(57)【要約】制御チャンネルを介して電圧制御信号を供給するよう構成された制御信号インターフェイスを提供する照明システムが開示される。ライトエンジンが提供され、制御信号に基づき第１パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を第１チャンネルを介して供給するよう構成された第１信号発生部と、制御信号に基づき第２ＰＷＭ信号を第２チャンネルを介して供給するよう構成された第２信号発生部と、第１ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号に基づき第３ＰＷＭ信号を第３チャンネルを介して供給するよう構成された第３信号発生部と含む。
2021507473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御チャンネルを介して電圧制御信号を供給するよう構成される制御信号インターフェイスと、
ライトエンジンと
を有し、
前記ライトエンジンは、
前記制御信号に基づき第１パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を第１チャンネルを介して供給するよう構成される第１信号発生部と、
前記制御信号に基づき第２ＰＷＭ信号を第２チャンネルを介して供給するよう構成される第２信号発生部と、
前記第１ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号に基づき第３ＰＷＭ信号を第３チャンネルを介して供給するよう構成される第３信号発生部と
を有する、システム。
【請求項２】
照明器具を更に有し、該照明器具は、
前記第１チャンネルを介して供給される前記第１ＰＷＭ信号を受信するよう電気的に結合され、第１特性を有する光を発するよう構成される第１発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
前記第２チャンネルを介して供給される前記第２ＰＷＭ信号を用いて給電され、第２特性を有する光を発するよう構成される第２ＬＥＤと、
前記第３チャンネルを介して供給される前記第３ＰＷＭ信号を用いて給電され、第３特性を有する光を発するよう構成される第３ＬＥＤと
を有する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記電圧制御信号は、前記制御信号インターフェイスで受け取られるユーザ入力に基づき供給される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１ＬＥＤは、暖白色光を発するよう構成され、
前記第２ＬＥＤは、冷白色光を発するよう構成され、
前記第３ＬＥＤは、昼白色光を発するよう構成される、
請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１ＬＥＤは、赤色光を発するよう構成され、
前記第２ＬＥＤは、青色光を発するよう構成され、
前記第３ＬＥＤは、緑色光を発するよう構成される、
請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記制御信号は、第１の大きさを有する電圧信号であり、
前記第１信号発生部は、前記制御信号が前記第１信号発生部のカットオフ電圧を超えるときに前記第１ＬＥＤをオフするよう構成され、
基準信号は、前記第２ＰＷＭ信号が前記基準信号に更に基づくように、前記第１信号発生部の前記カットオフ電圧以上である第２の大きさを有する電圧信号である、
請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第３信号発生部は、前記第１ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号を入力として受信するよう配置されたＮＯＲゲートを含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１ＰＷＭ信号に基づき前記第１ＬＥＤの電流のフローを制御するよう構成される第１スイッチと、
前記第２ＰＷＭ信号に基づき前記第２ＬＥＤの電流のフローを制御するよう構成される第２スイッチと、
前記第３ＰＷＭ信号に基づき前記第３ＬＥＤの電流のフローを制御するよう構成される第３スイッチと
を更に有する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
制御信号に基づき第１ＰＷＭ信号を供給するよう構成される第１信号発生部と、
前記第１ＰＷＭ信号に基づき第２ＰＷＭ信号を供給するよう構成される第２信号発生部と、
前記第１ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号に基づき第３ＰＷＭ信号を供給するよう構成される第３信号発生部と
を有するデバイス。
【請求項１０】
前記第１ＰＷＭ信号を用いて給電され、第１特性を有する光を発するよう構成される第１発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
前記第２ＰＷＭ信号を用いて給電され、第２特性を有する光を発するよう構成される第２ＬＥＤと、
前記第３ＰＷＭ信号を用いて給電され、第３特性を有する光を発するよう構成される第３ＬＥＤと
を更に有する、
請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記第１ＬＥＤは、暖白色光を発するよう構成され、
前記第２ＬＥＤは、冷白色光を発するよう構成され、
前記第３ＬＥＤは、昼白色光を発するよう構成される、
請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記第１ＬＥＤは、赤色光を発するよう構成され、
前記第２ＬＥＤは、青色光を発するよう構成され、
前記第３ＬＥＤは、緑色光を発するよう構成される、
請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記制御信号は、第１の大きさを有する電圧信号であり、
前記第１信号発生部は、前記制御信号が前記第１信号発生部のカットオフ電圧を超えるときに前記第１ＬＥＤをオフするよう構成され、
基準信号は、前記第２ＰＷＭ信号が前記基準信号に更に基づくように、前記第１信号発生部の前記カットオフ電圧以上である第２の大きさを有する電圧信号である、
請求項９に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記第３信号発生部は、前記第１ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号を入力として受信するよう配置されたＮＯＲゲートを含む、
請求項９に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記第１ＰＷＭ信号に基づき前記第１ＬＥＤの電流のフローを制御するよう構成される第１スイッチと、
前記第２ＰＷＭ信号に基づき前記第２ＬＥＤの電流のフローを制御するよう構成される第２スイッチと、
前記第３ＰＷＭ信号に基づき前記第３ＬＥＤの電流のフローを制御するよう構成される第３スイッチと
を更に有する、
請求項９に記載のデバイス。
【請求項１６】
制御チャンネルを介して電圧制御信号を受信することと、
前記電圧制御信号に基づき第１ＰＷＭ信号を第１チャンネルを介して供給することと、
基準信号及び前記電圧制御信号に基づき第２ＰＷＭ信号を第２チャンネルを介して供給することと、
前記第１ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号に基づき、前記第１ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号のうちの少なくとも一方とは異なったデューティサイクルを有する第３ＰＷＭ信号を第３チャンネルを介して供給することと、
前記第１チャンネルを介して供給される前記第１ＰＷＭ信号に基づき、第１特性を有する光を発するよう構成される第１ＬＥＤを制御することと、
前記第２チャンネルを介して供給される前記第２ＰＷＭ信号に基づき、第２特性を有する光を発するよう構成される第２ＬＥＤを制御することと、
前記第３チャンネルを介して供給される前記第３ＰＷＭ信号に基づき、第３特性を有する光を発するよう構成される第３ＬＥＤを制御することと
を有する方法。
【請求項１７】
前記第１ＬＥＤは、暖白色光を発するよう構成され、
前記第２ＬＥＤは、冷白色光を発するよう構成され、
前記第３ＬＥＤは、昼白色光を発するよう構成される、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１ＬＥＤは、赤色光を発するよう構成され、
前記第２ＬＥＤは、青色光を発するよう構成され、
前記第３ＬＥＤは、緑色光を発するよう構成される、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記電圧制御信号は、制御信号インターフェイスで受け取られるユーザ入力に基づき生成される、
請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１ＰＷＭ信号が、前記第２ＰＷＭ信号よりも大きいデューティサイクルを有する場合には、前記第３ＰＷＭ信号は、前記第１ＰＷＭ信号を反転させることによって生成され、
前記第２ＰＷＭ信号が、前記第１ＰＷＭ信号よりも大きいデューティサイクルを有する場合には、前記第３ＰＷＭ信号は、前記第２ＰＷＭ信号を反転させることによって生成される、
請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、発光デバイスに、より具体的には、ライトエンジンを含む照射システムに関係がある。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（Light  Emitting  Diode(s)，ＬＥＤ）は、様々な用途で光源として広く使用されている。ＬＥＤは、従来の光源よりもエネルギ効率が良く、例えば、白熱ランプ及び蛍光灯よりもエネルギ変換効率がずっと高い。更に、ＬＥＤは、照射される領域内にそれほど熱を放射せず、従来の光源よりも輝度、発光色、及びスペクトルに対する制御の幅が広い。このような特性は、ＬＥＤを、屋内照明から自動車照明に及ぶ様々な照明用途にとって素晴らしい選択にならしめる。
【発明の概要】
【０００３】
制御チャンネルを介して電圧制御信号を供給するよう構成された制御信号インターフェイスを提供する照明システムが開示される。ライトエンジンが提供され、制御信号に基づき第１パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を第１チャンネルを介して供給するよう構成された第１信号発生部と、制御信号に基づき第２ＰＷＭ信号を第２チャンネルを介して供給するよう構成された第２信号発生部と、第１ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号に基づき第３ＰＷＭ信号を第３チャンネルを介して供給するよう構成された第３信号発生部と含む。
【０００４】
以下で説明される図面は、単に例示を目的としている。図面は、本開示の範囲を制限するよう意図されない。図に示されている同じ参照符号は、様々な実施形態で同じ部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本開示の態様に従う照射システムの概略図である。
【図２】本開示の態様に従うＰＷＭ信号発生器の例の概略図である。
【図３】本開示の態様に従って、図２のＰＷＭ信号発生器によって生成されるＰＷＭ信号の例の図である。
【図４】本開示の態様に従って、制御電圧の変化に対する図２のＰＷＭ信号発生器の応答を表すグラフである。
