３】図３は、本発明一実施例による、複数の直列接続されたＬＥＤ及び1以上の制御可能な電流経路を含む照明装置のブロック図である。
【図４】図４は、本発明の一実施例による、図３に示した照明装置の例示的回路構成を示す説明図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の種々の実施例による、図４の回路に使用するのに適した制御可能な電流経路の一例を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の種々の実施例による、図４の回路に使用するのに適した制御可能な電流経路の他の例を示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本発明の種々の実施例による、図４の回路に使用するのに適した制御可能な電流経路の他の例を示す。
【図５Ｄ】図５Ｄは、本発明の種々の実施例による、図４の回路に使用するのに適した制御可能な電流経路の他の例を示す。
【図６】図６は、本発明の一実施例による、図４の照明装置のための例示的パッケージを示す。
【図７】図７は、本発明の一実施例による、直列接続されたＬＥＤスタックにおける或るＬＥＤの間のノード電圧を制御する例示的回路を示す。；
【図８】図８は、本発明の他の実施例による照明装置を示し、該装置は直列接続されたＬＥＤスタックにおける各ノード電圧を発生するための演算増幅器電源、及び各ＬＥＤに対する個別電流源を採用している。
【図９】図９は、本発明の他の実施例による照明装置を示し、該装置は対応する電流源に関連づけられた異なるグループの制御可能なチャンネルを有している。
【図１０】図１０は、本発明の他の実施例による照明装置を示し、該装置は抵抗性負荷をシミュレーションするように特別に構成されている。
【図１１】図１１は、本発明の一実施例による、作動電圧から複数の照明ユニットに電力を供給するための"レイル分割"アーキテクチャを示す。
【図１２】図１２は、本発明の一実施例による、作動電圧から複数の照明ユニットに電力を供給するための"レイル分割"アーキテクチャを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図面において、同様の符号は異なる図を通して同様の構成部分を概ね示すものである。また、図面は、必ずしも寸法通りではなく、本発明の原理を示すに際して大体は代わりに強調がなされている。
【００３９】
以下、本発明の種々の実施例を、特にＬＥＤ型の光源に関係する特定の実施例を含み説明する。しかしながら、本開示は如何なる特定の実施化の態様に限定されるものではなく、ここで明示的に説明する種々の実施例は主に解説の目的のものであると理解されるべきである。例えば、ここで説明する種々の概念は、ＬＥＤ型光源及びＬＥＤを含まない他のタイプの光源を含む種々の環境、ＬＥＤ及び他のタイプの光源の両方を組み合わせで含む環境、及び非照明関係装置を単独で又は種々のタイプの光源との組み合わせで含む環境において適切に実施化することができる。
【００４０】
図１は、本発明の一実施例による照明ユニット１００の一例を示している。図１に関連して以下に説明するものと類似のＬＥＤ型照明ユニットの幾つかの一般的例は、例えば"多色ＬＥＤ照明方法及び装置"なる名称のMueller他に対し２０００年１月１８日に発行された米国特許第6,016,038号及び"照明部品"なる名称のLys他に対して２００１年４月３日に発行された米国特許第6,211,626号等で見つけることができ、これら特許は参照により本明細書に組み込まれるものとする。
【００４１】
図1に示す照明ユニット１００は、単独で又は照明ユニットのシステムにおける他の同様の照明ユニットと一緒に（例えば、図２を参照して後述するように）使用することができる。単独で又は他の照明ユニットとの組み合わせで使用された場合、該照明ユニット１００は、これらに限定されるものではないが、直視型若しくは間接視型屋内又は屋外空間（例えば、建築の）照明及び照明一般、物体又は空間の直接又は間接照明、劇場の又は他の娯楽型／特殊効果照明、装飾的照明、安全指向の照明、車両照明、ディスプレイ及び／又は商品に関する又は斯かるものの照明（例えば、宣伝のための及び／又は小売り／消費環境における）、組み合わせ照明又は照明及び通信システム等を含む種々の用途において、並びに種々の指示、表示及び通知的目的で採用することができる。更に、図１に関連して説明するものと類似した1以上の照明ユニットは、これらに限定されるものではないが、種々の形状及び電気的／機械的結合装置を有する種々の形態の照明モジュール又は電球（従来のソケット又は固定具に使用するよう構成された交換又は"改良"モジュール若しくは電球を含む）含む種々の製品、並びに種々の消費者用及び／又は家庭用製品（例えば、常夜灯、おもちゃ、ゲーム若しくはゲーム部品、娯楽部品若しくはシステム、家庭用品、機器、台所補助具、清掃製品等）並びに建築用部品（例えば、壁、床、天井用の照明パネル、照明飾り及び装飾部品）において実施化することができる。
【００４２】
種々の実施化及び実施例において、図１に示す照明ユニット１００は、1以上の光源１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ及び１０４Ｄを含み（集合的に１０４として示す）、斯かる光源の１以上は、１以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むＬＥＤ型光源とすることができる。この実施例の一態様において、上記光源の何れかの２以上は異なる色（例えば、赤、緑及び青）の放射を発生するよう構成することができる。この点に関しては、前述したように上記異なる色の光源の各々は、"多チャンネル"光源における別の"チャンネル"を構成する別の光源スペクトルを発生する。図１は４つの光源１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ及び１０４Ｄを示しているが、該照明ユニットは、この点で限定されるものではないと理解されるべきである。というのは、本質的に白色光を含む種々の異なるカラーの放射を発生するように構成された異なる数、且つ、種々のタイプの光源（全てＬＥＤ型の光源、ＬＥＤ型及び非ＬＥＤ型光源の組み合わせ等）も、後述するように、当該照明ユニット１００に使用することができるからである。
【００４３】
図１に示すように、照明ユニット１００は、上記光源を駆動して該光源から種々の輝度の光を発生させる１以上の制御信号を出力するように構成されたコントローラ１０５も含むことができる。例えば、一構成例において、コントローラ１０５は各光源に対し少なくとも１つの制御信号を出力して、各光源により発生される光の輝度（例えば、ルーメンでの放射パワー）を独立に制御するように構成することができる。他の例として、コントローラ１０５は、２以上の光源のグループを集合的に同じに制御するために１以上の制御信号を出力するように構成することもできる。当該光源を制御するために上記コントローラにより発生することができる制御信号の幾つかの例は、これらに限定されるものではないが、パルス変調された信号、パルス幅変調された信号（ＰＷＭ）、パルス振幅変調された信号（ＰＡＭ）、パルスコード変調された信号（ＰＣＭ）、アナログ制御信号（例えば、電流制御信号、電圧制御信号）、上述した信号の組み合わせ及び／又は変調、又は他の制御信号を含む。一態様において、特にＬＥＤ型光源に関連して、可変ＬＥＤ駆動電流が採用されたとしたら生じるかも知れないＬＥＤ出力の可能性のある望ましくない又は予測不可能な変動を軽減するために、１以上の変調技術が、１以上のＬＥＤに供給される一定電流レベルを用いて可変制御を行う。他の態様では、コントローラ１０５は他の専用の回路（図１には図示されていない）を制御することができ、該回路が上記光源を制御して斯かる光源の各輝度を変化させる。
【００４４】
通常、１以上の光源により発生される放射の強度（放射出力パワー）は、所与の期間にわたって該光源に供給される平均電力に比例する。従って、１以上の光源により発生される放射の強度を変化させる１つの技術は、当該光源へ供給される電力（即ち、該光源の作動電力）を変調することを含む。ＬＥＤ型光源を含む幾つかのタイプの光源に関しては、これは、パルス幅変調（ＰＷＭ）技術を用いて効果的に達成することができる。
【００４５】
ＰＷＭ制御技術の１つの例示的構成においては、照明ユニットの各チャンネルに対して、該チャンネルを構成する或る光源の両端間に所定の一定電圧Ｖsourceが周期的に印加される。該電圧Ｖsourceの印加は、コントローラ１０５により制御される１以上のスイッチ（図１には示されていない）を介して達成することができる。電圧Ｖsourceが当該光源の両端間に印加されている間、所定の一定電流Ｉsource（例えば、図１には示されていない電流調整器により決定される）が該光源を介して流される。ここでＬＥＤ型光源は１以上のＬＥＤを含み得、従って上記電圧Ｖsourceは該光源を構成する一群のＬＥＤに供給することができ、上記電流Ｉsourceは斯かるＬＥＤの群により取り込まれ得ることを想起されたい。駆動された場合の当該光源の両端間の一定電圧Ｖsource、及び駆動された場合の該光源により取り込まれる調整された電流Ｉsourceは、該光源の瞬時作動電力Ｐsourceの流を決定する（Ｐsource＝Ｖsource・Ｉsource）。前述したように、ＬＥＤ型光源は、調整された電流を用いて、可変ＬＥＤ駆動電流が採用されたとしたら生じるかも知れないＬＥＤ出力の可能性のある望ましくない又は予測不可能な変動を軽減する。ＰＷＭ技術によれば、当該光源に電圧Ｖsourceを周期的に印加すると共に、所与のオンオフサイクルの間において該電圧が印加される時間を変化させることにより、時間にわたり該光源に供給される平均電力（平均作動電力）を変調することができる。特に、コントローラ１０５は上記電圧Ｖsourceを所与の光源にパルス状態様で（例えば、当該光源に電圧を印加する１以上のスイッチを作動させる制御信号を出力することにより）、好ましくは人の目により検出することが可能なものより高い（例えば、約１００Ｈｚより高い）周波数で印加するように構成することができる。この様にして、当該光源により発生される光の観察者は、離散的なオンオフサイクル（通常、"フリッカ効果"と呼ばれる）を知覚することがなく、代わりに、目の積分機能が実質的に連続した光の発生を知覚する。上記制御信号のオンオフサイクルのパルス幅（即ち、オン時間又は"デューティサイクル"）を調整することにより、該コントローラは如何なる所与の期間において当該光源が駆動される時間の平均量をも変化させ、かくして、該光源の平均作動電力を変化させる。この様にして、各チャンネルからの発生光の知覚される輝度を変化させることができる。
【００４６】
以下に詳述するように、コントローラ１０５は多チャンネル照明ユニットの各々別個の光源チャンネルを所定の平均作動電力に制御して、各チャンネルにより発生される光に関して対応する放射出力パワーを得るように構成することができる。他の例として、コントローラ１０５は、ユーザインターフェース１０８、信号源１２４又は１以上の通信ポート１２０等の種々の発生元から、１以上のチャンネルに対する所定の作動電力を、従って各チャンネルにより発生される光に関する対応する放射出力パワーを指定する命令（例えば"照明コマンド"）を入力することができる。１以上のチャンネルに対する所定の作動電力を変化させることにより（例えば、異なる命令又は照明コマンドに従って）、異なる知覚カラー及び輝度レベルの光を当該照明ユニットにより発生させることができる。
【００４７】
照明ユニット１００の一実施例においては、前述したように、図１に示した光源１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ及び１０４Ｄの１以上は、コントローラ１０５により一緒に制御される一群の複数のＬＥＤ又は他のタイプの光源（例えば、ＬＥＤ又は他のタイプの光源の種々の並列及び／又は直列接続）を含むことができる。更に、当該光源の１以上は、これらに限定されるものではないが、種々の可視カラー（実質的に白色の光を含む）、白色光の種々の色温度、紫外又は赤外を含む種々のスペクトル（即ち、波長又は波長帯域）のうちの何れかを持つ放射を発生するように構成された１以上のＬＥＤを含むことができると理解されるべきである。種々のスペクトル帯域幅（例えば、狭い帯域、広い帯域）を持つＬＥＤを、照明ユニット１００の種々の実施化例で使用することができる。
