(57)【要約】光線療法システムには、チャネルドライバー、最初のマイクロコントローラー、および一連の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むパッドが含まれま。パッドはまた、ＬＥＤのストリングを自律的に制御する第２のマイクロコントローラを含み、その結果、第１のマイクロコントローラとパッドとの間の通信が中断された場合でも、ＬＥＤが制御される。【選択図】図１４
2021520867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光線療法システムであって、
第１の発光ダイオード（ＬＥＤ）ストリングであって、第１の波長λ１の放射を含む電磁放射（ＥＭＲ）を生成するように適合された複数のＬＥＤを含む、該第１のＬＥＤストリングと、
前記第１のＬＥＤストリングを通る電流を制御するために、前記第１のＬＥＤストリングに結合された第１のチャネルドライバと、
パターンライブラリを含む第１のマイクロコントローラであって、前記パターンライブラリは、少なくとも１つのアルゴリズムを格納し、前記少なくとも１つのアルゴリズムは、前記第１のＬＥＤストリングを制御するためのプロセスシーケンスを定義し、前記アルゴリズムは、前記複数のＬＥＤによって放出されるＥＭＲのパルスの周波数ｆ１、前記複数のＬＥＤによって放出されるＥＭＲの前記パルスのデューティファクタ、および前記第１のＬＥＤストリングを通る前記電流の大きさを特定する、前記第１のマイクロコントローラと、
前記第１のＬＥＤストリングを含むパッドであって、前記第１のＬＥＤストリングは、前記パッドが前記生物に隣接して配置されたときに前記ＥＭＲが生物に放射されることを可能にするように前記パッド内に配置され、前記パッドは、前記第１のＬＥＤストリングを自律的に制御するための第２のマイクロコントローラを備える、該パッドとを備える、光線療法システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
このアプリケーションは、優先権の主張米国と題する仮出願第６２／６５３８４６、「分散Ｐｈｏｔｏｂｉｏｍｏｄｕｌａｔｉｏｎセラピーシステムおよび方法を」２０１８年４月６日に提出。
【０００２】
あるアプリケーションに関連して、以下のアプリケーション題した国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０１５５４７「光線療法のための正弦波駆動のシステムおよび方法」２０１５年２月１２日提出されました。２０１６年１０月２１日に出願された「冗長相互接続を備えた３Ｄ曲げ可能なプリント回路基板」と題された国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２０１６／０５８０６４。および米国特許出願第１６／３７７１９２、名称「Ｐｈｏｔｏｂｉｏｍｏｄｕｌａｔｉｏｎセラピー分散ための装置および方法、バイオフィードバック、そして通信プロトコルを」提出２０１９年４月６日。
【０００３】
前述の出願および特許のそれぞれは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００４】
本発明は、光生体調節、光療法、および光生体調節療法（ＰＢＴ）を含む、医療および健康用途のためのバイオテクノロジーに関する。
【背景技術】
【０００５】
バイオフォトニクスは、光子、つまり光の電子制御、および生細胞や組織との相互作用に関連する生物医学分野です。バイオフォトニクスには、外科手術、イメージング、バイオメトリクス、疾患検出、およびフォトバイオモジュレーション（ＰＢＭ）が含まれます。また、のと呼ばＰｈｏｔｏｂｉｏｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ療法（ＰＢＴ）、ｐｈｏｔｏｔｈｅｒａｐｙは、光子の制御アプリケーション光線療法としても知られる光生体変調療法（ＰＢＴ）は、光子（通常は赤外線、可視光線、紫外線）を制御および適用して、医療治療目的で光生体変調を引き起こします。ＰＢＴのアプリケーションには、怪我、病気、痛み、免疫系の苦痛との戦いが含まれます。より具体的には、ＰＢＴは、処理を受けている細胞および組織を、連続的または繰り返される不連続パルスのいずれかで特定の波長の光の光子の流れにさらして、生細胞および組織のエネルギー伝達および吸収挙動を制御することを含む。
【０００６】
図１は、連続またはパルス光動作が可能なＰＢＴシステムの要素を示している。ＰＢＴシステムは、患者の組織５を照明するＬＥＤパッド２から放出される光子３の源としてＬＥＤを制御および駆動するＬＥＤドライバ１を含む。人間の脳は組織５として示されていますが、任意の臓器、組織、または生理学的システムはＰＢＴを使用して治療できます。治療前、治療後、または治療中に、医師または臨床医７は、彼らの観察に従ってＬＥＤドライバ１の設定を制御することによって治療を調整することができる。
【０００７】
図１に示されるように、多くの潜在的なメカニズムが存在するが。２、赤色光と赤外光を使用したＰＢＴ治療中の光生体変調に関与する主要な光生物学的プロセス２２は、鳥、哺乳類、馬、人間を含む植物と動物の両方を含むすべての真核細胞２０に存在するオルガネラであるミトコンドリア２１内で発生することが一般的に認められています。現在の理解に、光生物学的プロセス２２は、光子２３衝突を伴う上シトクロムｃオキシダーゼ（ＣＣＯ）分子（より高いエネルギーのアデノシン二リン酸へのアデノシン一リン酸（ＡＭＰ）を形質転換することにより細胞のエネルギー含有量を増加させる充電器として機能２４をＡＤＰ）分子、およびＡＤＰ分子をさらに高エネルギーのアデノシン三リン酸（ＡＴＰ）分子に変換します。蓄積されたエネルギーを増加させる過程におけるＡＭＰ−と−ＡＤＰ−と−ＡＴＰシーケンス２５を充電、シトクロムｃオキシダーゼ分子２４の作用として有する充電器ＡＴＰの分子エネルギーを貯蔵細胞電池として作用２６、工程れます動物の「光合成」と見なすことができます。シトクロムシトクロムｃオキシダーゼ分子２４は、配列２５を充電、または消化及び光合成の組み合わせを介してＡＴＰの燃料への食物の消化から生じるグルコースからのエネルギーを変換することができます。細胞代謝を促進するために、ＡＴＰ２６分子はＡＴＰからＡＤＰ、ＡＭＰへの放電プロセス２８を通じてエネルギー２９を放出することができます。エネルギー２９は、触媒、酵素、ＤＮＡポリメラーゼの形成を含むタンパク質合成を促進するために使用されます。および他の生体分子。
【０００８】
光生物学的プロセス２２の別の側面は、チトクロームｃオキシダーゼ分子２４が、ニューロンの伝達および血管新生、新しい動脈および毛細血管の成長における重要なシグナル伝達分子である一酸化窒素（ＮＯ）分子２７のスカベンジャーであることである。ＰＢＴ中に処理された細胞内のチトクロームｃオキシダーゼ分子２４の照明は、損傷または感染した組織の近くにＮＯ分子２７を放出します。放出されたＮＯは、治療された組織への血流と酸素供給を増加させ、治癒、組織修復、および免疫反応を加速します。
【０００９】
ＰＢＴを実行し、チトクロームｃオキシダーゼ分子２４を刺激して光子２３からエネルギーを吸収するために、光源と光を吸収する組織との間に介在する組織は、光を遮断または吸収することができない。図３に示されるように、ヒト組織の電磁放射（ＥＭＲ）分子吸収スペクトルは、電磁放射λの波長（ｎｍで測定される）に対する吸収係数のグラフ４０に示されている。図３は示すように、ある相対的吸収係数Ｓ酸素化ヘモグロビン（曲線４４ａ）の、ｄｅｏｘｙｇｅｎａｔｅｄヘモグロビン（曲線４４Ｂ）の関数としてのシトクロムＣ（曲線４１Ａ、４１ｂ）、水（曲線４２）及び脂肪及び脂質（曲線４３）光の波長。図示のように、脱酸素化ヘモグロビン（曲線４４ｂ）および酸素化ヘモグロビン、すなわち血液（曲線４４ａ）は、特に６５０ｎｍより短い波長について、可視スペクトルの赤色部分の光を強く吸収する。スペクトルの赤外線部分におけるより長い波長である９５０ｎｍを超える、ＥＭＲは、水（Ｈ２Ｏに吸収される）として示すが６５０ｎｍから９５０ｎｍの間の波長での曲線４２、ヒト組織は、本質的に透明であり、図示のように透明な光学窓による４５。
【００１０】
脂肪および脂質による吸収（曲線４３）とは別に、透明な光学窓４５内に波長λの光子２３を含むＥＭＲは、シトクロムｃオキシダーゼによって直接吸収されます（曲線４１ａ、４１ｂ）。具体的には、シトクロムｃオキシダーゼ分子２４は、水または血液によって妨げられることなく、曲線４１ｂによって表されるスペクトルの赤外線部分を吸収します。シトクロムｃオキシダーゼ（曲線４１ａ）用の二次吸収テール、可視スペクトルの赤色部分の光で照明は、部分的に深い組織のための任意の光生物学的応答を制限すること、脱酸素化ヘモグロビン（曲線４４Ｂ）の吸収特性によって遮断されるが、それでも上皮組織および細胞で活性化されます。図したがって、図３は、皮膚および内臓および組織に対するＰＢＴが、皮膚および内臓および器官に対して赤および赤外線の異なる処理および光波長を必要とすることを示している。
【００１１】
現在のフォトニックデリバリーシステム
【００１２】