【図５】本開示の態様に従う照射システムの例の図である。
【図６Ａ】本開示の態様に従って、異なるＰＷＭ信号の間の関係を表すプロットである。
【図６Ｂ】本開示の態様に従って、異なるＰＷＭ信号の間の関係を表すプロットである。
【図７】１つの可能な構成に従って、図５の照射システムの動作を表すプロットである。
【図８】他の可能な構成に従って、図５の照射システムの動作を表すプロットである。
【図９】本開示の態様に従って、図５の照射システムにおける異なる制御信号の間の関係を表すプロットである。
【図１０】本開示の態様に従うプロセスの例のフローチャートである。
【図１１】一実施形態に従う集積ＬＥＤ照明システムのエレクトロニクスボードの上面図である。
【図１２Ａ】一実施形態において、ＬＥＤアレイがＬＥＤデバイス取り付け領域で基板に取り付けられているエレクトロニクスボードの上面図である。
【図１２Ｂ】電子部品が回路ボードの２つの面に実装されている２チャンネル集積ＬＥＤ照明システムの一実施形態の図である。
【図１２Ｃ】ＬＥＤアレイがドライバ及び制御回路から分離したエレクトロニクスボードにあるＬＥＤ照明システムの実施形態の図である。
【図１２Ｄ】ドライバ回路から分離したエレクトロニクスボード上で一部のエレクトロニクスとともにＬＥＤアレイを有しているＬＥＤ照明システムのブロック図である。
【図１２Ｅ】マルチチャンネルＬＥＤドライバ回路を示すＬＥＤ照明システムの例の図である。
【図１３】例となるアプリケーションシステムの図である。
【図１４Ａ】ＬＥＤデバイスを示す図である。
【図１４Ｂ】複数のＬＥＤデバイスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
種々の光照射システム及び／又は発光ダイオード（ＬＥＤ）の実施例が、添付の図面を参照して以降で更に十分に説明される。これらの例は相互排他的ではなく、１つの例で見られる特徴は、更なる実施を実現するように、１つ以上の他の例で見られる特徴と組み合わされてもよい。従って、添付の図面に示されている例は、単に例示のために与えられており、それらは決して本開示を制限するよう意図されないことが理解されるだろう。同じ番号は、全体を通して同じ要素を参照する。
【０００７】
「第１」、「第２」、「第３」などの語が様々な要素を記載するために本明細書中で使用されることがあるが、これらの要素は、それらの語によって制限されるべきではないことが理解されるだろう。それらの語は、１つの要素を他と区別するために使用され得る。例えば、本発明の範囲を逸脱せずに、第１要素は第２要素と称されてもよく、第２要素は第１要素と称されてもよい。本明細書中で使用されるように、語「及び／又は」は、関連する列挙されたアイテムのうちの１つ以上のありとあらゆる組み合わせを含み得る。
【０００８】
層、領域、又は基板などの要素が他の要素の“上に”あると、又はその“上に”延在すると言及される場合に、それは他の要素の上に直にあるか、又はその上に直接に延在してよく、あるいは、介在する要素が存在してもよいことが理解されるだろう。対照的に、要素が他の要素の“上に直に”あると、又はその“上に直接に”延在すると言及される場合には、介在する要素は存在し得ない。また、要素が他の要素へ“接続”又は“結合”されると言及される場合に、それは他の要素へ直接に接続若しくは結合されてよく、及び／又は１つ以上の介在要素を経由して他の要素へ接続若しくは結合されてよいことが理解されるだろう。対照的に、要素が他の要素へ“直接に接続”又は“直接に結合”されると言及される場合には、その要素と他の要素との間に介在要素は存在しない。これらの語は、図に表されている任意の向きに加えて、要素の種々の向きを包含するよう意図されることが理解されるだろう。
【０００９】
「〜より下に」（below）、「〜より上に」（above）、「上位の」（upper）、「下位の」（lower）、「水平な」（horizontal）又は「垂直な」（vertical）などの相対語は、図に表されている他の要素、層、又は領域に対する１つの要素、層、又は領域の関係を説明するために本明細書中で使用されることがある。これらの語は、図に表されている任意の向きに加えて、要素の種々の向きを包含するよう意図されることが理解されるだろう。
【００１０】
更に、ＬＥＤ、ＬＥＤアレイ、電気部品及び／又は電子部品が１つ、２つ、又はそれ以上のエレクトロニクスボード上に収容されるかどうかは、設計制約及び／又は用途に依存してもよい。
【００１１】
紫外線（ＵＶ）又は赤外線（ＩＲ）光出力を発するデバイスなどの半導体ＬＥＤ又は光出力放射デバイスは、現在入手可能な、最も効率的な光源に入る。これらのデバイス（以降「ＬＥＤ」）には、発光ダイオード（ＬＥＤ）、共振空洞発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ）、垂直共振器レーザダイオード（ＶＣＳＥＬ）、及び端面発光レーザ、などが含まれ得る。それらのコンパクトなサイズ及び低い電力要件により、例えば、ＬＥＤは、多種多様な用途にとって魅力的な候補となる。例えば、それらは、カメラ及び携帯電話機などの手持ち式のバッテリ駆動型デバイスのための光源（例えば、フラッシュ光及びカメラフラッシュ）として使用されることがある。それらはまた、例えば、自動車照明、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）照明、園芸用照明、街灯、ビデオ用のトーチ、一般的な照明（例えば、家、店、オフィス及びスタジオ照明、劇場／ステージ照明並びに建築照明）、拡張現実（ＡＲ）照明、仮想現実（ＶＲ）照明、ディスプレイ用バックライト、及びＩＲスペクトロスコピーのためにも使用されることがある。単一のＬＥＤは、白熱光源よりも輝度が弱い光しか供給できないので、ＬＥＤの多接合デバイス又はアレイ（例えば、モノリシックＬＥＤアレイ、マイクロＬＥＤアレイ、など）が、更なる輝度が望まれる又は必要とされる用途のために使用されてよい。
【００１２】
調整可能な照射は、顧客及び商用照明において大いに望まれている。調整可能な照射システムは、通常、その色及び輝度を互いに独立して変更することができる。本開示の態様に従って、電流ステアリング並びに／又は時分割及び多重化技術を用いて１つのチャンネル出力を３つに分ける調整可能な照射システムが、開示される。より具体的には、調整可能な照明システムは、入力電流を３つのパルス幅変調（ＰＷＭ）チャンネルに分け得る。ＰＷＭの個々のデューティサイクルは、制御信号インターフェイスを介して受信される制御信号に基づき調整され得る。制御信号インターフェイスは、照射システムによって出力される光の色をユーザが変えたい場合にユーザによって操作されるスイッチ及び／又は他の回路を含んでよい。
【００１３】
本開示の態様に従って、第１制御信号に基づき第１パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を生成するよう構成される第１信号発生部と、基準信号と第１制御信号との間の電圧の差に基づき第２ＰＷＭ信号を生成するよう構成される第２信号発生部と、第１ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号に基づき、第１ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号のうちの少なくとも一方とは異なったデューティサイクルを有する第３ＰＷＭ信号を生成するよう構成される第３信号発生部と、第１ＰＷＭ信号を用いて給電され、第１タイプの光を発するよう構成される第１発光ダイオード（ＬＥＤ）と、第２ＰＷＭ信号を用いて給電され、第２ＣＣＴを有し、第２タイプの光を発するよう構成される第２ＬＥＤと、第３ＰＷＭ信号を用いて給電され、第３タイプの光を発するよう構成される第３ＬＥＤとを有する照射システムが、開示される。
【００１４】
本開示の態様に従って、照射システムの作動方法であって、第１制御信号に基づき第１パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を生成することと、基準信号と第１制御信号との間の電圧の差に基づき第２ＰＷＭ信号を生成することと、第１ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号に基づき、第１ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号のうちの少なくとも一方とは異なったデューティサイクルを有する第３ＰＷＭ信号を生成することと、第１ＰＷＭ信号に基づき、第１タイプの光を出力するよう構成される第１発光ダイオード（ＬＥＤ）を制御することと、第２ＰＷＭ信号に基づき、第２タイプの光を出力するよう構成される第２ＬＥＤを制御することと、第３ＰＷＭ信号に基づき、第３タイプの光を出力するよう構成される第３ＬＥＤを制御することとを有する方法が、開示される。
【００１５】
図１は、本開示の対象に従う照射システム１００の例の図である。照射システム１００は、制御信号インターフェイス１１０と、照明器具１２０と、ライトエンジン１３０とを含んでよい。動作中、照射システム１００は、制御信号インターフェイス１１０を介してユーザ入力を受け取り、入力に基づいて、照明器具１２０によって出力される光の色を変化させ得る。例えば、第１ユーザ入力が受け取られる場合に、照明器具１２０は、第１の色を有する光を出力してよい。対照的に、第２ユーザ入力が受け取られる場合に、照明器具１２０は、第１の色とは異なる第２の色を有する光を出力してよい。いくつかの実施において、ユーザは、制御信号インターフェイス１１０の部分である、ノブを回すこと又はスライダを動かすことによって、照射システムへ入力を供給し得る。追加的に、又は代替的に、いくつかの実施で、ユーザは、所望の色の指示を制御信号インターフェイス１１０へ伝えるよう自身のスマートフォン及び／又は他の電子デバイスを使用することによって、照射システムへ入力を供給してもよい。
【００１６】
制御信号インターフェイス１１０は、電圧信号ＣＴＲＬを生成し、電圧信号ＣＴＲＬをライトエンジン１３０へ供給するよう構成される任意の適切なタイプの回路又はデバイスを含んでよい。この例では、制御信号インターフェイス１１０及びライトエンジン１３０は別個のデバイスとして表されているが、制御信号インターフェイス１１０及びライトエンジン１３０が同じデバイスにおいて一体化されるところの代替の実施が、可能である。例えば、いくつかの実施で、制御信号インターフェイス１１０は、ノブ又はスライダへ結合され、ノブ（又はスライダ）のポジションに基づいて制御信号ＣＴＲＬを生成するよう動作可能なポテンショメータを含んでよい。他の例として、制御信号インターフェイスは、遠隔のデバイス（例えば、スマートフォンまたはＺｉｇｂｅｅ（登録商標）ゲートウェイ）から１つ以上のデータアイテムを受信し、データアイテムに基づいて制御信号ＣＴＲＬを出力するよう動作可能なワイヤレスレシーバ（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）レシーバ、Ｚｉｇｂｅｅレシーバ、Ｗｉ−Ｆｉレシーバ、など）を含んでもよい。いくつかの実施で、１つ以上のデータアイテムは、照明器具１２０によって出力されるべき所望の相関色温度（ＣＣＴ）を特定する数字を含んでよい。
【００１７】
照明器具１２０は、光源１２２（例えば、暖白色（warm-white））、光源１２４（例えば、冷白色（cold-white））、及び光源１２６（例えば、昼白色（neutral-white））を含んでよい。光源１２２（例えば、暖白色）は、約２７００ＫのＣＣＴを有する白色光を出力するよう構成される１つ以上のＬＥＤを含んでよい。光源１２４（例えば、冷白色）は、約６５００ＫのＣＣＴを有する白色光を出力するよう構成される１つ以上のＬＥＤを含んでよい。光源１２６（例えば、昼白色）は、約４０００ＫのＣＣＴを有する白色光を出力するよう構成される１つ以上のＬＥＤを含んでよい。