【００４８】
図１に示す照明ユニットの他の態様において、照明ユニット１００は広い範囲の可変カラー放射を生成するように構成及び配置することができる。例えば、一実施例において、照明ユニット１００は、当該光源の２以上により発生される制御可能な可変輝度（即ち、可変放射パワー）の光が組み合わさって、混合色光（種々の色温度を持つ実質的に白色の光を含む）を生成するように特別に構成することができる。特に、上記混合色光の色（又は色温度）は、当該光源の各輝度（出力放射パワー）の１以上を変化させることにより（例えば、コントローラ１０５により出力される１以上の制御信号に応答して）、変化させることができる。更に、コントローラ１０５は、制御信号を当該光源の１以上に供給して、種々の静止的な又は時間と共に変化する（動的な）多色（又は多色温度）照明効果を発生させるように特別に構成することができる。この目的のために、一実施例においては、上記コントローラは斯様な制御信号を当該光源の１以上に供給するようプログラムされたプロセッサ１０２（例えば、マイクロプロセッサ）を含むことができる。種々の態様において、プロセッサ１０２は斯様な信号を自律的に、照明コマンドに応答して、又は種々のユーザ若しくは信号入力に応答して供給するようプログラムすることができる。
【００４９】
このように、照明ユニット１００は、色混合を生成するための赤色、緑色及び青色ＬＥＤの２以上、並びに様々なカラー及び色温度の白色光を生成するための１以上の他のＬＥＤを含み、広範囲の色のＬＥＤを種々の組み合わせで含むことができる。例えば、赤、緑及び青は、琥珀色、白色、ＵＶ、オレンジ、ＩＲ又は他の色のＬＥＤと混合することができる。更に、異なる色温度を持つ白色ＬＥＤ（例えば、第１色温度に対応する第１スペクトルを発生する１以上の第１白色ＬＥＤ、及び第１色温度とは異なる第２色温度に対応する第２スペクトルを発生する１以上の第２白色ＬＥＤ）を、全白色ＬＥＤ照明ユニットにおいて又は他の色のＬＥＤとの組み合わせで使用することができる。照明ユニット１００における異なる色のＬＥＤ及び／又は異なる色温度の白色ＬＥＤの斯様な組み合わせは、所望のスペクトルの照明条件の正確な再生を容易化することができ、斯様な照明条件の例は、これらに限定されるものではないが、一日の異なる時間における種々の外部日光の同等条件、種々の屋内照明条件、及び複雑な多色背景をシミュレーションするための照明条件等を含む。他の望ましい照明条件は、特定の環境において特別に吸収され、減衰され又は反射され得るスペクトルの特定の部分を削除することにより生成することができる。水は、例えば光の非青色及び非緑色を殆ど吸収及び減衰させる傾向が有るので、水面下の用途は、幾つかのスペクトル要素を他のものに対して強調又は減衰させるように仕立てられた照明条件の利益を受け得る。
【００５０】
図１に示されるように、照明ユニット１００は情報を記憶するためにメモリ１１４も含むことができる。例えば、メモリ１１４は、プロセッサ１０２により実行するための１以上の照明コマンド又はプログラム（例えば、当該光源に対する１以上の制御信号を発生するために）、及び可変色放射を発生するために有用な種々のタイプのデータ（例えば、後述するような校正情報）を記憶するために使用することができる。メモリ１１４は、当該照明ユニット１００を識別するためのローカルに又はシステムレベルで使用することが可能な１以上の特定の識別子（例えば、連続番号、アドレス等）も記憶することができる。種々の実施例において、このような識別子は、例えば製造者により予めプログラムすることができ、その後に変更可能又は変更不可能とすることができる（例えば、当該照明ユニット上に配置された何らかのタイプのユーザインターフェースを介して、又は当該照明ユニットにより受信される１以上のデータ若しくは制御信号を介して等）。他の例として、このような識別子は、当該照明ユニットのフィールドにおける最初の使用の時点で決定することができると共に、その後に変更可能であるか又は変更不可能とすることができる。
【００５１】
図１を依然として参照すると、照明ユニット１００は、オプションとして、複数のユーザにより選択可能な設定又は機能（例えば、照明ユニット１００の光出力を一般的に制御する、当該照明ユニットにより発生されるべき種々の事前プログラムされた照明効果を変更及び／又は選択する、選択された照明効果の種々のパラメータを変更及び／又は選択する、当該照明ユニットに対するアドレス又は連続番号等の特定の識別子を設定する）の何れかを容易化するために設けられた１以上のユーザインターフェース１１８を含むことができる。種々の実施例において、ユーザインターフェース１１８と当該照明ユニットとの間の通信は、有線若しくはケーブル、又は無線伝送を介して達成することができる。一構成例において、当該照明ユニットのコントローラ１０５は、ユーザインターフェース１１８をモニタし、光源１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ及び１０４Ｄのうちの１以上を、少なくとも部分的に該インターフェースのユーザによる操作に基づいて制御する。例えば、コントローラ１０５は、当該光源の１以上を制御するための１以上の制御信号を発生することにより、上記ユーザインターフェースの操作に応答するように構成することができる。他の例として、プロセッサ１０２は、メモリに記憶された１以上の事前にプログラムされた制御信号を選択し、照明プログラムを実行することにより発生される制御信号を修正し、メモリから新たな照明プログラムを選択及び実行し、又は当該光源の１以上により発生される放射にそれ以外で影響を与えることにより、応答するように構成することができる。
【００５２】
特に、一構成例において、ユーザインターフェース１１８は、コントローラ１０５に対する電力を遮断する１以上のスイッチ（例えば、標準の壁スイッチ）を構成することができる。この構成例の一態様において、コントローラ１０５は、上記ユーザインターフェースにより制御される電力をモニタし、当該光源の１以上を少なくとも部分的に上記ユーザインターフェースの操作により生じた電力の遮断の期間に基づいて制御するように構成される。前述したように、当該コントローラは、電力遮断の所定の期間に対して、例えばメモリに記憶された１以上の事前にプログラムされた制御信号を選択し、照明プログラムを実行することにより発生される制御信号を修正し、メモリから新たな照明プログラムを選択及び実行し、又は当該光源の１以上により発生される放射にそれ以外で影響を与えることにより、応答するように特別に構成することができる。
【００５３】
図１は、照明ユニット１００が１以上の他の信号原１２４から１以上の信号１２２を入力するように構成することができることも示している。一構成例において、当該照明ユニットのコントローラ１０５は、信号１２２を、単独又は他の制御信号（例えば、照明プログラムを実行することにより発生される信号、ユーザインターフェースからの１以上の出力等）との組み合わせで使用して、光源１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ及び１０４Ｄのうちの１以上をユーザインターフェースに関連して上述したのと同様の態様で制御することができる。
【００５４】
コントローラ１０５により入力され且つ処理することが可能な信号１２２の例は、これらに限定されるものではないが、１以上のオーディオ信号、ビデオ信号、電力信号、種々のタイプのデータ信号、ネットワーク（例えば、インターネット）から得られた情報を表す信号、１以上の検出可能／感知可能な条件を表す信号、照明ユニットからの信号、変調された光からなる信号等を含む。種々の構成例において、信号源１２４は、照明ユニット１００から遠くに隔てて配置することができるか、又は当該照明ユニットの構成部品として含まれ得る。一実施例において、１つの照明ユニット１００からの信号は、ネットワークを介して他の照明ユニット１００に送ることができる。
【００５５】
図１の照明ユニットに使用することができるか、又は該照明ユニットとの関連で使用することができる信号源１２４の幾つかの例は、何らかの刺激に応答して１以上の信号１２２を発生する種々のセンサ又はトランスジューサの何れかを含む。このようなセンサの例は、これらに限定されるものではないが、熱感知的（例えば、温度、赤外線）センサ、湿度センサ、動きセンサ、フォトセンサ／光センサ（例えば、フォトダイオード、分光放射計又は分光光度計等の電磁放射の１以上の特定のスペクトルに対して感知的なセンサ）、種々のタイプのカメラ、音若しくは振動センサ又は他の圧力／力トランスジューサ（例えば、マイクロフォン、圧電デバイス等）等の種々のタイプの環境条件センサを含む。
【００５６】
信号源１２４の更なる例は、電気的信号若しくは特性（例えば、電圧、電流、電力、抵抗、容量、インダクタンス等）又は化学的／生物学的特性（例えば、酸性度、１以上の特定の化学的又は生物学的物質、細菌等）をモニタして、斯かる信号及び特性の測定値に基づいて１以上の信号１２２を供給する種々の測定／検出デバイスを含む。信号源１２４の更に他の例は、種々のタイプのスキャナ、画像認識システム、音声又はサウンド認識システム、人工知能及びロボットシステム等を含む。また、信号源１２４は、照明ユニット１００、他のコントローラ若しくはプロセッサ、又は、媒体プレーヤ、ＭＰ３プレーヤ、コンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、テレビジョン信号源、カメラ信号源、マイクロフォン、スピーカ、電話、携帯電話、インスタントメッセンジャ装置、ＳＭＳ装置、無線装置、パーソナルオーガナイザ装置及び多くの他のもの等の多くの利用可能な信号発生装置の何れか１つでもあり得る。
【００５７】
一実施例において、図１に示される照明ユニット１００は、光源１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ及び１０４Ｄにより発生される放射を光学的に処理する１以上の光学エレメント１３０を含むこともできる。例えば、１以上の光学エレメントは、発生された放射の空間分布及び伝搬方向の一方又は両方を変更するように構成することができる。特に、１以上の光学エレメントは、発生された放射の拡散角度を変化させるように構成することができる。この実施例の一態様において、１以上の光学エレメント１３０は、発生された放射の空間分布及び伝搬方向の一方又は両方を可変的に変化させる（例えば、何らかの電気的及び／又は機械的刺激に応答して）ように特別に構成することができる。照明ユニット１００に含めることが可能な光学エレメントの例は、これらに限られるものではないが、反射性機材、屈折性機材、半透明機材、フィルタ、レンズ、鏡及び光ファイバを含む。光学エレメント１３０は、蛍光物質、発光物質、又は発生された放射に応答する又は相互に作用し合うことができる他の物質を含むこともできる。
【００５８】
また、図１に示されるように、照明ユニット１００は、該照明ユニット１００の種々の他の装置に対する結合を容易にするために１以上の通信ポート１２５を含むことができる。例えば、１以上の通信ポート１２５は、複数の照明ユニットをネットワーク化された照明システムとして一緒に結合するのを容易化することができ、該システムにおいて少なくとも幾つかの照明ユニットはアドレス指定可能である（例えば、特定の識別子又はアドレスを有する）と共に、当該ネットワークを介して伝送される特定のデータに応答する。
【００５９】
