(57)【要約】  本発明は、一つ以上の光源２０のアレイのための制御信号がＣＤＭＡ変更信号を使用して構成される、照明ユニット１０のための光学的フィードバック制御のための方法及び装置を供給する。一つ以上の光源のアレイにより放射される光を少なくとも検出する光センサ６０により供給される信号は、ＣＤＭＡ変更信号に基づいてフィルタリングされ、これにより、一つ以上の光源２０のアレイにより放射される光の光学特性を反映する光センサ６０からの信号の部分の区別を可能にする。本発明の実施例において、決定された光学特性が、例えば照明システムのフィードバック制御のために使用できる。
2011512001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の光束及び／又は色度を持つ光を生成するための照明ユニットであって、
ａ第１の駆動電流に応じて第１の光を生成する一つ以上の光源の一つ以上の第１のアレイ、及び第２の駆動電流に応じて第２の光を生成する一つ以上の光源の一つ以上の第２のアレイと、
ｂ第１の制御信号に基づいて前記一つ以上の第１のアレイへ第１の駆動電流を供給する第１の電流ドライバ、及び第２の制御信号に基づいて前記一つ以上の第２のアレイへ第２の駆動電流を供給する第２の電流ドライバと、
ｃ第１の光及び第２の光の組み合わせを有する光の部分を感知し、光を表すセンサ信号を生成する光センサと、
ｄ前記所望の光束及び／又は色度に少なくとも部分的に基づいて、第１の制御信号及び第２の制御信号を生成するコントローラであって、第１の制御信号が第１のＣＤＭＡ変更信号に少なくとも部分的に従って構成され、これにより第１のＣＤＭＡ変更信号に少なくとも部分的に従って変調された第１の光となる、当該コントローラと、
ｅ第１のＣＤＭＡ変更信号に基づいて前記センサ信号を電気的にフィルタリングして、前記コントローラへのフィードバックのため第１の光の一つ以上の光学的特性を決定する電気的ＣＤＭＡフィルタとを有し、
これらにより所望の光束及び／又は色度を持つ光の生成を促進するために前記コントローラへのフィードバックを供給する、照明ユニット。
【請求項２】
第１の光は、時間間隔で又は連続して第１のＣＤＭＡ変更信号に従ってＣＤＭＡエンコーディングされる、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項３】
第１のＣＤＭＡ変更信号は、擬似ランダムコード、ウォルシュ−アダマールコード、バーカーコード、カツミコード、ゴールドコード、ゴレイコード、及びＭ−コードを有するグループから選択されるＣＤＭＡ変更コードに従って構成される、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項４】
第１のＣＤＭＡ変更信号は、第１のＣＤＭＡ変更信号に従って２つ以上の光レベル間で変動する区分的に一定なスイッチング波形として第１の光に表される、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項５】
第１のＣＤＭＡ変更信号は、第１のＣＤＭＡ変更信号に従って変動する位相を持つフェーズシフトキー波形として第１の光に表される、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項６】
前記電気的ＣＤＭＡフィルタは、前記センサ信号を第１のＣＤＭＡ変更信号と関連付ける、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項７】
第１の光の前記一つ以上の光学的特性が、一つ以上の光源の第１のアレイの光変換効率を決定するために第１の駆動電流の測定値で処理される、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項８】
第２の制御信号は第２のＣＤＭＡ変更信号に少なくとも部分的に従って構成され、前記照明ユニットは、更に、第２のＣＤＭＡ変更信号に基づいて前記センサ信号を電気的にフィルタリングする第２の電気的ＣＤＭＡフィルタを有し、これにより、前記コントローラへのフィードバックのため第２の光の一つ以上の光学的特性を決定する、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項９】
第１のＣＤＭＡ変更信号を決定するための自動構成モジュールを更に有する請求項１に記載の照明ユニットであって、前記自動構成モジュールは、第１のＣＤＭＡ変更信号に従って第１の制御信号を生成し、前記電気的ＣＤＭＡフィルタで第１のＣＤＭＡ変更信号との干渉を測定する、照明ユニット。
【請求項１０】
第１のＣＤＭＡ変更信号は、第２の照明ユニットで使用される一つ以上のＣＤＭＡ変更信号とは異なる、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項１１】
所望の光束及び／又は色度を持ち、第１の光源からの第１の光と第２の光源からの第２の光とを有する光を生成するための方法であって、
ａ前記所望の光束及び／又は色度に少なくとも部分的に各々が基づく第１の駆動電流及び第２の駆動電流を生成する生成ステップであって、第１の駆動電流は更に第１のＣＤＭＡ変更信号に少なくとも部分的に従って構成される、当該生成ステップと、
ｂ第１の駆動電流及び第２の駆動電流に従ってそれぞれ第１の光源及び第２の光源を駆動する駆動ステップであって、これにより、第１のＣＤＭＡ変更信号に少なくとも部分的に従って第１の光が変調される、当該駆動ステップと、
ｃ前記光を表すセンサ信号を生成するステップと、
ｄ第１のＣＤＭＡ変更信号に基づいて前記センサ信号をフィルタリングするフィルタリングステップであって、これにより、新しい第１の駆動電流及び新しい第２の駆動電流を生成するとき、フィードバックのための第１の光の一つ以上の光学的特性を決定する当該フィルタリングステップとを有する、方法。
【請求項１２】
第１の光源を駆動する駆動ステップは、時間間隔で又は連続して第１のＣＤＭＡ変更信号に従って第１の光を変調するステップを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
第１のＣＤＭＡ変更信号は、擬似ランダムコード、ウォルシュ−アダマールコード、バーカーコード、カツミコード、ゴールドコード、ゴレイコード、及びＭ−コードを有するグループから選択されるＣＤＭＡ変更コードに従って構成される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
第１の光は、第１のＣＤＭＡ変更信号に従って２つ以上の光レベル間で変動する区分的に一定なスイッチング波形を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
第１の光は、第１のＣＤＭＡ変更信号に従って変動する位相を持つフェーズシフトキー波形を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記センサ信号をフィルタリングするフィルタリングステップは、前記センサ信号を第１のＣＤＭＡ変更信号と関連付けるステップを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
第１の光の一つ以上の光学的特性を、第１の光源の光変換効率を決定するために第１の駆動電流の測定値で処理するステップを更に有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
第２の駆動電流は第２のＣＤＭＡ変更信号に少なくとも部分的に従って構成され、これにより、第２の光は、第２のＣＤＭＡ変更信号に少なくとも部分的に従って変調され、第２のＣＤＭＡ変更信号に基づいて前記センサ信号をフィルタリングするステップを更に有し、これにより、前記新しい第１の駆動電流及び前記新しい第２の駆動電流を生成するとき、フィードバックのための第２の光の一つ以上の光学的特性を決定する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
所望の光束及び／又は色度を持ち、第１の光源からの第１の光と第２の光源からの第２の光とを有する光を生成するための方法を実施するプロセッサによる実行のためのステートメント及び命令を記録したコンピュータ可読媒体であって、前記方法は、
ａ前記所望の光束及び／又は色度に少なくとも部分的に各々が基づく第１の駆動電流及び第２の駆動電流を生成する生成ステップであって、第１の駆動電流は更に第１のＣＤＭＡ変更信号に少なくとも部分的に従って構成される、当該生成ステップと、
ｂ第１の駆動電流及び第２の駆動電流に従ってそれぞれ第１の光源及び第２の光源を駆動する駆動ステップであって、これにより、第１のＣＤＭＡ変更信号に少なくとも部分的に従って第１の光が変調される、当該駆動ステップと、
ｃ前記光を表すセンサ信号を生成するステップと、
ｄ第１のＣＤＭＡ変更信号に基づいて前記センサ信号をフィルタリングするフィルタリングステップであって、これにより、新しい第１の駆動電流及び新しい第２の駆動電流を生成するとき、フィードバックのための第１の光の一つ以上の光学的特性を決定する当該フィルタリングステップとを有する、コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、照明システムに向いている。より特には、ここで説明される様々な本発明の方法及び装置は、照明システムのための光強度制御方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル照明技術、すなわち、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような半導体光源に基づく照明は、伝統的な蛍光灯、ＨＩＤ及び白熱電球に対する実行可能な代替物を提供する。ＬＥＤの機能的利益及び利点は、高エネルギー変換、光効率、耐久性、より低い稼働コスト及び他の多くを含む。ＬＥＤ技術の最近の進歩は、多くのアプリケーションで様々な照明効果を可能にする効率的でロバストなフルスペクトル光源を提供した。これらの光源を具現化する幾つかの器具は、例えば、参照によりここに組み込まれる米国特許第６，０１６，０３８号及び第６，２１１，６２６号に詳細に説明されているように、様々な色及び色変化照明効果を生成するために、ＬＥＤの出力を独立して制御するためのプロセッサだけでなく、種々異なる色、例えば、赤、緑及び青を作成可能な一つ以上のＬＥＤを含む照明モジュールを特徴付ける。
【０００３】
所望のスペクトル成分、すなわち、光学的用語では所望の色度及び光束の光は、種々異なる光源からの光の適度な量を内部混合することにより生成できることはよく知られている。例えば異なる色のＬＥＤからの光が内部混合されるとき、混合された光の色度は、ＬＥＤの強度、中心波長及びスペクトル帯域幅のような特性により充分正確に決定できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＬＥＤの特性は、多くの理由で、例えば装置の経年、及び／又は装置動作温度内の変動のため変動し得る。これらの変動は、ＬＥＤの動作状況の下、不所望な効果を生じる。可能な解決策は、各ＬＥＤにより放射される光の光束出力及び色度又はＬＥＤのグループにより生成される少なくとも混合光が実質的に一定であるように、異なる色のＬＥＤの光束出力を監視し、ＬＥＤの駆動電流を調整するための光学的フィードバック制御を含む。放射光を監視することは、例えば、ＬＥＤ色当たり又はＬＥＤ当たりの光束出力を測定する幾つかの手段を必要とする。
【０００５】
今日まで、幾つかの光学的フィードバック解決策は、これらの特性を監視するために、照明装置の出力光の光束出力及び色度を検出し評価することを提案してきている。例えば、一つの解決策は、各々が選択された色の光に応じる選択されたカラーフィルタを持つフォトセンサのアレイを教示する。しかしながら、斯様なフォトセンサは、様々な色のＬＥＤにより放射される光のスペクトル放射パワー分布の重なりのため光学的なクロストークに典型的になりがちである。この光学的クロストークは、フォトセンサにより集められた光情報の正確さを低減する。加えて、このアプローチは、周囲光の存在に影響され、例えば各光学フィルタの色範囲内の周囲光が照明装置の出力光と区別できない。
【０００６】
他の解決策は、光学的フィードバックのための複数のチャネルカラーセンサを具備するＬＥＤ照明器具を含み、各チャネルは広帯域のフォトセンサと、赤、緑及び青のＬＥＤスペクトル放射パワー分布の帯域と近似する透過性を持つカラーフィルタとを有する。ＬＥＤのスペクトル放射パワー分布は、異なるフィルタで重なる傾向があるので、チャネルクロストークは避けられず、光学的フィードバックシステムのパフォーマンスを限定する。加えて、このアプローチは、また周囲光に影響される。
【０００７】
類似の解決策は、各ＬＥＤの色により生成される光を孤立させるためのカラーフィルタを具備する複数のフォトセンサを含む。しかしながら、このアプローチもまた、例えば、赤及び琥珀のＬＥＤ又は暖色の白及び青若しくは緑のＬＥＤで起こるように、ＬＥＤのスペクトルパワー分布が重なるときクロストークの影響を受ける。加えて、このアプローチも、また周囲光に影響される。
【０００８】