【００１８】
ライトエンジン１３０は、３つの異なったチャンネル上で照明器具１２０へ電力を供給するよう構成されてよい。より具体的には、ライトエンジン１３０は、第１チャンネル上で第１ＰＷＭ信号ＰＷＲ１を光源１２２（例えば、暖白色）へ供給し、第２チャンネル上で第２ＰＷＭ信号ＰＷＲ２を光源１２４（例えば、冷白色）へ供給し、第３チャンネル上で第３ＰＷＭ信号ＰＷＲ３を光源１２６（例えば、昼白色）へ供給するよう構成されてよい。信号ＰＷＲ１は、暖白色光源に給電するために使用されてよく、そのデューティサイクルは、暖白色光源の輝度を決定し得る。信号ＰＷＲ２は、冷白色光源に給電するために使用されてよく、そのデューティサイクルは、冷白色光源の輝度を決定し得る。信号ＰＷＲ３は、昼白色光源に給電するために使用されてよく、そのデューティサイクルは、昼白色光源の輝度を決定し得る。動作中、調整可能なライトエンジンは、光源１２２〜１２６の各１つの各々の輝度を調整するように、信号ＰＷＲ１、ＰＷＲ２及びＰＷＲ３のデューティサイクルの相対的な大きさを変え得る。当然ながら、光源１２２〜１２６の個々の輝度を変えることは、照明器具１２０の出力に色（及び／又はＣＣＴ）を変えさせることになる。上記の通りに、照明器具１２０の光出力は、光源１２２〜１２６によって生成される光放射の組み合わせ（例えば、混合）であることができる。
【００１９】
本開示の態様に従って、ライトエンジン１３０は、信号ＰＷＲ１、ＰＷＲ２及びＰＷＲ３を生成するよう構成される任意の適切なタイプの電子デバイス及び／又は電子回路を含んでよい。この例では、信号ＰＷＲ１、ＰＷＲ２及びＰＷＲ３はＰＷＭ信号であるが、信号ＰＷＲ１が電流信号、電圧信号、及び／又はあらゆる他の適切なタイプの信号であるところの代替の実施が、可能である。更には、この例では、光源１２２〜１２６は白色光源であるが、光源１２２〜１２６が夫々異なった色の光を発するよう構成されるところの代替の実施が、可能である。例えば、光源１２２は、赤色光を発するよう構成されてよく、光源１２６は、緑色光を発するよう構成されてよく、光源１２４は、青色光を発するよう構成されてよい。
【００２０】
図２は、本開示の態様に従うＰＷＭ発生器２００の例の概略図である。ＰＷＭ発生器２００は、任意の適切なタイプのＰＷＭ発生器を含んでよい。いくつかの実施で、ＰＷＭ発生器２００は、電源入力端子２１０と、接地端子２２０と、制御端子２３０と、出力端子２４０とを含んでよい。動作中、ＰＷＭ発生器２００は、電源入力端子２１０で電力を、制御端子２３０で電圧制御信号ＶＣＴＲＬを受信し得る。制御信号ＶＣＴＲＬに基づいて、ＰＷＭ発生器２００は、ＰＷＭ信号を生成し、出力端子２４０からＰＷＭ信号を出力し得る。
【００２１】
図３は、図２のＰＷＭ発生器２００によって生成され得るＰＷＭ信号の例を表すグラフである。ＰＷＭ信号は、周期Ｐ及びパルス幅Ｗを有してよい。ＰＷＭ信号のデューティサイクルは、ＰＷＭ信号がオン（例えば、ハイ）である各周期Ｐの割合であることができ、それは、次の式１によって表され得る：
ＰＷＭ信号のデューティサイクル＝（パルス幅Ｗ／周期Ｐ）×１００    式１
【００２２】
図４は、本開示の態様に従う図２のＰＷＭ発生器２００の応答を表すグラフである。表されているように、制御信号ＶＣＴＲＬが第１の値（例えば、約０Ｖ）を有するとき、ＰＷＭ発生器２００によって生成されるＰＷＭ信号のデューティサイクルは、１００％であることができ、制御信号ＶＣＴＲＬが第２の値Ｖｃを有するとき、ＰＷＭ発生器２００は、非アクティブにされ得る。図４には示されないが、いくつかの実施で、ＰＷＭ発生器２００は、制御信号ＶＣＴＲＬの値が所定の範囲（例えば、０Ｖ〜０．４Ｖ）にあるときには、ＰＷＭ信号のデューティサイクルを１００％に設定するよう構成されてよい。ＰＷＭ発生器２００をこのように構成することは、厳密に０Ｖである制御信号を得ることがアナログ回路では常には実現可能でない可能性があるということで、１００％のデューティサイクルを有しているＰＷＭ信号を出力することが常に可能であることを確実にし得る。本開示の態様に従って、ＰＷＭ発生器が非アクティブにされるとき、それは、０％のデューティサイクルを有しているＰＷＭ信号を生成するものと見なされ得る。本開示に従って、値Ｖｃは、ＰＷＭ発生器のカットオフ電圧と称されることがある。値Ｖｃは、ＰＷＭ発生器２００の内部設計に依存し得る。設計仕様に応じて、Ｖｃのための如何なる適切な値も、当業者によって実現され得る。
【００２３】
図５は、ＰＷＭ発生器２００のようなＰＷＭ発生器をその構成ブロックの１つとして使用する照射システム５００の例の回路図である。表されているように、照射システム５００は、照明器具５１０と、制御信号インターフェイス５２０と、ライトエンジン５３０とを含んでよい。
【００２４】
照明器具５１０は、光源５１２、光源５１４、及び光源５１６を含んでよい。各光源は、１つ以上の各々のＬＥＤを含んでよい。例えば、光源５１２は、第１タイプの光を生成するよう構成される１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含んでよい。光源５１４は、第２タイプの光を生成するよう構成される１つ以上のＬＥＤを含んでよい。光源５１６は、第３タイプの光を生成するよう構成される１つ以上のＬＥＤを含んでよい。３つの光のタイプは、波長、演色評価数（Color  Rendering  Index，ＣＲＩ）、相関色温度（ＣＣＴ）、及び／又は色において互いに異なり得る。いくつかの実施で、第１タイプの光は、暖白色光であってよく、第２タイプの光は、冷白色光であってよく、第３タイプの光は、昼白色光であってよい。追加的に、又は代替的に、いくつかの実施で、第１タイプの光は、赤色光であってよく、第２タイプの光は、緑色光であってよく、第３タイプの光は、青色光であってよい。
【００２５】
この例に従って、照明器具５１０は、光源５１２〜５１６の夫々の各々の出力を混合することによって、調整可能な白色光を生成するよう配置されてよい。かような場合に、光源５１２は、約２７００ＫのＣＣＴを有する暖白色光を発するよう構成されてよく、光源５１４は、約６５００ＫのＣＣＴを有する冷白色光を発するよう構成されてよく、光源５１６は、約４０００ＫのＣＣＴを有する昼白色光を発するよう構成されてよい。上記の通りに、照明器具５１０の出力は、光源５１２〜５１６からの放射が互いに混合された結果として生成される複合光出力であってよい。複合光出力のＣＣＴは、制御信号インターフェイス５２０によって生成されて第１チャンネル５２１を介して供給される制御信号ＶＣＴＲＬ１に基づいて、各光源の各々の輝度を変えることによって変更され得る。
【００２６】
制御信号インターフェイス５２０は、電圧制御信号ＶＣＴＲＬ１を生成し、制御信号ＶＣＴＲＬ１をライトエンジン５３０へ供給するよう構成される任意の適切なタイプの回路又はデバイスを含んでよい。この例では、制御信号インターフェイス５２０及びライトエンジン５３０は、別個のデバイスとして表されているが、制御信号インターフェイス５２０及びライトエンジン５３０が同じデバイスにおいて一体化されるところ代替の実施が、可能である。例えば、いくつかの実施で、制御信号インターフェイス５２０は、ノブ又はスライダへ結合され、ノブ（又はスライダ）のポジションに基づいて制御信号ＶＣＴＲＬ１を生成するよう動作可能なポテンショメータを含んでよい。他の例として、制御信号インターフェイスは、遠隔のデバイス（例えば、スマートフォンまたはＺｉｇｂｅｅゲートウェイ）から１つ以上のデータアイテムを受信し、データアイテムに基づいて制御信号ＶＣＴＲＬ１を出力するよう動作可能なワイヤレスレシーバ（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈレシーバ、Ｚｉｇｂｅｅレシーバ、Ｗｉ−Ｆｉレシーバ、など）を含んでもよい。他の例として、制御信号インターフェイス５２０は、様々な制御基準に基づいて制御信号ＶＣＴＲＬ１を生成するよう構成される自律型又は半自律型コントローラを含んでもよい。そのような制御基準は、時刻、現在の日付、現在の月、現在の季節、などのうちの１つ以上を含んでよい。
【００２７】
ライトエンジン５３０は、３チャンネルライトエンジンであってよい。ライトエンジン５３０は、光源５１２〜５１６の夫々へ異なった各々のチャンネル５２２、５２３及び５２４上で電力を供給するよう構成されてよい。ライトエンジン５３０は、電流源５３２、電圧レギュレータ５３４、及び基準電圧発生器５３６を含んでよい。電圧レギュレータ５３４は、図示されるように、ライトエンジン５３０の様々な構成要素に給電するために使用される電圧ＶＤＤを生成するよう構成されてよい。基準電圧発生器５３６は、基準電圧信号ＶＲＥＦを生成するよう構成されてよい。ライトエンジン５３０の動作に対する信号ＶＲＥＦの影響については、以下で更に説明される。
【００２８】
ライトエンジン５３０は、第１チャンネル５２２上で光源５１２へ供給される第１ＰＷＭ信号ＰＷＲ１を使用することによって光源５１２を駆動するよう動作可能であってよい。信号ＰＷＲ１は、第１信号発生器ＧＥＮ１  ５２５及び第１スイッチＳＷ１を使用することによって生成されてよい。発生器ＧＥＮ１  ５２５は、図２に関連して説明されるＰＷＭ発生器２００と同じか又は類似してよく、それはカットオフ電圧Ｖｃ１を有してよい。スイッチＳＷ１は、ＭＯＳＦＥＴトランジスタであってよい。光源５１２は、ＭＯＳＦＥＴトランジスタＳＷ１のドレイン−ソースをわたって電流源５３２へ接続されてよく、ＭＯＳＦＥＴトランジスタＳＷ１のゲートは、信号発生器ＧＥＮ１  ５２５によって生成されるＰＷＭ信号ＶＧＡＴＥ１を受信するよう配置されてよい。当然ながら、この配置は、スイッチＳＷ１が信号ＶＧＡＴＥ１のデューティサイクルと同じか又は類似しているデューティサイクルを信号ＰＷＲ１に与えることをもたらし得る。信号ＶＧＡＴＥ１のデューティサイクルは、図３に示されるように、制御信号ＶＣＴＲＬ１の大きさ（例えば、レベル）に依存してよい。
【００２９】
ライトエンジン５３０は、第２チャンネル５２３上で光源５１４へ供給される第２ＰＷＭ信号ＰＷＲ２を使用することによって光源５１４を駆動するよう動作可能であってよい。信号ＰＷＲ２は、第２信号発生器ＧＥＮ２  ５２６及び第２スイッチＳＷ２を使用することによって生成されてよい。発生器ＧＥＮ２  ５２６は、図２に関連して説明されるＰＷＭ発生器２００と同じか又は類似してよく、それはカットオフ電圧Ｖｃ２を有してよい。信号発生器ＧＥＮ２  ５２６のカットオフ電圧Ｖｃ２は、信号発生器ＧＥＮ１  ５２５のカットオフ電圧Ｖｃ１と同じか又は異なり得る。スイッチＳＷ２は、ＭＯＳＦＥＴトランジスタであってよい。光源５１４は、ＭＯＳＦＥＴトランジスタＳＷ２のドレイン−ソースをわたって電流源５３２へ接続されてよく、ＭＯＳＦＥＴトランジスタＳＷ２のゲートは、信号発生器ＧＥＮ２  ５２６によって生成されるＰＷＭ信号ＶＧＡＴＥ２を受信するよう配置されてよい。当然ながら、この配置は、スイッチＳＷ２が信号ＶＧＡＴＥ２のデューティサイクルと同じか又は類似しているデューティサイクルを信号ＰＷＲ２に与えることをもたらし得る。信号ＶＧＡＴＥ２のデューティサイクルは、図３に示されるように、制御信号ＶＣＴＲＬ２の大きさ（例えば、レベル）に依存してよい。
【００３０】