ＰＢＴ中に組織への最大のエネルギー結合を達成するために、一貫して均一に光子で組織を照らすための一貫した送達システムを考案することが重要です。初期の試みは、濾過ランプを使用しながら、ランプは、潜在的に患者書き込むことができ、患者にとって非常に高温と不快であと医師、及び拡張期間の治療の間に均一な照明を維持するのに非常に困難です。初期の試みではフィルター付きランプを使用していましたが、ランプは非常に高温で患者にとって不快であり、患者や医師を火傷させる可能性があります。ランプは、長時間の治療中に均一な照明を維持することは非常に困難です。フィルターがあるため、合理的な治療期間で効率的な治療を実現するために必要な光子束を実現するには、ランプを非常に高温で動作させる必要があります。
【００１３】
太陽のようなフィルタリングされていないランプは、実際にはスペクトルが広すぎて、フォトンの効率を制限します。広いスペクトルの光は、特に電磁スペクトルの紫外線部分で、有益な化学反応と望ましくない化学反応の両方を同時に刺激します。紫外線はＤＮＡに損傷を与えるため、紫外線に長時間さらされると癌にかかるリスクが高まることも知られています。赤外線スペクトルでは、遠赤外線の電磁放射と熱に長時間さらされると、皮膚が乾燥し、エラスチンとコラーゲンが破壊されて早期老化を引き起こす可能性があります。
【００１４】
別の方法として、レーザーはＰＢＴを実行するために使用されており、今後も使用されます。これは一般に、低レベルレーザー治療の頭字語であるＬＬＬＴという用語で呼ばれます。ランプとは異なり、レーザーは、熱ではなく、組織を強力な集中光パワーにさらすことによって、患者を火傷させる危険性があります。これは、アブレーションとしても知られています。この問題を防ぐために、レーザー光の出力が制限され、危険な光レベルを生成する過度の大電流が誤って発生しないように特別な注意を払う必要があります。２番目の、より実際的な問題は、レーザーの小さな「スポットサイズ」である照射領域から発生します。レーザーは小さな焦点領域を照らすため、大きな臓器、筋肉、または組織を治療することは困難であり、圧倒的な状態が発生するのははるかに簡単です。
【００１５】
レーザ光の別の問題は、ということであるその「コヒーレンス」防ぐはｓのレーザービーム広がるから、作るがより困難治療中に広い領域を覆います。研究によると、コヒーレント光を使用したＰＢＴには固有の追加の利点はありません。
【００１６】
一つには、バクテリア、植物、動物の生命は進化し、コヒーレントではなく散乱光を自然に吸収します。コヒーレント光は、既知の光源からは自然に発生しません。第二に、上皮組織の最初の二つの層が既に任意の光学コヒーレンスを破壊するので、コヒーレントの入射レーザビームの文字がそのまま急速に失わ吸収されたヒトまたは動物の組織のベッド。レーザーメーカーは、後方散乱から生じる「スペックル」と呼ばれるレーザー光の光干渉パターンが治療効果を高めるという前提を推進していますが、そのようなマーケティングに動機付けられた主張を裏付ける科学的証拠は提供されていません。
【００１７】
さらに、レーザーの光学スペクトルは狭すぎて、高効率のＰＢＴを達成するために必要なすべての有益な化学的および分子的遷移を完全に励起することはできません。レーザーのスペクトルが限られているため、通常はレーザーの中心波長値から±１ｎｍの範囲であるため、ＰＢＴに必要なすべての有益な化学反応を適切に励起することは困難です。狭い帯域幅の光源で周波数範囲をカバーすることは困難です。例えば、再び図３を参照する。図３は、化学反応の発色団（光吸収分子）に関与するＣＣＯ吸収スペクトラム（曲線４１ｂは）である吸収テール（曲線４１ａ）を生じる反応よりも明らかに異なります。両方の領域の吸収スペクトルが有益であることが示されていると仮定すると、２ｎｍ幅の波長スペクトルに制限された光源でこの広い範囲をカバーすることは不可能です。
【００１８】
太陽光は非常に広い波長スペクトルを持ち、多くのＥＭＲ波長との多くの競合する化学反応を光生物学的に刺激します。対照的に、レーザー光の波長スペクトルは狭すぎて、完全な光線療法効果を提供するのに十分な化学反応を刺激しません。この主題は、ウィリアムズらによる「プログラム可能な波形を備えた動的ＬＥＤドライバを含む光線療法システムおよびプロセス」と題された関連アプリケーションでより詳細に議論されています。（米国出願第１４／０７３，３７１号）、現在は米国特許第９，８７７，３６１号、２０１８年１月２３日発行、これは参照により本明細書に組み込まれる。
【００１９】
透明光学窓４５内の全波長範囲、すなわち、約６５０ｎｍから９５０ｎｍまでの全幅を励起することによってＰＢＴを送達するために、たとえ４つの異なる波長光源がその範囲にまたがるのに使用されたとしても、各光源はほぼ８０ｎｍ幅の帯域幅。
【００２０】
これは、レーザー光源の帯域幅よりも１桁以上広いです。この範囲は、レーザーが実用的な方法でカバーするには広すぎます。今日、ＬＥＤは、電磁スペクトルの深赤外線から紫外線部分までの幅広い光スペクトルを放射するために市販されています。±３０ｎｍから±４０ｎｍの帯域幅では、中心周波数が赤、長い赤、短い近赤外線（ＮＩＲ）、およびスペクトルの中間ＮＩＲ部分（たとえば６７０ｎｍ，７５０ｎｍ、８１０ｎｍ、および８８０ｎｍ）にあるため、目的のスペクトルをカバーするのがはるかに簡単です。
【００２１】
光生体変調療法（ＰＢＴ）は、光光学療法とは明確に区別できます。図３に示すように。図４Ａに示すように、ＰＢＴは、ＬＥＤパッド２から放出される光子３による組織５の直接刺激を伴う。組織５は、眼とは無関係であり、腎臓、肝臓、腺、リンパ節などの内分泌および免疫系に関連する器官を含み得る。などや筋骨格システム、などの筋肉、腱、靭帯、さらには骨。ＰＢＴはまた、末梢神経、脊髄、および（示されているように）脳５および脳幹を含むニューロンを直接治療および修復します。ＰＢＴ経頭蓋治療は頭蓋骨に浸透し、脳震盪の回復と軽度の外傷性脳損傷（ｍＴＢＩ）による損傷の修復において重要かつ迅速な治療効果を示します。言い換えれば、ＰＢＴエネルギーは視神経に関連しない細胞の発色団によって吸収されます。対照的に、光光学療法は、色のついた光や画像で網膜を刺激して、認知的または感情的な反応を引き起こしたり、体の概日リズムを周囲に同期させたりすることに基づいています。このような場合、光源１２からの画像１２は、眼１１の視神経を刺激して、電気信号、すなわち神経インパルスを脳５に送る。
【００２２】
いくつかの基本的なテストは、ＰＢＴと光光学療法の間の多くのそして大きな違いを浮き彫りにします。一つには、光光学療法は目にのみ作用しますが、ＰＢＴは内臓や脳細胞を含むあらゆる細胞に影響を及ぼします。光光学療法では、光は光を知覚する細胞に向けられ（光伝達）、その結果、脳に運ばれる電気信号が生成されます。ＰＢＴは、脳へのシグナル伝達を必要とせずに、処理された細胞および組織内の化学変換、イオン、電子、および熱輸送を刺激します。効果は、脳の助けなしに局所的かつ全身的です。たとえば、盲目の患者はＰＢＴに反応しますが、光光学療法には反応しません。図４Ｂは、光光学療法とＰＢＴとの間の別の区別を示している。視覚、すなわち光光学刺激または視覚の場合、眼１１によって受信されたときに光源１４によって放出される赤色光１５Ａおよび青色光１５Ｂの組み合わせは、電気信号９を脳５に送り、これが脳を引き起こす、紫色の光を見るために５。
【００２３】
ある光刺激や視覚、赤色光１５Ａ及び目１１の送信によって受信されると、光源１４から発する青色光１５Ｂの組み合わせの脳５に電気信号９、どの衝突する光の色を紫色として認識します。実際には、紫／紫の光は、青または赤の光よりもはるかに短い波長を有し、そのため、赤の光１５ａまたは青の光１５ｂよりも高いエネルギーを有する光子を含む。ＰＢＴの場合には、セル１６およびミトコンドリア１７は、その中に含まれる応答する光化学的に紫色の光であるかのように、それは、赤色光１５Ａ及び青色光１５Ｂ（それが真である）、としない応答を放出しているかのように光源１４現在。紫色または紫外線光源から放出された真の短波長紫色光のみが、紫色光に対する光生体変調応答を生成できます。言い換えれば、ミトコンドリアと細胞は、目と脳のように異なる色の光をブレンドすることによって「だまされる」ことはありません。結論として、光光学刺激は光生体変調とは非常に異なります。そのため、光光学療法の技術と開発は、ＰＢＴに適用可能または関連すると見なすことはできません。
【００２４】
語源的には、命名法のあいまいさにより、研究者は「光線療法」またはＰＴという用語を放棄して、より明確な用語「光生体変調」を使用するようになりました。やＰＢＴ。Ｔ彼は、用語の光線療法は、（ｉ）光光療法を含む光のいずれかの治療用途を意味するために一般的に使用された、視覚的な刺激を伴う（ｉｉ）ｐｈｏｔｏｂｉｏｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ療法またはＰＢＴ関与するセルラ変調、および（ｉｉｉ）光力学療法又はＰＤＴ活性化注入化学をまたは化学反応を促進するために光で軟膏を適用しました。同様に広い用語「光化学」は、化学反応はまた、曖昧、光によって刺激参照を任意に。すべての前述の治療のしたがって、今日、光化学と光線療法は広い意味を持っていますが、ＰＢＴ、ＰＤＴ、および光線光学療法には、特定の重複しない解釈があります。