特に、ネットワーク化された照明システム環境においては、後に（例えば、図２に関連して）詳述するように、当該ネットワークを介してデータが通信されるので、該ネットワークに結合された各照明ユニットのコントローラ１０５は、自身に関係する特定のデータ（例えば、照明制御コマンド）に応答するよう構成することができる（例えば、幾つかの場合においては、該ネットワーク化された照明ユニットの各識別子により指令されて）。或るコントローラが自身を意図する特定のデータを識別すると、該コントローラは該データを読み込み、例えば、自身の光源により形成される照明条件を該受信されたデータに従って変化させることができる（例えば、これら光源に対して適切な制御信号を発生することにより）。一態様において、当該ネットワークに結合された各照明ユニットのメモリ１１４には、例えば、当該コントローラのプロセッサ１０２が受信するデータに対応する照明制御信号のテーブルをロードすることができる。プロセッサ１０２が上記ネットワークからデータを受信すると、該プロセッサは上記テーブルを照会して、受信されたデータに対応する制御信号を選択し、当該照明ユニットの光源をそれに応じて制御することができる。
【００６０】
この実施例の一態様において、或る照明ユニットのプロセッサ１０２は、ネットワークに結合されているか否かに拘わらず、ＤＭＸプロトコルで受信される照明命令／データを解釈するように構成することができ（例えば、米国特許第6,016,038号及び第6,211,626号で説明されているように）、該プロトコルは照明産業において幾つかのプログラム可能な照明用途に従来から使用されている照明コマンドプロトコルである。ＤＭＸプロトコルにおいて、照明命令は、照明ユニットに、５１２バイトのデータを含むパケットにフォーマッティングされた制御データとして送信され、各データバイトは零と２５５との間のデジタル値を表す８ビットにより構成される。これらの５１２のデータバイトには、"開始コード"バイトが先行する。５１３バイト（開始コードとデータ）を含む全体の"パケット"は、ＲＳ−４８５電圧レベル及び配線施工に従って２５０kbit/sで直列に送信され、その場合において、パケットの開始は少なくとも８８マイクロ秒の中断により通知される。
【００６１】
ＤＭＸプロトコルにおいては、或るパケットにおける５１２バイトの各データバイトは、多チャンネル照明ユニットの特定の"チャンネル"に対する照明コマンドとして意図されたもので、その場合において、零なるデジタル値は当該照明ユニットの所与のチャンネルに対する無の放射出力パワー（即ち、チャンネルオフ）を示し、２５５なるデジタル値は当該照明ユニットの該所与のチャンネルに対する全放射出力パワー（１００％の利用可能なパワー）を示す（即ち、チャンネルの完全なオン）。例えば、一態様において、当面赤色、緑色及び青色ＬＥＤに基づく３チャンネル照明ユニット（即ち、"ＲＧＢ"照明ユニット）を考えると、ＤＭＸプロトコルにおける照明コマンドは、赤色チャンネルコマンド、緑色チャンネルコマンド及び青色チャンネルコマンドの各々を、０〜２５５の値を表す８ビットデータ（即ち、データバイト）として指定することができる。上記カラーチャンネルの何れに対する２５５の最大値も、プロセッサ１０２に、当該チャンネルに関して、対応する光源を最大の利用可能な電力（即ち、１００％）で動作するよう制御するように命令し、これにより、当該カラーに関して最大の利用可能な放射パワーを発生する（ＲＧＢ照明ユニットに対する斯様なコマンド構造は、通常、２４ビットカラー制御と呼ばれる）。従って、［Ｒ,Ｇ,Ｂ］＝［２５５,２５５,２５５］なるフォーマットのコマンドは、当該照明ユニットに、赤色、緑色及び青色光の各々に関して最大の放射パワーを発生させる（これにより、白色光を生成する）。
【００６２】
この様に、ＤＭＸプロトコルを使用する所与の通信リンクは、通常、５１２の異なる照明ユニットチャンネルをサポートすることができる。ＤＭＸプロトコルでフォーマッティングされた通信を受信するように設計された所与の照明ユニットは、通常、当該パケット内の５１２データバイトの全体のシーケンスにおける所望のデータバイトの特定の位置に基づいて、該パケットにおける５１２バイトのうちの当該照明ユニットのチャンネル数に対応する１以上の特定のデータバイトのみに応答し（例えば、３チャンネル照明ユニットの例では、該照明ユニットにより３バイトが使用される）、他のバイトは無視するよう構成される。この目的のために、ＤＭＸ型照明ユニットには、所与のＤＭＸパケット内で該照明ユニットが応答するデータバイトの特定の位置を決定するためにユーザ／設置者により手動で設定することが可能なアドレス選択メカニズムを装備することができる。
【００６３】
しかしながら、本開示の目的に適した照明ユニットはＤＭＸコマンドフォーマットに限定されるものではないと理解されたい。というのは、種々の実施例による照明ユニットは、他のタイプの通信プロトコル／照明コマンドフォーマットに応答して、これら照明ユニットの対応する光源を制御するように構成することができるからである。一般的に、プロセッサ１０２は、各チャンネルに対する零から最大までの利用可能な作動電力を表す何らかのスケールに従って多チャンネル照明ユニットの各個のチャンネルに対する所定の作動電力を表す種々のフォーマットの照明コマンドに応答するよう構成することができる。
【００６４】
例えば、他の実施例において、所与の照明ユニットのプロセッサ１０２は、通常のイーサネットプロトコル（又は、イーサネット思想に基づく同様のプロトコル）で受信される照明命令／データを解釈するように構成することができる。イーサネットは、しばしば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）のために採用される良く知られたコンピュータネットワーク化技術であり、ネットワークを形成する相互接続装置に対する配線及び信号通知要件、並びに該ネットワーク上で伝送されるデータのためのフレームフォーマット及びプロトコルを規定する。該ネットワークに結合される装置は対応する固有のアドレスを有し、該ネットワーク上の１以上のアドレス指定可能な装置に対するデータはパケットとして編成される。各イーサネットパケットは、宛先アドレス（当該パケットが行こうとしている）及び発信元アドレス（当該パケットが来た）を特定する"ヘッダ"を含み、幾つかのバイトのデータを含む"ペイロード"が後続する（例えば、タイプIIイーサネットフレームプロトコルにおいては、ペイロードは４６データバイトから１５００データバイトまでとすることができる）。パケットは、エラー訂正コード又は"チャックサム"で終了する。上述したＤＭＸプロトコルによる場合と同様に、イーサネットプロトコルで通信を受信するように構成された所与の照明ユニットを宛先とする連続するイーサネットパケットのペイロードは、該照明ユニットにより発生することが可能な異なる利用可能なスペクトルの光（例えば、異なるカラーのチャンネル）に対して所定の各放射パワーを表すような情報を含むことができる。
【００６５】
更に他の実施例において、所与の照明ユニットのプロセッサ１０２は、例えば米国特許第6,777,891号に記載されているように、直列型通信プロトコルで受信される照明命令／データを解釈するように構成することができる。特に、直列型通信プロトコルに基づく一実施例によれば、複数の照明ユニット１００が、これらユニットの通信ポート１２０を介して一緒に結合されて照明ユニットの直列接続を形成し、その場合において各照明ユニットは入力通信ポート及び出力通信ポートを有する。斯かる照明ユニットに送信される照明命令／データは、各照明ユニットの当該直列接続における相対位置に基づいて順番に配列される。照明ユニットの直列相互接続に基づく照明ネットワークが、特に直列型通信プロトコルを使用する実施例に関連して説明されるが、本開示は、この点において限定されるものではないと理解されたい。というのは、本開示により想定される照明ネットワークトポロジの他の例も、図３に関連して後述されるからである。
【００６６】
直列型通信プロトコルを採用する一実施例において、当該直列接続における各照明ユニットのプロセッサ１０２がデータを受信する際に、該プロセッサは当該照明ユニットに対するデータシーケンスの1以上の最初の部分を"分離"又は抽出し、該データシーケンスの残部を該直列接続における次の照明ユニットに送信する。例えば、複数の３チャンネル（例えば、"ＲＧＢ"）照明ユニットの直列相互接続を再び考察すると、３つの多ビット値（各チャンネルに対して１つの多ビット値）が各３チャンネル照明ユニットにより受信データシーケンスから抽出される。上記直列接続における各照明ユニットが、この手順、即ち受信データシーケンスの1以上の最初の部分（多ビット値）を分離又は抽出すると共に該シーケンスの残部を送信する処理、を繰り返す。各照明ユニットにより分離されるデータシーケンスの最初の部分は、当該照明ユニットにより発生することが可能な別々の利用可能なスペクトルの光に対する所定の各放射パワーを含むことができる。ＤＭＸプロトコルに関連して前述したように、種々の構成例において、チャンネル毎の各多ビット値は、各チャンネルに対する所望の制御分解能に部分的に依存して、チャンネル当たり8ビット値、又は他のビット数（例えば、１２、１６、２４等）とすることができる。
【００６７】
直列型通信プロトコルの更に他の例示的構成例においては、受信されたデータシーケンスの最初の部分を分離するというよりは、データシーケンスにおける所与の照明ユニットの複数のチャンネルに対するデータを表す各部分にフラグが関連付けられ、複数の照明ユニットに対する全体のデータシーケンスが、当該直列接続において照明ユニットから照明ユニットへと完全に送信される。当該直列接続における或る照明ユニットが上記データシーケンスを受信する際に、該照明ユニットは、フラグが、所与の部分（１以上のチャンネルを表す）が如何なる照明ユニットによっても未だ読み取られていないことを示すような該データシーケンスの最初の部分を探索する。このような部分を見付けると、該照明ユニットは上記部分を読み取り及び処理して、対応する光出力を生成すると共に、対応するフラグを該部分が読み取られたことを示すように設定する。この場合も、全体のデータシーケンスが完全に照明ユニットから照明ユニットへと送信され、その場合において、上記フラグの状態が、読み取り及び処理に対して利用可能なデータシーケンスの次の部分を示す。
【００６８】
直列型通信プロトコルに関係する一実施例において、直列型通信プロトコル用に構成された或る照明ユニットのコントローラ１０５は、照明命令／データの受信されたストリームを、上述した"データ分離／抽出"処理又は"フラグ変更"処理に従って特別に処理するように設計された特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として実施化することができる。更に詳細には、ネットワークを形成するように一緒に直列相互接続構成に結合された複数の照明ユニットの一実施例において、各照明ユニットは、図１に示されるプロセッサ１０２、メモリ１１４及び通信ポート１２０の機能を有するＡＳＩＣとして実施化されたコントローラを含む（幾つかの実施化例では、オプション的なユーザインターフェース１１８及び信号源１２４は、勿論、含む必要はない）。このような実施化例は、米国特許第6,777,891号に詳細に述べられている。
【００６９】
一実施例において、光源１０４は1以上の電源１０８を含み、及び／又は斯かる電源に結合することができる。種々の態様において、電源１０８の例は、これらに限定されるものではないが、ＡＣ電源、ＤＣ電源、電池、太陽式電源、熱電気又は機械式電源等を含む。更に、一態様において、電源１０８は、外部電源から入力される電力を光源１０４の光源及び種々の内部回路部品の動作に適した形態に変換する1以上の電力変換装置又は電力変換回路（例えば、幾つかの場合には光源１０４の内部の）を含み又は斯かる変換装置又は変換回路に関連させることができる。参照により本明細書に組み込まれる"ＬＥＤ電源制御方法及び装置"なる名称の米国特許第7,256,554号で説明された１つの例示的構成例では、光源１０４のコントローラ１０５は、電源１０８から標準のＡＣライン電圧を受け、ＤＣ／ＤＣ変換に関係する思想又は"スイッチング"電源の思想に基づき当該照明ユニットの光源及び他の回路に対して適切なＤＣ作動電力を供給するように構成することができる。このような構成例の一態様において、コントローラ１０５は、標準のＡＣライン電圧を受けるのみならず、該ライン電圧から非常に高い力率で電力が引き出されるのを保証するための回路を含むことができる。