制御信号ＶＣＴＲＬ２は電圧信号であってよい。更には、上記の通りに、信号ＶＣＴＲＬ１及びＶＲＥＦも電圧信号であってよい。これに関連して、制御信号ＶＣＴＲＬ２は、基準信号ＶＲＥＦの電圧から第１制御信号ＶＣＴＲＬ１の電圧を減じることによって生成されてよい。例えば、基準電圧信号ＶＲＥＦが１０Ｖであり、制御信号ＶＣＴＲＬ１が３Ｖであるとき、制御信号ＶＣＴＲＬ２は７Ｖに等しくなる。制御信号ＶＣＴＲＬ２は、電圧減算回路ＳＵＢ１を用いて生成されてよい。減算回路ＳＵＢ１は、電圧減算器として動作するよう構成される演算増幅器（オペアンプ）５４０を含んでよい。更に、減算回路ＳＵＢ１は、抵抗器５５２、５５４、５５６及び５５８を含んでよい。抵抗器５５２及び５５４は両方とも、抵抗Ｒ２を有してよい。抵抗器５５６及び５５８は両方とも、抵抗Ｒ１を有してよい。抵抗Ｒ２は、抵抗Ｒ１と同じか又は異なってよい。抵抗器５５２は、図示されるように、オペアンプ５４０の出力端子と反転入力端子との間に配置されてよい。抵抗器５５４は、オペアンプ５４０の非反転入力端子と接地との間に結合されてよい。抵抗器５５６は、オペアンプ５４０の反転端子と制御信号インターフェイス５２０との間に結合されてよい。抵抗器５５８は、オペアンプ５４０の非反転端子と制御基準電圧発生器５３６との間に結合されてよい。動作中、オペアンプ５４０は、（ｉ）制御信号ＶＣＴＲＬ１を第１入力として受信し、（ｉｉ）基準信号ＶＲＥＦを第２入力として受信し、制御信号ＶＣＴＲＬ１及び基準信号ＶＲＥＦに基づいて制御信号ＶＣＴＲＬ２を生成し得る。制御信号ＶＣＴＲＬ２の大きさは、次の式２によって表され得る：
ＶＣＴＲＬ２＝（ＶＲＥＦ−ＶＣＴＲＬ１）×（Ｒ２／Ｒ１）      式２
【００３１】
ライトエンジン５３０は、第３チャンネル５２４上で光源５１６へ供給される第３ＰＷＭ信号ＰＷＲ３を使用することによって光源５１６を駆動するよう動作可能であってよい。信号ＰＷＲ３は、第３信号発生器ＧＥＮ３及び第３スイッチＳＷ３を使用することによって生成されてよい。スイッチＳＷ３は、ＭＯＳＦＥＴトランジスタであってよい。光源５１６は、ＭＯＳＦＥＴトランジスタＳＷ３のドレイン−ソースをわたって電流源５３２へ接続されてよく、ＭＯＳＦＥＴトランジスタＳＷ３のゲートは、信号発生器ＧＥＮ３によって生成されるＰＷＭ信号ＶＧＡＴＥ３を受信するよう配置されてよい。当然ながら、この配置は、スイッチＳＷ３が信号ＶＧＡＴＥ３のデューティサイクルと同じか又は類似しているデューティサイクルを信号ＰＷＲ３に与えることをもたらし得る。信号ＶＧＡＴＥ３は、信号ＶＧＡＴＥ１及びＶＧＡＴＥ２に基づいて発生器ＧＥＮ３によって生成されてよい。いくつかの実施で、信号発生器ＧＥＮ３は、ＮＯＲゲートを含んでよい。図５に表されているように、ＮＯＲゲートは、信号ＶＧＡＴＥ１及びＶＧＡＴＥ２を入力として受信し、信号ＶＧＡＴＥ１及びＶＧＡＴＥ２に対してＮＯＲ演算を実行することによって信号ＶＧＡＴＥ３を生成し得る。
【００３２】
図６Ａ〜Ｂに表されているように、（ｉ）電圧信号ＶＲＥＦの値（例えば、レベル）、（ｉｉ）信号発生器ＧＥＮ１  ５２５のカットオフ電圧Ｖｃ１の値（例えば、レベル）、及び（ｉｉｉ）信号発生器ＧＥＮ２  ５２６のカットオフ電圧Ｖｃ２の値（例えば、レベル）、のうちの１つ以上は、信号ＶＧＡＴＥ１及びＶＧＡＴＥ２のうちの一方のみが如何なる所与の時点でも論理ハイにあるように選択され得る。これは、電流源５３２からの電流が如何なる所与の時点でも１つのチャンネル（光源５１２〜５１６の中のただ１つ）へしか分流され得ないように、必要とされ得る。いくつかの実施で、如何なる所与の時点でも電流源５３２からただ１つのチャンネルへ電流を分流することは、光源５１２〜５１６の輝度に対するより正確な制御を可能にし得るということで、有利であり得る。
【００３３】
いくつかの実施で、図６Ａ〜Ｂに表されているように、信号ＶＧＡＴＥ１及びＶＧＡＴＥ２のうちの一方は、０％のデューティサイクルを常に有し得るが、他方は、０％よりも大きいデューティサイクルを有し得る。かような場合に、信号ＶＧＡＴＥ３は、ＶＧＡＴＥ１及びＶＧＡＴＥ２のうちの、デューティサイクルが大きい所与の一方を反転させることによって、生成されてよい。結果として、ＶＧＡＴＥ１及びＶＧＡＴＥ２のうちの、デューティサイクルが大きい所与の一方と、信号ＶＧＡＴＥ３とのデューティサイクルの和は、１００％に等しくなる。簡潔に言えば、図６Ａ〜Ｂの例では、信号ＶＧＡＴＥ３は、信号ＶＧＡＴＥ１及びＶＧＡＴＥ２のうちの一方の反転である。本開示の態様に従って、１つのＰＷＭ信号は、その値が他のＰＷＭ信号の逆値であるときに、他のＰＷＭ信号の反転である。例えば、図６Ａに示されるように、信号ＶＧＡＴＥ３は、信号ＶＧＡＴＥ１が論理ローであるときには常に論理ハイにあり、その逆も同様であるから、信号ＶＧＡＴＥ１の反転であると見なされ得る。
【００３４】
簡潔に言えば、いくつかの実施で、ライトエンジン５３０は、電流源５３２によって生成される電流を３つのパルス幅変調チャンネル（例えば、ＰＷＲ１、ＰＷＲ２、ＰＷＲ３）に導いてよく、それらのデューティサイクルの和は一貫している。この効果は、（ｉ）信号ＶＧＡＴＥ１及びＶＧＡＴＥ２のうちの一方しか如何なる所与の時点でも論理ハイにないことを確かにすることと、（ｉｉ）信号ＶＧＡＴＥ３が、信号ＶＧＡＴＥ１及びＶＧＡＴＥ２のうちの、デューティサイクルが大きい一方の反転であることを確かにすることとによって、達成され得る。電流源５３２からの電流をこのようにして分流することは、光源５１２〜５１６からの光出力の輝度に対するより正確な制御を実現することを助け得る。
【００３５】
上記の通りに、ライトエンジン５３０の動作は、基準信号ＶＲＥＦの大きさ、信号発生器ＧＥＮ１  ５２５のカットオフ電圧Ｖｃ１、信号発生器ＧＥＮ２  ５２６のカットオフ電圧Ｖｃ２、及び比Ｒ２／Ｒ１、のうちの１つ以上に依存し得る。本開示は、基準信号ＶＲＥＦの大きさ、信号発生器ＧＥＮ１  ５２５のカットオフ電圧Ｖｃ１、信号発生器ＧＥＮ２  ５２６のカットオフ電圧Ｖｃ２、及び比Ｒ２／Ｒ１、の如何なる特定の値にも制限されない。これらの変数のいずれの値も、照射システム５００の種々の構成において様々であってよく、それは、所望の設計仕様に従って選択されてよい。
【００３６】
制御信号ＶＣＴＲＬ１は、上記の通りに、照明器具５１０によって出力される光の所望のＣＣＴ（及び／又は色）を示すユーザ入力に応答して、制御信号インターフェイス５２０によって生成されてよい。よって、制御信号ＶＣＴＲＬ１は、照明器具５１０から発せられる光の所望のＣＣＴ（及び／又は色）を示す電圧信号であってよい。
【００３７】
制御信号ＶＣＴＲＬ１は、いつ光源５１２がオフされるかを決定してよい。より具体的には、制御信号ＶＣＴＲＬ１の大きさが信号発生器ＧＥＮ１  ５２５のカットオフ電圧Ｖｃ１を超える場合に、光源５１２はオフされ得る。基準信号ＶＲＥＦは、いつ光源５１６がオンされるかを決定してよい。基準信号ＶＲＥＦの値が、信号発生器ＧＥＮ１  ５２５のカットオフ電圧Ｖｃ１の２倍よりも低い場合に、光源５１４は、光源５１２がオフされる前にオンされ得る。対照的に、基準信号ＶＲＥＦの値が、信号発生器ＧＥＮ１  ５２５のカットオフ電圧Ｖｃ１の２倍よりも高い場合に、光源５１４は、光源５１２がオフされた後にオンされ得る。同様に、信号ＶＲＥＦが信号発生器ＧＥＮ１  ５２５のカットオフ電圧Ｖｃ１の２倍に等しい場合に、光源５１４は、光源５１２がオフされるのと同時にオンされ得る。
【００３８】
比Ｒ２／Ｒ１は、信号ＶＣＴＲＬ１の変化に応答して光源５１４の輝度が変化する割合を決定してよい。これは、転じて、ユーザ入力に対する照射システム５００の応答性に作用し得る。上記の通りに、いくつかの実施で、光源５１４は、冷白色光源であってよく、制御信号ＶＣＴＲＬ１は、ユーザがノブを回すことに応答して制御信号インターフェイス５２０によって生成されてよい。かような場合に、比Ｒ２／Ｒ１が高い場合に、照射システム５００の光出力は、ノブが回されると、更に急に冷たくなる。対照的に、比Ｒ２／Ｒ１が低い場合に、照射システム５００の光出力は、ノブが動かされると、更にゆっくりと冷たくなる。
【００３９】
図７は、ライトエンジン５３０の１つの可能な構成に従って、図５の照射システム５００の動作を表すプロット７００を示す。この構成では、信号発生器ＧＥＮ１  ５２５のカットオフ電圧Ｖｃ１は、信号発生器ＧＥＮ２  ５２６のカットオフ電圧ＶＣ２と同じであり、基準信号ＶＲＥＦの大きさは、カットオフ電圧Ｖｃ１の２倍に等しい。プロット７００は、信号ＰＷＲ１、ＰＷＲ２及びＰＷＲ３の夫々の各々のデューティサイクルと制御信号ＶＣＴＲＬ１との間の関係を示す。更に、プロット７００は、照射システム５００が少なくとも５つの動作状態を有し得ること表す。ここで、動作状態は、状態Ｓ０〜Ｓ４として列挙される。
【００４０】
照射システム５００は、制御信号ＶＣＴＲＬ１が０Ｖに等しい（ＶＣＴＲＬ１＝０Ｖ）場合に、状態Ｓ０にあってよい。照射システム５００が状態Ｓ０にある場合に、光源５１２は（最大容量で）オンされ得、光源５１４及び５１６はオフされ得る。
【００４１】
照射システム５００は、制御信号ＶＣＴＲＬ１が０Ｖよりも大きくかつ信号発生器ＧＥＮ１  ５２５のカットオフ電圧Ｖｃ１よりも小さい（０＜ＶＣＴＲＬ１＜Ｖｃ１）場合に、状態Ｓ１にあってよい。照射システム５００が状態Ｓ１にある場合に、光源５１２及び５１６はオンされ得、光源５１４はオフされ得る。
【００４２】
照射システム５００は、制御信号ＶＣＴＲＬ１が信号発生器ＧＥＮ１  ５２５のカットオフ電圧ＶＣ１に等しい（ＶＣＴＲＬ１＝Ｖｃ１）場合に、状態Ｓ２にあってよい。照射システム５００が状態Ｓ２にある場合に、光源５１６は（最大容量で）オンされ得、光源５１２及び５１４はオフされ得る。
【００４３】
照射システム５００は、制御信号ＶＣＴＲＬ１が信号発生器ＧＥＮ１  ５２５のカットオフ電圧ＶＣ１よりも大きくかつ基準信号ＶＲＥＦよりも小さい（Ｖｃ１＜ＶＣＴＲＬ１＜ＶＲＥＦ）場合に、状態Ｓ３にあってよい。照射システム５００が状態Ｓ３にある場合に、光源５１４及び５１６はオンされ得、光源５１２はオフされ得る。
【００４４】
照射システム５００は、制御信号ＶＣＴＲＬ１がＶＲＥＦ以上である（ＶＣＴＲＬ１≧ＶＲＥＦ）場合に、状態Ｓ４にあってよい。照射システム５００が状態Ｓ４にある場合に、光源５１４は（最大容量で）オンされ得、光源５１２及び５１６はオフされ得る。
【００４５】
図８は、ライトエンジン５３０の他の可能な構成に従って、図５の照射システム５００の動作を表すプロット８００を示す。この構成では、信号発生器ＧＥＮ１  ５２５のカットオフ電圧Ｖｃ１は、信号発生器ＧＥＮ２  ５２６のカットオフ電圧ＶＣ２と同じであり、基準信号ＶＲＥＦの大きさは、カットオフ電圧Ｖｃ１の２倍よりも大きい。プロット８００は、信号ＰＷＲ１、ＰＷＲ２及びＰＷＲ３の夫々の各々のデューティサイクルと制御信号ＶＣＴＲＬ１との間の関係を示す。更に、プロット８００は、照射システム５００が少なくとも５つの動作状態を有し得ること表す。ここで、動作状態は、状態Ｓ０〜Ｓ４として列挙される。
【００４６】
照射システム５００は、制御信号ＶＣＴＲＬ１が０Ｖに等しい（ＶＣＴＲＬ１＝０Ｖ）場合に、状態Ｓ０にあってよい。照射システム５００が状態Ｓ０にある場合に、光源５１２は（最大容量で）オンされ得、光源５１４及び５１６はオフされ得る。
【００４７】
照射システム５００は、制御信号ＶＣＴＲＬ１が０Ｖよりも大きくかつ信号発生器ＧＥＮ１  ５２５のカットオフ電圧Ｖｃ１よりも小さい（０＜ＶＣＴＲＬ１＜Ｖｃ１）場合に、状態Ｓ１にあってよい。照射システム５００が状態Ｓ１にある場合に、光源５１２及び５１６はオンされ得、光源５１４はオフされ得る。
【００４８】
照射システム５００は、制御信号ＶＣＴＲＬ１が信号発生器ＧＥＮ１  ５２５のカットオフ電圧ＶＣ１以上でありかつＶｍ以下である（Ｖｃ１≦ＶＣＴＲＬ１≦Ｖｍ）場合に、状態Ｓ２にあってよい。照射システム５００が状態Ｓ２にある場合に、光源５１６は（最大容量で）オンされ得、光源５１２及び５１４はオフされ得る。いくつかの実施で、値Ｖｍは、次の式３によって定義され得る：
Ｖｍ＝ＶＲＥＦ−Ｖｃ２×（Ｒ１／Ｒ２）      式３