【００２５】
別の混乱の原因として、ＬＬＬＴという用語は元々、低出力レベルで動作するレーザー（一般的なプレスでは「コールド」レーザーと呼ばれることもあります）を組織切除のために高出力で動作するレーザーと区別するための「低レベルレーザー治療」を意味することを意図していました手術。ＬＥＤベースの治療法の出現により、一部の著者は、レーザーベースおよびＬＥＤベースの治療法の命名法を同じ頭字語ＬＬＬＴを持つ「低レベル光線療法」に混同しました。この不幸な行動は、公開されたアートに多くの混乱を引き起こし、２つの非常に異なるフォトニックデリバリーシステムの区別を無差別に曖昧にしました。「低レベル」レーザーは、低レベルで動作しているという理由だけで、目に安全で火傷に安全です。冷たい場合は、レーザーが故意または誤って高いレベルにパワーアップされ、それはもはや「コールド」ではないのでこと、それはサーバ引き起こす可能性があります電子やけどや失明ミリ秒を。対照的に、ＬＥＤは常に低レベルで動作し、高い光パワー密度で動作することはできません。ｔは何の電力レベルができるＬＥＤは失明の原因となりません。ＬＥＤは、拡張期間のためにそれらを介して、あまりにも多くの電流を流すことにより、過熱することができますが、彼らは瞬時火傷起こすことができないの道切除または組織が持続することができます。そのため、低レベルの光という用語は、ＬＥＤに関しては意味がありません。したがって、このアプリケーション全体を通して、頭字語ＬＬＬＴは低レベルレーザー治療を意味するレーザーＰＢＴのみを指し、ＬＥＤＰＢＴを指すために使用されることはありません。
【００２６】
現在の光生体変調治療システム
【００２７】
例によって示される現在の最先端のｐｈｏｔｏｂｉｏｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ治療システム、システム５０において図５は、２組のＬＥＤパッドに電気的に接続されたコントローラ５１を含む。具体的には、コントローラ５１の出力Ａは、ケーブル５３ａによって、電気的に相互接続されたＬＥＤパッド５２ｂを含む第１のＬＥＤパッドセットに接続されている。
【００２８】
ＬＥＤパッド５２ａおよび５２は、オプションで、電気ジャンパー５４ａおよび５４ｂによってＬＥＤパッド５２ｂに接続されて、６００を超えるＬＥＤを含む単一のＬＥＤパッドとして動作する第１のＬＥＤパッドセットを作成する。パッドセットは、６００ｃｍ２を超える治療領域をカバーします。同様に、コントローラ５１の出力Ｂは、ケーブル５３ｂによって、電気的に相互接続されたＬＥＤパッド５２ｅを含む第２のＬＥＤパッドセットに接続されている。ＬＥＤパッド５２ｄおよび５２ｆは、オプションで、電気ジャンパー５４ｃおよび５４ｄによってＬＥＤパッド５２ｄに接続され、６００を超えるＬＥＤを含み、６００ｃｍ２を超える治療領域をカバーする単一のＬＥＤパッドとして動作する第２のＬＥＤパッドセットを作成する。
【００２９】
示されているシステムでは、コントローラ５１は、パッド内のＬＥＤを制御するための信号を生成するだけでなく、ＬＥＤを駆動するための電源も提供する。コントローラ５１からＬＥＤパッドに供給される電力はかなりのものであり、通常、それぞれ３つのパッドの２つのセットに対して１２Ｗである。システムの例示的な電気回路図が図１に示されている６Ａ。コントローラは６１、スイッチモード電源２２０ＶＡＣ電源６４少なくとも二つの調整されたＤＣ電圧源、即ち５制御とロジック用Ｖ、およびより高い電圧源に１２０Ｖへ変換電力に使用される６５ＳＭＰＳ含み、＋ＶＬＥＤはＬＥＤパッドのＬＥＤのストリングに電力を供給するために使用されます＋ＶＬＥＤの標準的な電圧は、直列に接続されたＬＥＤの数に応じて、２４Ｖ〜４０Ｖの範囲です。アルゴリズム制御を容易にするために、マイクロコントローラー（μＣ）６７は、タッチスクリーンＬＣＤパネル６６に入力されたユーザーコマンドに応答して専用ソフトウェアを実行します。その結果、ロジックバッファー６８ａおよび６８ｂからの出力Ａに交互にパターンで出力される一連のパルスが独立して使用されます。出力Ａに接続されたＬＥＤパッドの赤および近赤外（ＮＩＲ）ＬＥＤを制御します。独自の専用ロジックバッファを使用して出力Ｂにも同様の配置が含まれますが、μＣ６７はＡ出力とＢ出力の両方を同時に管理および制御できます。
【００３０】
次に、出力Ａ上の信号は、高電流電力線接地ＧＮＤ６９ａ、５Ｖ供給線６９ｂ、および＋ＶＬＥＤ供給線６９ｃ、ならびにＬＥＤ制御信号線７０ａを含むシールドケーブル６３を介して１つまたは複数のＬＥＤパッド６２にルーティングされる。制御するための伝導を７１メートルを介してＮＩＲのＬＥＤ部７１ａ、そして赤色ＬＥＤ７２ａから７２ｍの導通を制御するためのＬＥＤ制御信号線７０ｂ。それぞれ、バイポーラ接合トランジスタ７３ａおよび７３ｂのベース端子を駆動し、これらのトランジスタは、対応するＬＥＤのストリングをオンおよびオフにパルスするためのスイッチとして動作する。いずれかのバイポーラトランジスタへの入力が低い場合、つまりグランドにバイアスされている場合、ベース電流もコレクタ電流も流れず、ＬＥＤストリングは暗いままです。いずれかのバイポーラトランジスタへの入力が高い場合、つまり５Ｖにバイアスされている場合、ベース電流が流れ、対応する方法でコレクタ電流が流れ、対応するＬＥＤストリングのＬＥＤが点灯します。ＬＥＤ電流がＬＥＤターンによって設定されている−電圧にとによって電流制限抵抗器７４Ａ又は７４Ｂ。抵抗を使用してＬＥＤの明るさを設定することは、製造の確率的変動または動作中の温度の変化によるＬＥＤ電圧の変動が、ＬＥＤの輝度の変化をもたらすため、好ましくありません。その結果、ＬＥＤパッド全体、ＬＥＤパッドからＬＥＤパッド、およびある製造バッチから次の製造バッチへのＬＥＤ輝度の均一性が低下します。ＬＥＤ輝度の均一性を維持する改善は、抵抗７４ａ置き換えることによって得ることができる固定値の定電流源またはシンク７５ａ及び７５ｂと７４ｂとを、に示すように図６Ｂ。
【００３１】
シールドケーブル６３を介したＰＢＴコントローラー６１とＬＥＤパッド６２の間の物理的接続は、７層オープンソースイニシアチブまたは７層ＯＳＩモデルの用語で２つの相互作用する通信スタックとして説明することもできます。に示すように図７、ＰＢＴコントローラ６１は表すことができ、アプリケーション層を含む積層体８０として−７、ＰＢＴコントローラのオペレーティングシステムはＬｉｇｈｔＯＳｖ１に称される。動作中、アプリケーション層は、ロジックバッファを含むレイヤ１物理層またはＰＨＹ層にデータを転送します。スタック８０は、一方向にＰＨＹ層に８２電気信号を送信する−１、であり、受動ＬＥＤパッド６２の通信スタック８１に、ＬＥＤ列ドライバ。
【００３２】
電気信号は単純なデジタルパルスを含むため、ケーブル６３の寄生インピーダンスは、通信信号の完全性およびＬＥＤパッドの動作に影響を与える可能性がある。に示すように。図１に示すように。図８に示されるように、送信された方形波電気信号８２は、受信された波形８３に著しく歪められる可能性がある。歪みには、大きさと持続時間の減少８４ａ、遅い立ち上がり時間８４ｂ、電圧スパイク８４ｃ、振動８４ｄ、および信号の接地バウンス８４ｅ。に影響を与える接地ループ８９が含まれ得る。これらの歪みの原因となるケーブルの寄生要素には、電力線の直列抵抗８７ａ〜８７ｃ、インダクタンス８６ａ〜８６ｃ、および導体間容量８５ａ〜８５ｅが含まれます。他の効果には、接地ループ伝導８９およびアンテナ効果８８が含まれます。
【００３３】
ＰＢＴコントローラ６１とＬＥＤパッドとの間に単純な電気信号接続を使用することの別の欠点は、ケーブル６３に接続された周辺機器が実際に適格なＬＥＤパッドであるか無効な負荷であるかをＰＢＴシステムが確認できないことである。例えば、不適切なＬＥＤ構成はＰＢＴコントローラに一致していない、図９アイコンは、電気負荷のクラスを表すことを目的としていますが、特定の回路と見なすべきではありません。対照的に、アイコン９２に示されているように、直列接続されたＬＥＤが少なすぎると、過電流、過熱、および患者の火傷のリスクが発生する可能性があります。
【００３４】
非ＬＥＤ負荷に電力を供給ＰＢＴコントローラ６１からはできｄは無効周辺、ａｍａｇｅコントローラ、またはその両方。これは、ＰＢＴコントローラーの出力の１つのピンが２０Ｖ以上の高電圧を供給し、ほとんどの半導体の定格５Ｖを超え、ＩＣに恒久的な損傷を与えるため、特に問題があります。アイコン９４で表される誘導性負荷は、コントローラーを損傷する可能性のある過電圧電圧スパイクを引き起こす可能性があります。ディスクドライブやファンなどのモーターを含む負荷は、過度の損傷を与える突入電流につながる可能性があります。アイコン９３で示されているように、ケーブルの短絡または電気負荷の短絡は、火災を引き起こす可能性があります。ＰＢＴコントローラに電池を接続する６１は、図示のようにすることにより、アイコン９６、電子ために生じる可能性が過剰電流及び火災の危険を。過充電または施す化学セルをする過電圧も激しい火災、あるいは爆発を引き起こす可能性があります。未知の電気負荷、アイコン９５で示されるが、不特定のリスクを表します。特に問題となるのは、ＰＢＴコントローラ６１と、発電機、カーバッテリー、またはＵＰＳなどの電源との間の接続であり、その結果、システムが完全に破壊され、極端な火災の危険が生じる可能性がある。では図９アイコンは、電気負荷のクラスを表すことを目的としていますが、特定の回路と見なすべきではありません。