上記光学的クロストーク問題への部分的解決策は、狭い帯域幅を持つバンドパスフィルタを選択することである。斯様なフィルタに対する満足なパフォーマンスレベルはマルチレイヤ干渉フィルタを使用して達成できるが、これら干渉フィルタは、高価であり、光がこれらのフィルタに当たる入射角に干渉フィルタ特性が依存するので、放射光をコリメートするための更なる光学系を典型的には必要とする。
【０００９】
干渉フィルタに関連する他の問題は、ＬＥＤの中心波長がＬＥＤ接合温度に依存し、この中心波長は、ＬＥＤのタイプに大きく依存して変化することである。加えて、干渉フィルタの帯域透過スペクトルは、温度依存性でもある。フォトセンサの出力信号は、したがって、これらに関連する干渉フィルタの帯域特性により変更されるようなＬＥＤのスペクトル放射パワー分布に依存する。よって、ＬＥＤのスペクトル放射パワー分布一定のままでさえ、フォトセンサの出力信号は周囲温度で変化する状況が存在し、更にセンサシステムのパフォーマンスを制限する。
【００１０】
更に他のアプローチでは、各ＬＥＤ色からの放射線が、時間的パルスのシーケンスで現在測定されない色に対応するＬＥＤを選択的にオフにする電気的制御回路により制御できる。単一の広帯域光センサは、このとき検出のため使用できる。このアプローチでの問題は、カラーバランスが、ＬＥＤが不活性化されるたびに周期的且つ潜在的に大きく変わることであり、これにより感知されるフリッカをおそらく生じてしまう。光センサは、ＳＮ比を持って活性化されたＬＥＤの放射線束を正確に感知し許容するために最小の時間を要求するので、サンプリング周波数の選択は、光センサの感度及びノイズ特性により限定できる。限定されたサンプリング周波数は、光学的フィードバックループに対する低いサンプリング解像度及び長めの応答時間となる。一つのＬＥＤ色だけからの光が一度に測定されるので、光データ収集のためのこのアプローチは、システムで使用される異なるＬＥＤ色の数だけフィードバックループ応答時間を増大させる。例えば、赤、緑及び青のＬＥＤクラスタを具備するシステムに対して、反応時間は約３倍となり、赤、緑、青及び琥珀のＬＥＤクラスタを具備するシステムに対して、反応時間は約４倍となる。加えて、このアプローチは、また、光センサに到達することを選択的に防げない周囲光に影響される。
【００１１】
視覚的フリッカを避けるための一つの可能なアプローチは、非常に速いパルスシーケンスを用いて、ＬＥＤをオンオフすることである。しかしながら、このアプローチは、ＬＥＤ駆動電流パルスの駆動電流リップル、電子ノイズ、上昇時間及び下降時間に結果的に影響される。
【００１２】
視覚的フリッカを避けるための一つの可能なアプローチは、光源がパルス化される期間の間の平均光出力が、通常動作の間、通常の連続的光出力と実質的に等しくなることを保証することである。他のアプローチは、他のＬＥＤをオフする代わりに、現在測定される色のためのＬＥＤをオフにし、減算することにより所望の測定値を計算することによりフリッカを軽減することである。しかしながら、これらの提案された何れも、光サンプリングのために必要とされる不活性化シーケンスのため、フィードバックループ応答時間におけるカラーバランスの周期的且つ潜在的に大きな変化又は褪色を対処しない。
【００１３】
シーケンシャルなパルス解決策は、また、パルスシーケンスが、例えば異なる照明器具内にある、ＬＥＤクラスタ間で正確に同期しないならば、隣接するＬＥＤクラスタからの干渉に影響される。このときでさえ、ＬＥＤクラスタが、種々異なる量の着色光を生成する場合、一つのクラスタの出力は、他のクラスタにより不注意にも感知される。
【００１４】
他のアプローチでは、ＬＥＤはＰＷＭ駆動電流パルスにより駆動され、ＬＥＤの光出力は、駆動電流がフルの大きさに達するときはいつでも、広帯域光センサによりサンプリングされる。この工程は、ＰＷＭパルスの上昇及び下降時間の効果を避けることができる。平均駆動電流は、ローパスフィルタにより決定できる。このアプローチに関連する困難性は、少なくとも一つのＬＥＤの色がＰＷＭ期間の間の有限期間で不活性化されるように、ＰＷＭパルスが同期しなければならないことである。この要件は、１００％デューティサイクルでフルパワーでの全ての異なる色のＬＥＤの動作を妨げる。平均光感知方法に関連する他の不利益は、典型的には、活性化されたＬＥＤの放射線束を光センサが信頼性を持って測定するために充分な時間をサンプリング期間が供給しなければならないことである。加えて、この光感知方法は、ＬＥＤの色がシーケンシャルに測定されるべきことを要求し、このことは、フィードバックループ応答時間を制限する。
【００１５】
異なる色のＬＥＤは、また、異なる周波数を持つ異なる駆動波形で駆動され、これにより各ＬＥＤの色の強度が、ロックイン増幅器（ホモダイン）技術を使用して測定可能となる。このアプローチは、周囲光に対しては不感である一方、各クラスタが固有のセットの変調周波数に割り当てられないならば、隣接するＬＥＤクラスタからの干渉に影響される。デジタル周波数合成技術が知られているが、この技術は、大量生産及び低コストを要求する製品内のマイクロコントローラにとって一般に適当ではない。各ＬＥＤクラスタに対して異なる周波数を要求することは、また、ＬＥＤクラスタを利用した照明器具の組み立て及び委託作業を複雑にするだろう。
【００１６】
よって、照明器具に対する光強度制御のための新しい方法及び装置のための技術のニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本開示は、照明システムの光強度制御のための進歩的方法及び装置に向けられている。本発明の様々な実施例及び実施形態において、一つ以上の光源のアレイを駆動するために使用される制御信号は、ＣＤＭＡ変更信号を使用して構成される。異なる制御信号は、異なるＣＤＭＡ変更信号を使用して構成できるので、異なるアレイからの光は異なって構成できる。ＣＤＭＡ変更信号は、アレイからの光が混合されるとき各アレイに対する光学特性の区別を促進するため使用できる。この目的のため、混合された光は、そのＣＤＭＡ変更信号を使用して構成された光の態様を回復するため当該ＣＤＭＡ信号に従って、電気的にフィルタリングできる。電気的フィルタの出力は、このように、関連するアレイの放射線束出力に実質的に比例する。コントローラは、制御信号を調整するためのフィードバックとしてこの情報を使用できる。本発明の実施例において、決定された光学特性は、例えば、照明システムのフィードバック制御のために使用できる。
【００１８】
一般に、一つの観点では、所望の光束及び／又は色度を持つ光を生成するための照明ユニットが供給され、当該照明ユニットは、第１の駆動電流に応じて第１の光を生成する一つ以上の光源の一つ以上の第１のアレイ及び第２の駆動電流に応じて第２の光を生成する一つ以上の光源の一つ以上の第２のアレイと、第１の制御信号に基づいて前記一つ以上の第１のアレイへ第１の駆動電流を供給する第１の電流ドライバ及び第２の制御信号に基づいて前記一つ以上の第２のアレイへ第２の駆動電流を供給する第２の電流ドライバと、第１の光及び第２の光の組み合わせを有する光の部分を感知し、光を表すセンサ信号を生成する光センサと、前記所望の光束及び／又は色度に少なくとも部分的に基づいて、第１の制御信号及び第２の制御信号を生成するコントローラであって、第１の制御信号が第１のＣＤＭＡ変更信号に少なくとも部分的に従って構成され、これにより第１のＣＤＭＡ変更信号に少なくとも部分的に従って変調された第１の光となる、当該コントローラと、第１のＣＤＭＡ変更信号に基づいて前記センサ信号を電気的にフィルタリングして、前記コントローラへのフィードバックのため第１の光の一つ以上の光学的特性を決定する電気的ＣＤＭＡフィルタとを有し、これらにより所望の光束及び／又は色度を持つ光の生成を促進するために前記コントローラへのフィードバックを供給する。
【００１９】
第２の観点では、所望の光束及び／又は色度を持ち、第１の光源からの第１の光と第２の光源からの第２の光とを有する光を生成するための方法であって、前記所望の光束及び／又は色度に少なくとも部分的に各々が基づく第１の駆動電流及び第２の駆動電流を生成する生成ステップであって、第１の駆動電流は更に第１のＣＤＭＡ変更信号に少なくとも部分的に従って構成される、当該生成ステップと、第１の駆動電流及び第２の駆動電流に従ってそれぞれ第１の光源及び第２の光源を駆動する駆動ステップであって、これにより、第１のＣＤＭＡ変更信号に少なくとも部分的に従って第１の光が変調される、当該駆動ステップと、前記光を表すセンサ信号を生成するステップと、第１のＣＤＭＡ変更信号に従って前記センサ信号をフィルタリングするフィルタリングステップであって、これにより、新しい第１の駆動電流及び新しい第２の駆動電流を生成するとき、フィードバックのための第１の光の一つ以上の光学的特性を決定する当該フィルタリングステップとを有する、方法を供給する。
【００２０】
第３の観点では、所望の光束及び／又は色度を持ち、第１の光源からの第１の光と第２の光源からの第２の光とを有する光を生成するための方法を実施するプロセッサによる実行のためのステートメント及び命令を記録したコンピュータ可読媒体を有するコンピュータプログラム製品であって、前記方法は、前記所望の光束及び／又は色度に少なくとも部分的に各々が基づく第１の駆動電流及び第２の駆動電流を生成する生成ステップであって、第１の駆動電流は更に第１のＣＤＭＡ変更信号に少なくとも部分的に従って構成される、当該生成ステップと、第１の駆動電流及び第２の駆動電流に従ってそれぞれ第１の光源及び第２の光源を駆動する駆動ステップであって、これにより、第１のＣＤＭＡ変更信号に少なくとも部分的に従って第１の光が変調される、当該駆動ステップと、前記光を表すセンサ信号を生成するステップと、第１のＣＤＭＡ変更信号に従って前記センサ信号をフィルタリングするフィルタリングステップであって、これにより、新しい第１の駆動電流及び新しい第２の駆動電流を生成するとき、フィードバックのための第１の光の一つ以上の光学的特性を決定する当該フィルタリングステップとを有する、コンピュータ可読媒体を有するコンピュータプログラム製品を供給する。
【００２１】
本開示のため本願明細書において使われるように、「ＬＥＤ」という用語は、電気信号に応じて放射線を生成できる何れかの電子発光ダイオード又は他のタイプのキャリア注入／接合ベースのシステムを含むと理解されるべきである。したがって、用語ＬＥＤは、電流に応答して光を放射するさまざまな半導体ベースの構造体、光放射ポリマー、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、電子発光細片などを含むが、これらに限定されるものではない。特に、用語ＬＥＤは、赤外線スペクトル、紫外線スペクトル及び可視スペクトル（一般に、ほぼ４００ナノメートルからほぼ７００ナノメートルまでの放射線波長を含む）のさまざまな部分の一つ以上の放射線を生成するように構成されるすべてのタイプ（半導体及び有機発光ダイオードを含む）のＬＥＤを指す。ＬＥＤの幾つかの例としては、限定はされないが、様々なタイプの赤外線ＬＥＤ、紫外線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（更に以下で述べられる）。ＬＥＤは、所与のスペクトル（例えば、狭帯域幅、広帯域幅）に対するさまざまな帯域幅（例えば、最大値の半分での全幅、すなわちＦＷＨＭ）及び所与の一般的なカラー分類の範囲内の様々な主波長を持つ放射線を生成するために構成され及び／又は制御されてもよいことも理解されるべきである。
【００２２】
例えば、基本的に白い光（例えば、白色ＬＥＤ）を生成するように構成されたＬＥＤの１つの実施態様は、基本的に白色光を形成するために組み合わせて混合する異なるスペクトルのエレクトロルミネセンスをそれぞれ放射する多くのダイを含む。他の実施態様において、白色光ＬＥＤは、第１のスペクトルを持つエレクトロルミネセンスを、異なる第２のスペクトルに変換する蛍光体物質と関連してもよい。この実施の１つの例において、比較的短い波長及び狭帯域幅スペクトルを持つエレクトロルミネセンスは蛍光体物質を「ポンピング」し、次に、いくらかより幅広いスペクトルを持つ長めの波長の放射線を放射する。
【００２３】
用語ＬＥＤが、ＬＥＤの物理的及び／又は電気的パッケージタイプを制限するわけではないことも理解されるべきである。例えば、上記のように、ＬＥＤは、放射線の異なるスペクトルをそれぞれ放射するように構成された（例えば、個々に制御可能であるか又は制御可能でない）複数のダイを持つ単一の光放射デバイスを指してもよい。また、ＬＥＤは、ＬＥＤ（例えば、幾つかのタイプの白色ＬＥＤ）の不可分の一部としてみなされる蛍光体と関連してもよい。通常は、用語ＬＥＤは、パッケージされたＬＥＤ、パッケージされていないＬＥＤ、表面実装ＬＥＤ、チップオンボードＬＥＤ、Ｔ―パッケージマウントＬＥＤ、ラジアルパッケージＬＥＤ、パワーパッケージＬＥＤを指し、ＬＥＤは、幾つかのタイプの容器及び／又は光学要素（例えば、拡散レンズ）などを含む。
【００２４】
用語「光源」は、これに限定されないが、ＬＥＤベースの源（上述のように規定されるような一つ以上のＬＥＤを含む）、白熱源（例えば、フィラメントランプ、ハロゲンランプ）、蛍光源、燐光源、高輝度放電源（例えば、ナトリウム蒸気、水銀蒸気及び金属ハロゲンランプ）、レーザー、エレクトロルミネッセンス源の他のタイプ、焦電発光源（例えば、フレーム）、キャンドル発光源（例えば、ガスマントル、カーボンアーク放射線源）、フォトルミネッセンス源（例えば、ガス放電源）、電子飽和を使用するカソード発光源、ガルバーノ発光源、結晶発光源、運動による発光源、熱的発光源、摩擦発光源、音発光源、放射線発光源、及び発光ポリマーを含む一つ以上の様々な放射線源を指すと理解されるべきである。