【００４９】
照射システム５００は、制御信号ＶＣＴＲＬ１がＶｍよりも大きくかつ基準信号ＶＲＥＦよりも小さい（Ｖｍ＜ＶＣＴＲＬ１＜ＶＲＥＦ）場合に、状態Ｓ３にあってよい。照射システム５００が状態Ｓ３にある場合に、光源５１４及び５１６はオンされ得、光源５１２はオフされ得る。従って、Ｖｍは、光源５１４がオンされる制御信号ＶＣＴＲＬ１の値であり得る。
【００５０】
照射システム５００は、制御信号ＶＣＴＲＬ１がＶＲＥＦ以上である（ＶＣＴＲＬ１≧ＶＲＥＦ）場合に、状態Ｓ４にあってよい。照射システム５００が状態Ｓ４にある場合に、光源５１４は（最大容量で）オンされ得、光源５１２及び５１６はオフされ得る。
【００５１】
図９は、図８に関連して説明される照射システム５００の構成に従って、制御信号ＶＣＴＲＬ１及びＶＣＴＲＬの間の関係を表すプロット９００を示す。図示されるように、制御信号ＶＣＴＲＬ１が信号発生器ＧＥＮ１  ５２５のカットオフ電圧ＶＣ１の値に達すると、光源５１２はオフされ、光源５１６は１００％輝度に達し得る。制御信号ＶＣＴＲＬ１が値Ｖｍを上回ると、光源５１６の輝度は下がり始め得る。更に、Ｖｃ１からＶｍの間にあるＶＣＴＲＬ１の値の場合に、光源５１６は最大輝度で動作し、光源５１２及び５１４はオフされ得る。
【００５２】
プロット７００及びプロット８００は、照射システム５００が、照射システム５００から発せられる光の全輝度に影響を及ぼさずに、照射システム５００によって生成される光出力の色及び／又はＣＣＴを変えることをユーザに可能にし得る、ことを表す。この概念は、プロット７００及び８００で表されている。プロット７００及び８００で表されているように、信号ＰＷＲ１及びＰＷＲ２を表す線は、信号ＰＷＲ２を表す線の勾配とは、大きさは等しいが符号が逆である勾配を有し得る。これは、光源５１２及び光源５１４のうちの一方の輝度の低下が光源５１６の輝度の同等の増大に一致し、その逆も同様であり得ることを暗示する。よって、いくつかの実施で、照射システム５００の光出力のＣＣＴ（又は色）が（制御信号ＶＣＴＲＬ１の変化の結果として）変化する場合に、その変化は、照射システム５００の光出力の輝度の如何なる増低減も伴わずに起こり得る。
【００５３】
図１０は、本開示の態様に従うプロセスの例のフローチャートである。いくつかの実施で、プロセス１０００の全てのステップは、図１０で与えられている参照番号の順序に基づき一斉に実行されてよい。代替的に、いくつかの実施で、プロセス１０００の一部又は全てのステップは、例えば、図１０で与えられているフロー矢印によって説明されるように、順に実行されてよい。プロセス１０００は、照射システム１００、照射システム５００、及び／又はあらゆる他の適切なタイプの電子デバイスによって実行されてもよい。例えば、いくつかの実施で、プロセス１０００のステップの少なくとも一部は、マイクロプロセッサ（例えば、ＡＲＭベースのプロセッサ、Ａｒｄｕｉｎｏベースのプロセッサ、など）のような処理回路を用いて実行されてよい。追加的に、代替的に、いくつかの実施で、プロセス１０００のステップの少なくとも一部は、図５に示されるもののような電子回路を使用することによって実行されてよい。
【００５４】
ステップ１０１０で、光出力の所望のＣＣＴ及び／又は所望の色を示す第１制御信号が受信される。制御信号は、制御信号インターフェイス１１０又は５２０のような制御信号インターフェイスから受信されてよい。いくつかの実施で、制御信号は、制御信号ＶＣＴＲＬ１のような電圧信号であってよい。いくつかの実施で、制御信号は、所望のＣＣＴ及び／又は色を示す数字又は英数字列のデジタル表現であってよい。ステップ１０２０で、基準信号が生成される。いくつかの実施で、基準信号は、信号ＶＲＥＦのような電圧信号であってよい。追加的に、又は代替的に、いくつかの実施で、基準信号は、数字及び英数字列のデジタル表現であってよい。ステップ１０３０で、基準信号及び第１制御信号のうちの少なくとも１つに基づいて、第２制御信号が生成される。いくつかの実施で、第２制御信号は、基準信号から第１制御信号を減じることによって生成されてよい。
【００５５】
ステップ１０４０で、第１制御信号に基づいて、第１ＰＷＭ信号が生成される。いくつかの実施で、第１ＰＷＭ信号は、第１制御信号に基づくデューティサイクルを有してよい。いくつかの実施で、第１ＰＷＭ信号のデューティサイクルは、第１制御信号の大きさに比例（例えば、第１制御信号のレベルに比例）してよい。
【００５６】
ステップ１０５０で、第２ＰＷＭ信号が生成される。いくつかの実施で、第２ＰＷＭ信号のデューティサイクルは、第１制御信号及び基準信号のうちの少なくとも１つに基づいて生成されてよい。追加的に、又は代替的に、いくつかの実施で、第２ＰＷＭ信号は、第２制御信号に基づき生成されてよい。追加的に、又は代替的に、いくつかの実施で、第２ＰＷＭ信号は、第２制御信号の大きさに比例するデューティサイクルを有してよい。
【００５７】
ステップ１０６０で、第１ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号のうちの少なくとも１つに基づいて、第３ＰＷＭ信号が生成される。いくつかの実施で、第３ＰＷＭ信号は、第１ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号の夫々とは異なるデューティサイクルを有してよい。いくつかの実施で、第３ＰＷＭ信号は、第１ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号のうちの、デューティサイクルが大きい方の信号を反転させることによって、生成されてもよい。追加的に、又は代替的に、いくつかの実施で、第３ＰＷＭ信号は、第１ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号に対してＮＯＲ演算を実行することによって生成されてもよい。
【００５８】
ステップ１０７０で、第１光源は、第１ＰＷＭ信号に基づいて制御される。第１光源は、１つ以上のＬＥＤ及び／又はあらゆる他の適切なタイプの光源を含んでよい。いくつかの実施で、第１光源を制御することは、第１ＰＷＭ信号に基づいて第１光源をオンすること及び／又はオフすることを含んでよい。追加的に、又は代替的に、いくつかの実施で、第１光源を制御することは、第１光源の輝度を増大及び／又は低減することを含んでもよい。追加的に、又は代替的に、いくつかの実施で、第１光源を制御することは、第１ＰＷＭ信号に基づいて、第１光源の電流のフローを制御するスイッチの状態を変えることを含んでもよい。
【００５９】
ステップ１０８０で、第２光源は、第２ＰＷＭ信号に基づいて制御される。第２光源は、１つ以上のＬＥＤ及び／又はあらゆる他の適切なタイプの光源を含んでよい。いくつかの実施で、第２光源を制御することは、第２ＰＷＭ信号に基づいて第２光源をオンすること及び／又はオフすることを含んでよい。追加的に、又は代替的に、いくつかの実施で、第２光源を制御することは、第２光源の輝度を増大及び／又は低減することを含んでもよい。追加的に、又は代替的に、いくつかの実施で、第２光源を制御することは、第２ＰＷＭ信号に基づいて、第２光源の電流のフローを制御するスイッチの状態を変えることを含んでもよい。
【００６０】
ステップ１０９０で、第３光源は、第３ＰＷＭ信号に基づいて制御される。第３光源は、１つ以上のＬＥＤ及び／又はあらゆる他の適切なタイプの光源を含んでよい。いくつかの実施で、第３光源を制御することは、第３ＰＷＭ信号に基づいて第３光源をオンすること及び／又はオフすることを含んでよい。追加的に、又は代替的に、いくつかの実施で、第３光源を制御することは、第３光源の輝度を増大及び／又は低減することを含んでもよい。追加的に、又は代替的に、いくつかの実施で、第３光源を制御することは、第３ＰＷＭ信号に基づいて、第３光源の電流のフローを制御するスイッチの状態を変えることを含んでもよい。
【００６１】
図１〜１０は、単に一例として与えられている。図５の例で、スイッチＳＷ１及びＳＷ２は、ＭＯＳＦＥＴトランジスタとして実装されているが、ソリッドステートリレー、ＰＭＯＳトランジスタなどの、如何なる適切なタイプのスイッチも、代わりに使用されてよい。図５の例で、減算器ＳＵＢ１は、オペアンプを用いて実装されているが、如何なる適切なタイプの電子回路も、減算器を実装するために代わりに使用されてよい。図３の例で、発生器ＧＥＮ３は、ＮＯＲゲートを用いて実装されているが、如何なる他の適切なタイプの回路も、代わりに使用されてよい。例えば、信号発生器ＧＥＮ３は、ＯＲゲート及び１つ以上のインバータなどを使用することによって実装されてもよい。これらの図に関連して説明されている要素の少なくとも一部は、異なる順序で配置され、組み合わされ、かつ／あるいは、完全に削除されてもよい。
【００６２】
図１１は、一実施形態に従う集積ＬＥＤ照明システムのためのエレクトロニクスボード３１０の上面図である。代替の実施形態では、２つ以上のエレクトロニクスボードがＬＥＤ照明システムのために使用されてもよい。例えば、ＬＥＤアレイは、別個のエレクトロニクスボード上にあってよく、あるいは、センサモジュールが、別のエレクトロニクスボード上にあってもよい。表されている例において、エレクトロニクスボード３１０は、電力モジュール３１２と、センサモジュール３１４と、接続及び制御モジュール３１６と、基板３２０へのＬＥＤアレイの取り付けのために用意されたＬＥＤ取り付け領域３１８とを含む。図１１の電力モジュール３１２は、本明細書で開示されるライトエンジン（例えば、ライトエンジン５３０）を含んでよい。
【００６３】
基板３２０は、電気部品、電子部品及び／又は電子モジュールを機械的に支持し、トラック、トレース、パッド、ビア、及び／又はワイヤなどの導電性コネクタを用いてそれらへの電気結合を提供することができる如何なるボードであってもよい。基板３２０は、複合誘電体材料などの非導電性材料の１つ以上の層の間又はその上に配置された１つ以上のメタライゼーション層を含んでよい。電力モジュール３１２は、電気的及び／又は電子的要素を含んでよい。例となる実施形態では、電力モジュール３１２は、ＡＣ／ＤＣ変換回路、ＤＣ／ＤＣ変換回路、ディマー回路、及びＬＥＤドライバ回路を含む。
【００６４】
センサモジュール３１４は、ＬＥＤアレイが実装されるべきである用途のために必要とされるセンサを含んでよい。センサの例には、光学センサ（例えば、ＩＲセンサ及び画像センサ）、モーションセンサ、熱センサ、機械センサ、近接センサ、又はタイマがある。例として、街灯、一般的な照明、及び園芸用照明用途におけるＬＥＤは、ユーザの存在の検出、検出された周囲光条件、検出された気象条件、又は日中／夜間などの多種多様なセンサ入力に基づいてオン／オフ及び／又は調整されてよい。これは、例えば、光出力の強さ、光出力の形状、光出力の色を調整すること、及び／又はエネルギを節約するよう光をオン若しくはオフすることを含んでよい。ＡＲ／ＶＲ用途については、モーションセンサが、ユーザの動きを検出するために使用されることがある。モーションセンサはそれ自体が、ＩＲ検出器ＬＥＤなどのＬＥＤであってよい。他の例として、カメラフラッシュ用途については、画像及び／又は他の光学センサ若しくはピクセルが、フラッシュ照明の色、強度照射パターン、及び／又は形状が最適に較正され得るように、捕捉されるシーンの照明を測定するために使用されてよい。代替の実施形態では、エレクトロニクスボード３１０はセンサモジュールを含まない。
【００６５】