【００３５】
不一致のＬＥＤパッドが同じ出力に接続されている場合、他の問題が発生します。例えば、では、図１０つの異なるＬＥＤ用パッド６２と７９、電力供給によって共通ケーブル６３、接地部６９ａ、５Ｖ電源６９ｂと高電圧＋Ｖに共有接続ＬＥＤｎｉｒ供給６９ｃ、可視光ＬＥＤｖの制御信号７０ａと近赤外ＬＥＤｎｉｒ制御信号７０ｂ。
【００３６】
示されるように、ＬＥＤパッド６２は、電流シンク７５ａおよび７５ｂと、可視光波長λｖを有する対応するＬＥＤ７１ａ〜７１ｍおよび近赤外波長λｎｉｒを有するＬＥＤ７２ａ〜７２ｍを駆動するスイッチ７３ａおよび７３ｂを含む。あるいは、ＬＥＤパッド７９は、同じ電流シンク７５ａおよび７５ｂとスイッチ７３ａおよび７３ｂを含むが、異なる波長のＬＥＤ、具体的には、可視光波長λｖ２を有するＬＥＤ７６ａ〜７６ｍおよび近赤外波長λｎｉｒ２を有するＬＥＤ７７ａ〜７７ｍを駆動する。同様に、ＬＥＤｎｉｒ信号７０ａによって駆動される８１０ｎｍおよび８８０ｎｍのＬＥＤの並列接続は、１つの波長のＮＩＲＬＥＤの処理が、不注意に異なる波長を駆動する可能性があることを意味する。
【００３７】
動作中、ＬＥＤｖ信号７０ａによって駆動される赤と青のＬＥＤの並列接続は、赤の光の処理が誤って青の光を駆動する可能性があることを意味します。同様に、並列８１０ｎｍの接続及びＬＥＤの駆動により８８０ｎｍのＬＥＤｎｉｒの波長のＮＩＲＬＥＤの治療が誤って異なる波長を駆動することができることを、信号７０ａ手段。
【００３８】
別の問題は、図に示すように、２つ以上のＬＥＤパッドが両方のＬＥＤ出力に同時に接続されるときに生じる図１１Ａ．に示されるように、ＰＢＴコントローラ５１は、２つの出力、出力Ａおよび出力Ｂを有する。これらの出力は、別個のセットのＬＥＤパッドを駆動することを目的としている。示されるように、出力Ａは、ケーブル５３ａを介してＬＥＤパッド５２ｄに接続する。出力Ｂはケーブル５３ｂを介してＬＥＤパッド５２ｅに接続し、ジャンパー５４ｄを介してＬＥＤパッド５２ｆにも接続します。しかしながら、偶然にも、ジャンパ５４ｃは、ＬＥＤパッド５２ｅをＬＥＤ５２ｄに接続し、それにより、出力Ａを出力Ｂに短絡させる。出力ＡおよびＢを一緒に短絡することの電気的影響は、実行される治療プログラムに依存する。
【００３９】
図１１Ｂは、バッファ１００の出力ＡおよびＢの両方が赤／可視光出力を駆動している場合、具体的には、バッファ１０１ａおよび１０１ｃが同時にアクティブである場合を示している。導電体１０２ａを介してＬＥＤパッド１０５ａに、コネクタ１０４ａを介してＬＥＤパッド１０５ｂに、そして最終的にはコネクタ１０３ａを介して短絡される。動作中、２つの出力の周波数とパルスパターンは非同期です。つまり、高出力バイアスと低出力バイアスの任意の組み合わせが発生する可能性があります。プルアップトランジスタが強すぎると、出力バッファが別のバッファを破壊する可能性があります。そうでない場合、交互のオン信号により、ＬＥＤが高いデューティファクタでオンのままになり、過熱を引き起こし、患者の火傷のリスクを引き起こす可能性があります。
【００４０】
図１１Ｃでは、出力Ａのバッファ１０１ａは、ＬＥＤパッド１０５ａおよび１０５ｂの赤色ＬＥＤに電力を供給し、一方、出力Ｂのバッファ１０１ｄは、ＬＥＤパッド１０５ａおよび１０５ｂのＮＩＲＬＥＤにも電力を供給している。赤とＮＩＲＬＥＤの両方の独立した動作は電気的な問題を表すものではありませんが、赤とＮＩＲＬＥＤの両方が同時に導通すると、ＬＥＤパッドが過熱し、パッドが損傷し、患者が火傷する可能性があります。この過電力状態は、図１１Ｄに示される波形によって示されるここで、波形１１０によって示される導電性可視ＬＥＤの電力Ｐｖは、平均電力舗装１１３を有し、波形１１１によって示されるＮＩＲＬＥＤの電力Ｐｎｉｒは、平均電力Ｐａｖｅ１１４を有する。合わせて、総電力波形１１２は、マグニチュード２Ｐａｖｅの平均電力１１５を有する。
【００４１】
今日のＬＥＤパッドでは、温度保護がないため、何らかの理由で過熱することが問題になります。に示すように。図１２に示されるように、ＬＥＤパッド１０９が温度感知を有していても、ケーブル６３内の一方向データフロー８２では、ＬＥＤパッド１０９がＰＢＴコントローラ６１に過熱状態を通知したり、動作を一時停止したりする方法はない。
【００４２】
上記で説明したように、の模造品の今日のＰＢＴシステムは、上記の影響を与える、数多くあるＰＢＴシステムユーティリティ、機能性、安全性、および拡張性を。これらの制限には、次の問題が含まれます。
・ＬＥＤパッドへの電気的「信号」通信-ＰＢＴコントローラーからＬＥＤパッドへの信号は単純なデジタルパルスであり、バストランシーバーペア間の差動通信ではありません。これらの信号は、ＬＥＤの動作を制御するパルスの大きさと持続時間に影響を与えるコモンモードノイズとグランドループに敏感です。単純な電気パルスとして、システムにはエラーチェック機能もないため、誤動作を修正したり、検出したりすることはできません。
・ＰＢＴコントローラーからＬＥＤパッドへの単方向信号フロー-単方向データフローでは、ＰＢＴコントローラーは、出力に接続されているＬＥＤパッドを認証できません。また、一度接続すると、パッドの動作状態を監視できません。一方向データは、ＬＥＤパッドのステータスのフィードバックや他のパッド情報のホストＰＢＴコントローラーへの報告も防ぎます。
・マルチパッドの誤接続短絡を検出できない-ユーザーエラーにより、ＰＢＴコントローラーの２つの出力が同じＬＥＤパッドに誤接続する、つまり、誤って２つの出力を短絡すると、両方の出力が同じＬＥＤストリングを駆動していることを意味します。この誤接続エラーは、ＬＥＤドライバ回路を損傷し、ＬＥＤの過熱、患者の火傷の危険を引き起こし、火災の可能性があります。
・承認されたＬＥＤパッドまたは認定されたメーカーを特定できない-
・ＬＥＤパッドの血統を識別する機能がないため、ＰＢＴシステムは、違法、偽造、または模造品のＬＥＤパッドを含め、接続されているＬＥＤを無意識のうちに駆動します。システム指定者または製造元によって製造または認定されていない駆動パッドは、機能の喪失や有効性の低下から安全上のリスクに至るまで、未知の結果をもたらします。商業的には、偽造および模倣ＬＥＤパッドの商品化と販売も、ＩＰライセンスのＰＢＴデバイス販売者から法定収入を奪っています。
・接続されたデバイスを識別することができないＬＥＤパッドだ−ＰＢＴ制御出力に接続されたデバイスは、（むしろ等スピーカ、電池、モータ、などの周辺全く無関係より）ＬＥＤパッドであるかどうかを確認する能力なしに、許可されていない電気負荷をＰＢＴシステムの出力に接続すると、アクセサリ、ＰＢＴコントローラ、またはその両方が必ず損傷します。未知の電気負荷を駆動する場合、動作中にコントローラーの出力ピンに高電圧が存在すると、火災の危険もあります。
・電源を識別できない-ＰＢＴコントローラーが出力の電源（ＡＣ電源アダプター、バッテリー、自動車の電力、発電機など）への接続を識別できないことは、実際の安全上のリスクを表します。ＰＢＴコントローラーは外部電源と競合します。２つの異なる電源を相互接続すると、過剰な電流、電圧、電力損失、または制御されていない発振が発生し、外部電源、ＰＢＴコントローラー、またはその両方が損傷する可能性があります。
・ドライバーの出力電流を制御または制限できない-パッドの損傷、ワイヤーの短絡、または突入電流が大きい負荷（モーターなど）などの短絡負荷の接続は、電流リスクが高く、火災の危険がある可能性があります。ソレノイドなどの誘導性負荷も、低電圧コンポーネントに損傷を与える過剰な電圧を瞬間的に生成する可能性があります。
・ＰＢＴシステムの出力に接続されているバッテリーを検出できない-バッテリーパックをＰＢＴシステムの出力に接続すると、バッテリーパックが損傷し、誤って間違った充電条件でバッテリーが充電され、過電圧、過電流が発生する可能性があります。または電気化学セルの過熱状態。ウェットケミストリーまたは酸性バッテリーの不適切な充電は、酸または電解液の漏れの可能性があります。リチウムイオン電池の不適切な充電は、過熱、火災、さらには爆発を引き起こす可能性があります。
・ＬＥＤパッドの過熱状態を検出できない-ＬＥＤパッドの過熱は、患者の不快感や火傷、パッドの損傷、極端な場合には火災の可能性のリスクがあります。
・ＬＥＤパッド内のＬＥＤ構成を識別できない-ＬＥＤパッド内のＬＥＤの直並列アレイ構成を識別できない場合、ＰＢＴコントローラーは、パッドがＰＢＴシステムと互換性があるかどうか、またはＬＥＤ操作が可能かどうかを判別できません。たとえば、直列接続されたＬＥＤが少なすぎると、電圧が高すぎるＬＥＤが損傷する可能性があります。直列に接続されたＬＥＤが多すぎると、照明が暗くなるか、まったく点灯しません。ＬＥＤの並列ストリングが多すぎると、パッドの総電流が過剰になり、結果として過熱するだけでなく、相互接続全体の電圧降下が大きくなり、ＬＥＤパッド全体の光の均一性が低下し、ＰＣＢの導電性トレースが損傷する可能性があります。