【００７０】
図２は、本開示の一実施例によるネットワーク化された照明システム２００の一例を示す。図２の実施例において、該ネットワーク化照明システムを形成するために、図１に関連して前述したものと同様の複数の照明ユニット１００が一緒に結合されている。しかしながら、図２に示す照明ユニットの特定の構成及び配置は解説の目的のみのものであって、本開示は図２に示す特定のシステムトポロジに限定されるものではないと理解されたい。
【００７１】
更に、図２には明示的に示されていないが、該ネットワーク化照明システム２００は、1以上のユーザインターフェース及びセンサ／トランスジューサ等の1以上の信号源を含むように柔軟に構成することができると理解されたい。例えば、1以上のユーザインターフェース及び／又はセンサ／トランスジューサ等の1以上の信号源（図１に関連して前述したような）を、該ネットワーク化照明システム２００の照明ユニットの何れか1以上に関連付けることができる。他の例として（又は上記に加えて）、1以上のユーザインターフェース及び／又は1以上の信号源は、該ネットワーク化照明システム２００内の"単独"部品として実施化することもできる。単独部品であるか又は1以上の照明ユニット１００に特別に関連付けられるかに拘わらず、これらの装置は該ネットワーク化照明システムの照明ユニットにより"共用"することができる。言い換えると、1以上のユーザインターフェース及び／又はセンサ／トランスジューサ等の1以上の信号源は、当該システムの照明ユニットの何れか1以上を制御することに関連して使用することができるような、該ネットワーク化照明システムにおける"共有資源"を構成することができる。
【００７２】
図２の実施例に示されるように、当該照明システム２００は、1以上の照明ユニットコントローラ（以下、"ＬＵＣ"と称す）２０８Ａ、２０８Ｂ、２０８Ｃ及び２０８Ｄを含むことができ、その場合において、各ＬＵＣは、該ＬＵＣに結合された1以上の照明ユニット１００と通信すると共に該照明ユニットを広く制御する責任を負う。図２は１つの照明ユニット１００が各ＬＥＤに結合されるものを示しているが、本開示はこの点で限定されるものではないと理解されたい。というのは、違う数の照明ユニットを所与のＬＵＣに、種々の異なる通信媒体及びプロトコルを用いて種々の異なる構成（直列接続、並列接続、直列接続と並列接続との組み合わせ等）で結合することができるからである。
【００７３】
図２のシステムにおいて、各ＬＵＣは、1以上のＬＵＣと通信するように構成された中央コントローラ２０２に結合することができる。図２は４つのＬＵＣが汎用接続部２０４（種々の通常の結合、切換及び／又はネットワーク化装置のうちの如何なる数のものも含むことができる）を介して中央コントローラ２０２に結合されるのを示しているが、種々の実施例によれば、違う数のＬＵＣも中央コントローラ２０２に結合することができると理解されるべきである。更に、本開示の種々の実施例によれば、上記ＬＵＣ及び中央コントローラは、ネットワーク化された照明システム２００を形成するために種々の異なる通信媒体及びプロトコルを用いて種々の構成で一緒に結合することもできる。更に、ＬＵＣ及び中央コントローラの相互接続、並びに各ＬＵＣに対する照明ユニットの相互接続は、別の態様で（例えば、別の構成、通信媒体及びプロトコルを用いて）達成することもできると理解されたい。
【００７４】
例えば、本開示の一実施例によれば、図２に示す中央コントローラ２０２は、ＬＵＣとイーサネット型通信を実行するように構成することができ、ＬＵＣは照明ユニット１００とイーサネット型、ＤＭＸ型又は直列型プロトコル通信のうちの１つを実行するように構成することができる（前述したように、種々のネットワーク構成に適した例示的な直列型プロトコルは米国特許第6,777,891号に詳細に説明されている）。特に、この実施例の一態様では、各ＬＵＣは、アドレス指定可能なイーサネット型コントローラとして構成することができ、従ってイーサネット型プロトコルを用い特定の固有のアドレス（又は固有のグループのアドレス及び／又は他の識別子）を介して中央コントローラ２０２に対し識別可能となる。この様にして、中央コントローラ２０２は、結合されたＬＵＣのネットワーク全体を介してイーサネット通信をサポートするように構成することができ、各ＬＵＣは自身に対する通信に応答することができる。一方、各ＬＵＣは、中央コントローラ２０２とのイーサネット通信に応答して、該ＬＵＣに結合された1以上の照明ユニットに対し照明制御情報を、例えばイーサネット、ＤＭＸ又は直列型プロトコルを介して通知することができる（この場合、照明ユニットはＬＵＣからイーサネット、ＤＭＸ又は直列型プロトコルで受信された情報を解釈するように適切に構成される）。
【００７５】
図２に示すＬＵＣ２０８Ａ、２０８Ｂ、及び２０８Ｃは、中央コントローラが、照明制御情報を照明ユニット１００に供給することができる前にＬＵＣにより解釈されることを要するような一層高いレベルのコマンドを該ＬＵＣに通知するように構成することができるという点で"知的"であるように構成することができる。例えば、照明ユニットの互いの特定の配置が与えられている場合に、照明システムの操作者が、伝搬する虹の色の見え方（"虹の追跡"）を生じるように、色を照明ユニットから照明ユニットへと変化させるような色変化効果を発生するように欲するかも知れない。この例の場合、操作者は、これを達成するためは中央コントローラ２０２に簡単な命令を供給すればよく、これに対して、該中央コントローラは1以上のＬＵＣに対しイーサネット型プロトコルを用いて"虹の追跡"を発生させる高いレベルのコマンドを通知することができる。該コマンドは、例えば、タイミング、輝度、色調、彩度又は他の関連する情報を含むことができる。或るＬＵＣが斯様なコマンドを受信した場合、このＬＵＣは該コマンドを解釈し、更なるコマンドを以上の照明ユニットに種々のプロトコル（例えば、イーサネット、ＤＭＸ、直列型等）のうちの何れかを用いて通知することができ、これに応答して、これら照明ユニットの各電源は種々の信号通知技術の何れか（例えば、ＰＷＭ）を介して制御される。
【００７６】
また、照明ネットワークの1以上のＬＵＣは、複数の照明ユニット１００の直列接続に結合することができる（例えば、２つの直列接続された照明ユニット１００に結合された図２のＬＵＣ２０８Ａ参照）。例えば、この様にして結合された各ＬＵＣは、複数の照明ユニットと、幾つかの例を先に説明した直列型通信プロトコルを用いて通信するように構成される。更に詳細には、一例示的構成例では、或るＬＵＣは、中央コントローラ２０２及び／又は１以上の他のＬＵＣとイーサネット型プロトコルを用いて通信すると共に、複数の照明ユニットと直列型通信プロトコルを用いて通信するように構成することができる。この様にして、ＬＵＣは、或る意味では、照明命令又はデータをイーサネット型プロトコルで受信すると共に、これら命令を複数の直列接続された照明ユニットに直列型プロトコルを用いて受け渡すプロトコル変換器と見ることができる。勿論、種々の可能なトポロジで配置されたＤＭＸ型照明ユニットを含む他のネットワーク構成例では、或るＬＵＣは、同様に、照明命令又はデータをイーサネット型プロトコルで受信すると共に、ＤＭＸプロトコルでフォーマッティングされた命令を受け渡すプロトコル変換器と見ることができると理解されたい。
【００７７】
ここでも、本開示の一実施例により照明システムにおいて複数の異なる通信構成（例えば、イーサネット／ＤＭＸ）を用いる上述した例は、解説の目的のみのものであり、本開示は該特定の例に限定されるものではないと理解されるべきである。
【００７８】
上記説明から、上述した１以上の照明ユニットは、広範囲の色にわたる高度に制御可能な可変色光、及び広範囲の色温度にわたる可変色温度白色光を発生することができることが分かるであろう。
【００７９】
先に説明したように、作動電力を直列というよりは並列に受けるための複数の照明ユニット又は光源（例えば、ＬＥＤ）の接続を考えることが、しばしば、有効である。複数のＬＥＤの直列の相互接続は、典型的なＬＥＤ順方向電圧よりも大幅に高い作動電圧の使用を可能にすると共に、電力の源（例えば、１２０ＶＡＣ又は２４０ＶＡＣ等の壁電源又はライン電圧）と負荷との間にトランスを要することなく、複数のＬＥＤ又はＬＥＤ型照明ユニットの動作を可能にもする（即ち、複数の直列接続された負荷を、ライン電圧から"直接"作動させることができる）。
【００８０】
従って、本発明の他の実施例はＬＥＤ型光源を制御するための方法及び装置に関するもので、これら方法及び装置において複素子光源の各素子及び／又は複数の光源自体は作動電力を受けるために直列に結合される。以下に説明する種々の実施例においては、各ＬＥＤ又は照明ユニットの公称作動電圧及び利用可能な電源により供給される予測される公称電源電圧に少なくとも部分的に依存して、実質的に如何なる適切な数のＬＥＤ又はＬＥＤ型照明ユニットも直列に結合することができると理解されるべきである。以下では説明の目的で、直列接続されたＬＥＤに関係する種々の概念が最初に説明されるが、ここで説明する概念の全てではなくても多くは、ＬＥＤの種々のグループ化（直列、並列及び／又は直列／並列の配列）、及び作動電力を受けるために直列に結合された複数のＬＥＤ型照明ユニットにも同様に適用することができると理解されるべきである。
【００８１】
図３は、本発明の一実施例による複数の直列接続されたＬＥＤを含むＬＥＤ型照明装置１００Ａのブロック図である。図３の装置において、複数のＬＥＤは、作動電圧が印加される第１ノード１０８Ａと第２ノード１０８Ｂとの間に名目的に直列に接続され（電源１０８は、図１に関連して一般的に説明した）、直列接続されたデバイスの"スタック"を形成している。下記の説明のために、直列接続されたデバイスの"スタック"における１以上のＬＥＤの、上記第１及び第２ノードに各々印加される２つの電位の一方に対する位置は、該"スタック"における"高さ"と称する。
【００８２】
図３において、第１光源１０４Ｂ（図示の目的で単一のＬＥＤにより表されている）は当該スタックにおいて第１の高さに示され、第２光源１０４Ａ（これも、図示の目的で単一のＬＥＤにより表されている）は当該スタックにおいて第２の高さに示されている。図３は２つの光源を備える例示的装置を図示しているが、前述したように、本発明はこの点で限定されるものではないと理解されたい。というのは、所与の装置において、実質的に如何なる数の光源も直列に接続することができるからである。図３は、第１ノードと第２ノードとの間において上記ＬＥＤと直列に接続された電流源３１０も示している。位置態様において、電流源３１０は、作動電圧が第１ノードと第２ノードとの間に印加された場合に、上記直列接続されたＬＥＤの１以上を介して第１ノードと第２ノードとの間に流れる直列電流（Ｉseries）を設定する。
【００８３】
図１に関連して前述したように、種々の構成例において、図３に示す装置１００Ａの光源１０４Ａ及び１０４Ｂは、各々、単一のＬＥＤ又は複数のＬＥＤ（例えば、並列構成で相互接続された）を含むことができる。更に、光源１０４Ａ及び１０４Ｂは類似した又は実質的に同一のスペクトル（例えば、有色の又は実質的に白色の光を構成する）を持つ放射を発生することができ、又は光源１０４Ａ及び１０４Ｂは各々異なるスペクトルを発生することができる。従って、直列接続されたデバイスのスタックにおける各々の異なる高さにおいて、異なる実施化例において１以上のＬＥＤを使用することができる。更に、異なるスペクトルの有色光（又は異なる色温度の白色光）を当該スタックの異なる高さで発生することができ、又は実質的に同一のスペクトルの光を当該スタックの各高さで発生することができる。ここでも、後続の説明における図示のために、図３における光源１０４Ａ及び１０４Ｂの各々は単にＬＥＤとして参照される。もっとも、本発明の種々の構成例は、当該直列接続されたデバイスのスタックにおける各高さに単一のＬＥＤを有するものに限定されるものではないと理解されるべきである。