【００２５】
所与の光源は、可視スペクトルの内側、可視スペクトルの外側又は両方の範囲内の電磁放射線を生成するように構成される。したがって、用語「光」及び「放射線」は、本願明細書において取り換え可能に用いられる。加えて、光源は、一体型の要素として、一つ以上のフィルタ（例えば、カラーフィルタ）、レンズ又は他の光学部品を含んでもよい。また、光源は、指標、ディスプレイ及び／又は照明を含むがこれに限らず、様々なアプリケーションのために構成されることは理解されるべきである。「照明光源」は、内部又は外側の空間を効果的に照明するのに充分な強度を持つ放射線を生成するように特に構成される光源である。この文脈において、「充分な強度」とは、周囲照明（すなわち、間接的に感知され、例えば、全体的にあるいは部分的に感知される前に様々な一つ以上の介在面反射されているかもしれない光）を提供するために、空間又は環境において生成される可視スペクトルの充分な放射パワーを指す（放射パワー又は「光束」に関して、単位「ルーメン」が、光源から全方向に出力される全ての光を表すためにしばしば使用される）。
【００２６】
用語「スペクトル」は、一つ以上の光源により生じる放射線の一つ以上の周波数（又は波長）を指すと理解されるべきである。よって、用語「スペクトル」は、可視範囲の周波数（又は波長）だけでなく、赤外線、紫外線及び全体の電磁スペクトルの他のエリアの周波数（又は波長）を指す。また、所与のスペクトルは、比較的狭い帯域幅を持ってもよいし（例えば基本的に少ない周波数又は波長成分を持つ半値全幅ＦＷＨＭ）、又は比較的広い帯域幅（さまざまな相対強度を持つ幾つかの周波数又は波長成分）を持ってもよい。所与のスペクトルが２つ以上の他のスペクトルの混合の結果でもよいことも理解されるべきである（例えば、複数の光源からそれぞれ放射される放射線の混合）。
【００２７】
この開示のため、用語「カラー（色）」が、用語「スペクトル」と交換可能に使われる。しかしながら、用語「カラー（色）」は、主に観察者により知覚できる放射線の特性を指すために概して用いられる（この使用がこの用語の範囲を制限することを目的としないが）。よって、用語「異なる色」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に指す。また、用語「カラー（色）」は、白色光及び白色でない光に関連して使われてよいことも理解されるべきである。
【００２８】
用語「色温度」は、白色光に関連して本願明細書に通常使われるが、この使用はこの用語の範囲を制限することを目的としない。色温度は、特定の色コンテンツ又は白色光の色合い（例えば、赤みがかった、青っぽい）を基本的に指す。所与の放射線サンプルの色温度は、問題の放射線サンプルと基本的に同じスペクトルを放射する黒体放射のケルヴィン（Ｋ）温度に従って従来特徴づけられている。黒体放射色温度は、ほぼ７００度Ｋ（通常は、人間の目に最初に見えるとみなした）から１０，０００度Ｋを超えるまでの範囲内に概して入り、白色光は、１５００―２０００度Ｋより上の色温度で概して認められる。より低い色温度は、より重大な赤い成分又は「より暖かい感触」を持つ白色光を概して示す一方で、より高い色温度は、より重大な青い成分又は「よりクールな感触」を持つ白色光を概して示す。
【００２９】
用語「照明器具」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の一つ以上の照明ユニットの実装又は装置を指すために用いられる。用語「照明ユニット」は、ここでは、同じ又は異なるタイプの一つ以上の光源を含む装置を指すために用いられる。所与の照明ユニットは、光源、匡体／ハウジング装置及び形状、並びに／又は電気的及び機械的接続構成に対する様々な取付装置の何れかを持ってもよい。加えて、所与の照明ユニットは、オプショナル的には、光源の動作に関係する様々な他の部品（例えば、制御回路）と関連してもよい（例えば、含んだり、結合されたり、及び／又は一緒にパッケージされる）。「ＬＥＤベースの照明ユニット」は、上述のような一つ以上のＬＥＤベースの光源を含む、単独の又は他のＬＥＤベースでない光源と組み合わせた照明ユニットを指す。「マルチチャネル」照明ユニットは、異なるスペクトルの放射線をそれぞれ生成するように構成された少なくとも２つの光源を含むＬＥＤベースの又はＬＥＤベースではない照明ユニットを指し、各異なる光源のスペクトルは、マルチチャネル照明ユニットの「チャネル」と呼ばれる。
【００３０】
用語「コントローラ」が、一つ以上の光源の動作に関するさまざまな装置を記述するために、本願明細書において概して用いられる。コントローラは、本願明細書に述べられるさまざまな機能を実行するために、非常に多くの態様で実行できる（例えば専用ハードウェアで）。「プロセッサ」は、本願明細書において述べられるさまざまな機能を実行するために、ソフトウェア（例えば、マイクロコード）を使用してプログラムされる一つ以上のマイクロプロセッサを使用するコントローラの１つの例である。コントローラは、プロセッサを使用して又は使用なしに実行されてもよく、幾つかの機能を実行する専用ハードウェアと、他の機能を実行するためのプロセッサ（例えば一つ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）との組合せとして実行されてもよい。本開示の各種実施形態において使用されるコントローラ部品の例は、制限されるわけではないが、従来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ム可能なゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含む。
【００３１】
さまざまな実施態様において、プロセッサ又はコントローラは、一つ以上のストレージ媒体（「メモリ」とここで概して呼ばれる、例えばＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭ、フレキシブルディスク、コンパクトディスク、光ディスク、磁気テープ等のような例えば、揮発性及び不揮発性コンピュータメモリ）と関係している。幾つかの実施態様において、ストレージ媒体は、一つ以上のプロセッサ及び／又はコントローラで実行されるとき、本願明細書において述べられる機能の少なくとも幾つかを実行する一つ以上のプログラムでエンコードされてもよい。さまざまなストレージ媒体は、プロセッサ又はコントローラ内で固定されるか、又は移動可能であり、媒体に格納された一つ以上のプログラムは、本願明細書に述べられる本開示のさまざまな態様を実行するためにプロセッサ又はコントローラにロードできる。用語「プログラム」又は「コンピュータプログラム」は、一つ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できる何れかの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）を指すために本願明細書において一般的な意味で用いられる。
【００３２】
用語「アドレス可能」な装置は、ここでは、当該装置自身を含む複数の装置に対して意図された情報（例えば、データ）を受信し、当該装置に対して意図された特定の情報に選択的に応答するように構成された装置（例えば、一般的な光源、照明ユニット又は器具、一つ以上の光源若しくは照明ユニットと関連するコントローラ又はプロセッサ、他の照明に関係しない装置等）を指すために用いられる。用語「アドレス可能」は、複数の装置がある通信媒体又はメディア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、以下に詳述される「ネットワーク」）と関連して、しばしば用いられる。一つのネットワーク実施態様において、ネットワークに結合された一つ以上の装置は、前記ネットワークに結合された一つ以上の他の装置に対するコントローラとして役立つ（例えば、マスター／スレーブ関係）。他の実施態様では、ネットワーク化された環境は、ネットワークに結合された一つ以上の装置を制御するように構成された一つ以上の専用コントローラを含む。一般に、ネットワークに結合された複数の装置各々が、通信媒体上にあるデータへのアクセスを持ってもよいが、所与の装置が「アドレス可能」でもよく、例えば当該装置に割り当てられた一つ以上の特定の識別子（例えば、「アドレス」）に基づいて、ネットワークとデータを選択的に交換するように（すなわち、データをネットワークから受信し及び／又はデータをネットワークへ送信するように）構成される。
【００３３】
ここで用いられる用語「ネットワーク」は、ネットワークに結合された２つ以上の装置間の及び／又は複数の装置間での（例えば、装置制御、データ蓄積、データ交換等のため）情報の転送を促進する（コントローラ又はプロセッサを含む）２つ以上の装置の何れの相互接続も指す。容易に理解されるべきであるように、複数の装置を相互接続させるために適切なネットワークの様々な実施態様は、様々なネットワークトポロジーの何れも含み、様々な通信プロトコルの何れを利用してもよい。加えて、本開示による様々なネットワークにおいて、２つの装置間の何れの一つの接続も、２つのシステム間の専用の接続を表わすか、あるいは、専用ではない接続を表わす。２つの装置に対して意図された情報を坦持することに加えて、斯様な専用ではない接続は、２つの装置の何れかに対して意図される必要が必ずしもない情報を坦持してもよい（例えば、オープンネットワーク接続）。更にまた、ここで説明される装置の様々なネットワークは、ネットワークにわたって情報転送を促進するための一つ以上の無線、ワイヤ／ケーブル、及び／又はファイバ光学リンクを利用してもよいことは、容易に理解されるべきである。
【００３４】
ここで用いられる用語「インタフェース」は、ユーザと装置との間の通信を可能にする一つ以上の装置とユーザ又はオペレータとの間のインタフェースを指す。本開示の様々な実施態様で利用されるユーザインタフェースの例は、限定されるわけではないが、スイッチ、ポテンショメータ、ボタン、ダイアル、スライダ、マウス、キーボード、キーパッド、様々な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、様々なタイプのグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）、タッチスクリーン、マイクロフォン、何らかの形式で人が生成した刺激を受信し、それに応じて信号を生成する他のタイプのセンサを含む。
【００３５】
用語「光センサ」は、その光束又は放射線束のような入射光の特性に応じて、測定可能なセンサパラメータを持つ光学装置を規定するために使用される。用語「広帯域光センサ」は、例えば、可視スペクトルのような、広範囲の波長内の光に応答する光センサを規定するために使用される。用語「狭帯域光センサ」は、例えば、可視スペクトルの赤の領域のような、狭い範囲の波長内の光に応答する光センサを規定するために使用される。
【００３６】
用語「色度」は、北米の照明学会の標準に従って、光源により放射される可視光の瞬時の量を規定するために使用される。用語「スペクトル放射線束」は、北米の照明学会の標準に従って、特定の波長での光源により放射される電磁パワーの瞬時の量を規定するために使用される。用語「スペクトル放射線パワー分布」は、例えば可視スペクトルのような波長の範囲にわたって光源により放射されるスペクトル放射線束の分布を規定するために使用される。用語「放射線束」は、波長の特定の範囲にわたって光源により放射されるスペクトル放射線束の計を規定するために使用される。
【００３７】
前述の概念及び以下に更に詳細に述べられる付加的な概念のすべての組合せが（斯様な概念は、相互に矛盾していないとして）、本願明細書において開示される発明の対象物の部分として考察されることが理解されるべきである。特に、この開示の終わりに現れる請求項のすべての組合せは、本願明細書において開示される発明の部分として考察される。参照によって組み込まれる何れかの開示において見える明確に本願明細書において使用される用語が、本願明細書において開示される特定の概念と有意に最も一貫して一致することは理解されるべきである。
【００３８】
図において、類似の参照符号は、異なる図全体にわたって概して同じ部品を指す。また、図面が必ずしも一定の比率であるというわけではなく、代わりに、本願明細書において開示される本発明の原則を例示する際、概して強調されている。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明の実施例による照明システムのブロック図を示す。
【図２】図２は、本発明の実施例による２つのルミナリエのセットアップを概略的に例示する。
【図３】図３は、本発明の実施例による直交ＣＤＭＡ変更コードを表す４つの波形の例を例示する。
【図４】図４は、本発明の実施例によるＣＤＭＡを使用してバイナリデータエンコーディングを例示する。
【図５】図５は、本発明の実施例による重畳されたパルス幅変調（ＰＷＭ）駆動電流信号と周波数フィルタリングされた駆動電流信号とを備えた信号図を例示する。
【図６】図６は、本発明の実施例による照明システムのブロック図を例示する。