・ＬＥＤパッドに含まれるＬＥＤのタイプを識別できない-パッド内のどの波長のＬＥＤを検出できないため、ＰＢＴシステムには、治療プログラムをＬＥＤアレイに一致させたり、治療プロトコルの特定の波形ごとに適切な波長のＬＥＤを選択したりする手段がありません。
・ＰＢＴコントローラーの出力はそれぞれ固定数の制御信号に制限されます-
・出力ごとに１つまたは２つの制御信号しかないため、今日のＰＢＴコントローラーは、同じパッド内で異なる励起パターンで３つ、４つ、またはそれ以上の異なる波長のＬＥＤを駆動することができません。
・可動性の制限-現在の医療グレードのＰＢＴシステムでは、中央のＰＢＴコントローラーをＬＥＤパッドに接続するにはケーブル接続が必要で。このようなテザーＰＢＴシステムは、病院のアプリケーション（および場合によっては臨床現場）で一般的に受け入れられますが、消費者、救急医療、および軍事アプリケーションでは、ケーブルまたはワイヤーで移動を制限することは有用ではありません。
・波形合成ができない-ＰＢＴシステムには、方形波パルス以外の波形でＬＥＤを駆動する技術がありません。方形波パルス動作は、ＬＥＤ照明パターンを一度に１つの周波数の動作に制限します。パルス周波数は特定の組織タイプへのエネルギー結合に影響を与えるため、単一周波数ＰＢＴシステムは、一度に１つの組織タイプのみを最適に治療でき、必要な治療時間と患者／保険費用を延長します。分析はまた、方形波パルスはエネルギーを無駄に明らかに、治療に必ずしも有益ではない高調波をオフ製造します。正弦波、弦、三角波、のこぎり波、ノイズバースト、またはオーディオサンプルを使用するＬＥＤドライブでは、ＬＥＤパッド内で複雑な波形合成が必要です。ホストＰＢＴコントローラーは、そのような波形を合成するのに十分な計算機能を備えている必要がありますが、大きな波形歪みを被ることなく信号を長いケーブルで配信できないため、この機能は有益ではありません。残念ながら、ＬＥＤパッドはタスクを実行できません。安価なディスクリートコンポーネントを使用すると、現在のＬＥＤパッドは、合成された波形をリモートで選択または変更するために必要な通信プロトコルが存在しないことは言うまでもなく、波形合成を実行できません。
・新しいＬＥＤドライバーアルゴリズムの配布-現在のＰＢＴシステムには、データベースまたはサーバーからソフトウェアの更新をダウンロードして、ソフトウェアのバグを修正したり、新しい治療アルゴリズムをインストールしたりする機能がありません。
・リアルタイムの患者バイオメトリックデータをキャプチャして記録できない-現在のＰＢＴシステムには、治療中に脳波、血圧、血糖、血中酸素、その他のバイオメトリックなどのバイオメトリックデータを収集する機能、またはこの収集されたデータを埋め込む機能がありません。治療ファイルの記録。
・治療領域のリアルタイム画像を収集できない-現在のＰＢＴシステムには、治療中に組織の画像を測定または作成する手段がありません。システムには、静止画像とビデオ画像を保存したり、画像をＰＢＴセッションの治療時間に一致させたりする機能もありません。
・ユーザー（医師）が新しい治療アルゴリズムを作成できない-現在のＰＢＴシステムには、医師や研究者などのユーザーが新しいアルゴリズムを作成したり、既存の治療をつなぎ合わせて複雑な治療固有の治療を形成したりする機能がありません。たとえば、活性化のための励起シーケンスを最適化する注入された幹細胞（拒絶反応のリスクを減らしながら幹細胞の分化を促進するのに役立ちます。）
・ドキュメントの電子配布-現在のＰＢＴシステムは、ドキュメントを電子的に配布および更新することができません。ＦＤＡの勧告または判決の配布、ならびにＰＢＴの操作および治療マニュアル、治療ガイド、およびその他の文書の誤りと更新をすべてのＰＢＴシステムユーザーに電子的に提供できれば有益です。このような機能は、現在どの医療機器でも利用できません。
・治療の追跡-現在のＰＢＴシステムは、治療の使用履歴を追跡したり、システムの使用を治療ログに記録したり、治療ログをサーバーにアップロードしたりすることができません。ネットワーク接続を介したリアルタイムの治療ログがないため、医師、病院、診療所、およびスパによるＰＢＴシステムの広範な商業的採用には問題があります。アアップロードされた使用ログがないと、貸手は借手のシステム使用を確認できないため、現在のＰＢＴシステムは収益分配リースビジネスモデルをサポートできません。同様に、病院や診療所は、保険監査や不正防止のためのＰＢＴシステムの使用を確認できません。Ｐａｙ−ｔｏ−ＵｓｅＳａａＳ（サービスとしてのソフトウェア）支払いモデルでは、ＰＢＴサービスエージェントはクライアントの使用履歴を確認できません。
・電子処方箋-ＰＢＴシステムを含む今日の物理療法装置は、医師の処方箋を医療機器に安全に転送および配布することができません。
・リモート無効化-現在のＰＢＴシステムでは、支払いがない場合や盗難の場合にデバイスの操作を無効にして闇市場での取引を停止することはできません。
・位置追跡-今日のＰＢＴシステムでは、盗まれたＰＢＴシステムの位置を追跡して泥棒を追跡することはできません。
・安全な通信-今日のＰＢＴシステムはパケットベースの通信ではなく電気信号を使用してＬＥＤパッドを制御しているため、ホストＰＢＴシステムとＬＥＤパッド間の通信のハッキングと直接測定は簡単であり、セキュリティがまったくありません。さらに、今日のＰＢＴシステムには、コンテンツのハッキングを防止し、ＨＥＰＡ規制に準拠してＩＤの盗難を阻止するために必要なインターネット通信とセキュリティ方法の規定がありません。将来的には、暗号化だけではインターネットを介したデータ通信を保護するには不十分であると予想されます。このような場合、プライベートハイパーセキュアネットワークへの接続も必要になります。
【００４３】
要約すると、現在のＰＢＴシステムのアーキテクチャは完全に時代遅れであり、光生体変調療法を提供するための効果的で柔軟性があり、用途が広く、安全なソリューションを促進するために、まったく新しいシステムアーキテクチャ、新しい制御方法、および新しい通信プロトコルが必要です。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００４４】
本発明の光生体変調療法（ＰＢＴ）プロセスにおいて、１つまたは複数の波長、または波長のスペクトルバンドを有する電磁放射（ＥＭＲ）の定義されたパターン（例えば、方形波パルス、正弦波、またはそれらの組み合わせのシーケンス）、バスまたはトランシーバを使用して通信し、構成コンポーネント間または構成コンポーネント間で命令またはファイルを送信する２つ以上の分散コンポーネントまたは「ノード」を含む分散システムを使用して生物（例えば、人間または動物）に導入される。放射線は通常、ＥＭＲスペクトルの赤外線または可視部分の範囲内にありますが、紫外線が含まれる場合もあります。
【００４５】
単一波長のＥＭＲを使用することができ、またはパターンは、２つ、３つ、またはそれ以上の波長を有するＥＭＲを含み得る。ＥＭＲは、単一波長の放射で構成されるのではなく、放射のスペクトルバンドを含む場合があります。これは、中心波長を中心とする波長範囲、たとえばλ±Δλとして表されることがよくあります。パルスまたは波形は、放射が生成されないギャップによって分離され得るか、１つのパルスまたは波形の立ち下がりエッジが次のパルスの立ち上がりエッジと時間的に一致するか、またはパルスが重なり合って２つ以上の波長の放射が生じる可能性がある。（または波長のスペクトルバンド）を同時に生成することができます。
【００４６】
一実施形態では、分散型ＰＢＴシステムのコンポーネントは、ＰＢＴコントローラと、データ、ファイル、命令、または実行可能コードをＰＢＴコントローラからインテリジェントＬＥＤパッドに送信する一方向シリアルデータバスを使用して通信する１つまたは複数のインテリジェントＬＥＤパッドとを備える。第２の実施形態では、分散ＰＢＴシステムの構成要素は、ＰＢＴコントローラと、双方向データバスまたはトランシーバを使用して通信する１つまたは複数のインテリジェントＬＥＤパッドとを含み、それにより、ＰＢＴコントローラは、データ、ファイル、命令、または実行可能コードをインテリジェントＬＥＤに送信することができる。パッドと逆に、インテリジェントＬＥＤパッドは、パッドの動作ステータスまたはＬＥＤパッド構成データ、プログラムステータス、障害状態、皮膚温度、またはその他のセンサーデータを含む患者の状態を含むデータをＰＢＴコントローラーに返すことができます。他のセンサーは、二次元温度マップ、二次元または三次元超音波画像を含み得るか、またはｐＨ、湿度、血中酸素、血糖、または皮膚インピーダンスなどの生物測定データを含み得、これらは、任意選択で、治療条件を変更します。つまり、閉じたバイオフィードバックループで動作します。
【００４７】