【００８４】
また、図３に示されるように、装置１００Ａは、上記の直列接続されたＬＥＤの１以上に並列に接続された１以上の制御可能な電流経路（"ＣＣＰ"と略称する）３１２Ａ及び３１２Ｂを含む。種々の態様において、上記制御可能な電流経路は、所与のＬＥＤに対して直列電流Ｉseriesを完全に迂回させる制御可能なスイッチとして、又は所与のＬＥＤに対して上記直列電流の全て又は一部のみを迂回させるように構成された制御可能な可変又は固定電流源として構成することができる。この様にして、或るＬＥＤの輝度を制御することができると共に、極端な場合は、このＬＥＤを該ＬＥＤに対して電流を完全に迂回させることにより完全にオフすることもできる。図３は制御可能な電流経路３１２Ａ及び３１２ＢとＬＥＤ１０４Ａ及び１０４Ｂとの間の１対１の対応を示しているが、本発明はこの点で限定されるものではないと理解されたい。特に、以下に述べる種々の実施例によれば、当該直列接続における各ＬＥＤは専用の／対応する制御可能な電流経路に関連付けられる必要性はなく、むしろ、幾つかの構成例では、何の制御可能な電流経路も当該直列接続の１以上のＬＥＤに関連付けられることがなく、及び／又は或る制御可能な電流経路が当該直列接続の複数のＬＥＤに関連付けられるようにしてもよい。
【００８５】
図３に示す実施例の他の態様において、装置１００Ａは、１以上の制御可能な電流経路３１２Ａ及び３１２Ｂを各制御信号３１４Ａ及び３１４Ｂを介して制御するように構成されたコントローラ１０５Ａを含んでいる。図３において、該コントローラは作動電力を得るために、第１ノードと第２ノードとの間に印加される作動電圧に結合されるように図示されている。他の例として、コントローラ１０５は、作動電力を得るために、電流源３１０及び直列接続されたＬＥＤと直列に結合されてもよい。一構成例において、コントローラ１０５Ａは、１以上の制御可能な電流経路３１２Ａ及び３１２Ｂを、１以上の通信ポート１２０Ａを介して照明命令として受信されるデータに基づいて動作させても良い。この目的のために、該コントローラは、直列データプロトコルに応答すると共に、装置１００Ａに類似した複数の照明装置の各コントローラの間での直列データ通信を容易化するために少なくとも２つの通信ポート（例えば、データ入力ポート及びデータ出力ポート）を含むように構成することができる。
【００８６】
他の構成例において、コントローラ１０５Ａは、１以上の制御可能な電流経路を、第１及び第２ノード１０８Ａ及び１０８Ｂの間に印加される利用可能な作動電圧に関係する１以上の測定されたパラメータに基づいて動作させるように構成することができる。更に詳細には、一実施例において、１以上の直列接続されたＬＥＤに対して電流を部分的に又は完全に迂回させる能力は、第１及び第２ノード間の公称の期待される作動電圧が、当該直列接続されたデバイスの全てを駆動するのに要する最小作動電圧よりも低下する状況において使用される。種々の構成例において、この最小作動電圧は、当該直列接続されたデバイスのスタックに使用されるＬＥＤの数及びタイプ、更に詳細には該スタックに使用される個々のＬＥＤの各順方向動作電圧、に少なくとも部分的に依存し得る。
【００８７】
上記に鑑み、一実施例においては、図３に示す装置１００Ａのコントローラ１０５Ａは、上記制御可能な電流経路の１以上を、当該直列接続されたＬＥＤに対して利用可能な作動電圧を表す１以上のモニタされたパラメータに少なくとも部分的に基づいて制御する。斯かるモニタされたパラメータから、当該コントローラは、該作動電圧により駆動することが可能な直列接続されたＬＥＤの最大数を決定すると共に上記制御可能な電流経路の１以上を制御し、上記最大数が当該直列接続されたＬＥＤの全ての合計数より小さい場合には、該直列接続されたＬＥＤの１以上を迂回される直列電流の量を増加させるようにする。例えば、一構成例において、上記の制御可能な電流経路は、対応するＬＥＤに対して電流を完全に迂回させ、実質的に該ＬＥＤを短絡して該ＬＥＤを当該デバイスの直列接続から削除するようなスイッチとすることができる。この様にして、残りの直列接続ＬＥＤを動作させるのに要する作動電圧は、電流の迂回により短絡された各ＬＥＤの個々の動作（順方向）電圧だけ低下される。
【００８８】
幾つかの例示的構成例において、上記コントローラは、前記のモニタされたパラメータが作動電圧が所定の閾値より小さいことを示す場合に、制御可能な電流経路の１以上を制御して、対応するＬＥＤを迂回される電流の量を増加させる（例えば、該対応するＬＥＤを短絡する）ように構成することができる。一態様において、上記所定の閾値は、所与の装置における直列接続されたＬＥＤの全てを駆動するのに要する最小作動電圧を表すことができ、かくして、所与の装置におけるＬＥＤの数及び斯かるＬＥＤの各順方向電圧に少なくとも部分的に依存し得る。同様に、或る時点で作動電圧は或る所定の閾値より低いが、次いで該閾値より高く増加するような場合、上記コントローラは前記制御可能な電流経路の１以上を適切に制御して、１以上の"短絡されている"ＬＥＤが直列接続スタックに加わるように戻し、これらが直列電流により駆動されるようにする。より一般的には、作動電圧を表すモニタされたパラメータを介して、当該コントローラは、如何なる所与の時点においても、利用可能な作動電圧に基づいて有効に駆動することができるＬＥＤの数に関する判定をおこない（実質的に連続的に又は周期的にそのようにすることもできる）、それに応じて１以上の制御可能な電流経路を制御して、当該装置の直列接続されたＬＥＤのうちの全て又は全てより少ないものを駆動することができる。以下に更に説明するように、コントローラ１０５Ａは、所与の期間及び／又は作動電圧条件の範囲にわたり上記制御可能な電流経路の１以上を静的に又は動的に制御するために種々の制御ストラテジを実施することができる。
【００８９】
図３に示す装置１００Ａの更に他の態様において、電流源３１０は固定電流源（即ち、直列電流Ｉseriesの値を一定とすることができる）とすることができるか、又は該電流源は直列電流Ｉseriesが可変となるように制御可能な電流源とすることができる。この目的のために、一実施例において、コントローラ１０５Ａは、図３に示す点線の制御接続線３１５により示されるように電流源３１０を更に制御することができる。種々の点において、該コントローラは、上記電流源を、作動電圧を表すモニタされたパラメータに少なくとも部分的に基づいて前記直列電流を設定するように、及び上記直列電流を利用可能な作動電圧の変化に基づいて種々の関係（例えば、比例、逆比例等）のうちの何れかに従って増加又は減少させるように制御することができる。例えば、該コントローラは、上記電流源を、作動電圧が減少するにつれて直列電流を増加させて、当該装置の駆動されるＬＥＤにより発生される光の輝度を実質的に一定に維持するように制御するよう構成することができる。また、コントローラ１０５Ａは、輝度を減少させるように直列電流の値を変化させ、又は直列電流を作動電圧の変化に基づいて変化させることもできる。上記直列電流と上記作動電圧との種々の動的関係を、コントローラ１０５Ａにより達成することができる。例えば、一構成例において、上記直列電流は、作動電圧が減少するにつれて緩やかに減少されるが、次いでＬＥＤの短絡処理が開始すると或る量（例えば、２５％）だけ増加されるようにすることができる。この様にして、作動電圧が減少する際に、全体の輝度の突然の減少はないであろう。更に他の態様において、コントローラ１０５Ａは、電流源３１０を、上記直列電流をデューティサイクル変調して、一定の又は可変の平均直列電流を供給するように制御することができる。
【００９０】
図４は、本発明の一実施例による、図３に示した装置１００Ａの例示的な回路構成を示す図である。この実施例の一態様において、図４の装置は、公称的に予期される作動電圧が約１２〜１４.５ボルトの範囲内であるような自動車照明用途に特に適している。特に、従来の１２ボルトの自動車用バッテリを含む電気系に基づく自動車用途においては、エンジンが動作し、電気系が充電している場合の自動車付属部品に対して利用可能な作動電圧は、１３.８〜１４.５ボルトの間である。しかしながら、エンジンが動作していない場合は、利用可能な作動電圧は急速に１２〜１２.８ボルトへ又は更に低く（例えば、高負荷が存在する場合、及び／又は当該自動車バッテリが更に放電する場合）低下し得る。上記を考慮しながら、図３に示したものと同様の照明装置であって、各々が約３.０〜３.３ボルトの順方向電圧を持つ４つの直列接続されたＬＥＤ（例えば、ＧａＮ技術に基づく）が使用され、かくして、４つの全ＬＥＤの直列接続スタック及び斯かるＬＥＤと直列の電流源が、約１３.０〜１３.５ボルトの作動電圧を必要とするような照明装置を考えてみる。一態様において、このように構成された装置は"一定面積コスト"の原理に基づくものである。即ち、一定サイズのＬＥＤ半導体構造体は、該構造体がどれくらい多くの区画に分割され得るかには無関係に、実施化するのに大凡一定のコストが掛かる。かくして、ＬＥＤ半導体構造体が４つの区画に分割され、これらが次いで直列に接続された場合、１つのＬＥＤと実質的に同じコストを有し、上記電流の四分の一で動作し、単一のＬＥＤの順方向電圧の作動電圧の４倍の作動電圧を持つデバイスが結果として得られる。
【００９１】
勿論、上述した自動車用途の場合、直列接続ＬＥＤに基づく照明装置は、可能性のある利用可能な作動電圧の全範囲を考慮に入れる必要がある。即ち、自動車の電気系から利用可能な作動電圧が約１３.０〜１３.５ボルトより低く低下する場合、４つの直列接続されたＬＥＤの全てを駆動するのに十分な電圧はないであろう。この目的のために、図４の回路では、４つの直列接続されたＬＥＤ１０４Ａ〜１０４Ｄは、一対一の対応関係で上記ＬＥＤに並列であり、且つ、コントローラ１０５Ａにより供給される対応する制御信号３１４Ａ〜３１４Ｄに応答するような４つの制御可能な電流経路３１２Ａ〜３１２Ｄと一緒に使用される。図４において、上記の４つの制御可能な電流経路は、対応するＬＥＤに対して直列電流Ｉseriesを迂回させる単極単投（ＳＰＳＴ）スイッチＳＷ１〜ＳＷ４として実施化されている。電流源３１０は、演算増幅器Ｕ７Ａ、Ｎ型電界効果トランジスタＱ３５及び抵抗Ｒ４１により実施化されている。図４の回路において、電流源３１０は、コントローラ１０５Ａの制御下にはなく、むしろ、該電流源３１０により供給される直列電流Ｉseriesは抵抗Ｒ４３及びＲ４２により形成される分圧器を介して当該作動電圧を追跡する。
【００９２】
図３に関連して前述したように、図４の回路におけるコントローラ１０５Ａ（Ｕ８）は、第１ノード１０８Ａ及び１０８Ｂに印加される作動電圧から作動電圧を直接得るために、第１ノード１０８Ａと第２ノード１０８Ｂとの間に結合することができる。更に、該コントローラは、オプションとして、以下に更に説明するように、種々の情報を表すデータを送信及び受信するために第１通信ポート１２０Ａ及び第２通信ポート１２０Ｂを含むことができる。また、図３に関連して前述したように、図４の回路のコントローラ１０５Ａは、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４により形成された制御可能な電流経路を作動させる種々の制御技術を実施することができる。
【００９３】
例えば、第１及び第２ノード１０８Ａ及び１０８Ｂに印加される作動電圧が４つの全てのＬＥＤ１０４Ａ〜１０４Ｄを適切に駆動するのに要するレベルより低く低下する際、コントローラ１０５Ａは一度に１つのＬＥＤだけが短絡されるように（定時的シーケンスで（timed sequence））スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を制御し始め、その結果、観察者には全てのＬＥＤが点灯されたままのように見えるようにすることができる。言い換えると、上記作動電圧が４つのＬＥＤに電力を適切に供給するには不十分なレベルまで低下した際、何れの時点においても、３つ又はそれ以下のＬＥＤのみが同時に駆動される。この様にして、該コントローラは直列電流を各ＬＥＤに対して間欠的に迂回させる。一態様において、４未満のＬＥＤの別々のグループが、観察者にとり普通には知覚不可能な態様で、順次駆動される。他の態様においては、２以上のＬＥＤが同時に短絡されて、作動電圧の更なる減少を可能にする一方、当該装置から依然として光を発生するようにする（例えば、何れの時点においても２つのＬＥＤのみが駆動されるようにし、２つのＬＥＤの別々のグループが適切な速度で順次駆動されて、観察者には普通では知覚不可能にする）。