【図７】図７は、本発明の実施例によるＣＤＭＡ伝送対データのシーケンシャルな伝送の比較例を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
照明システム内での混合された光に貢献する異なる光源の測定態様は、フィードバック及び制御目的のため有効である。しかしながら、部品の光源から光を区別する問題に対する従来のアプローチは、しばしば複雑であるか、幾つかの場合、不適当である。ここで提案される解決策は、混合された光に貢献する各光源から光の特性の区別を供給する、ＣＤＭＡ信号を使用して、各光源を制御することを含む。この目的のため、各光源に対するＣＤＭＡ変更信号に基づいて構成されるＣＤＭＡフィルタ及び光センサが使用できる。対応する光源を制御するため使用される信号又は同一のＣＤＭＡ変更コードをＣＤＭＡフィルタに供給することにより、ＣＤＭＡフィルタは、実質的に一つの光源からの光を区別するように構成される。
【００４１】
より一般的には、出願人は、混合された光シナリオの照明コンポーネントの特性の区別が時間ベース又はシーケンスベースのフィルタリングを介して可能であるように、異なる光源からの光を構成させるための拡散スペクトル及び／又はマルチアクセス通信技術を使用することが有益であることを認識し理解した。
【００４２】
上述の見地において、本発明の様々な実施例及び実施態様は、照明ユニットの光学フィードバック制御システムのための方法及び装置に向いていて、ここで、特定の色に対応する一つ以上の光源の各アレイに対する制御信号は、各色に対して異なるＣＤＭＡ変更信号を使用して独立して構成される。光源の放射線束についての情報を回復させるため、これらのＣＤＭＡ変更信号に応答するように構成される電子的ＣＤＭＡフィルタは、例えば、一つ以上の広帯域光センサにより収集される混合された放射線束出力のサンプルから光源の複数の色の各々に対応する放射線束間を区別するために使用される。個別の電子的ＣＤＭＡフィルタの出力は、関連する色の光源の放射線束又はピーク放射線束出力に実質的に直接比例する。結局、この情報は、照明ユニットの異なる光源アレイに対する後続の制御信号を生成するために、出力光の所望の光束及び色度とともに、コントローラにより使用できる。
【００４３】
本発明の様々な実施例において、各色に対するＣＤＭＡ変更信号は、そのスペクトル放射パワー分布に実質的に独立しているので、フィルタの出力信号は、異なる色の光源により放射される放射線束のスペクトルパワー分布の重なりによりほとんど影響を受けない。
【００４４】
本発明の多くの実施例による照明システムは、複数の照明ユニットから形成される。特定の光源ユニットの光源の各アレイは、照明ユニット間の干渉の潜在性が存在するときはいつでも各照明ユニット及び光源の各アレイに対して異なるＣＤＭＡ変更信号を使用して独立して構成される。電子的ＣＤＭＡフィルタは、一つ以上の光源の放射線束についての情報を回復するためこれらＣＤＭＡ変更信号に応答して、これにより広帯域光センサにより収集される混合された放射線束出力のサンプルから各照明ユニットの光源の異なる色に各々対応する放射線束間を区別するように構成される。個別のＣＤＭＡフィルタの出力は、照明ユニット及び関連する色の光源の放射線束出力に実質的に直接比例する。この情報は、結局、光学的フィードバックを介して、光源アレイの各色に対する後続の制御信号を生成するために、照明ユニットから放射された光の所望の光束及び色度とともに各照明ユニットの制御システムにより使用できる。
【００４５】
本発明の一つの実施例において、光を感知し感知された信号を処理するための適当なセンサ及び信号処理システムは、異なる色の光源により放射される光に対する変調された強度及び平均連続強度を決定するための予め決められた数の電子的ＣＤＭＡフィルタと、広帯域の光センサとを有する。前記光センサ及び信号処理システムは、当業者により容易に理解されるように、受動若しくは能動アナログ又はデジタル、離散時間（サンプリングされた）又は連続時間、線形又は非線形、無限インパルス応答（ＩＩＲタイプ）又は有限インパルス応答（ＦＩＲタイプ）アナログ、デジタルサブシステム等のタイプを有する。本発明の一つの実施例において、光センサからの光信号の電子的フィルタリングは、アナログ回路フィルタリング及びデジタルフィルタリングの一つ又は組み合わせを使用して実施できる。
【００４６】
光源の駆動電流は、ＣＤＭＡ変更信号を使用して調整できる。例えば、ＣＤＭＡ変更信号は、全時間又は予め規定された時間間隔の間、駆動電流の他のソースで重畳できるか、又はＣＤＭＡ変更信号は、駆動電流の他のソースとインターリーブできる。駆動電流の前記他のソースは、例えば、照明目的のため光源の光の強度を制御することを意図した駆動電流でもよい。各色及びオプション的に各照明ユニットに対するＣＤＭＡ変更信号の波形は、不所望の照明効果を避けるように選ばれる。ＣＤＭＡ変更信号は、連続的に又は断続的に駆動電流に適用できる。一つの実施例において、ＳＮ比を改善するため、短いバーストのＣＤＭＡ変更信号の断続的アプリケーションは、ＣＤＭＡ変更信号が感知可能なフリッカのような不所望な効果なしに高い振幅を持つことができるのに対し、低い振幅はより長い期間の変調又は連続した変調を可能にする。
【００４７】
光源駆動電流を適当に変調するとき、放射線束出力測定は、異なる色の光源をシーケンシャルに選択的にオンオフする必要なく、実施できる。従って、所望の光束及び色度から例えば赤の光源、緑の光源及び青の光源の放射線束出力の偏差は、コントローラにより検出され補正できる。異なる色の光源の測定された放射線束は、光源の中心波長の実際的な関連シフトとは実質的に独立している。よって、光源接合温度の変化が駆動電流と放射線束出力との比率を変える一方、光源の中心波長放出における結果的変化は、典型的に、異なる色の光源の放射線束出力の測定値にインパクトを与えない。
【００４８】
本発明の一つの実施例において、照明ユニットは、動作状況の下、一つ以上のセンサが、照明ユニットから実際に発するだけの光を受信するように構成される。代わりに、照明ユニットは、動作状況の下、そのセンサが、例えば、近くの第２の照明ユニットからのように他の照明ユニットからの光のような周囲光の関連の量を実際的に受信するように構成される。照明ユニットは、そのセンサが、対象物を照明しセンサに戻るように反射されるために供給する光の一部を実際的に主要に受信するように構成される。これは、例えば、異なる色の光を混合し、照明ユニットから予め決められた距離だけに所望の照明パターンを供給するように構成されるマルチカラー光源ベースの照明ユニットを制御するために使用できる。
【００４９】
本発明の多くの実施例において、一つ以上の照明ユニットは、一つ以上の類似の光源のアレイを有する。この構成において、光源は、同一の単色波長であるか、又は光源は、例えば、特定の蛍光材料のようなフォトルミネッセント材料を含む白色光ＬＥＤであり得る。各照明ユニットの平均強度は、他の照明ユニットからの起こり得る光干渉及び／又は周囲温度の変化に関わらず、実質的に一定であることを維持する。本発明は、光源のサブアレイの階層的配置に類似して適用できる。
【００５０】
光学的フィードバック装置を具備する照明ユニット
図１は、本発明の一つの実施例による照明ユニット１０のブロック図を示す。図示されているように、照明ユニット１０は、アレイ２０、３０及び４０を含み、各アレイは一つ以上の光源２２、３２及び４２を持つ。この実施例において、光源２２、３２及び４２は、可視スペクトルの赤、緑及び青の領域での放射線を生成できる。本発明の代わりの実施例は、琥珀、ピンク又は白等のような他の色の光源を追加的に含むか、種々異なる数の光源色を通常持つ。光源２２、３２及び４２は、光源２２、３２及び４２の特定の動作状況の改善された熱管理のための共通のヒートシンク、又は代わりに別個のヒートシンク（図示せず）に熱的に接続される。照明システムの実施例は、異なる色の光源により放射される光を内部混合するための混合光学系（図示せず）を含む。異なった色の光源は、適当に混合された光を放出し、混合された光の色及び強度を制御することは同じ色の光源の各々により供給される光の量を制御する問題となることに留意されたい。混合された光の色は、照明ユニット内の異なる色の光源により規定される色の範囲内で制御でき、ここで色域は、達成可能な動作状況に従って照明ユニット内の異なる色の光源により規定される。
【００５１】
継続して図１を参照すると、電流ドライバ２８、３８及び４８は、それぞれアレイ２０、３０及び４０に結合され、アレイ２０、３０及び４０内の赤の光源２２、緑の光源３２及び青の光源４２へ電流を個別に供給するように構成される。電流ドライバ２８、３８及び４８に結合される電源５４は、電力を供給する。電流ドライバ２８、３８及び４８は、供給される駆動電流の量を制御し、よって、光源２２、３２及び４２により放射される光の量を制御する。電流ドライバ２８、３８及び４８は、結合された混合光の光束及び色度を制御するために、各アレイ２０、３０及び４０への電流の供給を別個に調整するように構成される。
【００５２】
一つの実施例において、電流ドライバ２８、３８及び４８は、パルス駆動電流、例えば、赤の光源２２、緑の光源３２及び青の光源４２の結合され放射される光の光束及び色度を制御するため、パルス幅変調（ＰＷＭ）、パルスコード変調（ＰＣＭ）、又は擬似ランダムパルスコード変調駆動電流を供給する。ＰＷＭ制御された光源に対して、光源２２、３２又は４２を通る平均駆動電流は、ＰＷＭ制御信号のデューティー比に比例する。従って、各アレイ２０、３０及び４０それぞれに対するデューティー比を調整することにより、光源２２、３２又は４２により生成される光の量を制御することは可能である。赤の光源２２、緑の光源３２又は青の光源４２の調光は、照明ユニットの混合された放射線束出力に影響を及ぼす。電流ドライバは、当業者に知られているように電流レギュレータ、スイッチ又は他の類似の装置である。光源の活動を制御するための代わりの制御技術は、当業者により容易に理解できるだろう。
【００５３】
当業者は、本発明の実施例において、コントローラにより生成されるＰＷＭ、ＰＣＭ又は擬似ランダムＰＣＭ制御信号は、ＰＷＭ、ＰＣＭ又は擬似ランダムＰＣＭ制御信号シーケンスを決定するための命令を持つコンピュータ可読媒体上のファームウェア又はコンピュータソフトウェアである。
【００５４】
一つの実施例では、電流ドライバ２８、３８及び４８は、赤の光源２２、緑の光源３２及び青の光源４２の結合され放射される光の光束及び色度を制御するための振幅変調された駆動電流を供給する。振幅変調システムに対して、各アレイ２０、３０及び４０それぞれに供給される電流の量を調整することにより、光源２２、３２又は４２により生成される光の量を制御することは可能である。赤の光源２２、緑の光源３２又は青の光源４２の光の量は、照明ユニットの混合された放射線束出力に影響を及ぼす。電流ドライバは、当業者に知られているように電流レギュレータ、スイッチ又は他の類似の装置である。光源の活動を制御するための代わりの制御技術は、当業者により容易に理解されるだろう。
【００５５】
電流センサ２９、３９及び４９は、アレイ２０、３０及び４０へ供給される駆動電流を連続して感知するために電流ドライバ２８、３８及び４８の出力に結合される。電流センサ２９、３９及び４９は、固定抵抗、可変抵抗、インダクタ、ホール効果電流センサ又は既知の電圧−電流関係を持ち駆動電流の適当に正確な指示を供給できる他の素子を使用する。
【００５６】
幾つかの実施例において、アレイ２０、３０及び４０へ供給される瞬時の順電流は、コントローラ５０に結合される信号プロセスシステム５２へ感知された信号を通信する電流センサ２９、３９及び４９により測定される。信号処理システム５２は、センサ２９、３９及び４９からの駆動電流信号をプリプロセスし、それぞれの情報をコントローラ５０へ供給する。信号処理システム５２は、当業者により容易に理解されるように、ＡＤ変換器、増幅器、フィルタ、マイクロプロセッサ、信号プロセッサ又は他の信号処理装置を含む。本発明の実施例によると、コントローラ及び信号処理システムの機能は、同一の計算装置内に存在してもよいが、代わりに、別個に動作可能に接続された計算装置により供給されてもよい。
【００５７】
一つの実施例では、電流センサ２９、３９及び４９からの出力信号は、処理のためコントローラ５０へ直接行く（図示せず）。一つの実施例では、各アレイ２０、３０又は４０に対するピークの順電流は、所与の時間でアレイ２０、３０及び４０に供給される瞬時の順電流を測定することを避けるために、プリセット値に固定できる。
【００５８】
コントローラ５０は、電流ドライバ２８、３８及び４８に結合される。コントローラ５０は、電流ドライバ２８、３８及び４８各々の振幅、デューティサイクル又は両方を別個に調整することにより、各平均順電流を独立して調整するように構成される。電流ドライバの一つ以上に供給される一つ以上のこれらの信号の各々は、独立したＣＤＭＡ変更信号を使用して各々変更される。
【００５９】