一実施形態では、ＥＭＲは、共通の電源に接続された直列の「ストリング」に配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）によって生成される。各ＬＥＤストリングは、定義された一定または時間変化する電流に応答して、単一の波長または波長の帯域の放射を生成するように設計されたＬＥＤを含み得る。ＬＥＤは、人体の皮膚表面にぴったりとフィットするように設計された柔軟なパッドに埋め込まれ、標的組織または臓器を均一なパターンの放射線に曝すことができます。電力は、ＬＥＤパッドをＰＢＴコントローラーに接続するケーブルから各インテリジェントパッドに供給されるか、あるいは個別の電源からＬＥＤに供給されます。代替実施形態では、半導体レーザダイオードは、アレイに構成されたＬＥＤの代わりに使用することができる放射線の均一なパターンを作成するために、または代替的に、ハンドヘルドワンドに取り付けられたスポットを作成するために、または小さな領域濃縮放射のを。
【００４８】
本明細書に開示される分散型ＰＢＴシステムでは、各ＬＥＤストリングは、ＬＥＤドライバによって制御され、ＬＥＤドライバは、次に、インテリジェントＬＥＤパッド内に含まれるマイクロコントローラによって制御される。ＬＥＤパッドのマイクロシステムは、通信バスを介してＰＢＴコントローラーを構成する別のマイクロコンピューターまたはコンピューターと通信します。通信バスには、ＵＳＢ、ＲＳ２３２、ＨＤＭＩ（登録商標）、Ｉ２Ｃ、ＳＭＢ、イーサネットなどの有線接続、または独自の形式と通信プロトコルが含まれる場合があります。あるいは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉＦｉ、ＷｉＭａｘ、２Ｇ、３Ｇ、４Ｇ／ＬＴＥ、または５Ｇプロトコルを使用するセルラー無線、またはその他の独自の通信方法を含むワイヤレスメディアおよびプロトコルを含みます。
【００４９】
医師または臨床医は、ＰＢＴコントローラーに接続されたディスプレイ、キーボード、またはその他の入力デバイスを使用して、治療中の状態または疾患に適した特定のアルゴリズム（プロセスシーケンス）を選択できます。次に、指示は、有線または無線データバスを介してＰＢＴコントローラーから１つ以上のインテリジェントＬＥＤパッドに伝達され、パッドのマイクロコントローラーにＰＢＴ処理を開始または一時停止するタイミングと、実行する処理を指定するように指示します。
【００５０】
データストリーミングと呼ばれる一実施形態では、ＰＢＴコントローラは、ＬＥＤが電流を伝導するように指示されるタイミングおよび伝導される電流の大きさを含む、ＬＥＤ駆動波形を指定するデータパケットのストリームを送信する。コントローラによって送信されるストリーミング命令は、アルゴリズムの「パターンライブラリ」から選択されます。各アルゴリズムは、ＬＥＤストリングによって生成されるＥＭＲのパルスまたは波形の特定のプロセスシーケンスを定義します。データバスを介してデータパケットを受信すると、インテリジェントＬＥＤパッドは命令をメモリに保存し、ストリーミングデータファイルの「再生」を開始します。つまり、受信した命令に従ってＬＥＤを駆動します。ストリーミング再生中に、ＰＢＴコントローラーからインテリジェントＬＥＤパッドへのバス通信が中断され、システムの安全性チェックに対応したり、インテリジェントＬＥＤパッドがそのステータスを報告したりセンサーデータをＰＢＴコントローラーにアップロードしたりできるようになります。
【００５１】
従来技術のＰＢＴシステムとは異なり、に開示された分散ＰＢＴ系ＰＢＴコントローラは、常にインテリジェントＬＥＤパッドに命令を送信していません。バスをリッスンするか、インテリジェントＬＥＤパッドからデータを受信するなど、ＰＢＴコントローラーがサイレントである間、各インテリジェントＬＥＤパッドは、ＰＢＴコントローラーおよび同じデータバスまたは通信に接続されている他のＬＥＤパッドから自律的かつ独立して動作する必要があります。通信網。つまり、ＰＢＴコントローラーはインテリジェントＬＥＤパッドに十分なデータを送信して、パッドのメモリバッファーに保存し、次のデータファイルが配信されるまで中断のないＬＥＤ再生操作をサポートする必要があります。
【００５２】
別の実施形態では、ＰＢＴコントローラは、ＰＢＴ処理またはセッションの実行シーケンス全体を定義するインテリジェントＬＥＤパッドに完全な再生ファイルを配信する。この方法では、ファイルは再生を開始する前、つまり処理を実行する前に配信されます。ファイルがインテリジェントＬＥＤパッドのメモリにロードされるとすぐに、パッド内のローカルマイクロコントローラはファイルの指示に従って行われた再生を実行できます。転送再生ファイルは、ＬＥＤプレーヤーソフトウェアを含む実行可能なコードによって解釈される治療期間及び設定を定義（Ｉ）の波形命令を駆動する全てのＬＥＤの全体を含む実行可能コードファイル、（ｉｉ）の受動再生ファイルのいずれかを含んでもよく、又は（ｉｉｉ）ＬＥＤ照明パターンを制御し、ＰＢＴ処理またはセッションを実行するために、ＬＥＤパッドのマイクロシステムによって所定の方法で後で結合される波形プリミティブを含むデータファイル。
【００５３】
後者の２つの例では、再生ファイルを解釈するために必要な実行可能コード、つまりＬＥＤプレーヤーを、再生を開始する前にインテリジェントＬＥＤにロードする必要があります。このＬＥＤプレーヤーは、ユーザーがＰＢＴコントローラーに治療を開始するように指示したときにインテリジェントＬＥＤパッドにロードできます。または、製造中や製造時にＬＥＤパッドがプログラムされた場合など、前日にインテリジェントパッドにロードできます。ＰＢＴコントローラーがオンになり、インテリジェントＬＥＤパッドがコントローラーのローカルエリアネットワークに接続されていることを確認します。ＬＥＤプレーヤファイルは以前にインテリジェントＬＥＤパッドにロードされているような場合には、拡張期間のための不揮発性メモリに記憶され、分散ＰＢＴのシステムは、ロードされたソフトウェアであるかどうかを確認する規定を含まなければならない静止電流またはなってい廃止。システムがＬＥＤプレーヤーが最新であることを検出すると、ＬＥＤの再生をすぐに開始できます。あるいは、ＰＢＴコントローラーがＬＥＤプレーヤーが廃止されている、期限切れである、または単に最新ではないことを検出した場合、ＰＢＴコントローラーは新しいＬＥＤプレーヤーの実行可能コードをすぐにまたは最初にユーザーの承認を得ることによってダウンロードできます。は時代遅れＬＥＤプレーヤ実行可能なコードを使用して処理を実行するいくつかの例は、不適切な再生またはシステムの誤動作を生じ得ます。このような場合、インテリジェントパッドのＬＥＤプレーヤーは、ソフトウェアのダウンロードと更新が実行されるまで、ＰＢＴコントローラーによって強制的に操作が中断される場合があります。
【００５４】
ＬＥＤパッドが定義された期間、独立して自律的に機能する機能は、パッシブＬＥＤパッドと比較してＬＥＤパッドを「インテリジェント」として区別します。対照的に、パッシブＬＥＤパッドは、ＰＢＴコントローラーから送信されたリアルタイム信号にのみ応答するように制限されており、通信が中断すると、ＬＥＤパッドの動作がすぐに中断され、ＬＥＤパルス列または波形に影響します。言い換えると、ＰＢＴコントローラーと１つ以上のインテリジェントＬＥＤパッド間のバス通信は、パケット交換ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）と見なすことができます。
【００５５】
開示された分散ＰＢＴ系の別の重要な特徴はあるその自律安全システム−保護及び安全機能は、各インテリジェントＬＥＤパッドで動作ＰＢＴコントローラの独立。特にネットワーク接続された専門医療機器では、ネットワーク接続が失われた場合でも、安全システムは確実に動作し続ける必要があります。本発明の重要な特徴として、動作中、各インテリジェントＬＥＤパッドは、ソフトウェアが正常に動作し、危険な状態が存在しないことを保証するために、安全関連のサブルーチンを定期的に実行する。ＳＥインテリジェントＬＥＤパッド埋め込まれた保護機能が含まれ、「点滅タイマー関連のソフトウェア」サブルーチン、ウォッチドッグタイマ、過電圧保護、ＬＥＤ電流のバランス、および過温度保護を。自律安全機能には、不揮発性メモリに格納され、各インテリジェントＬＥＤパッド内に存在する組み込みマイクロコントローラによって実行されるインテリジェントＬＥＤパッドのローカルオペレーティングシステム（ここではＬｉｇｈｔＰａｄＯＳと呼ばれる）を構成するファームウェアが含まれます。
【００５６】
治療を開始するように指示を受けると、特定のパッドのＬｉｇｈｔＰａｄＯＳはソフトウェアタイマーを開始し、同時にマイクロコントローラーのハードウェアカウンターをリセットして開始します。次に、ＬｉｇｈｔＰａｄＯＳは実行可能コードを起動して、ストリーミングデータファイルまたはＬＥＤプレーヤー（特定の再生ファイルの再生）として実行されるＰＢＴ処理を、進行中のプログラムカウンターと同期して実行します。定義された周波数でプログラムカウンタ進む共有システムクロックや精密時間基準のいずれかによって定義されるような１つまたはいくつかの特定のインテリジェントＬＥＤパッドＳ。このような時間基準は、ＲＣ緩和発振器、ＲＬＣ共振タンク発振器、水晶発振器、またはマイクロメカニカルマシンベースの発振器を使用して確立できます。このようにして、ナノ秒の精度のパルスを使用して、方形波パルス、正弦波、および周波数と持続時間が変化するその他の波形を合成できます。合成された波形は、定義されたアルゴリズムに従って、選択されたパターンでさまざまな波形ＬＥＤのストリングを駆動するために使用されます。