【００９４】
図４の回路において、コントローラ１０５Ａは、ノード１０８Ａと１０８Ｂとの間に印加される作動電圧を表す１以上のパラメータをモニタすると共に、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４により構成された制御可能な電流経路を効果的に制御するために駆動することができるＬＥＤの適切な数を決定するための種々の技術のうちの何れか１以上を採用することができる。この目的のために、コントローラ１０５Ａは、上記作動電圧自体（ライン３２４を介して）、ＦＥＴ Ｑ３５のドレイン電圧（ライン３２０を介して）及びＦＥＴ Ｑ３５のゲート電圧（ライン３２２を介して）の１以上をモニタするための信号を入力する１以上の入力端子を含むことができる。
【００９５】
一例において、コントローラ１０５ＡはＦＥＴ Ｑ３５のゲート電圧及びドレイン電圧を両方をモニタし、その場合において、相対的に高いゲート電圧は当該作動電圧が減少して、１以上のＬＥＤを短絡する必要があり得ることを示す一方、相対的に高いドレイン電圧は当該作動電圧が増加して、より少ないＬＥＤを短絡させればよいことを示す。例えば、約１３.５〜１４.５ボルトの公称的期待作動電圧（例えば、自動車用途）及び４つの直列接続されたＬＥＤを含む装置１００Ａに基づく或る特定の構成では、約４ボルトのゲート電圧は、当該作動電圧が少なくとも１つのＬＥＤを短絡する必要がある値まで降下したことを示し、約５ボルトのドレイン電圧は、当該直列接続スタックに４つの全てのＬＥＤを含めるのに十分な作動電圧を示す。他の例では、コントローラ１０５ＡはＦＥＴ Ｑ３５のドレイン電圧及びゲート電圧の一方のみをモニタし、上記判断を行うために高い及び低いドレイン電圧の正確な感知、又は短絡すべきＬＥＤの正確な数を決定するために上記スイッチの推論的作動を頼りにする。更に他の例では、コントローラ１０５Ａは当該作動電圧を直接モニタし、該モニタされた作動電圧が、或る数の短絡されるＬＥＤに直接的にマッピングされるような予測的ストラテジを採用することができる。この目的のために、一実施例においては、該コントローラは１以上の所定の閾値を使用することができ、当該作動電圧が或る所定の閾値より下に降下した場合には、１以上のＬＥＤが短絡される必要がある。短絡すべきＬＥＤの正確な数を決定することを目的として、ＦＥＴ Ｑ３５のドレイン、ソース及び／又はゲート電圧を間接的に推定する技術を含み、種々の他の技術を使用することができる。
【００９６】
コントローラ１０５Ａは図４の回路では電流源３０１を制御していないが、当業者であれば、図３に関連して前述したように、コントローラ１０５Ａが、駆動されるＬＥＤの列を介して流れる直列電流の値も変化させることができると共に、全体の発生される光の輝度を維持し、輝度を低下させ、又は当該作動電圧の変化に基づく当該装置の何らかの態様をそれ以外で変化させるために上記電流源をデューティサイクル変調することができるような他の回路構成も実現することができることを容易に理解するであろう。更に、図４に示した回路アーキテクチャに概ね基づく装置１００Ａの他の実施化例において、上記電流源は、１以上の演算増幅器及びＢＪＴ又はＦＥＴ等のｎ型又はｐ型トランジスタを使用する回路を含む、当業者により既知の多数の方法の何れかによっても実施化することができる。同様に、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４として構成された制御可能な電流経路３１２Ａ〜３１２Ｄも、種々の設計のものであり得る。
【００９７】
例えば、図５Ａ〜５Ｄは限定するものではない例示的回路を示し、これら回路の何れも図４に示したスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を実施化するために使用することができる。図示の目的で、図５Ａ〜５Ｄの回路図は図４におけるスイッチＳＷ４（制御可能な電流経路３１２Ａ）に対する４つの異なる可能性を示し、その場合において、ＬＥＤ１０４Ａの両端間に接続するためのノード３１３Ａ及び３１３Ｂが、これら図に示されている。図５Ａ〜５Ｄに示されたスイッチの設計の何れも図４に示したスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の何れの１以上に使用することができると理解されたい。電流源３１０の異なる実施化例に対するのと同様に、これらスイッチもｎ型又はｐ型デバイスの一方又は両方を含むことができる。他の態様では、利用可能なスイッチゲート電圧を増加させるために、容量性チャージポンプ又はブーストコンデンサアーキテクチャを使用することができる。
【００９８】
一構成例においては、図４のコントローラ１０５ＡはスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の異なるもの又は複数の異なるものを間欠的態様で順次制御することができるが、前述したように、制御可能な電流経路を成業するために、コントローラ１０５Ａにより複数の制御技術を種々の実施例に従って実施することができると理解されるべきである。例えば、電流経路は、或る所定の又はランダムな順序に従って、且つ種々のタイムスケールに従って順番に制御することができる。勿論、前述したように、一構成例においては、別々の電流経路が制御される速度は、典型的な観察者が光特性の知覚可能な差を認識することができる速度よりも十分に速く（例えば、約５０〜６０Ｈｚより大きく）なるように選択することができる。図３及び４に示されたものと類似する照明装置の他の実施例では、照明装置は、各ＬＥＤにより発生される光を混合し、拡散し、組み合わせ又はそれ以外で光学的に処理して、結果的に知覚される光が何れの或る時点において何の特定のＬＥＤが駆動されるかには相対的に無関係となるようにするような１以上の光学エレメント（例えば、図１に関連して前述したような）を含むことができる。
【００９９】
更に、図３及び４に示した装置１００Ａの幾つかの応用例の場合、１以上のＬＥＤを前記直列接続されたスタックに加える及び外すように切り換えるための、又はそれ以外では１以上のＬＥＤに対して電流の或る部分を迂回させるための上記制御可能な電流経路の周期的な、順番の又は間欠的な動作は、必要ではないであろう。例えば、ある時点における利用可能な作動電圧に基づいて特定の作動状態（例えば、或る数のＬＥＤが駆動される）を単に選択し、該状態を或る期間にわたり又は無制限に維持することが許容され得るような幾つかの用途が存在し得る。この目的のためには、何らかのタイプの静的又は動的制御技術が上記制御可能な電流経路に対して使用されるか否かに拘わらず、２以上の電流経路を同時に制御することができると理解されるべきである。同様に、利用可能な作動電圧は、種々の間隔の何れかでモニタリング／サンプリングすることができ、種々の制御技術を該サンプリングされた作動電圧に基づいて実施することができる。
【０１００】
図４に示した装置の他の態様において、幾つかの用途（自動車用及び他の用途を含む）に対してはスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の全てが必要とされるわけではない（即ち、直列接続されたＬＥＤの全てが必ずしも短絡されることができることを必要とするわけではない）と理解されるべきである。例えば、通常の自動車電気系において、１０〜１２ボルトより大幅に低い又は５ボルト程度にまでも低い作動電圧が通常では予想されない場合は、４つの直列接続されたＬＥＤの２ないし３個のＬＥＤを短絡する能力のみが必要とされ得る。言い方を変えると、図２に関連して前述したように、幾つかの構成例では、上記直列接続されたスタックのうちに、対応する制御可能な電流経路には関連付けられず、より低い作動電圧で当該スタック内に（駆動された状態で）留まるような１以上のＬＥＤを有し、これにより、必要とされる制御可能な電流経路の数を更に減少させることが許容され得る。
【０１０１】
更に他の態様では、コントローラ１０５Ａは、制御可能な電流経路又はスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を、当該作動電圧が当該直列接続スタックにおける全ＬＥＤを作動させるには不十分である場合に、発生される光の全体的見え方が観察者にとり知覚可能に変化するように制御するよう構成することができる。即ち、発生される光の品質（例えば、輝度）の知覚可能な変化を介して、観察者に低下された作動電圧を気付かせることが有効／望ましいこともあり得る。異なる色のＬＥＤが使用される場合、このタイプの指示は非常によく見え得る（即ち、作動電圧の変化による光の品質の変化は、輝度及び色に関係し得る）。
【０１０２】
図３に関連して前述したように、通常は、図４に示された装置１００ＡのＬＥＤは同一の色（又は、色温度の白色）のものであるか、又は異なる色（又は異なる色温度の白色）のものとすることができると理解されるべきである。一実施例において、或る装置における異なる色又は色温度のＬＥＤの物理的配置、及び／又はコントローラ１０５Ａにより実施される制御技術は、種々の照明効果を生成するために異なる色又は異なる色温度のＬＥＤの使用を利用することができる。もっと一般的には、前記複数の直列接続されたＬＥＤは、第１スペクトルを持つ第１放射を発生するための少なくとも１つの第１ＬＥＤと、該第１スペクトルとは異なる第２スペクトルを持つ第２放射を発生するための少なくとも１つの第２ＬＥＤとを含むことができ、前記コントローラは、前記制御可能な電流経路を、これらＬＥＤの異なるスペクトルに少なくとも部分的に基づく所定の態様で制御することができる。
【０１０３】
一例示的構成例において、上記第１ＬＥＤは上記第１スペクトルが第１色温度に対応するような第１の白色ＬＥＤを含むことができ、上記第２ＬＥＤは上記第２スペクトルが上記第１色温度とは異なる第２色温度に対応するような第２の白色ＬＥＤを含むことができる。一態様において、上記コントローラは、上記制御可能な電流経路を、上記第１スペクトル及び第２スペクトルに少なくとも部分的に基づいて当該装置により発生される光の全体の色温度が、当該作動電圧が減少するにつれて減少するように制御することができる。例えば、幾つかの位置で暖かい白色のＬＥＤが使用され、他の位置で冷たい白色のＬＥＤが使用される場合、当該コントローラは、白熱電球により生成される効果を模するために、作動電圧が減少するにつれて、上記の暖かいＬＥＤを優先的に駆動された状態に維持するよう構成することができる。もし、各々の駆動されたＬＥＤの光出力が十分に光学的に混合されるなら、スイッチング動作は非常に粗くても良く、それでも、所望の品質の光出力を生成する。他の態様において、発生される光の結果的な色、色温度及び／又は輝度の調整を行うために、当該直列接続されたスタックにおける全ＬＥＤを作動させるのに十分な作動電圧が存在する場合でさえも、電流源３１０により供給される直列電流に対する制御を行い、及び／又は時に応じてＬＥＤを入念に短絡することが好都合であり得る。
【０１０４】