電流ドライバ２８、３８及び４８は、光の強度を制御するために使用されるような、振幅変調、ＰＷＭ、ＰＣＭ又は擬似ランダムＰＣＭ駆動電流とＣＤＭＡ変更信号との重ね合わせである電流を供給する。例えば、ＣＤＭＡ変更信号は、強度に関係する駆動電流制御のため、出力光についての他の変動よりは、大幅に異なる時間スケールで出力光の変動となる。電気的フィルタリングは、ＣＤＭＡ変更信号により生じる光の変動をアイソレートするため更にバンドパスフィルタリングを含む。代わりに、ＣＤＭＡ変更信号は、例えば、強度に関係する駆動電流制御の他の観点が、実質的に一定の予め決められたレベルであるときの時間で、不連続な形式で付与できる。電気的フィルタリングは、同じものを回復させるため、ＣＤＭＡ変更信号の付与と同期するストローブサンプリングを更に含む。電気的ＣＤＭＡフィルタにより適当に区別できるようなＣＤＭＡ変更信号を重ねる他の方法は、当業者により理解されるだろう。
【００６０】
一つの実施例では、電流ドライバ２８、３８及び４８は、時間に応じて交替する光の強度を制御するために使用されるような振幅変調、ＰＷＭ、ＰＣＭ又は擬似ランダムＰＣＭ駆動電流とＣＤＭＡ変更信号とである電流を供給する。すなわち、ＣＤＭＡ変更信号は、他の駆動電流とインターリーブする。
【００６１】
この実施例及び他の実施例において、各ＣＤＭＡ変更信号は、電流ドライバ２８、３８及び４８の各々で異なるＣＤＭＡ変更コードを使用して生成される。制御信号は、赤の光源２２、緑の光源３２及び青の光源４２それぞれに供給される電流ドライバ２８、３８及び４８により生成される電流を決定する。光源により放射される時間平均化された量を制御することを意図した多様な駆動電流は、感知可能なフリッカを避けるために望ましくは充分に速い。
【００６２】
照明ユニット１０は、更に、放射された光を感知するため広帯域光センサ６０を含む。光センサ６０の出力は、電気的ＣＤＭＡフィルタ２４、３４及び４４の入力に結合される。電気的ＣＤＭＡフィルタ２４、３４及び４４は、付与されたＣＤＭＡ変更信号に基づいて、広帯域光センサにより収集される混合された放射線束出力のサンプルから、各照明ユニットの光源の異なる色各々に対応する放射線束間を区別するように構成される。一つの実施例では、ＣＤＭＡフィルタ２４、３４及び４４の各々は、この目的のために、電流ドライバ２８、３８及び４８それぞれに付与されるＣＤＭＡ変更信号を生成するために使用される同一のＣＤＭＡ変更コードを使用して構成される。
【００６３】
電気的ＣＤＭＡフィルタは、コントローラ５０がこれらの応答性を制御できるように構成できる、例えば、コントローラは、光センサからの出力を処理するため各センサで使用されるＣＤＭＡ変更コードを特定できる。光センサ６０は、放射光の混合された放射線束出力を表す信号を供給する。光センサ６０は、照明ユニットの混合された放射線束出力への光源２２、３２及び４２の寄与を監視するために、例えば、赤の光源２２、緑の光源３２及び青の光源４２により生成される特定の放射線パワー分布に応答する。光センサは、フォトトランジスタ、フォトセンサ集積回路、適当に構成されたＬＥＤ又は光学フィルタを具備するシリコンフォトダイオード等である。
【００６４】
本発明の一つの実施例では、光センサは、可視スペクトル内のスペクトル放射線束への実質的に一定の応答を持つ光フィルタを具備するシリコンフォトダイオードである。光学的にフィルタリングされるシリコンフォトダイオードを使用する利点は、この構成がマルチレイヤ干渉フィルタを要求しないことである。結果として、光センサのこのフォーマットは、実質的にコリメートされた光を要求しない。本発明の実施例によると、光源の活動のための制御信号は、異なる色の光源とは異なり、他の照明ユニットにより使用されるものとは異なるように構成されるＣＤＭＡ変更信号を具備するコントローラ５０により独立して変更される。
【００６５】
本発明の他の実施例において、光センサ６０に入射する放射線束を表す光信号は、光センサに関連する増幅回路で電気的に前処理されるか、又はコントローラ５０内のアナログ又はデジタル手段により処理できる。
【００６６】
一つの実施例において、ユーザインタフェース５６は、照明ユニットのユーザから、出力光の発光束出力及び色度の所望の値を得るために、コントローラ５０と動作的に結合される。代わりに、照明ユニットは、これに関連するメモリ、例えばコントローラに動作的に結合されたメモリに格納された出力光の予め決められた発光束出力及び色度値を持つ。
【００６７】
直接の照明アプリケーションに適する照明ユニットの例は、種々異なって構成できる。この場合、光システムの視野は、例えば、人を含む動的又は動きのある対象物を含む。全視野の異なる部分は、視野のサイズに依存して、動的対象物により占有される。斯様な状況では、照明ユニットのコントローラは、入射光の変化により生じる感知される反射光の変化を分離するための手段を必要とする。従って、本発明の特定の実施例は、例えば、光源の経年変化により生じるような遅いセンサ信号変化にだけ応答し、秒又は分単位の時間スケールの変化を無視するように較正できるコントローラを持つ。
【００６８】
一つの実施例において、ＣＤＭＡ変更信号は、種々異なる照明器具に対して適当に異なっている。図２は、本発明の実施例に従う照明ユニットを各々含む照明器具１１及び照明器具１２を含む照明システムを概略的に例示する。照明器具１１及び照明器具１２により放射される光は、矢印１３により示されるような表面から反射され照明ユニットに向かい、一方の照明器具から発する光が他方の照明器具のセンサに達したり、又はその反対もありえる。このことは、それぞれの照明器具の光フィードバックシステムとの干渉を潜在的に生じる。本発明の一つの実施例では、照明器具１１に関連する照明ユニットは、ＣＤＭＡ変更信号ｃｒ１、ｃｇ１及びｃｂ１を使用し、これらは、照明器具１２に関連する照明ユニットで使用されるＣＤＭＡ変更信号ｃｒ２、ｃｂ２及びｃｇ２とは適当に異なる。このことは、各照明ユニットが、他の照明ユニットにより生成される光からのものにより生成される光を区別可能にする。例えば、ＣＤＭＡ信号ｃｒ１、ｃｇ１、ｃｂ１、ｃｒ２、ｃｇ２及びｃｂ２が相互に実質的に直交するＣＤＭＡ変更コードを使用して全て生成されるか、又は所望の自動相関及びクロス相関特性を持つ他のＣＤＭＡ変更コードを使用して生成される場合、電気的ＣＤＭＡフィルタは、照明器具１１及び１２からの異なる光を適当に区別するように構成される。
【００６９】
ＣＤＭＡ変更信号
本発明の実施例において、光源を駆動する制御信号又は電流は、光源、例えば赤の光源、緑の光源及び青の光源の各色に対して適当に異なり、照明システムの各照明ユニットに対してもオプションで適当に異なるＣＤＭＡ変更信号で、コントローラにより独立して変更される。例えば、赤の光源、緑の光源及び青の光源に対するそれぞれの振幅変調、ＰＷＭ、ＰＣＭ又は擬似ランダムＰＣＭ制御信号又は電流の各々は、各色に対して異なるＣＤＭＡ変更信号で変更できる。
【００７０】
ＣＤＭＡ変更信号は、各ＰＷＭ又はＰＣＭサイクルの始まり又は終わりでスイッチングされるバイナリ信号として送信できる。他の実施例では、ＣＤＭＡ変更信号の振幅は、ＰＷＭ又はＰＣＭ信号の振幅と同じであるか、又はそれらと予め決められた比となっている。一つの実施例では、ＣＤＭＡ変更信号は、他の制御信号、例えば振幅変調された駆動電流と重ねられるか又はインターリーブされる。ＣＤＭＡ変更信号の振幅は、前記他の制御信号の振幅と予め決められた固定の比である。
【００７１】
本発明の様々な実施例において、コントローラは、各光源に供給する駆動電流がいつどのくらい変調されるかを決定する。例えば、ＰＷＭ制御される光源での実施例に対して、駆動電流は、ＰＷＭパルスの各オン部分の間、変調される。例えば、変調された駆動電流の割合は、適当なＳＮ比を達成するように構成できる。
【００７２】
ＣＤＭＡ変更コードの選択
適当に異なるＣＤＭＡ変更信号は、直交する又は低いクロス相関のＣＤＭＡ変更コードを使用して、生成される。他の実施例において、ＣＤＭＡ変更コードは、また低い自己相関を持つ。適切なＣＤＭＡ変更コードの収集は、多くのシンボルシーケンスのタイプ、例えば、ウォルシュ−アダマールシーケンス、バーカーシーケンス、カツミシーケンス、ゴールドシーケンス、ゴレイシーケンス及びＭ−シーケンスから生成できる。典型的には、斯様なシーケンスは、１及び−１のようなシンボルを有するリストとして表わされる。特定のシーケンスを使用して生成されたＣＤＭＡ変更コードを指すとき、シーケンスの名称は、コードネームとしても使用され、例えばゴールドコードはゴールドシーケンスを使用して生成されたＣＤＭＡ変更コードである。
【００７３】
一つの実施例では、ＣＤＭＡ変更信号は、これらが直交するならば適当に異なっている。ＣＤＭＡ変更信号の直交性は、これらを生成するために使用されるシーケンスの特性に一致する。例えば、２つの信号は、これらの生成シーケンスの内積が０ならば、直交している。ＣＤＭＡ変更信号を生成するＣＤＭＡ変更コードは、同様に直交であると考えられる。他の実施例では、ＣＤＭＡ変更信号は、これらが直交でない場合でさえ、適当に異なっていてもよい。直交でないシーケンス、例えばゴールドシーケンスは、電気的ＣＤＭＡフィルタによりこれらの重ね合わせから適当に区別できるＣＤＭＡ変更信号を生成する際、有益であるクロス相関特性及び自己相関を持つ。例えば、ＣＤＭＡ変更信号は、これらが低いクロス相関を持つという意味でほとんど直交している。
【００７４】
直交するＣＤＭＡ変更コードは、ウォルシュ−アダマール方法を使用して生成できる。例えば、典型的に０以上である任意の整数ｋに対して、この方法は、ウォルシュ−アダマール関数と呼ばれる、２ｋのシンボルシーケンスの集まりを作るために使用され、各ウォルシュ−アダマール関数は、２ｋの要素の順番づけられたリスト又はベクトルであり、各要素は通常１又は−１により表わされ、更に一般的には、和が０になる２つの数値により表わされる。こうして作られる使用されるべき異なるＣＤＭＡ変更コードの数に従って変化関数の一つの特性は、これらが互いに直交している、例えば、２つのウォルシュ−アダマール関数のベクトル又は内積は、結果として０を生じる。要素ｋの数は、当業者により理解されるように、所望のＳＮ比又はＣＤＭＡコード間の分離を達成するような要件に沿って、使用されるべき異なるＣＤＭＡ変更コードの数に従って変化する。
【００７５】
例えば、ウォルシュ−アダマール方法は、各列が直交シンボルシーケンスを表わす回帰シリーズの行列動作を通じて、４つのＣＤＭＡ変更コードを生成するために使用できる。
2011512001.tif 000003
例えば、以下のように行列Ｈ（４）により規定される。
2011512001.tif 000004
【００７６】
本発明の一つの実施例では、ＰＷＭ信号に対するＣＤＭＡ変更コードは、ファームウェアで生成できる。例えば、ウォルシュ−アダマール方法は、必要な数のＣＤＭＡ変更コードを生成するために使用できる。ＣＤＭＡ変更コードの必要な数は、当業者に容易に理解されるように、照明ユニット内に使用される異なる色の光源の数、光源の独立して制御されるアレイの数、又は他の基準に対応する。数及び特定のＣＤＭＡ変更コードは、本発明の実施例で動的に生成され、又は予め構成される。
【００７７】
他の実施例では、ウォルシュ−アダマール方法により生成されるような直交シーケンスを使用するよりはむしろ、低い自己相関特性を持つ擬似ランダム数（ＰＲＮ）シーケンス（バーカーシーケンス、カツミシーケンス、ゴールドシーケンス、ゴレイシーケンス及びＭ−シーケンスを含む）を使用することが可能である。これらのシーケンスに対応するＣＤＭＡ変更信号は、ＣＤＭＡ変更信号生成器と電気的ＣＤＭＡフィルタとの間で同期をとることを要求せず、よって、当該技術は、非同期ＣＤＭＡと呼ばれる。
【００７８】
ＣＤＭＡ変更信号の生成
直交のＣＤＭＡ変更信号は、コードを有するシンボルシーケンス内の各シンボルを事前特定された波形へマッピングすることにより、直交のＣＤＭＡ変更コードから生成される。
【００７９】
幾つかの実施例において、ＣＤＭＡ変更信号は、予め決められた時間増分で更新された値を持つ区分的に一定の電気信号を持つ、スイッチングされた波形を有する。例えば、４シンボルウォルシュ−アダマールシーケンス（１、−１、１、−１）に対応するＣＤＭＡ変更信号は、各々予め決められた長さである４つの時間期間の長さを持つスイッチングされた電気信号を有し、電気信号の値が、実質的に各時間期間の間の境界で２つの事前特定された値の間を切り換える。他の実施例では、ＣＤＭＡ変更信号は、予め決められた時間間隔で予め決められた正の値と実質的に０の値との間を切り換えるスイッチング波形を有し、予め決められた正の値は、光源を駆動することに関連する他の制御信号、例えばＰＷＭ又はＰＣＭ信号のピーク値と実質的に等しい。
【００８０】
他の実施例では、ＣＤＭＡ変更信号は、ＣＤＭＡ変更コードの連続する値により予め決められた時間増分で決定されるフェーズを持つ周期的信号を持つ、フェーズシフトキー波形を有する。例えば、ＣＤＭＡ変更信号は、変調周期方形波、矩形波、ＰＷＭ若しくはＰＣＭ波形、又は第１期間を持つ正弦波である。定期的時間間隔で、通常は第１期間より長い間隔で、ＣＤＭＡ変更コードは、周期的波形のフェーズが変化しないままか、又はフェーズがシフトされる、例えば９０度シフトされているかを決定するために使用される。例えば、４シンボルウォルシュ−アダマールシーケンス（１、−１、１、−１）は、第２及び第４時間間隔の間で適用されるフェーズシフトとなってもよい。当業者は、直角位相又はＭ−アレイフェーズシフトキーイング、差分フェーズシフトキーイング等のようなバリエーションを含む、フェーズシフトキーイングされたシステムの実行の詳細を理解するだろう。
【００８１】