【００５７】
プログラムの実行中、ソフトウェアの点滅タイマーとハードウェアベースのウォッチドッグタイマーの両方が、プログラムカウンターのタイムベースと同期してカウントを続けます。点滅タイマーが特定の事前定義された時間（ここでは点滅間隔と呼ばれる）、たとえば３０秒に達すると、ソフトウェアタイマーは、パッドのローカルコントロールＬｉｇｈｔＰａｄＯＳに送信される割り込み信号を生成します。これにより、治療のプログラムカウンターが一時停止され、割り込みサービスが開始されます。ルーチン」またはＩＳＲ。次に、ＩＳＲはハウスキーピング機能を実行します。これには、インテリジェントＬＥＤパッド内の１つ以上のセンサーの温度の読み取り、トランシーバーを介した温度データのＰＢＴコントローラーへの送信、および同時に測定された最高温度と定義された範囲の比較が含まれます。温度が警告レベルを超えると、警告フラグも生成され、システムに何らかのアクションを実行するように要求するためにＰＢＴコントローラーに伝達されます。たとえば、ＬＥＤデューティーファクター（サイクルあたりの時間）を下げてパッドの温度を下げる、または治療を中断します。
【００５８】
ただし、測定された最高温度が所定の安全しきい値を超えると、インテリジェントＬＥＤパッドはすぐに治療プログラムの実行を一時停止し、同時にトランシーバーを介してＰＢＴコントローラーにメッセージを送信します。ＰＢＴがプログラムを再起動しない限り、過熱しているインテリジェントＬＥＤパッドは無期限にオフのままになります。このように、ＰＢＴコントローラーが使用できないか誤動作しているときに過熱状態が発生した場合、またはネットワークまたは通信バスがビジーまたは使用できない場合、デフォルトの状態は治療を停止することです。
【００５９】
ＩＳＲ中に、インテリジェントＬＥＤパッドは他の安全性テストを実行できます。たとえば、電源障害に起因する過剰な入力電圧、内部パッドの短絡に起因する過剰な電流のチェック、インテリジェントＬＥＤに接触する汗や水に起因する過剰な湿気の検出などです。パッド。患者とＬＥＤパッドの間に衛生バリアがないか不適切に適用されている可能性があります。いずれの場合も、誤動作しているインテリジェントＬＥＤパッドは最初に動作を一時停止し、次に分散システムに障害を通知するメッセージをＰＢＴコントローラーに送信します。このような場合、他のＬＥＤパッドは独立して動作し続けるか（１つのパッドが動作を停止した場合でも）、あるいはすべてのインテリジェントＬＥＤパッドを同時にシャットダウンすることができます（ＰＢＴコントローラーまたは直接パッド間通信を介して）。ＩＳＲが完了すると、プログラムカウンタを再起動し、ソフトウェアの点滅タイマーを再起動し、ウォッチドッグタイマーを再起動することにより、ＰＢＴ処理の実行に制御が戻ります。
【００６０】
ＬＥＤ再生実行可能コードまたはＩＳＲサブルーチンのいずれかでソフトウェア実行エラーが発生した場合、プログラムカウンタは動作を再開せず、点滅タイマーはリセットおよび再起動されません。ウォッチドッグタイマーがリセットされずに（たとえば３１秒で）フルカウントに達した場合は、ソフトウェアの実行に失敗したことを意味します。ウォッチドッグタイマーのタイムアウトにより、割り込みフラグが即座に生成され、問題のあるＬＥＤパッドでのプログラムの実行が一時停止され、障害メッセージがＰＢＴコントローラーおよびオプションで他のＬＥＤパッドに送信されます。そのため、ソフトウェア障害は、ネットワーク接続がない場合でも患者の安全を確保するために、誤動作しているＬＥＤパッドのデフォルトで常に非動作状態になります。
【００６１】
自律安全機能とは別に、別の実施形態では、開示された分散ＰＢＴシステムは、ＰＢＴコントローラによって管理されるネットワーク化されたコンポーネントの集中保護を含む。具体的には、本明細書でＬｉｇｈｔＯＳと呼ばれる、ＰＢＴコントローラで動作するＰＢＴオペレーティングシステムは、ネットワークまたは通信バスに接続されたコンポーネントが許可されたコンポーネントまたは詐欺であるかどうかを検出する機能を含む多くの保護規定を含む。場合ユーザーの試みが接続する所定の認証プロセスを通過することができないＰＢＴコントローラのネットワークに光パッドまたは他のコンポーネントを、そのコンポーネントは、あろうネットワークへのアクセスを拒否すること。ＰＢＴコントローラのＬｉｇｈｔＯＳオペレーティングシステムは、不正禁止することができ、不正なデバイスのＩＰアドレスにデータパケットの送信、またはコマンドを暗号化していない、怒らデバイスが除去されるまで、分散システム全体をシャットダウンするなど、さまざまな方法でアクセスをすることで認識できません許可されていないコンポーネント。
【００６２】
達成するために開示された多層セキュア通信分散ＰＢＴシステム、オペレーティングＰＢＴコントローラのシステム（ＬｉｇｈｔＯＳ）およびオペレーティング・システムのインテリジェントＬＥＤパッド（ＬｉｇｈｔＰａｄＯＳ）はパラレル通信スタック含んに識別可能ではない一貫したプロトコルを使用して、共有秘密をデバイスオペレーター、ハッカー、または無許可の開発者。そのため、分散型ＰＢＴシステムは、データリンク層２、ネットワーク層３、トランスポート層４、セッション層５、プレゼンテーション層を含む任意の数の通信層でセキュリティを実行する機能を備えた保護された通信ネットワークとして動作します。６、またはアプリケーションレイヤー−７。
【００６３】
たとえば、ＰＢＴコントローラーとインテリジェントＬＥＤパッドの両方にインストールされ、暗号で隠されている数値コード、つまり共有シークレットを使用すると、キー自体を漏らすことなく、ネットワークに接続されたインテリジェントＬＥＤパッドの信頼性を確認できます。ＬＥＤの一つの方法パッド検証層−データリンク上で実行される２、ＰＢＴコントローラは、ネットワークまたは通信バスを介してインテリジェントＬＥＤパッドに乱数を渡します。それに応じて、ＬＥＤパッド内のマイクロコントローラーは、共有シークレット（数値コード）のコピーを復号化し、受信した乱数とマージしてから、連結された番号に対して暗号化ハッシュ操作を実行します。次に、インテリジェントＬＥＤパッドは、同じトランシーバーリンクを介して暗号化ハッシュ値をオープンに返します。
【００６４】
同時に、ＰＢＴコントローラーは、共有シークレット（数値コード）の独自のコピーを復号化する同一の操作を実行し、ＬＥＤパッドに送信した生成された乱数とマージしてから、連結された番号に対して暗号化ハッシュ操作を実行します。次に、ＰＢＴコントローラーは、受信したハッシュ値とローカルで生成されたハッシュ値を比較します。二つの数字が一致した場合にパッドが本物である、つまりそれは接続するために「許可」ネットワークに。前述の認証アルゴリズムは、ＵＳＢ、イーサネット、ＷｉＦｉ、またはセルラー無線接続を含む任意のデータバスまたはパケット交換ネットワークを介した任意のＰＨＹレイヤー１および／またはデータリンクレイヤー２接続で実行できます。ＷｉＦｉ接続の際には、データリンクも使用して確立することができるＷｉＦｉを提供してアクセスプロトコルＷＰＡ２を保護しました。
【００６５】
ために「管理」の目的及びセキュリティ追跡、承認日時（として利用可能なＧＰＳの位置）認証コンポーネントの不揮発性メモリに格納され、必要に応じてアップロードサーバに。分散ＰＢＴシステムで接続されているすべてのコンポーネントの安全な通信とＡＡＡ（認証、承認、管理）検証を採用することの利点は、認証されていない、潜在的に安全でない詐欺師デバイスの意図的な接続からの安全性と保護を確保するために重要です。このように、詐欺師のデバイスは分散型ＰＢＴシステムによって駆動することはできません。ＡＡＡ検証は、リチウムイオンバッテリーパック、未承認の電源、スピーカー、ディスクドライブ、モータードライバー、高出力のクラスＩＩＩおよびクラスＩＶレーザーなど、ＰＢＴシステムの一部としての動作を目的としないデバイスの偶発的な接続からも保護します。潜在的な危険は、ＰＢＴシステムとは無関係です。
【００６６】
パケット交換ネットワーク（イーサネットやＷｉＦｉなど）を使用する分散ＰＢＴシステムのセキュリティは、ネットワークレイヤー３での動的アドレス指定とデータトランスポートレイヤー４での動的ポート割り当てを使用して強化することもできます。接続されていないＰＢＴコントローラーの動作中ＰＢＴコントローラーは、インターネットまたはその他のローカルエリアネットワークに対して、動的ＩＰアドレスと動的ポートアドレスを生成し、インテリジェントＬＥＤパッドが独自の動的ＩＰアドレスと独自の動的ＩＰアドレスで応答する他のネットワーク接続デバイスにアドレスをブロードキャストします。動的ポートアドレス。分散ＰＢＴシステムがルーターまたはインターネットに接続している場合は、動的ホスト構成プロセッサ（ＤＨＣＰ）を使用して動的ＩＰアドレスを割り当てます。同様に、リモートプロシージャコール（ＲＰＣ）を使用して、動的なポート番号の割り当てを実行します。デバイスがネットワークに接続されるたびに動的ＩＰアドレスと動的ポートが変更されるため、サイバー攻撃対象領域が減少します。追加Ｌａｙｅｒ−４セキュリティは、ＴＬＳ使用して追加することができる「トランスポート層セキュリティ」、ＩＰＳｅｃセキュリティプロトコル、または他のプロトコル。