図４の装置では４つの直列接続されたＬＥＤが示されているが、該装置はこの点で限定されるものではない。というのは、図３に関連して前述したように、本開示によれば、より少ない（２まで少ない）又は５以上のＬＥＤを備える実施例も考えられるからである。もっと一般的には、図４に示す装置に関連しては自動車用途の例が示されたが、本発明の種々の構成例は、必ずしも、自動車用途にも又は斯かる用途に関して考えられる作動電圧の特定の範囲にも限定されるものではないと理解されるべきである。位置態様において、図３及び４に示されたものと同様の構成及び機能を有する装置における直列接続されたＬＥＤの数は、所与の用途における公称作動電圧及び予想される作動電圧の範囲に部分的に帰するものであり得る。例えば、各々が約３.０〜３.３ボルトの順方向電圧を持つ４つのＬＥＤは約１３.０〜１４.５ボルト（例えば、自動車用途で見られるように）の作動電圧に特に良く適するが、各々が２.５から３ＶＤＣまでの順方向電圧を持つ２つのＬＥＤに基づく装置は、６〜９ＶＤＣの作動電圧を含む用途に特に良く適し得、７個の直列接続されたＬＥＤを持つ装置は、約２４ボルトの作動電圧に関わる装置に特に良く適し得る。ここでも、如何なる数のＬＥＤを含む本発明による装置も、種々の用途に関する実質的に如何なる範囲の予想作動電圧に対しても考えることができる。
【０１０５】
また、図３に関連して前述したように、当該直列接続スタックにおける或る高さで並列に接続されたＬＥＤのグループ、又は当該直列接続されたスタック内の２以上の高さにおけるＬＥＤ（この場合、各高さには１以上のＬＥＤが存在し得る）を制御する単一の制御可能な電流経路を有するものを含み、２以上のＬＥＤを所与の制御可能な電流経路により制御することができる。勿論、制御されるグループ当たりの（例えば、当該スタック内の或る高さにおける）ＬＥＤの数が増加するにつれて、該スタックにおける異なる高さに対して電流が迂回された際に、当該装置により発生される光の差分的輝度が増加すると理解されるべきである。例えば、２４ボルトなる作動電圧に基づいた一構成例において、装置は７個の直列接続されたＬＥＤ及び５個のみの制御可能な電流経路を有することができ、その場合において、これらＬＥＤは、２つの個々に制御可能な２つのＬＥＤに直列な、２つの直列接続されたＬＥＤの３つの制御可能なグループとして配置される。ＬＥＤの別の制御可能なグループ化に基づく他の構成例においては、当該直列接続スタック内の各高さにおける偶数個及び奇数個のＬＥＤのグループは、装置により発生される光の全体の輝度を１個のＬＥＤの増分で調整することができるように（即ち、当該スタックにおいて単一の制御可能なＬＥＤしか備えないような如何なる高さも有さずに）構成することができる。更に、幾つかの実施例では、図３に関連して前述したように、直列接続されたスタックに使用されるＬＥＤの全てが電流迂回に関して制御可能である必要はない。直列接続スタックにおける１以上の"固定（制御可能でない）"ＬＥＤに基づく一構成例（制御可能でないＬＥＤは、通常、何らかの状況ではオフとなると想定される他の制御されるＬＥＤより多い光を供給する）では、実現されるデバイスにおけるＬＥＤの物理的配置は、光学的効率を最適化するために仕立てることができる（例えば、制御されないＬＥＤは当該光学系内で中心にすることができる）。
【０１０６】
更に他の実施例において、複数の直列接続されたＬＥＤに基づく図３及び４に示したものと同様の照明装置は、該直列接続されたＬＥＤの１以上に並列に接続される１以上の制御可能な電流経路及び斯かる制御可能な電流経路の１以上を制御するコントローラは、１以上の集積回路として実施化することができる。更に、集積回路構成体は、通常の作動電圧が容易に利用可能な用途を含めて、多数の用途のうちの如何なるものにおいても、設置、配備及び／又は使用の容易さのために適切にパッケージ化することができる。
【０１０７】
例えば、特に自動車照明用途に関して、図４に示した装置に関連する一実施例において、当該装置は、１以上の集積回路として実施化されると共に、自動車環境における設置及び使用を容易化するパッケージ内に含ませることができる。この目的のために、図４に示される回路の構成部品の全ては、単一の集積回路チップ上で実施化することができるか、又はＬＥＤは１つのチップ上で実施化される一方、関連する制御回路は他のチップ上で実施化され、上記ＬＥＤのチップと積み重ねられるようにすることができる。典型的な製造技術において、ＬＥＤは、先ず、しばしば半導体デバイスである"サブマウント"に、通常は高い過度電流又は電圧によるデバイス故障を防止するためのツェナーダイオード又は逆バイアス保護ダイオードにより取り付けられる。図４に示された回路は完全に集積化することができ、動作のための非常に小さな容量しか必要とせず、従って、上記ＬＥＤ及び関連する回路は完全に集積化することができる。
【０１０８】
図４の回路に基づく、本発明の一実施例による自動車用照明装置は、当該回路が実施化される１以上の集積回路チップのためのパッケージを更に含むことができる。図６は、このような照明装置のための例示的なパッケージ４００を非常に概念的に示し、該パッケージは、装置１００Ａが実施化される１以上の集積回路チップ４０４と、該チップを保護すると共に光出力を可能にする１以上の光学エレメント４０２と、少なくとも１つの電気コネクタ４０６とを含んでいる。一態様において、電気コネクタ４０６は、自動車のワイヤハーネス４１０に結合された相補型電気コネクタ４０８と組み合わさるように構成される。他の態様において、電気コネクタ４０６（及び電気コネクタ４０８）は、前記作動電圧が印加される第１ノード１０８Ａに電気的に接続された第１リード線４０６Ａと、上記作動電圧が印加される第２ノード１０８Ｂに電気的に接続された第２リード線４０６Ｂとを含むことができる。自動車用途に適した多様な電気コネクタが当該技術分野において既知であり、図６に示される照明装置の種々の実施化に対して考えられる。
【０１０９】
従って、一例示的構成例において、自動車用照明装置のための完全なパッケージは、レンズの下で２リード線式のパッケージ内にグループ化され、０.５〜５ワット程度の全体の作動電力を持つ１以上の集積回路チップ上の４つの直列接続されたＬＥＤ及び関連する制御回路を含む。
【０１１０】
更に他の態様において、図６に示すパッケージ４００は、他の構成部品を含んでも良く、これら部品の典型的な例は、これらに限定されるものではないが、電流及び／又は電流／電圧特性を設定するための１以上の抵抗、更なるＥＭＩ低減のための小さなコンデンサ、及びインダクタ、コンデンサ、ツェナーダイオード等を含む他のフィルタリング又は保護部品を含む。該パッケージ４００には、電力トランジスタ（例えば、TO-220又はTO-247パッケージ）上で使用されるものと類似した取り付け孔又は保持クリップ着地領域等の他の特徴を備えるリードフレーム又は余分なリード線を設けることができる。上記追加のリード線は、モード若しくは電流設定、通信（このようなフィーチャが前記制御回路に追加される場合）、校正又は故障検出及び感知を含む種々の目的に使用することができる。
【０１１１】
更に詳細には、図４の装置におけるＬＥＤに関連する制御回路は該ＬＥＤ用の基板として製造することができ、このような基板は、上記制御回路自体を実施化するのに要するサイズより大きな最小サイズを有することができるので、他の機能を含めることができる。この様に、他の実施例では、コントローラ１０５Ａは前記制御可能な電流経路及び／又は電流源を超えて種々の機能を実施化することができる。この様にして、このような照明デバイスには、大幅な機能を、典型的なパッケージ化されたＬＥＤの製造コストに対してコストの相対的に僅かな増加で含めることができる。
【０１１２】
例えば、図３及び４に関連して前述したように、コントローラ１０５Ａは1以上の通信ポート（図４に示す１２０Ａ及び１２０Ｂ）を含むことができる。図６を再び参照すると、当該パッケージ４００の電気コネクタ４０６は、上記通信ポートに電気的に接続された第３のリード線４０６Ｃを含むことができ、かくして、該コントローラは該第３のリード線及び上記通信ポートの少なくとも一方を介して第１情報を受信することができる。同様に、一実施例において、該コントローラは第２情報を記憶するためのメモリを含むことができると共に、該第２情報の少なくとも幾らかを少なくとも１つの通信ポートから上記第３のリード線を介して当該自動車のワイヤハーネス４１０に送信することができる。
【０１１３】
当該照明装置の上記コントローラへ又は該コントローラから情報（例えば、照明命令又は当該自動車の何らかの見地に関する外部状況を表すデータ）を通信する能力が、該コントローラが何らかの機能を前記直列接続されたＬＥＤスタックから光を発生することとは殆ど又は何の関係もない情報に基づいて実行する場合でさえ、極めて強力であり得るような多数の例示的状況が存在する。例えば、上記コントローラは、当該装置が設置された自動車部品の追跡を可能にするために、上記通信ポート１２０Ａ及び１２０Ｂの一方を介してアクセス可能であるような種々のタイプのロギング情報（例えば、デバイス試験に関係する）及び／又は固有の連続番号を含むメモリを含むことができる。当該コントローラに通知される情報は、当該照明装置自体の動作、例えば温度、ドアの開閉、パネル、バルブ又はユーザインターフェース若しくは他のスイッチの操作、又はアナログセンサ等の外部状態の感知に関するものであり得る。当該コントローラにより送信される情報は、当該自動車における指示器、モータ、ソレノイド、バルブ、ポンプ、ロック装置、ファン又は他の光源等の外部操作を実行するために使用することもできる。更に、上記コントローラのメモリは、当該コントローラが外部信号に対してどの様に応答すべきかについての情報を記憶するために使用することもできる。このような機能は、完全に一般化された記憶コンピュータプログラムとして実施化することができる。
【０１１４】
上記に鑑みて、種々の機能を備える本発明による自動車用照明装置の多数の変形例が考えられる。例えば、或る照明装置は、ドアハンドル用の光を生成するのと同時に、ドアロック機構の制御を提供することができる。異なるプログラミングを備える同一のデバイスは、容量性タッチスイッチがその操作を制御するのを支援する室内灯であり得る。或るデバイスは、後退灯及びブレーキ灯機能の両方を実行し得る。
【０１１５】
更に他の実施例において、図３又は４による複数の照明装置は並列又は直列構成で使用することができる。特に、１２〜１５ボルトより著しく高い作動電圧の場合、１以上の通常のＬＥＤ又は通常のＬＥＤパッケージ（即ち、図４の装置の制御機能なしの）は、図４の装置と直列で使用することができ、その場合において、図４の装置の制御機能は複数の直列接続された装置に印加される作動電圧の減少に対処するために使用される。この様にして、図４の装置は、このような装置の直列接続において"知的な"又は"能動的な"エレメントとして作用する一方、１以上の通常のＬＥＤ又は通常のＬＥＤパッケージは該直列接続において"愚鈍な"又は"受動的な"エレメントである。一態様において、このようなエレメントの構成は、２４ボルトのシステムに特に良く適し得る。
【０１１６】
他の態様において、図３及び４に示されたものと類似する本発明による照明装置は、ＡＣライン電圧から導出されるＤＣ電圧を供給するためのブリッジ整流器を含む、所謂、"低電圧電子トランス"との互換性を可能にすべく極めて小さな容量を有する。特に、図４に示す照明装置の抵抗的性質は、当該装置を、相対的に高い力率を必要とする用途に特に良く適したものにさせる。特に、図４の回路における電流源３１０は、直列電流Ｉseriesを、抵抗Ｒ４３及びＲ４２により形成される分圧器を介し、ノード１０８Ａ及び１０８Ｂに印加される作動電圧に基づいて設定するように構成されている。この様にして、抵抗Ｒ４３は"電圧感知"機能を果たし、当該装置により流される電流は上記作動電圧の変化に追従する。ＬＥＤ型照明装置を実質的に抵抗的又は線形な負荷と見えるように構成することにより、トランスの飽和、音響的雑音及び入力高調波電流を低減することができ、これにより力率が改善される。
【０１１７】