ＣＤＭＡ変更コードを有する各時間期間の長さは、事前特定された又はランダム態様で、変化してもよい。この目的のため、フィードバックを持つシフトレジスタとして実行される線形合同生成器は、擬似ランダム時間シーケンスを生成するために使用される。ＣＤＭＡ変更信号を有する時間期間を時間的に変化させる利点は、ノイズ、周囲光又は他のＣＤＭＡ変更信号のための干渉が低減されることである。
【００８２】
一つの実施例では、事前特定された波形は、コントローラによりいつでも特定され、変化してもよい。例えば、波形の事前特定された又はランダム時間期間のバリエーションは、コントローラにより影響される。他の例として、スイッチングされた波形により達成される値は、コントロールシステムにより影響されてもよい。
【００８３】
図３は、本発明の一つの実施例によるウォルシュ−アダマール行列１−１（４）を使用して生成される４つのＣＤＭＡ変更信号の例を例示する。Ｈ（４）の各シンボル１又は―１は、予め決められた時間間隔の間でそれぞれ高い又は低い一定値にマップされる。
【００８４】
例えば、マトリクスＨ（４）の列１は波形７１０を、列２は波形７２０を、列３は波形７３０を、列４は波形７４０を表わす。図３に例示される波形は、何らかの一定値によりスケーリングされるか又は一定値を加えられて、例えばＣＤＭＡ変更信号の低めの値が、関連するＰＷＭ又はＰＣＭ信号の「オフ」値に実質的に等しく、ＣＤＭＡ変更信号の高めの値が、同じＰＷＭ又はＰＣＭ信号の「オン」値に実質的に等しくなる。
【００８５】
一つの実施例では、スイッチングされた波形ＣＤＭＡ変更信号は、光源間で実質的に同期がとれた切り換えポイントを持つ。波形のこのタイプは、当業者に容易に理解されるように、同期ＣＤＭＡと整合する。例えば、ウォルシュ−アダマール方法により生成されるように、直交ＣＤＭＡ変更コードから生成されるＣＤＭＡ変更信号は、この態様で同期される。他の実施例では、ＣＤＭＡ変更信号は実質的に同期がとれていない。例えば、非同期のＣＤＭＡに従って生成されるＣＤＭＡ変更コードは、光源間で実質的に同期されていないＣＤＭＡ変更信号を生成するために適用される。例えば、種々のＣＤＭＡ変更信号生成器及び電気的ＣＤＭＡフィルタが実質的に分離したユニット位置される場合、例えば、複数の照明器具が図２に示されるように位置される場合、第１の照明器具からのＣＤＭＡ変更信号が第２の照明器具の光センサにより検出されるか又はさもなければ光センサが複数のＬＥＤクラスタからの光出力を測定するとき、このタイプのコードは望ましい。本発明の実施例では、電気的ＣＤＭＡフィルタは、予め決められたＣＤＭＡ変更信号と自動的に同期するように構成できる。
【００８６】
ＣＤＭＡ変更信号内の情報のエンコード
本発明の実施例では、各ＣＤＭＡ変更信号は、関連する一つ以上の光源に対する固有の識別子として役立つ。更に、ＣＤＭＡ変更信号の振幅は、光の強度を制御する振幅変調信号又は関連するＰＷＭ、ＰＣＭの振幅に比例する。振幅調整に独立して、ＣＤＭＡ変更信号は、従来から知られているように、バイナリデータのエンコード化を通じて情報を送信するために更に使用される。ＣＤＭＡを使用する情報を送信する利点は、幾つかの送信が同時に起き得ることである。
【００８７】
一つの実施例では、ＣＤＭＡ変更信号は、事前特定された又はランダム時間間隔で２つ以上の値間で切り換える信号である。例えば、スイッチされたＣＤＭＡ変更信号の最低値は、光の強度を制御する関連するＰＷＭ、ＰＣＭ信号の「オフ値」、すなわちゼロ値に実質的に等しく、ＣＤＭＡ変更信号の最高値は、同じＰＷＭ又はＰＣＭ信号の「オン値」、すなわち光の強度を制御する振幅変調された信号の値に実質的に等しい。
【００８８】
値又は波形のシーケンスとして光の強度についての情報をエンコードする利点は、エンコードされた情報が、振幅の変動に対して実質的に不感知であり、周囲のノイズ又は干渉に対して強い。図４は、本発明の一つの実施例によるコードシーケンスからのＣＤＭＡ変更信号の生成のための方法を例示する。ＣＤＭＡコードシーケンス９１０は、２つの時間変動波形、直接波形９１１及び相補的波形９１２にマッピングされる。直接波形９１１の例として、シンボル１により後続されるシンボル−１は、一つの時間ユニットに対する第２の値９２２により後続される、一つの時間ユニットのための第１の値９２１を持つ波形となる。相補的波形９１２は、シンボルの値へのマッピングを反対にし、例えば、シンボル１により後続される上記シンボル−１は、一つの時間ユニットに対する第１の値９２１により後続される、一つの時間ユニットのための第２の値９２２を持つ波形となる。代わりに、相補的波形は、直接波形を反転することにより作られてもよい。波形９１１及び９１２は、連結された波形生成器９４０に動作的に結合され、波形９１１及び９１２のコピーを結合して連結された波形９４５を生成する。加えて、伝送されるべきデータを表わすバイナリシーケンス９３０は、連結された波形９４５を変調するために生成器９４０に動作的に結合されてもよい。例えば、バイナリデータシンボル「ゼロ」は、直接波形９１１の選択となり、バイナリデータシンボル「１」は、相補的波形９１２の選択に対応する。バイナリシーケンス９３０に従って波形９１１及び９１２のシーケンシャルな選択は、連結された波形９４５となる。代わりに、バイナリデータが送信されるべきでない場合、全バイナリ「ゼロ」のシーケンスのような、任意のバイナリシーケンス９３０を供給するのに等しい実行が使われてもよい。連結された波形９４５は、インタフェースユニット９５０への入力として供給され、光源９６０に供給する電流の部分９５５として、当該波形又は当該波形の変更されたバージョンを選択的に適用する。電流のこの部分９５５は、連結された波形に比例して時間的に変化する。電流９５６の他のソースがあってもよく、例えば、電流部分９５５と同時に又はインターリーブされてもよい。上述の方法と本質的に等しい代わりの方法がＣＤＭＡ変更信号を生成するために使用されてもよいことは、当業者により容易に理解されるだろう。
【００８９】
一つの実施例では、図５に例示されるように、ＣＤＭＡ変更信号は、上述のバイナリエンコード化なしにさえ、情報を運ぶために使用される。図５は、２つの光源に対する直交ＣＤＭＡ変更信号とインターリーブされるＰＷＭ駆動電流信号、及び信号の重ね合わせから回復されたＣＤＭＡ変更信号の例を持つ信号図を例示する。一つ以上の光源の第１のアレイに対応するＣＤＭＡ変更信号１０６及びＰＷＭ変調駆動信号１０５を有するインターリーブされた信号１００と、一つ以上の光源の第２のアレイに対するＣＤＭＡ変更信号１１６及びＰＷＭ変調駆動信号１１５を有するインターリーブされた信号１１０とが、本発明の実施例にしたがって例示される。図５は、更に、信号１００及び１１０の重ね合わせ１２０と、一つ以上の光源の第１のアレイからの光及び一つ以上の光源の第２のアレイからの光にそれぞれ対応するＣＤＭＡフィルタ出力２００及び２１０の例とを例示し、ＣＤＭＡフィルタ出力は、インターリーブされたＣＤＭＡ変更信号により光の受信の間に信号を出力するため同期される。ＣＤＭＡフィルタ出力２００及び２１０は、サンプリングされたセンサ出力又はセンサ信号と適当なＣＤＭＡ変更コードとを相関させるようなＣＤＭＡデコードアルゴリズムを使用して得られる。情報は、ＣＤＭＡフィルタ出力２００及び２１０の振幅と電流駆動信号１００及び１１０の振幅とを比較することにより運ばれる。信号２００及び２１０は、対応する光源の光の強度と既知の比例である場合、駆動電流に対する光の強度の比例は、これにより決定できる。
【００９０】
光源へのＣＤＭＡ変更信号の適用
本発明の一つの実施例では、光源の活動に対する制御信号は、異なる色の光源及びオプション的には照明システムの異なる照明ユニットに対する異なるＣＤＭＡ変更信号を含むか又はインターリーブされたＰＷＭ信号により独立に制御される。例えば、本発明の一つの実施例では、ＰＷＭ信号及びＣＤＭＡ変更信号は、図６に例示されるような制御システム７００により変更されるか又は選択される。例えば、ＣＤＭＡ変更信号ｃ１は赤の光源５３５のために選択され、ＣＤＭＡ変更信号ｃ２は緑の光源５４０のために選択され、ＣＤＭＡ変更信号ｃｎは青の光源５４５のために選択される。
【００９１】
例えば、コントロールシステム７００は、各グループ又は一つ以上の発光素子のアレイに対する異なるＣＤＭＡ変更信号を持つ異なるＰＷＭ制御信号を生成でき、各ＰＷＭ制御信号は各グループ又は一つ以上の光源と関連する独立したＣＤＭＡ変更信号とインターリーブされる。特に、所望の異なるＰＷＭ制御信号は、ＣＤＭＡ変更器５０５、５１０及び５１５へ供給され、これらは順に光源５３５、５４０及び５４５の活動のために光源ドライバ５２０、５２５及び５３０へ信号を供給する。
【００９２】
一つの実施例では、ＣＤＭＡ変更信号は、ＰＣＭと同様に各ＰＣＭサイクル内の何れの順番でも、ＰＷＭ、ＰＣＭ、又は擬似ランダムＰＣＭ変調駆動電流信号とインターリーブされる。代わりに、ＣＤＭＡ変更信号は、いつでも又は事前特定された時間間隔の間、ＰＷＭ、ＰＣＭ、擬似ランダムＰＣＭ又はＡＭ変調駆動電流信号に重畳されてもよい。一つの実施例では、ＣＤＭＡ変更信号は、予め決められた又はランダムシーケンスに従って駆動電流とインターリーブされる。
【００９３】
ＰＷＭ、ＰＣＭ及び擬似ランダムＰＣＭ変調に対して、ＣＤＭＡ変更信号の伝送は、また、複数のサイクルにわたって分配できる。ＬＥＤ駆動コントローラの計算労力を低下させることに加えて、このことは、また、より多くのＬＥＤチャネルをサポートするため、より長いＣＤＭＡ変更信号、又はより長いＣＤＭＡ変更コードにより生成されるＣＤＭＡ変更信号の使用を可能にする。
【００９４】
光センサ信号の電気的ＣＤＭＡフィルタリング
一つの実施例では、混合された光を感知する単一の広帯域光センサから得られる単一のセンサ信号に基づいて、異なって変調される光源からの放射線束寄与を正確に評価することは、ＣＤＭＡデコードアルゴリズムを使用して、センサ信号を処理することにより達成できる。放射線束寄与が評価される各異なって変調される光源に対して、適当なＣＤＭＡシンボルベクトル又は変調コードが、その光源の放射線束寄与を回復するため光センサ信号を処理する際に使用される。動作状況の範囲にわたって充分な線形応答速度を持つ光センサに対して、センサ出力信号は、光源からの光を有する入力信号に直接比例する。実際的な目的のためには、センサの応答速度は、充分に線形ではないが、出力及び入力信号を依然明白に相関させ、例えば、信号処理システム又はコントローラにより実施できる相関が線形化できる。
【００９５】
一つの実施例では、ＣＤＭＡフィルタは、ファームウェアでデジタル的に実行できる。一つの実施例では、異なる光源の駆動電流に重畳されるＣＤＭＡ変更信号は、光センサにより測定される混合された光の放射線束の変調となる。光センサの出力及び放射線束は、異なる光源のＣＤＭＡ変更信号の重ね合わせとして部分的に変調される。変調信号のデジタルフィルタリングは、例えばサンプリングにより、シーケンス又はベクトルとしてセンサ出力を表わすステップを有し、前記ベクトルの各成分は、センサ出力の大きさ、位相若しくは他の側面に比例するか、又は予め決められた時間間隔にわたる混合された光の放射線束に比例し、ＣＤＭＡ変更信号の予め決められた時間増分と実質的に同期した時間増分で更新される。センサ信号を表わすベクトルは、電気的ＣＤＭＡフィルタが対応する光源のＣＤＭＡ変更信号を生成するために使用される、ＣＤＭＡ変更コード、例えばウォルシュ−アダマールシーケンスと乗算される、さもなければ相関されるベクトル、すなわち内積である。センサ信号をベクトルへ変換でき、要求される内積演算を実施できるデジタル及びアナログ回路は、広く利用可能であり、当業者により容易に理解できる。
【００９６】
充分に高いサンプリングレートを持つ適当に構成された電気的ＣＤＭＡフィルタは、異なる色の光源からの光間のクロストークを迅速かつ効果的に排除する。このことは、光学的フィードバックループの応答性を改善する。
【００９７】
本発明の一つの実施例では、電気的ＣＤＭＡフィルタは、所望のＣＤＭＡ変更信号の受信の予期される時間で、一つ以上の光センサの出力をサンプリングすることにより、所望のＣＤＭＡ変更信号を検出するために使用される。例えば、この構成は、ＣＤＭＡ変更信号の時間間隔が変わるとき有益である。
【００９８】
幾つかの実施例では、一つ以上の光源の対応するアレイに対する制御信号の構成に使用される各ＣＤＭＡ変更信号は、対応する電気的ＣＤＭＡフィルタにも供給される。ＣＤＭＡフィルタは、例えば、一つ以上の広帯域光センサにより収集される混合された放射線束出力のサンプルから、一つ以上の光源の対応するアレイの放射線束を区別する。コードが、直接供給されるか又はＣＤＭＡフィルタに対するルックアップ若しくはインデックス値を供給することにより供給される。
【００９９】