接続及び制御モジュール３１６は、システムマイクロコントローラと、外部デバイスから制御入力を受けるよう構成された任意のタイプの有線又は無線モジュールとを含んでよい。例として、無線モジュールは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｚ−ｗａｖｅ、メッシュ（mesh）、Ｗｉ−Ｆｉ、近距離通信（ＮＦＣ）及び／又はピア・ツー・ピアモジュールが使用され得ることを含んでよい。マイクロコントローラは、ＬＥＤ照明システムに組み込まれてよく、有線若しくは無線モジュール又はＬＥＤシステム内の他のモジュールからの入力（例えば、センサデータ及びＬＥＤモジュールからフィードバックされるデータ）を受信し、それに基づいて他のモジュールへ制御信号を供給するよう構成されるか又は構成可能である任意のタイプの特定目的コンピュータ又はプロセッサであってよい。本明細書で開示される制御信号インターフェイス１１０は、マイクロコントローラの部分であってよく、あるいは、マイクロコントローラとの間で入出力を受け渡ししてもよい。特定目的プロセッサによって実施されるアルゴリズムは、特定目的プロセッサによる実行のために非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に組み込まれたコンピュータプログラム、ソフトウェア、又はファームウェアにおいて実施されてよい。非一時的なコンピュータ可読記憶媒体の例には、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、及び半導体メモリデバイスがある。メモリは、マイクロコントローラの部分として含まれてよく、あるいは、エレクトロニクスボード３１０上に又は外にどこでも実装されてよい。
【００６６】
本明細書で使用される語「モジュール」は、１つ以上のエレクトロニクスボード３１０に半田付けされ得る個別の回路ボード上に配置された電気及び／又は電子部品を指し得る。なお、語「モジュール」はまた、類似した機能を提供するが、同じ領域において又は異なる領域において１つ以上の回路ボードに個々に半田付けされ得る電気及び／又は電子部品を指すこともある。
【００６７】
図１２Ａは、一実施形態において、ＬＥＤデバイス取り付け領域３１８でＬＥＤアレイ４１０が基板３２０に取り付けられているエレクトロニクスボード３１０の上面図である。エレクトロニクスボード３１０は、ＬＥＤアレイ４１０とともに、ＬＥＤ照明システム４００Ａに相当する。その上、電力モジュール３１２は、Ｖｉｎ４９７で入力される電圧と、接続及び制御モジュール３１６からトレース４１８Ｂを経由した制御信号とを受け、トレース４１８Ａを介してＬＥＤアレイ４１０へ駆動信号を供給する。ＬＥＤアレイ４１０は、電力モジュール３１２からの駆動信号によりオン及びオフされる。図１２Ａに示される実施形態において、接続及び制御モジュール３１６は、センサモジュール３１４からトレース４１８Ｃを介してセンサ信号を受信する。図１２Ａの電力モジュール３１２は、本明細書で開示されるライトエンジン（例えば、図５のライトエンジン５３０）を含んでよく、本明細書で開示されるＰＷＭ信号をＬＥＤアレイ４１０内のＬＥＤへ供給し得る。
【００６８】
図１２Ｂは、電子部品が回路ボード４００の２つの面に実装されている２チャンネル集積ＬＥＤ照明システムの一実施形態を表す。図１２Ｂに表されているように、ＬＥＤ照明システム４００Ｂは、ディマー信号及びＡＣ電力信号を受けるための入力部を備えた第１表面４４５Ａを含み、その上には、ＡＣ／ＤＣコンバータ回路４１２が実装されている。ＬＥＤ照明システム４００Ｂは第２表面４４５Ｂを含み、その上には、ディマーインターフェイス回路４１５と、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路４４０Ａ及び４４０Ｂと、マイクロコントローラ４７２を備えた接続及び制御モジュール４１６（本例では無線モジュール）と、ＬＥＤアレイ４１０とが実装されている。ＬＥＤアレイ４１０は、２つの独立したチャンネル４１１Ａ及び４１１Ｂによって駆動される。代替の実施形態では、単一のチャンネルが、ＬＥＤアレイへ駆動信号を供給するために使用されてよく、あるいは、任意数の多数のチャンネルが、ＬＥＤアレイへ駆動信号を供給するために使用されてもよい。例えば、図１２Ｅは、３つのチャンネル（例えば、本明細書で開示される図５のチャンネル５２２、５２３及び５２４）を有しているＬＥＤ照明システム４００Ｄを表し、以下で更に詳細に記載される。
【００６９】
ＬＥＤアレイ４１０は、ＬＥＤデバイスの２つのグループを含んでよい。例となる実施形態では、グループＡのＬＥＤデバイスは、第１チャンネル４１１Ａへ電気的に結合され、グループＢのＬＥＤデバイスは、第２チャンネル４１１Ｂへ電気的に結合される。２つのＤＣ−ＤＣコンバータ４４０Ａ及び４４０Ｂの夫々は、ＬＥＤアレイ４１０内の各々のＬＥＤグループＡ及びＢを駆動するために、夫々単一のチャンネル４１１Ａ及び４１１Ｂを介して各々の駆動電流を供給し得る。一方のＬＥＤグループ内のＬＥＤは、第２のＬＥＤグループ内のＬＥＤとは異なる色点を有する光を発するよう構成されてよい。ＬＥＤアレイ４１０によって発せられる光の複合色点の制御は、夫々単一のチャンネル４１１Ａ及び４１１Ｂを介して個々のＤＣ−ＤＣコンバータ回路４４０Ａ及び４４０Ｂによって印加される電流及び／又はデューティサイクルを制御することによって範囲内で調整されてよい。図１２Ｂに示される実施形態はセンサモジュール（図１１及び図１２Ａに記載）を含まないが、代替の実施形態はセンサモジュールを含んでもよい。
【００７０】
表されている集積ＬＥＤ照明システム４００Ｂは、ＬＥＤアレイ４１０及びＬＥＤアレイ４１０を作動させる回路が単一のエレクトロニクスボード上に設けられている集積システムである。回路ボード４９９の同じ面上のモジュール間の接続は、トレース４３１、４３２、４３３、４３４、及び４３５又はメタライゼーション（図示せず）などの表面又は表面下の相互接続によって、例えば、モジュール間で電圧、電流、及び制御信号を交換するために、電気的に結合されてよい。回路ボード４９９の反対の面上のモジュール間の接続は、ビア及びメタライゼーション（図示せず）などの貫通ボード相互接続によって、電気的に結合されてよい。
【００７１】
図１２Ｃは、ＬＥＤアレイがドライバ及び制御回路とは別のエレクトロニクスボード上にあるＬＥＤ照明システムの実施形態を表す。ＬＥＤ照明システム４００Ｃは、ＬＥＤモジュール４９０とは別個のエレクトロニクスボード上にある電力モジュール４５２を含む。電力モジュール４５２は、第１エレクトロニクスボード上で、ＡＣ／ＤＣコンバータ回路４１２と、センサモジュール４１４と、接続及び制御モジュール４１６と、ディマーインターフェイス回路４１５と、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路４４０とを含んでよい。ＬＥＤモジュール４９０は、第２エレクトロニクスボード上で、埋め込み型ＬＥＤ較正及び設定データ４９３と、ＬＥＤアレイ４１０とを含んでよい。データ、制御信号、及び／又はＬＥＤドライバ入力信号４８５は、電力モジュール４５２とＬＥＤモジュール４９０との間で、それら２つのモジュールを電気的にかつ通信上結合し得るワイヤを介して交換されてよい。埋め込み型ＬＥＤ較正及び設定データ４９３は、ＬＥＤアレイ内のＬＥＤが駆動される方法を制御するために所与のＬＥＤ照明システム内の他のモジュールによって必要とされるあらゆるデータを含んでよい。一実施形態において、埋め込み型較正及び設定データ４９３は、例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を用いて、ドライバにＬＥＤグループＡ及びＢの夫々へ電力を供給するように指示する制御信号を生成又は変更するために、マイクロコントローラによって必要とされるデータを含んでよい。この例では、較正及び設定データ４９３は、例えば、使用される電力チャンネルの数、ＬＥＤアレイ４１０の全体によって供給される複合光の所望の色点、及び／又は各チャンネルへ供給すべくＡＣ／ＤＣコンバータ回路４１２によって供給される電力のパーセンテージに関して、マイクロコントローラ４７２に知らせてよい。
【００７２】
図１２Ｄは、ドライバ回路とは別個のエレクトロニクスボード上で一部のエレクトロニクスとともにＬＥＤアレイを有しているＬＥＤ照明システムのブロック図を表す。ＬＥＤシステム４００Ｄは、別個のエレクトロニクスボード上に位置している電力変換モジュール４８３及びＬＥＤモジュール４８１を含む。電力変換モジュール４８３は、ＡＣ／ＤＣコンバータ回路４１２、ディマーインターフェイス回路４１５、及びＤＣ−ＤＣコンバータ回路４４０を含んでよく、ＬＥＤモジュール４８１は、埋め込み型ＬＥＤ較正及び設定データ４９３と、ＬＥＤアレイ４１０と、センサモジュール４１４と、接続及び制御モジュール４１６とを含んでよい。電力変換モジュール４８３は、２つのエレクトロニクスボードの間の有線接続を介してＬＥＤドライバ入力信号４８５をＬＥＤアレイ４１０へ供給してよい。
【００７３】
図１２Ｅは、マルチチャンネルＬＥＤドライバ回路を示すＬＥＤ照明システム４００Ｅの例の図である。表されている例において、システム４００Ｅは、電力モジュール４５２と、埋め込み型ＬＥＤ較正及び設定データ４９３並びに３つのＬＥＤグループ４９４Ａ、４９４Ｂ及び４９４Ｃを含むＬＥＤモジュール４９１とを含む。電力モジュール４５２は、本明細書で開示されているライトエンジン５３０を含んでよく、それにより、電力モジュール４５２は、制御チャンネルを介して制御信号を受信してよく、かつ、ＬＥＤ／ＬＥＤグループへ電力を供給するよう３つのＰＷＭ信号を生成してよい。図１２Ｅには３つのＬＥＤグループが示されているが、当業者であれば、本明細書で記載される実施形態に従って、ＬＥＤグループの数はいくつでも使用されてよいと気付くだろう。更に、各グループ内の個々のＬＥＤは直列に配置されているが、それらは、いくつかの実施形態では、並列に配置されてもよい。
【００７４】
ＬＥＤアレイ４９４は、異なる色点を有している光を供給するＬＥＤのグループを含んでよい。例えば、ＬＥＤアレイ４９４は、第１ＬＥＤグループ４９４Ａによる暖白色光源、第２ＬＥＤグループ４９４Ｂによる冷白色光源、及び第３ＬＥＤグループ４９４Ｃによる昼白色光源を含んでよい。第１ＬＥＤグループ４９４Ａによる暖白色光源は、約２７００Ｋの相関色温度（ＣＣＴ）を有している白色光を供給するよう構成される１つ以上のＬＥＤを含んでよい。第２ＬＥＤグループ４９４Ｂによる冷白色光源は、約６５００ＫのＣＣＴを有している白色光を供給するよう構成される１つ以上のＬＥＤを含んでよい。第３ＬＥＤグループ４９４Ｃによる昼白色光源は、約４０００ＫのＣＣＴを有している光を供給するよう構成された１つ以上のＬＥＤを含んでよい。様々な白色ＬＥＤがこの例では記載されているが、一方で、当業者であれば、様々な全体色を有しているＬＥＤアレイ４９４から複合光出力を供給するように、本明細書で記載される実施形態に従って、他の色組み合わせが可能であると気付くだろう。
【００７５】
電力モジュール４５２は、３つの別々のチャンネル（図１２ＥでＬＥＤ１＋、ＬＥＤ２＋、及びＬＥＤ３＋と示される）を介してＬＥＤアレイ４９４へ電力を供給するよう構成され得る調整可能なライトエンジン（図示せず）を含んでよい。より具体的には、調整可能なライトエンジンは、第１チャンネルを介して暖白色光源のような第１ＬＥＤグループ４９４Ａへ第１ＰＷＭ信号を、第２チャンネルを介して第２ＬＥＤグループ４９４Ｂへ第２ＰＷＭ信号を、第３チャンネルを介して第３ＬＥＤグループ４９４Ｃへ第３ＰＷＭ信号を供給するよう構成されてよい。各々のチャンネルを介して供給される各信号は、対応するＬＥＤ又はＬＥＤグループに給電するために使用されてよく、信号のデューティサイクルは、各々のＬＥＤのオン及びオフ状態の全体の存続期間を決定し得る。オン及びオフ状態の存続期間は、存続期間に基づく光特性（例えば、相関色温度（ＣＣＴ）、色点又は輝度）を有し得る全体的な光効果をもたらし得る。動作中、調整可能なライトエンジンは、ＬＥＤアレイ４９４から所望の放射で複合光を供給するために各ＬＥＤグループの各々の光特性を調整するよう第１、第２、及び第３信号のデューティサイクルの相対的な大きさを変更してよい。上記の通りに、ＬＥＤアレイ４９４の光出力は、ＬＥＤグループ４９４Ａ、４９４Ｂ及び４９４Ｃの夫々からの光放射の組み合わせ（例えば、混合）に基づく色点を有し得る。