本開示による本発明の更に他の実施例では、直列接続されたＬＥＤを作動電圧の変化に基づいて制御するというより、図３に示したものに類似する照明装置は、コントローラ１０５ＡがＬＥＤ１０４Ａ及び１０４Ｂの各々を、図１及び２に関連して前述したように、通信ポート１２０Ａを介して受信される１以上の照明命令又は照明コマンドに従って、多チャンネル照明ユニットの個々に且つ独立に制御可能なチャンネルとして制御するよう構成することができる。ここでも、図３に示した回路アーキテクチャに基づく或る照明装置は、２以上の独立に制御可能なチャンネルを有することができる。例えば、一実施例において、照明装置は白色ＬＥＤのみを有し、当該スタックの第１の高さに配置された１以上の暖かい白色ＬＥＤを有する"暖かい白色チャンネル"、及び当該スタックの第２の高さに配置された１以上の冷たい白色ＬＥＤを有する"冷たい白色チャンネル"を含むことができる。他の例として、照明装置は当該スタックの第１の高さに配置された１以上の赤色ＬＥＤを含む"赤色"チャンネル、当該スタックの第２の高さに配置された１以上の緑色ＬＥＤを含む"緑色"チャンネル、及び当該スタックの第３の高さに配置された１以上の青色ＬＥＤを含む"青色"チャンネルを含むことができる。勿論、有色及び白色ＬＥＤの種々の組み合わせを、異なる構成例において使用することもできる。
【０１１８】
多くの用途において、ＬＥＤが上記直列接続スタックに組み込まれ又は外されるように切り換えられることに基づくノード電圧の変動は、僅かな又は何の影響も有さない。しかしながら、幾つかの状況では、電力放散の広がりを維持すると共に当該ＬＥＤスタック内の異なる高さのノードにおける電圧エクスカーションを防止するために電圧平衡化装置をオプションとして使用することができる。というのは、これは、さもなければ種々の容量（幾つかの場合には、ＬＥＤ自体の容量を含む）を駆動するために浪費されるかも知れない電力を低減し得るからである。直列接続スタックにおける或るＬＥＤ用の電圧平衡化部及び電流迂回部の両方を含む回路の一構成例が、図７に示され、差動トランジスタ対の両側を制御するために２つの演算増幅器を使用している。適切な電流経路をオン／オフするように出力電圧を減少させるために、これらの増幅器に対する電圧基準を変化させることができるか、又はこれらをオフすることができる。種々の態様において、上記電圧基準は、当該作動電圧のパーセンテージとして固定することができるか、比例及び固定電圧成分の両方を含むことができるか、又は部分的若しくは完全にプログラム可能（例えば、コントローラ１０５Ａの制御の下で）とすることができる。
【０１１９】
本開示による照明装置の他の実施例では、複数の異なるノード電圧が演算増幅器により発生され、ノード電圧の各々の間でＬＥＤを駆動する制御可能な電流源が使用される。これらの回路は、典型的には一層複雑であり、全電流を扱うように寸法決めされねばならない多くのデバイスを使用するので、余り費用効果的でない。更に、これらは安定性を維持するために外部コンデンサを必要とし得る。１つの斯様な照明装置１００Ｃの３ＬＥＤの例が、図８に示されている。
【０１２０】
直列接続されたＬＥＤを使用する多チャンネル照明装置の他の態様においては、１以上のチャンネルが駆動されない場合に、電流は或るチャンネルで遮断されるというより、依然として全体の回路を介して流れるので、直列接続された回路構成は、一般的に、作動電圧の間に並列に接続された複数の制御可能なＬＥＤチャンネルよりも効率的でないと理解されるべきである。このような効果を軽減すると共に電力を節約するために、幾つかの実施例では、デバイスのスタックに流れる直列電流を、線形に又はＬＥＤの駆動信号に従って減少させることができる。一態様において、ＬＥＤの駆動信号を、大きなＬＥＤ電流がデバイスの全てを介して同時に流れると共に、直列電流を設定する電流源が遮断される消去期間が存在するように、揃えるのが一般的に有利であり得る。本開示による照明装置の他の実施例においては、制御可能なＬＥＤチャンネルはグループに分割され、図９に図示された装置１００Ｄにより示されるように、各グループが別個の電流源を有するようにする。
【０１２１】
図１０は、本発明の更に他の実施例によるＬＥＤ型照明ユニット１００Ｅを示し、該照明ユニットは、概ね、直列接続されたＬＥＤ及び各ＬＥＤに対する電流迂回のアーキテクチャに基づいている。図１０の装置は、更に、米国予備特許出願第60/883,620号（参照により、本明細書に組み込まれる）に開示された概念に基づいて実質的に抵抗性又は線形エレメントとして振る舞うように構成されている。特に、図１０の装置は、直列接続されたＬＥＤ Ｄ３８、Ｄ３９及びＤ４０と、部分的に分流電圧調整器として機能する対応するスイッチＳＷ１〜ＳＷ３（例えば、ツェナーダイオードと直列なトランジスタにより形成される）とを含んでいる。また、該装置は、装置１００Ｅがノード１０８Ａ及び１０８Ｂに結合される作動電圧に対して本質的に抵抗性として又は実質的に線形な負荷として見えるようにさせるカレントミラー回路６００も含んでいる。コントローラ１０５Ｂの電圧要件に依存して、該装置は、該コントローラ１０５Ｂ（Ｕ７）のための電源電圧を供給するツェナーダイオードＤ３７も含むことができる。
【０１２２】
更に他の実施例において、上記各図の何れかとの関連で説明した照明ユニットを形成するＬＥＤとコントローラとの組み合わせを、図１１に示すように作動電圧の間で２つの高さに積み重ねることができ、また、図１２に示されるように、複数の斯様な照明ユニット（"Ａ"〜"Ｅ"の符号を付す）は、全照明ユニットに電力を供給すべく作動電圧を分割するために１つの増幅器を"レイル分割"アーキテクチャで共有することができる。上記レイル分割増幅器の上及び下の照明ユニットの数は同一である必要はなく、照明ユニット自体も同様である必要はない（例えば、異なる照明ユニットには異なるＬＥＤを使用することができ、データワイヤリング（data wiring）はスタックレベルと如何なる関係も維持する必要はない）。上記増幅器は損失型の装置であってもなくても良く、例えば、多くのオーディオ増幅器の設計と同様にスイッチモード電源とすることができる。また、該増幅器は、当該制御回路の１つと統合されても又はされなくてもよい。更に、これら制御回路は、データ入力（容量的に結合されても良い）を有することもでき、又は制御回路間で通信するために他の方式を使用することもできる。
【０１２３】
以上、幾つかの発明的実施例を説明及び図示したが、当業者であれば、ここでのべた機能を実行し、及び／又はここで述べた結果及び／又は利点の１以上を得るための種々の他の手段及び／又は構成を容易に思いつくであろう。そして、このような変形例及び／又は改変例の各々は、ここで述べた発明的実施例の入ると見なされるものである。もっと一般的には、当業者であれば、ここで述べた全てのパラメータ、寸法、材料及び構造は例示的なものを意味するもので、実際のパラメータ、寸法、材料及び／又は構造は本発明的教示が使用される特定の用途に依存することが分かるであろう。また、当業者であれば、通常の実験だけを用いて、ここで述べた固有の発明的実施例の多くの均等物を認識し、確認することができるであろう。従って、上述した実施例は例示としてのみ示されたもので、添付請求項の及びその均等物の範囲内において発明的実施例は、解説され及び請求項に記載されたもの以外で実施することができると理解されるべきである。本発明の種々の実施例は、ここで述べた個々のフィーチャ、システム、物品、材料、キット及び／又は方法に関するものである。更に、２以上の斯様なフィーチャ、システム、物品、材料、キット及び／又は方法の如何なる組み合わせも、これらのフィーチャ、システム、物品、材料、キット及び／又は方法が相互に矛盾しないなら、本発明の範囲内に含まれるものである。
【０１２４】
ここで規定及び使用された全ての定義は、辞書の定義、参照により本明細書に組み込まれた文献での定義、及び／又は定義された用語の通常の意味を規制すると理解されるべきである。
【０１２５】
明細書及び特許請求の範囲で使用された単数形の表現は、特に明示的に示されない限り、"少なくとも１つの"を意味すると理解されたい。
【０１２６】
明細書及び特許請求の範囲で使用された"及び／又は"なる表現は、そのように結合された要素の"何れか一方又は両方"（即ち、幾つかの場合には接続的に、他の場合には離接的に存在する要素）を意味すると理解されたい。"及び／又は"で掲げられた複数の要素は、同様に、即ち結合された要素の"１以上"と見なされるべきである。"及び／又は"なる表現により特に識別される要素以外に、他の要素も、上記特に識別された要素に関係があるか関係がないかに拘わらず、オプションとして存在し得る。このように、限定するものではない例として、"Ａ及び／又はＢ"なる言及は、"有する"等の非制限的表現と一緒に使用された場合、一実施例ではＡのみを示し（オプションとしてＢ以外の要素を含む）、他の実施例ではＢのみを示し（オプションとしてＡ以外の要素を含む）、更に他の実施例ではＡ及びＢを示し（オプションとして他の要素を含む）、等々となる。
【０１２７】
明細書及び特許請求の範囲で使用された場合、"又は"は上述した"及び／又は"と同じ意味を有すると理解されたい。例えば、リスト内で項目を分ける場合、"又は"又は"及び／又は"は包括的であると、即ち複数の要素又は要素のリストにおける少なくとも１つを含むのみならず、２以上を含み、オプションとして追加の掲載されていない要素も含む、と解釈されるべきである。"のうちの１つのみ"若しくは"のうちの正確に１つ"又は請求項で使用された場合の"からなる"等の、明らかに反対に示される用語だけは、複数の要素又は要素のリストのうちの正確に１つの要素を含むことを示す。一般的に、ここで使用される"又は"なる用語は、"何れか"、"のうちの１つ"又は"のうちの正確に１つ"等の排他性の用語が先行した場合のみ、排他的代替物（即ち、"両方ではなく一方又は他方"）を示すと解釈されるべきである。"から本質的になる"は、請求項で使用された場合、特許法の分野で使用される通常の意味を有する。
【０１２８】
明細書及び特許請求の範囲で使用される場合、１以上の要素のリストに関連した"少なくとも１つ"なる表現は、該要素のリストにおける要素の何れか１以上から選択された少なくとも１つの要素を意味すると理解されるべきであり、必ずしも該要素のリスト内に特別に掲げられた各々の全ての要素の少なくとも１つを含むものではなく、該要素のリストにおける要素の如何なる組み合わせも排除するものではない。この定義は、該"少なくとも１つ"なる表現が参照する当該要素のリスト内で特別に識別される要素以外に要素が、特別に識別された要素に関係するか関係しないかに拘わらず、オプションとして存在することも許容する。この様に、限定しない例として、"Ａ及びＢの少なくとも１つ"（又は等価的に"Ａ又はＢの少なくとも一方"、又は等価的に"Ａ及び／又はＢの少なくとも１つ"）は、一実施例においては、Ｂは存在せず（オプションとして、Ｂ以外の要素を含む）に、少なくとも１つの（オプションとして２以上を含む）Ａを示すことができ、他の実施例では、Ａは存在せず（オプションとして、Ａ以外の要素を含む）に、少なくとも１つの（オプションとして２以上を含む）Ｂを示すことができ、更に他の実施例では、少なくとも１つの（オプションとして２以上を含む）Ａ及び少なくとも１つの（オプションとして２以上を含む）Ｂ（オプションとして他の要素を含む）を示すことができる。
【０１２９】
また、明瞭に反対に示さない限り、２以上のステップ又は作用を含む請求項の如何なる方法においても、該方法の上記ステップ又は作用の順序は、必ずしも、該方法のステップ又は作用が記載された順序に限定されるものではないと理解されるべきである。
【０１３０】
請求項及び明細書において、"有する"、"含む"、"担持する"、"持つ"、"含む"、"関わる"、"保持する"、"を含む"等の全ての移行句は、非制限的である、即ち含むが限定されるものではない、ことを意味すると理解されるべきである。"からなる"及び"から本質的になる"なる移行句のみが、米国特許庁の特許審査手順マニュアル、セクション2111.03に記載されたように、各々、制限的又は準制限的な句である。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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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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【図１２】
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