図６を更に参照する一つの実施例では、光センサ５５０の出力は、光センサ信号増幅器５５５を有する信号処理システム６００に結合され、この信号は電気的ＣＤＭＡフィルタ５６５、５７０及び５７５の入力への送信のため信号分離モジュール５６０により後に分離される。例えば、これら電気的ＣＤＭＡフィルタは、当業者により容易に理解されるように、一つ以上の所望のＣＤＭＡ変更コードに対応する信号が、他の全てを拒絶する一方で、通過可能にするように構成される。電気的ＣＤＭＡフィルタ５６５、５７０及び５７５は、光源駆動電流の変更のために使用されるＰＷＭ信号のＣＤＭＡ変更コードに対応するように構成される。例えば、赤の光源５３５、緑の光源５４０、及び青の光源５４５のための駆動電流が、ＣＤＭＡ変更コードｘ、ｙ及びｚそれぞれを持つＰＷＭ信号で変更される場合、電気的ＣＤＭＡフィルタ５６５、５７０及び５７５は、ＣＤＭＡ変更コードｘ、ｙ及びｚそれぞれに対応するように選択される。ＣＤＭＡ変更コードｘ、ｙ及びｚは、赤の光源５３５、緑の光源５４０、及び青の光源５４５それぞれの放射線束出力についての情報と関連する。従って、個別の電気的ＣＤＭＡフィルタ５６５、５７０及び５７５の出力部での結果的信号は、赤の光源５３５、緑の光源５４０、及び青の光源５４５それぞれの放射線束出力に直接比例するだろう。
【０１００】
電気的ＣＤＭＡフィルタ５６５、５７０及び５７５の出力部は、コントローラ５９５に結合される。電気的ＣＤＭＡフィルタ５６５、５７０及び５７５からの光源の各色に対する放射線束出力の値に基づいて、コントローラ５９５は、所望のレベルで出力光の光束及び色度を維持するために、赤の光源５３５、緑の光源５４０、及び青の光源５４５に対する駆動電流の量を補償し調整する。
【０１０１】
図６を依然参照して、電気的ＣＤＭＡフィルタ５６５、５７０及び５７５の出力部は、制御システム７００のコントローラ５９５へ収集された情報を伝送する前に、分離信号調節装置５８０、５８５及び５９０に動作的に結合される。
【０１０２】
電気的ＣＤＭＡフィルタデータの処理
電気的ＣＤＭＡフィルタが調節されるＣＤＭＡ変更信号内にエンコードされた情報は、電気的ＣＤＭＡフィルタからのデータを処理することにより回復される。回復された情報は、フィードバック目的のため使用できる。一つの実施例では、ＣＤＭＡ変更信号内にエンコードされたバイナリデータは、当業者により知られるように、ＣＤＭＡ変更信号を生成するために使用されるＣＤＭＡ変更コードと、サンプリングされたセンサ出力又はセンサ信号を相関させることにより、デコードされる。また、センサ出力を表わすベクトルと、ＣＤＭＡ変更コードの一つを表わすベクトルとの内積は、変調するために使用でき、光源の一つは前記ＣＤＭＡ変更コードにより変調された光源の放射線束の強度を回復させるために処理できる数値を戻す。例えば、選択された光放射に対するＣＤＭＡ変更信号を生成するために使用されるＣＤＭＡ変更コードがｋシンボルウォルシュ−アダマールシーケンスであり、同じＣＤＭＡ変更コードが電気的ＣＤＭＡフィルタへ供給される場合、
ＡＳ＝ＡＲ／ｋ（２）
ここで、ＡＳは、その光源の放射線束に現れるような、選択された光源に対応するＣＤＭＡ変更信号の振幅であり、ＡＲは、電気的ＣＤＭＡフィルタにより供給される値である。例えば、ＡＲは、光センサからサンプリングされた値の連続する長さｋシーケンスにより、ｋビットのＣＤＭＡ変更コードを乗算する内積又はベクトルにより得られる数値的シーケンスの振幅である。
【０１０３】
式（２）は任意の擬似ランダム数（ＰＲＮ）シーケンスに必ずしも又は正確に適用しないが、当業者により知られるように、様々な信号処理方法により、伝送された信号振幅を回復できる。選択されたシーケンス自己相関特性の関数であるＬＥＤチャネル間の幾らか小さな量のクロストークの可能性があるが、伝送されデコードされた信号振幅間の有益で強い自己相関を確立することが依然可能である。
【０１０４】
本発明の他の実施例では、各ＣＤＭＡフィルタの出力は、関連する色に対する瞬時の放射線束出力を決定するためにピーク検出増幅器でサンプリングされる。各ＣＤＭＡフィルタの出力は、各色に対する時間平均化された放射線束出力を決定するために、ローパスフィルタを経由して、又は放射光の放射線束での短時間変化を予測するためカルマンフィルタのような予測フィルタを経由して、更なるローパスフィルタリングにかけられる。
【０１０５】
例示的な例として、２ビットの直交ＣＤＭＡ変更コードＣＡ＝（１、−１）及びＣＢ＝（１、１）それぞれを持つ２つの光源Ａ及びＢを考える。要素Ａは、任意のバイナリデータ、例えばバイナリデータ（１、０、１、１）を伝送するように設定される。要素Ｂは、同様に、任意のバイナリデータ、例えばバイナリデータ（０、０、１、１）を伝送するように設定される。要素Ａに対して、ＣＤＭＡ変更信号の生成は、ビットが１ならばＣＡ、ビットが０ならば−ＣＡとして、バイナリデータの各ビットをエンコードするステップを有する。これは、要素Ａに対するデータに対応するシンボルシーケンス（１、−１、−１、１、１、−１、１、−１）となる。要素Ｂに対して、ＣＤＭＡ変更信号の生成は、ビットが１ならばＣＢ、ビットが０ならば−ＣＢとして、バイナリデータの各ビットをエンコードするステップを有する。これは、要素Ｂに対するデータに対応するシンボルシーケンス（−１、−１、−１、−１、１、１、１、１）となる。各シンボルシーケンスは、光源により伝送されるべきＣＤＭＡ変更信号にマッピングされる。例えば、マッピングは、シンボル要素１に応答して対応する光源Ａ又はＢの事前特定された時間期間での第１の電流振幅を供給するステップ、及びシンボル要素−１に応答して対応する光源Ａ又はＢの事前特定された時間期間での第２の電流振幅を供給するステップを有する。例えば、第１の電流振幅は、光源Ａに対する電流のＩＡユニットであり、光源Ｂに対する電流のＩＢユニットであるのに対し、第２の電流振幅は、両方の光源に対してゼロである。これらの値は、ＰＷＭ信号のものと実質的に同じであり、ＣＤＭＡ変更信号は前記ＰＷＭ信号とインターリーブされる。
【０１０６】
上記例を続けると、光源Ａ及びＢを介してＣＤＭＡ変更信号の同期伝送は、一つ以上の光センサにより感知される強度及び電気信号としての出力を周期的に変化させる混合された光となる。光源Ａ及びＢからそれぞれＣＤＭＡ変更信号を受信するように構成された電気的ＣＤＭＡフィルタＡ及びＢは、一つ以上の光センサの出力をサンプリングし、当該サンプルをアナログ又はデジタル値のシーケンスへ変換する。例えば、光源Ａのシンボル要素１が各電気的ＣＤＭＡフィルタでのサンプリング値の３ユニットの寄与に対応する一方、光源Ａのシンボル要素−１は１ユニットの寄与に対応する。光源Ｂのシンボル要素１が各電気的ＣＤＭＡフィルタでのサンプリング値の５ユニットの寄与に対応する一方、光源Ｂのシンボル要素−１は２ユニットの寄与に対応する。これらの値は、単なる例示目的であり、代わりに一つ以上の光センサからの出力のユニットを表わす他の実数であってもよい。この例では、各電気的ＣＤＭＡフィルタは、光源Ａ及びＢのサンプリング値の追加寄与に対応するサンプリング値（５、３、３、５、８、６、８、６）のシーケンスとわかるだろう。周囲光があるならば、周囲光の感知は、サンプリング値のこのシーケンスに加えられる定数値になる。各電気的ＣＤＭＡフィルタでのサンプリング値をデコードするために、シーケンシャルなサンプリング値の各対は、変調コードＣＡ及びＣＢにより乗算される内積又はベクトルである。例えば、電気的ＣＤＭＡフィルタＡは、シーケンス（２、−２、２、２）を得るために（１、−１）を（５、３）、（３、５）、（８、６）及び（８、６）によりベクトル乗算する一方、電気的ＣＤＭＡフィルタＢは、シーケンス（８、８、１４、１４）を得るために（１、１）を（５、３）、（３、５）、（８、６）及び（８、６）によりベクトル乗算する。得られたシーケンスの高い値を「１」ビットに、低い値を「０」ビットにマッピングすることにより、オリジナルのバイナリデータが回復される。この方法は、周囲光にかなり影響されず、サンプリング値に加算される一定の又はゆっくり変化する値となる。
【０１０７】
本発明の一つの実施例では、式（２）に対応するような振幅決定方法は、各ＣＤＭＡ変更信号の振幅を同時決定するために適用される。この方法は、値のシーケンス又は波形としてＣＤＭＡ変更信号にエンコードされる他の情報に独立して適用される。上記例に関係して、例示すると、光源Ａからの光は、各電気的ＣＤＭＡフィルタでのサンプリング値の３ユニット及び１ユニットの最大寄与及び最小寄与となり、これによりＡＳ＝２ユニットのピークツーピーク振幅を持つスイッチング波形を有する。上記例において、また、光源Ｂからの光は、各電気的ＣＤＭＡフィルタでのサンプリング値の５ユニット及び２ユニットの最大寄与及び最小寄与となり、これによりＡＳ＝３ユニットのピークツーピーク振幅を持つスイッチング波形を有する。光の混合のため、ＣＤＭＡフィルタリングの前にこれらの振幅値を個別することはできない。しかしながら、振幅値は、各電気的ＣＤＭＡフィルタの出力シーケンスから得られる。例えば、電気的ＣＤＭＡフィルタＡ出力シーケンス（２、−２、２、２）のピークツーピーク振幅ＡＲは、ＡＲ＝４であり、式（２）を適用することは、ＡＳ＝４／２＝２の補正振幅値を生じる。同様に、電気的ＣＤＭＡフィルタＢ出力シーケンス（８、８、１４、１４）のピークツーピーク振幅ＡＲは、ＡＲ＝６であり、式（２）を適用することは、ＡＳ＝６／２＝３の補正振幅値を生じる。
【０１０８】
先行する例は、ピークツーピーク振幅をその振幅測定基準として使用したが、当該方法自体はより汎用的である。同じ振幅測定基準が式（２）のＡＳ及びＡＲ両方に適用される当該すると、ピーク振幅、ＲＭＳ（二乗平均平方根）振幅、又は平均振幅のような他の振幅測定基準が使用される場合、同様の結果が成り立ち得る。
【０１０９】
一つの実施例では、式（２）に対応する振幅決定方法は、電流から光への光源の変換効率を決定するために使用できる。選択された光源に対応する光の決定された振幅ＡＳと、関連する光の生成のため同じ光源へ供給される電流と、一つ以上の光センサへ入力で導入されるサンプリング値のユニット及び光源により放射される光のユニットを変換するために必要とされる関数又は必要とされる変換因子とを付与すると、光源の変換効率が計算できる。電流センサが、例えば図１に例示されるように、この目的のため供給される。加えて、光源により放射される光のユニットと、一つ以上の光センサへの入力で導入されるサンプリング値のユニットとの間の関数又は予め決められた変換因子が供給され、又は周期的に調整される。
【０１１０】
他の実施例では、上述のような振幅決定方法は、各光源に供給される電流と一つ以上の光センサへの入力で導入されるサンプリング値のユニットとの間の変換効率、又は各光源に供給される電流と一つ以上の光センサに入る光の量との間の変換効率を決定するために使用できる。
【０１１１】
一つの実施例では、変換効率の決定は、電流から放射光への変換、放射光から感知された光への変換又は感知された光から電気的ＣＤＭＡフィルタでのサンプリング値への変換のような、態様を記述する一つ以上の線形又は非線形伝達関数の想定に基づく。
【０１１２】
もっと一般的には、上記例に関係して、光源Ａにより放射されるＣＤＭＡ変更信号は、光源Ａでのシンボル要素１が各電気的ＣＤＭＡフィルタでのサンプリング値のａユニットの寄与に対応する一方、光源Ａでのシンボル要素−１が−ａユニットの寄与に対応するような、スイッチング波形ＷＡを有する。光源Ｂにより放射されるＣＤＭＡ変更信号は、光源Ｂでのシンボル要素１が各電気的ＣＤＭＡフィルタでのサンプリング値のｂユニットの寄与に対応する一方、光源Ｂでのシンボル要素−１が−ｂユニットの寄与に対応するような、スイッチング波形ＷＢを有する。各ＣＤＭＡ変更信号は、また、サンプリング値の寄与が正であるような、一定値波形を有する。２つのスイッチング波形ＷＡ及びＷＢは、各電気的ＣＤＭＡフィルタでのサンプリング値のシーケンスに寄与し、当該寄与は実質的に（ａ−ｂ、−ａ−ｂ、−ａ−ｂ、ａ−ｂ、ａ＋ｂ、−ａ＋ｂ、ａ＋ｂ、−ａ＋ｂ）である。他の一定値は、各電気的ＣＤＭＡフィルタでのサンプリング値の全体的シーケンスを構成するためにこのシーケンスに加えられてもよいが、斯様な値は後続のコード又は振幅決定方法により除去されるだろう。電気的ＣＤＭＡフィルタＡに対するＣＤＭＡ変更コード（１、−１）及び電気的ＣＤＭＡフィルタＢに対するＣＤＭＡ変更コード（１、１）を具備するペアをなすベクトル乗算によりサンプリング値のシーケンスのデコーディングは、回復されたデータシーケンス（２ａ、−２ａ、２ａ、２ａ）及び（−２ｂ、−２ｂ、２ｂ、２ｂ）それぞれを生ずるだろう。エンコードされたデータ（１、０、１、１）及び（０、０、１、１）は、正の値を論理値１へ、負の値を論理値０へマッピングすることにより、これら回復されたデータシーケンスから回復される。振幅決定は、式（２）を使用して実施でき、光源Ａ及びＢそれぞれに対して例えばピークツーピーク振幅２ａ及び２ｂを生ずるだろう。
【０１１３】
一つの実施例では、振幅決定方法は、例えば両方の所望の色度又は光束出力を達成するために、各光源へ供給される電流を調整するために使用される。
【０１１４】
ＣＤＭＡ変更信号の干渉拒絶特性
非直交コードの使用、又は光源を駆動する電流ドライバ内の電気的ノイズ、周囲光による光学的ノイズ、若しくは他の光源による光学的ノイズのような、電気的若しくは光学的干渉の存在のため、電気的ＣＤＭＡフィルタによるＣＤＭＡ変更信号のフィルタリング及びデコーディングは、誤った測定になり得る。斯様なノイズ又は干渉は、ＣＤＭＡ変更信号の各部分の伝送の間及び伝送時間のような、ＣＤＭＡ変更信号の時間的パラメータを変化させることにより低減される。ノイズ又は干渉は、また、他の選択コードとの低いクロス相関を持つＣＤＭＡ変更コードを選択することにより、又は長めのシンボルシーケンスを持つＣＤＭＡ変更コードを選択することにより低減される。従って、本発明の実施例は、これらの原理に基づいて構成できる。
【０１１５】