【００７６】
動作中、電力モジュール４５２は、ユーザ及び／又はセンサ入力に基づいて生成された制御入力を受け取り、制御入力に基づいて、ＬＥＤアレイ４９４によって出力される光の複合色を制御するように個々のチャンネルを介して信号を供給してよい。いくつかの実施形態において、ユーザは、ノブを回すこと又はスライダを動かすこと（ノブ又はスライダは、例えば、センサモジュールの部分であってよい）によって、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の制御のためにＬＥＤシステムへ入力を供給し得る。追加的に、又は代替的に、いくつかの実施形態では、ユーザは、所望の色の指示を無線モジュール（図示せず）へ伝えるためにスマートフォン及び／又は他の電子デバイスを用いて、ＬＥＤ照明システム４００Ｅへ入力を供給してもよい。
【００７７】
図１３は、アプリケーションプラットフォーム９６０と、ＬＥＤ照明システム９５２及び９５６と、オプティック９５４及び９５８とを含むシステム９５０を例示する。ＬＥＤ照明システム９５２は、矢印９６１ａから９６１ｂの間に示されている光ビーム９６１を生成する。ＬＥＤ照明システム９５６は、矢印９６２ａから９６２ｂの間の光ビーム９６２を生成してよい。図１３に示される実施形態において、ＬＥＤ照明システム９５２から発せられた光は、セカンダリオプティック９５４を通過し、ＬＥＤ照明システム９５６から発せられた光は、セカンダリオプティック９５８を通過する。代替の実施形態では、光ビーム９６１及び９６２は、如何なるセカンダリオプティックも通過しない。セカンダリオプティックは、１つ以上の光導波路であってよく、あるいは、それを含んでもよい。１つ以上の光導波路は、端面照光されてよく、あるいは、光導波路の内部端を画定する内部開口を備えてもよい。ＬＥＤ照明システム９５２及び／又は９５６は、それらが１つ以上の光導波路の内部端（内部開口型光導波路）又は外部端（端面照光型光導波路）に光を注入するように、１つ以上の光導波路の内部開口に挿入されてよい。ＬＥＤ照明システム９５２及び／又は９５６のＬＥＤは、光導波路の部分であるベースの周囲に配置されてよい。実施に従って、ベースは熱伝導性であってよい。実施に従って、ベースは、光導波路の上に配置されている放熱要素へ結合されてよい。放熱要素は、ＬＥＤによって発生した熱を熱伝導性ベースを経由して受け、受け取った熱を放散するよう配置されてよい。１つ以上の光導波路は、ＬＥＤシステム９５２及び９５６によって発せられた光が、所望の様態で（例えば、傾いて、面取り分布で、狭い分布で、広い分布で、角分布で、など）成形されることを可能にし得る。
【００７８】
例となる実施形態において、システム９５０は、カメラフラッシュシステム付き携帯電話、屋内住居用又は商用照明、街灯などの屋外照明、自動車、医療デバイス、ＡＲ／ＶＲデバイス、及びロボティックデバイスであってよい。図１２Ａに示される集積ＬＥＤ照明システム４００Ａ、図１２Ｂに示される集積ＬＥＤ照明システム４００Ｂ、図１２Ｃに示されるＬＥＤ照明システム４００Ｃ、及び図１２Ｄに示されるＬＥＤ照明システム４００Ｄは、例となる実施形態におけるＬＥＤ照明システム９５２及び９５６を表す。
【００７９】
例となる実施形態において、システム９５０は、カメラフラッシュシステム付き携帯電話、屋内住居用又は商用照明、街灯などの屋外照明、自動車、医療デバイス、ＡＲ／ＶＲデバイス、及びロボティックデバイスであってよい。図１２Ａに示される集積ＬＥＤ照明システム４００Ａ、図１２Ｂに示される集積ＬＥＤ照明システム４００Ｂ、図１２Ｃに示されるＬＥＤ照明システム４００Ｃ、及び図１２Ｄに示されるＬＥＤ照明システム４００Ｄは、例となる実施形態におけるＬＥＤ照明システム９５２及び９５６を表す。
【００８０】
アプリケーションプラットフォーム９６０は、本明細書で言及されているように、ライン９６５を介する電力バス又は他の適用可能な入力によりＬＥＤ照明システム９５２及び／又は９５６へ電力を供給してよい。更に、アプリケーションプラットフォーム９６０は、ＬＥＤ照明システム９５２及びＬＥＤ照明システム９５６の動作のためにライン９６５を介して入力信号を供給してよい。入力は、ユーザ入力／好み、検知読み出し、予めプログラムされた又は自律的に決定された出力、などに基づいてよい。１つ以上のセンサが、アプリケーションプラットフォーム９６０の筐体の中又は外にあってよい。
【００８１】
様々な実施形態において、アプリケーションプラットフォーム９６０のセンサ並びに／又はＬＥＤ照明システム９５２及び／若しくは９５６のセンサは、視覚データ（例えば、ＬＩＤＡＲデータ、ＩＲデータ、カメラにより集められたデータ、など）、オーディオデータ、距離に基づくデータ、運動データ、環境データ、など又はそれらの組み合わせといったデータを収集してよい。データは、物、個人、車両、などのような物理的なアイテム又はエンティティに関係があってよい。例えば、検知装置は、物理的なアイテム又はエンティティの検出に基づいて検出及びその後の動作に優先順位をつけ得るＡＤＡＳ／ＡＶに基づく応用のために、対象物近接データを収集してよい。データは、例えば、ＩＲ信号など、ＬＥＤ照明システム９５２及び／又は９５６によって光信号を発し、発せられた光信号に基づきデータを収集することに基づいて、収集されてよい。データは、データ収集のための光信号を発するコンポーネントとは異なるコンポーネントによって集められてもよい。例を続けると、検知装置は、自動車に配置されてよく、垂直共振器面発光レーザ（vertical-cavity  surface-emitting  laser，ＶＣＳＥＬ）を用いてビームを放ってよい。１つ以上のセンサが、発せられたビーム又は任意の他の適用可能な入力への応答を検知してよい。
【００８２】
例となる実施形態において、アプリケーションプラットフォーム９６０は、自動車に相当してよく、ＬＥＤ照明システム９５２及びＬＥＤシステム９５６は、自動車ヘッドライトに相当してよい。様々な実施形態で、システム９５０は、ＬＥＤが操縦可能な光を供給するよう選択的にアクティブにされ得る操縦可能光ビームを備えた自動車に相当してよい。例えば、ＬＥＤのアレイは、形状又はパターンを画定又は投影するか、あるいは、道路の選択された区間のみを照射するために、使用されてよい。例となる実施形態において、ＬＥＤ照明システム９５２及び／又は９５６内の赤外線カメラ又は検出器ピクセルは、照射を必要とする場面（道路、横断歩道、など）の部分を識別するセンサであってよい。
【００８３】
図１４Ａは、例となる実施形態におけるＬＥＤデバイス２０１の図である。ＬＥＤデバイス２０１は、基板２０２と、アクティブ層２０４と、波長変換層２０６と、プライマリオプティック２０８とを含んでよい。他の実施形態では、ＬＥＤデバイスは、波長変換層及び／又はプライマリオプティックを含まなくてもよい。個々のＬＥＤデバイス２０１は、上記のＬＥＤ照明システムのいずれかのようなＬＥＤ照明システム内のＬＥＤアレイに含まれてよい。
【００８４】
図１４Ａに示されるように、アクティブ層２０４は、基板２０２に隣接しており、励起される場合に光を発し得る。基板２０２及びアクティブ層２０４を形成するために使用される適切な材料には、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、シリコーンが含まれ、より具体的には、制限なしに、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂを含むＩＩＩ−Ｖ半導体、制限なしに、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅを含むＩＩ−ＶＩ半導体、Ｇｅ、Ｓｉ、ＳｉＣを含むＩＶ族半導体、及びそれらの混合又は合金から形成されてもよい。
【００８５】
波長変換層２０６は、アクティブ層２０４から離れていても、近くにあっても、あるいは、直ぐ上にあってもよい。アクティブ層２０４は、波長変換層２０６の中に光を発する。波長変換層２０６は、アクティブ層２０４によって発せされた光の波長を更に変更するよう働く。波長変換層を含むＬＥＤデバイスは、蛍光体変換ＬＥＤ（phosphor  converted  LED(s)，ＰＣＬＥＤ）としばしば称される。波長変換層２０６は、例えば、透明若しくは半透明のバインダ又はマトリクス内の蛍光体粒子、又は１つの波長の光を吸収し別の波長の光を発するセラミック蛍光体要素などの、如何なる発光材料も含んでよい。
【００８６】
プライマリオプティック２０８は、ＬＥＤデバイス２０１の１つ以上の層の上にあるか又はそれらの層を覆い、光がアクティブ層２０４及び／又は波長変換層２０６からプライマリオプティック２０８を通ることを可能にし得る。プライマリオプティック２０８は、１つ以上の層を保護するよう、かつ、少なくとも部分的に、ＬＥＤデバイス２０１の出力を成形するよう構成されたレンズ又はカプセルであってよい。プライマリオプティック２０８は、透明及び／又は半透明の材料を含んでよい。例となる実施形態において、プライマリオプティックを経由した光は、ランバート分布（Lambertian  distribution）パターンに基づき放射され得る。プライマリオプティック２０８の１つ以上の特性は、ランバート分布パターンとは異なる光分布パターンを生じるよう変更されてよいことが理解されるだろう。
【００８７】
図１４Ｂは、例となる実施形態において、セカンダリオプティック２１２とともに、ピクセル２０１Ａ、２０１Ｂ及び２０１Ｃを有するＬＥＤアレイ２１１を含む照明システム２２１の断面図を示す。ＬＥＤアレイ２１１は、各々の波長変換層２０６Ｂ、アクティブ層２０４Ｂ及び基板２０２Ｂを夫々含むピクセル２０１Ａ、２０１Ｂ及び２０１Ｃを含む。ＬＥＤアレイ２１１は、ウェハレベル加工技術を用いて製造されたモノリシックＬＥＤアレイ、サブ５００ミクロン寸法を有するマイクロＬＥＤ、などであってよい。ＬＥＤアレイ２１１内のピクセル２０１Ａ、２０１Ｂ及び２０１Ｃは、アレイセグメンテーションを用いて、あるいは、代替的に、ピック・アンド・プレース（pick  and  place）技術を用いて、形成されてよい。
【００８８】
ＬＥＤデバイス２００Ｂの１つ以上のピクセル２０１Ａ、２０１Ｂ及び２０１Ｃの間の空間２０３は、空隙を含んでよく、あるいは、接点（例えば、ｎ−コンタクト）となる金属材料などの材料によって満たされてもよい。
【００８９】
セカンダリオプティック２１２は、レンズ２０９及び導波路２０７の一方又は両方を含んでよい。セカンダリオプティックは、示されている例に従って説明されるが、例となる実施形態において、セカンダリオプティック２１２は、入来する光を広げるために（ダイバージェンスオプティック）、あるいは、入来する光を平行ビームに集めるために（コリメートオプティック）使用されてよい。例となる実施形態において、導波路２０７は、コンセントレータであってよく、放物形、円錐形、面取り形状、などのような、光を集めるための如何なる適用可能な形状も有してよい。導波路２０７は、入射光を反射するか又は向け直すために使用される誘電材料、メタライゼーション層、などによりコーティングされてよい。代替の実施形態では、照明システムは、次のもの：変換層２０６Ｂ、プライマリオプティック２０８Ｂ、導波路２０７及びレンズ２０９、のうちの１つ以上を含まなくてもよい。
【００９０】