一つの実施例では、一定の又はゆっくり変化する周囲光の存在による干渉は、ゼロ平均を持つＣＤＭＡ変更コードを使用することにより低減できる。例えば、多くのウォルシュ−アダマールシーケンスの特性は、各シーケンスが１サイクルの時間にわたってゼロに平均化することである。従って、一定の周囲照明は、デコーディングする前に受信した信号からＤＣ成分を除去することにより簡易に無視できる。
【０１１６】
一つの実施例では、ＣＤＭＡ変更信号内にエンコードされたデータは、電気的若しくは光学的ノイズ又は干渉に強くできる。例えば、ウォルシュ−アダマール方法に従って生成されたＣＤＭＡ変更コードの特性は、各ＣＤＭＡ変更に対するＳＮ比が、時分割多重を使用して各データストリーム伝送する方法に比べて、√ｋ／２のファクタで改善されることであり、ここで、ｋは、生成ウォルシュ−アダマールシーケンスのシンボル長である。例えば、この特性は、図７を参照して例示される。左手側の波形８１０、８２０、８３０及び８４０は、時分割多重を使用するデータ伝送方法を例示する。この方法では、４つの光源の各々は、１ビットの情報をエンコードする波形を伝送し、ここで、各波形の部分を含む情報は時間的に重ならない。ノイズの存在があって１ビットを正しく受信する確率は、値Ｐにより与えられる。右手側の波形８５０、８６０、８７０及び８８０は、同期コード分割多重によるアナログ波形を例示し、ここで、各波形は少なくとも２ビットのデータをエンコードし、各波形の部分を含む情報は時間的に重ならない。この同時情報伝送及び時間に対する情報の伝播は、信号の頑健さを改善する。例えば、ノイズの存在があって１ビットを正しく受信する確率がＰである場合、ビットのｋ個のコピーを正しく受信する確率は、Ｐ＊√ｋ／２である。よって、ＳＮ比は因子√ｋ／２だけ改善される。例えば、４つの直交シーケンスを持つ４チャネルＲＡＧＢのＬＥＤクラスタに対して、干渉拒絶は因子√ｋ／２だけ良い。
【０１１７】
例えば、本願明細書のノイズは、ランダムな電気ノイズと、例えば蛍光照明及び他の光源により生成される光信号による決定論的な信号の両方を指す。
【０１１８】
一つの実施例では、干渉拒絶は、各ＰＣＭサイクル内のＣＤＭＡ変更コードの直交シーケンスビット間の時間的間隔をランダムに変化させることにより更に改善できる。この目的のため、フィードバックを備えるシフトレジスタとして実行される線形合同生成器が、擬似ランダムタイミングシーケンスを生成するために使用される。
【０１１９】
一つの実施例では、干渉拒絶は、複数のＰＣＭサイクルにわたる必要がある場合、分布されるＣＤＭＡ変更コードのより長めの直交シーケンスを使用することにより更に改善できる。直交シーケンスの伝送は、直接拡散スペクトル（ＤＳＳ）通信の例であり、干渉拒絶改善は、「処理ゲイン」と呼ばれている。
【０１２０】
フィードバック
ＣＤＭＡフィルタの処理された出力は、コントローラに結合される。ＣＤＭＡフィルタから光源の各色の赤外放射線束に基づいて、コントローラは、所望のレベルで放射光の光束及び色度を維持するため、赤の光源、緑の光源及び青の光源へ供給される駆動電流の量を補償し調節する。
【０１２１】
他の実施例では、ＣＤＭＡフィルタの出力は、コントローラ内のファームウェアで実行できる比例積分デリバティブ（ＰＩＤ）フィードバックループ回路に動作的に結合される。ＰＩＤフィードバックループ回路（図示せず）は、コントローラに動作的に接続される別個の部品でもよい。
【０１２２】
装置自己構成
本発明の一つの実施例では、照明ユニットは、構成動作を実施できる。構成動作の間、照明ユニットは、例えば、一つ以上の予め決められたＣＤＭＡ変更コードを使用して生成される一つ以上のＣＤＭＡ変更信号に従って、その光の部分を変調し、続いてＣＤＭＡ変更コードへ調節される、全ての感知された応答、例えばＣＤＭＡフィルタ出力を処理する。制御システムは、それ自身の光の変調から発する応答以外の感知された信号内の充分に低い応答を検出する場合、すなわち低い干渉の場合、その光源での使用のためのＣＤＭＡ変調信号の後続の生成のためこれらのＣＤＭＡ変更コードを使用できる。それ自身の光源のＣＤＭＡ変調と充分に相関しない応答を受信する場合、照明ユニットは、それ自身の光源を変調させる一つ以上のＣＤＭＡ変更コードを変化させ、充分な数の充分に使用可能なＣＤＭＡ変更コードが検出されるまで上記動作を繰り返す。
【０１２３】
本発明の一つの実施例では、照明システムは複数の照明ユニットを含み、照明ユニットは予め決められたシーケンスの可能な使用でＣＤＭＡ変更コードをスキャンし、適当な数の使用可能なＣＤＭＡ変更コードを蓄積し、その光源での使用のためのＣＤＭＡ変調信号の後続の生成のためこれら使用可能なＣＤＭＡ変更コードを使用できる。
【０１２４】
本発明の一つの実施例では、特定の照明ユニットと関連するＣＤＭＡ変更コードは、例えば一つのＣＤＭＡ変更コードだけが知られているとき、その照明ユニットにより使用される他の全てのＣＤＭＡ変更コードを明確に識別できる予め決められた関係を持つ。
【０１２５】
２つ以上の照明ユニットが互いに通信する間、各々は電気的エネルギーを別個に供給される。一つの照明ユニットの光センサが他の照明ユニットから充分な光を受信する場合、その照明ユニットは、また、他の照明ユニットのＣＤＭＡ変更コードを検出し、上述のようにそれ自身を再構成する。
【０１２６】
他の実施例では、照明システム内の照明ユニットは、制御目的のため一緒に接続され、信号は、使用されるＣＤＭＡ変更コードについての情報を通信するために照明ユニット間を通過する。物理的接続は有線、無線、光学的又は音響的接続等であり、例えば、ＴＣＰ／ＩＰ及びＲＳ２３２を含む他の既知の適当な通信プロトコルをサポートするために使用できる。
【０１２７】
本発明の一つの実施例では、制御システムは、選択されたアレイを選択的にオフにし、固有のＣＤＭＡ変更コードを前記選択されたアレイ及びそれぞれの電気的ＣＤＭＡフィルタに割り当てるために、活性化されたままであるアレイから放射される光を処理するため電気的ＣＤＭＡフィルタからの出力信号を監視するのに適している。
【０１２８】
本発明の実施例は、近くに他の潜在的に干渉する照明ユニットと同一又は類似のＣＤＭＡ変更コードを共有することを避けるために、自己構成工程の間、連続的に、頻繁に又は間欠的にＣＤＭＡ変更コードを評価するように構成できる。この目的のため、照明ユニットの制御システムは、充分な数の自由に利用可能なＣＤＭＡ変更コードを感知しスキャンする間、照明ユニットを受動スキャンモードへ切り換えることを含むように構成できる。制御システムは、短い期間、例えば、照明ユニットのスイッチオンの間、又はオフ期間の間、スキャンモードに入るように構成できる。制御システムは、充分な数の自由なＣＤＭＡ変更コード又はＣＤＭＡ変更コードのグループが決定されるまで、予め決められたスキームに従って、感知された光のＣＤＭＡ変更コードの予め決められた範囲をスキャンできる。制御システムは、次に、自由なＣＤＭＡ変更コードを各光源の色に割り当て、それぞれの光源駆動電流の変調のためＣＤＭＡ変更信号を生成するため、これらのＣＤＭＡ変更コードを使用できる。
【０１２９】
さまざまな発明の実施例が本願明細書で説明され例示される一方、当業者は、本願明細書に記載されている効果の一つ以上及び／又は結果を得るため及び／又は機能を実行するために、様々な他の手段及び／又は構造を容易に構想し、斯様なバリエーション及び／又は変更態様の各々は、本願明細書に説明された発明の実施例の範囲内であるとみなされる。さらに一般的にいえば、当業者は、本願明細書で説明されたすべてのパラメータ、寸法、物質、及び構成は、例示的であることを意味し、実際のパラメータ、寸法、物質及び／又は構成が、本発明の教示が使用される特定のアプリケーション又は複数のアプリケーションに依存することを容易に理解するだろう。当業者は、本願明細書で説明された特定の発明の実施例に対する多くの等価物を認識し、又は通常の試験だけを使用して確認できるだろう。したがって、前述の実施例が例により示され、添付の請求の範囲及びその等価物の範囲内で、発明の実施例が、特に説明され請求された以外にも実施されてもよいことが理解されるべきである。本開示の発明の実施例は、本願明細書で説明された個々の特徴、システム、物品、物質、キット及び／又は方法に向いている。加えて、斯様な特徴、システム、物品、物質、キット及び／又は方法が相互に矛盾していない場合、斯様な特徴、システム、物品、物質、キット及び／又は方法の２つ以上の組合せは、本開示の発明の範囲内に含まれる。
【０１３０】
本願明細書において定められ、使われるすべての定義は、辞書定義、参照により組み込まれる文献内の定義及び／又は定義済み用語の通常の意味をコントロールすると理解されるべきである。
【０１３１】
明細書及び請求項において用いられる「ａ」及び「ａｎ」という不定冠詞は、変更が明示されない限り、「少なくとも一つ」を意味すると理解されるべきである。
【０１３２】
明細書及び請求項において用いられる用語「及び／又は」は、結合される要素の「両方又は何れか」、すなわち、ある場合には結合して存在する要素であって、他の場合には分離して存在する要素を意味すると理解されるべきである。「及び／又は」でリストされる複数の要素は、同じ形式と解釈されるべきであり、すなわち、「一つ以上の」要素が結合される。これらの要素に関係するかしないかが特に識別されず、他の要素は、用語「及び／又は」により特に識別された要素以外に任意に存在してもよい。よって、非制限の例として、「有する」のような制約のない言語と連結して用いられるとき、「Ａ及び／又はＢ」は、ある例ではＡのみを指し（Ｂ以外の要素をオプションで含んで）、別の例ではＢのみを指し（Ａ以外の要素をオプションで含んで）、更に別の例ではＡ及びＢ両方を指す（他の要素をオプションで含んで）等である。
【０１３３】
明細書及び請求項において用いられるように、「又は」は、上記定められた「及び／又は」と同じ意味を持つと理解されるべきである。例えば、リストにおいて項目を分けるとき、「又は」又は「及び／又は」は、含む、すなわち少なくとも一つを含むが、また複数の要素又はリストの要素を一つより多く含み、オプションでリストされていない追加の要素を含むものとして解釈される。これに反して「の一つだけ」、「の正確に一つ」又は請求項で用いられるとき「から成る」のように明示される用語は、複数の要素又はリストの要素のうちの正確に一つを含むことを指すだろう。概して、ここで用いられる用語「又は」は、「何れか」、「の一つ」、「の一つだけ」、又は「の正確に一つ」のような排他的用語に続くとき、排他的代替（すなわち、「一方又は他方であって、両方ではない」）を示すものとしてのみ解釈される。請求項に用いられるとき、「から基本的に成る」は、特許法の分野で用いられるように通常の意味を持つ。
【０１３４】
請求項及び明細書において用いられるように、一つ以上の要素を参照して、用語「少なくとも一つ」は、要素のリスト内に特にリストされた各要素の少なくとも一つを必ずしも含む必要はなく、要素のリストのうちの要素の如何なる組み合わせを排除しないし、要素のリストのうちの一つ以上の要素から選択された少なくとも一つの要素を意味すると理解されるべきである。この規定は、これらの要素に関係するかしないかが特に識別されず、用語「少なくとも一つ」が指す要素のリスト内で特に識別された要素以外の要素がオプションで存在してもよいことを許可する。よって、非制限的例として、「Ａ及びＢの少なくとも一つ」（等価的には「Ａ又はＢの少なくとも一つ」、又は等価的には「Ａ及び／又はＢの少なくとも一つ」）は、一つの実施例ではＢがなく（オプションでＢ以外の要素を含む）一つ以上をオプションで含む少なくとも一つのＡ、他の実施例ではＡがなく（オプションでＡ以外の要素を含む）一つ以上をオプションで含む少なくとも一つのＢ、更に他の実施例では（オプションで他の要素を含む）一つ以上をオプションで含む少なくとも一つのＡ、及び一つ以上をオプションで含む少なくとも一つのＢ等を指す。
【０１３５】
逆が明示されない限り、一つより多くのステップ又は行為を含むここで請求されるいかなる方法においても、方法のステップ又は行為が引用される順番は、方法のステップ又は行為が引用される順番に必ずしも制限されないことも理解されるべきである。
【０１３６】
上記説明だけでなく、請求項において、「有する」、「含む（including）」、「坦持する」、「持つ」、「含む（containing）」、「含む（involving）」、「保持する」、「構成する」等のようなすべての移行句は、制約がない、すなわち含むということであるが、制限されているのではないことを意味すると理解されるべきである。米国特許庁特許審査プロシージャのマニュアル、セクション２１１１．０３に記載のように、「から成る」及び「から基本的に成る」という移行句だけが、それぞれ閉じた又は準閉じた移行句である。
【０１３７】
本発明の前述の実施例は例であって、多くのやり方で変更できることは、明らかである。斯様な現在又は将来の変更は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱するものとみなされるべきではなく、当業者に明らかなように斯様な全ての変更は、以下のクレームの範囲内に含まれることを意図するものである。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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