レンズ２０９は、例えば、制限なしに、ＳｉＣ、酸化アルミニウム、ダイヤモンド、など又はそれらの組み合わせのような、如何なる適用可能な透明材料からも形成されてよい。レンズ２０９は、レンズ２０９に入力される光のビームを変更して、レンズ２０９からの出力ビームが所望の測光仕様を有効に満足するようにするために使用されてよい。更には、レンズ２０９は、例えば、ＬＥＤアレイ２１１のピクセル２０１Ａ、２０１Ｂ及び２０１Ｃの点灯及び／又は非点灯を決定することによって、１つ以上の審美的目的を果たし得る。
【００９１】
実施形態について詳細に記載してきたが、当業者ならば明らかなように、本明細書を鑑みて、発明概念の主旨を逸脱せずに、本明細書で記載されている実施形態は変更されてもよい。従って、本発明の範囲が、図示及び記載されている具体的な実施形態に制限されることは意図されない。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年7月20日(2020.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御チャンネルを介して電圧制御信号を供給するよう構成される制御信号インターフェイスと、
ライトエンジンと
を有し、
前記ライトエンジンは、
前記制御信号に基づき第１パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を第１チャンネルを介して供給するよう構成される第１信号発生部と、
前記制御信号に基づき第２ＰＷＭ信号を第２チャンネルを介して供給するよう構成される第２信号発生部と、
前記第１ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号に基づき第３ＰＷＭ信号を第３チャンネルを介して供給するよう構成される第３信号発生部と
を有し、
前記ライトエンジンは、前記第１ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号の一方のみが論理ハイ値にあり、同時に、前記第３ＰＷＭ信号が、前記第１ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号のうちの、デューティサイクルが大きい方の反転であるように、前記第１チャンネル、前記第２チャンネル及び前記第３チャンネルの各々のデューティサイクルの和に一貫性を持たせるよう構成される、システム。
【請求項２】
前記制御信号インターフェイスは、アクチュエータから入力を受けるよう通信上結合され、
前記ライトエンジンは、前記制御信号インターフェイスからユーザ入力を受けて、それに基づき前記電圧制御信号を供給するよう通信上結合されたコントローラを更に有する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１チャンネルを介して供給される前記第１ＰＷＭ信号を受信するよう電気的に結合され、第１特性を有する光を発するよう構成される第１発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
前記第２チャンネルを介して供給される前記第２ＰＷＭ信号を用いて給電され、第２特性を有する光を発するよう構成される第２ＬＥＤと、
前記第３チャンネルを介して供給される前記第３ＰＷＭ信号を用いて給電され、第３特性を有する光を発するよう構成される第３ＬＥＤと
を更に有する、
請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１ＬＥＤは、オンされる場合に暖白色光を発するよう構成され、
前記第２ＬＥＤは、オンされる場合に冷白色光を発するよう構成され、
前記第３ＬＥＤは、オンされる場合に昼白色光を発するよう構成される、
請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１ＬＥＤは、オンされる場合に赤色光を発するよう構成され、
前記第２ＬＥＤは、オンされる場合に青色光を発するよう構成され、
前記第３ＬＥＤは、オンされる場合に緑色光を発するよう構成される、
請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記制御信号は、第１の大きさを有する電圧信号であり、
前記第１信号発生部は、前記制御信号が前記第１信号発生部のカットオフ電圧を超えるとの条件で前記第１ＬＥＤをオフするよう構成され、
前記第２ＰＷＭ信号は、基準信号に更に基づき、該基準信号は、前記第１信号発生部の前記カットオフ電圧以上である第２の大きさを有する電圧信号である、
請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１ＰＷＭ信号に基づき前記第１ＬＥＤの電流のフローを制御するよう構成される第１スイッチと、
前記第２ＰＷＭ信号に基づき前記第２ＬＥＤの電流のフローを制御するよう構成される第２スイッチと、
前記第３ＰＷＭ信号に基づき前記第３ＬＥＤの電流のフローを制御するよう構成される第３スイッチと
を更に有する、
請求項３に記載のシステム。
【請求項８】
前記第３信号発生部は、前記第１ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号を入力として受信するよう配置されたＮＯＲゲートを含む、
請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項９】
制御信号に基づき第１ＰＷＭ信号を供給するよう構成される第１信号発生部と、
前記第１ＰＷＭ信号に基づき第２ＰＷＭ信号を供給するよう構成される第２信号発生部と、
前記第１ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号に基づき第３ＰＷＭ信号を供給するよう構成される第３信号発生部と
を有し、
前記第１ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号の一方のみが論理ハイ値にあり、同時に、前記第３ＰＷＭ信号が、前記第１ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号のうちの、デューティサイクルが大きい方の反転であるように構成されるデバイス。
【請求項１０】
前記第１ＰＷＭ信号を用いて給電され、第１特性を有する光を発するよう構成される第１発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
前記第２ＰＷＭ信号を用いて給電され、第２特性を有する光を発するよう構成される第２ＬＥＤと、
前記第３ＰＷＭ信号を用いて給電され、第３特性を有する光を発するよう構成される第３ＬＥＤと
を更に有する、
請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記第１ＬＥＤは、オンされる場合に暖白色光を発するよう構成され、
前記第２ＬＥＤは、オンされる場合に冷白色光を発するよう構成され、
前記第３ＬＥＤは、オンされる場合に昼白色光を発するよう構成される、
請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記第１ＬＥＤは、オンされる場合に赤色光を発するよう構成され、
前記第２ＬＥＤは、オンされる場合に青色光を発するよう構成され、
前記第３ＬＥＤは、オンされる場合に緑色光を発するよう構成される、
請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記第１ＰＷＭ信号に基づき前記第１ＬＥＤの電流のフローを制御するよう構成される第１スイッチと、
前記第２ＰＷＭ信号に基づき前記第２ＬＥＤの電流のフローを制御するよう構成される第２スイッチと、
前記第３ＰＷＭ信号に基づき前記第３ＬＥＤの電流のフローを制御するよう構成される第３スイッチと
を更に有する、
請求項１０乃至１２のうちいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記制御信号は、第１の大きさを有する電圧信号であり、
前記第１信号発生部は、前記制御信号が前記第１信号発生部のカットオフ電圧を超えるときに前記第１ＬＥＤをオフするよう構成され、
前記第２ＰＷＭ信号は、基準信号に更に基づき、該基準信号は、前記第１信号発生部の前記カットオフ電圧以上である第２の大きさを有する電圧信号である、
請求項１０乃至１２のうちいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記第３信号発生部は、前記第１ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号を入力として受信するよう配置されたＮＯＲゲートを含む、
請求項９乃至１２のうちいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１６】
制御チャンネルを介して電圧制御信号を受信することと、
前記電圧制御信号に基づき第１パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を第１チャンネルを介して第１発光ダイオード（ＬＥＤ）へ供給することと、
基準信号及び前記電圧制御信号に基づき第２ＰＷＭ信号を第２チャンネルを介して第２ＬＥＤへ供給することと、
前記第１ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号に基づき、前記第１ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号のうちの少なくとも一方とは異なったデューティサイクルを有する第３ＰＷＭ信号を第３チャンネルを介して第３ＬＥＤへ供給することと、
前記第１ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号の一方のみが論理ハイ値にあり、同時に、前記第３ＰＷＭ信号が、前記第１ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号のうちの、デューティサイクルが大きい方の反転であることを確かにすることと、
前記第１ＬＥＤが、前記第１ＰＷＭ信号に基づく第１の強さ、及び第１の波長を有する光を発することと、
前記第２ＬＥＤが、前記第２ＰＷＭ信号に基づく第２の強さ、及び第２の波長を有する光を発することと、
前記第３ＬＥＤが、前記第３ＰＷＭ信号に基づく第３の強さ、及び第３の波長を有する光を発することと
を有する方法。
【請求項１７】
前記第１の波長は、暖白色光に対応し、
前記第２の波長は、冷白色光に対応し、
前記第３の波長は、昼白色光に対応する、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の波長は、赤色光に対応し、
前記第２の波長は、青色光に対応し、
前記第３の波長は、緑色光に対応する、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
制御入力を受け取ることと、
前記制御入力に基づき前記電圧制御信号を生成することと
を更に有する、
請求項１６乃至１８のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１ＰＷＭ信号が、前記第２ＰＷＭ信号よりも大きいデューティサイクルを有するという条件で、前記第１ＰＷＭ信号を反転させることによって前記第３ＰＷＭ信号を生成することと、
前記第２ＰＷＭ信号が、前記第１ＰＷＭ信号よりも大きいデューティサイクルを有するという条件で、前記第２ＰＷＭ信号を反転させることによって前記第３ＰＷＭ信号を生成することと
を更に有する、
請求項１６乃至１８のうちいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
2021507473.tif 000023
2021507473.tif 000024
2021507473.tif 000025