【００６７】
分散ＰＢＴシステムの構成要素が確立されると通してレイヤ２認証、及びレイヤ３及びＬヤー−４ネットワークとポートアドレスを割り当て、分散ＰＢＴシステムが治療を実行する準備ができています。受信ＰＢＴ制御時にユーザ「開始」コマンドを、暗号鍵またはデジタル証明書の交換とＰＢＴ処理開始についてＰＢＴコントローラとネットワーク接続されたインテリジェントＬＥＤパッド間を確立するＬＡｙｅｒの−５セッション。セッションが開かれると、ＰＢＴコントローラーとインテリジェントＬＥＤパッドは、治療が完了するか終了するまで、ファイルとコマンドの交換中に安全なリンクを維持します。追加のネットワークセキュリティは、プレゼンテーションの暗号化を使用して行うことができる層−６またはアプリケーション層−で７。
【００６８】
開示されているように、ネットワーク接続された分散型ＰＢＴシステムは、複数のインテリジェントＬＥＤパッドを使用して光生体変調療法を確実かつ安全に実行できる単一の統合仮想マシン（ＶＭ）として機能する。
・ケーブルの寄生による波形の歪みはありません
・ＰＢＴコントローラーとインテリジェントＬＥＤパッド間の双方向通信
・能力マルチパッド誤接続の短絡を検出します
・承認されたＬＥＤパッドまたは認定メーカーを識別するためのビリティ
・ように接続されたデバイスを識別するためビリティインテリジェントＬＥＤパッド
・動力源を識別するためビリティ及びそれらの動作電圧を制御します
・ドライバーのＬＥＤ電流を制御および制限する機能
・バッテリーを検出するビリティとそれらの接続を防止ＰＢＴシステムの出力にします
・ＬＥＤパッドに過熱状態を検出するビリティ
・ＬＥＤパッド内のＬＥＤの構成を識別するためビリティ
・タイプ識別するビリティおよび構成内に含まれるＬＥＤのＮインテリジェントＬＥＤパッド
・複数の出力を独立して制御する機能
・インテリジェントＬＥＤパッド内で歪みのない波形合成を実行する機能
・新しいＬＥＤドライバーアルゴリズムをインテリジェントＬＥＤパッドに配布する機能
・キャプチャと記録をリアルタイムに患者の生体データにビリティ
・治療領域のリアルタイム画像を収集するビリティ
・ユーザー（医師）が新しい治療アルゴリズムを作成する機能をサポートする
・ドキュメントの電子配布をサポートする機能
・治療追跡を実行する機能
・電子処方箋の配布を管理する機能
・ネットワークに接続されたリモートコントロールをサポートする機能
・ＰＢＴシステムの位置追跡を実行する機能
・コンポーネント間の安全な通信を実行する機能
【００６９】
別の実施形態では、開示される分散ＰＢＴシステムは、デジタル波形合成、ＰＷＭパルス生成、および方形波、三角波、のこぎり波、および正弦波波形を生成することができる動的多重化マルチチャネルＬＥＤドライバを含む３段階波形生成を含む。波形は、単一の周期関数または複数の周波数成分の弦で構成されます。
【００７０】
別の実施形態では、開示された波形発生器は、所定のキーおよび周波数スケールに基づいて和音、例えば、ノイズフィルタリングを含む２つ、３つ、または４つの異なる周波数を含む和音を生成することができる。ＬＥＤ駆動波形は、オーディオサンプルから、またはさまざまな解像度と周波数のスケーラブルなオーディオプリミティブ波形のコードを組み合わせることによって生成することもできます。波形は、波形シンセサイザーのパラメトリック、ＰＷＭ波形、およびメジャー、マイナー、ディミニッシュ、オーグメントコード、オクターブ、インバージョンなどのＰＷＭコードに基づいてライブラリに保存できます。ソフトウェア制御のＬＥＤドライバには、Ｉ／Ｏマッピング（多重化）、動的電流制御、およびさまざまな動的にプログラム可能な電流リファレンスが含まれています。
【００７１】
別の実施形態では、分散型ＰＢＴシステムは、集中型マルチチャネルＰＢＴ制御ステーションから制御されるインテリジェントＬＥＤパッドの複数のセットを含む。オプションのＷｉＦｉＰＢＴリモコンが含まれており、ローカルの開始−開始および一時停止の制御が容易になります。さらに別の実施形態では、ＰＢＴコントローラは、インテリジェントＬＥＤパッドを制御するモバイルデバイスまたはスマートフォン上で実行されるアプリケーションを含む。モバイルアプリケーションには、直感的なＵＩ／ＵＸコントロールとバイオフィードバック表示が含まれています。アプリは、治療データベースとしてインターネットまたはＰＢＴサーバーに接続することもできます。別の実施形態では、ＰＢＴシステムは、ネットワーク上でプログラムされた完全に自律的なＬＥＤパッドセットを含む。
【００７２】
分散型ＰＢＴシステムは、マウスピースに取り付けられたＬＥＤを制御して歯肉炎や歯周病に対抗したり、鼻や耳に挿入されたイヤフォンに取り付けられた個々のＬＥＤを駆動して、副鼻腔の細菌の屈曲を殺したりするためにも使用できます。個々のＬＥＤのつぼみのバリエーションは、鍼治療のポイントに配置される「スポット」として使用できます。
【００７３】
前述の分散型ＰＢＴシステムは、ＬＥＤの駆動に限定されませんが、レーザーからのコヒーレント光や時変磁場の放出など、生体組織にエネルギーを注入するために、患者に隣接して配置されたエネルギーエミッターを駆動するために使用できます。（磁気療法）、微小電流（電気療法）、超音波エネルギー、赤外線、遠赤外線電磁放射、またはそれらの任意の組み合わせ。
【００７４】
そのような一実施形態では、ＬＥＤまたはレーザーハンドヘルドワンドは、大面積ヘッドユニットおよびピボットハンドル、一体型温度センサー、バッテリー充電器、ステップアップ（ブースト）電圧レギュレーター、および近接検出器としての一体型安全システムを備える。さらに別の実施形態では、磁気治療装置は、時間変化する磁場を生成するために使用される多層プリント回路基板実装コイルを含む。磁気治療装置は、パッドまたはワンドに実装することができる。炎症及び関節痛を減少させるために使用Ｍａｇｎｅｔｏｔｈｅｒａｐｙは、独立して、またはと組み合わせて動作させることがＰＢＴ。
【００７５】
別のハンドヘルドワンドバージョンには、マッサージ療法と同様ですが、より深く浸透する、超音波周波数、つまり１０Ｈｚ未満で筋肉や組織に圧力を加えるバイブレーターとして動作する変調ボイスコイルが含まれています。筋肉の弛緩を減らし、柔軟性と可動域を改善するために使用される超低周波音療法は、独立して、またはＰＢＴと組み合わせて行うことができます。
【００７６】
別の実施形態では、ｎ個の超音波治療装置は、２０ｋＨｚのから４ＭＨｚのために超音波帯域に変調された一つ以上の圧電変換器を有する屈曲可能なＰＣＢを含みます。圧電変換器を備えたパッドはまた、オーディオスペクトルのパルスによって変調されたＬＥＤを含み得る。超音波−ＬＥＤ複合デバイスの１つのアプリケーションでは、超音波を使用して、循環を改善し、その後死んだ細胞を除去するために使用されるＰＢＴで瘢痕組織を破壊します。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】セラピストの制御下で動作するＰＢＴシステムを示している。
【図２】ミトコンドリアの光生体調節を示している。
【図３】は、様々な生体材料の光吸収スペクトルを示している。
【図４Ａ】光光学療法と光生体変調療法の違いを対比しています。
【図４Ｂ】ブレンド波長による細胞内小器官ミトコンドリアの光化学的刺激を示します。
【図５】アクティブＬＥＤパッドを備えた分散型ＰＢＴシステムを表す。
【図６Ａ】ＰＢＴの電流制限抵抗を用いたパッシブＬＥＤパッドとシステムの概略図である。
【図６Ｂ】ＰＢＴの電流制御を用いたパッシブＬＥＤパッドとシステムの概略図である。
【図７】物理（ＰＨＹ）レイヤ１通信のみを使用するアクティブＬＥＤパッドを備えたＰＢＴシステムのネットワーク記述である。
【図８】通信ケーブルの等価回路とその電気信号への影響である。
【図９】アイコンであるＩＣ修飾されていないまたは不適切な電気付属品やＬＥＤパッドにｐｈｏｔｏｂｉｏｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ治療システムの相互接続の表現。
【図１０】共通の電気信号のセットで異なるＬＥＤパッドを駆動する光生体変調療法システムを示している。
【図１１Ａ】２つのＬＥＤの不適切な「短絡出力」接続示すＰＢＴの一つの共通ＬＥＤパッドにシステム出力を。
【図１１Ｂ】ショア示す駆動テッド出力接続赤色ＬＥＤの文字列を複数の競合制御信号です。
【図１１Ｃ】重複または同時制御信号と同時に同一のＬＥＤパッドにＮＩＲ及び赤色ＬＥＤの両方を駆動する短絡出力接続を示します。
【図１１Ｄ】同時に重複または同時制御信号と同一のＬＥＤパッドにＮＩＲ及び赤色ＬＥＤの両方を駆動する出力短絡接続するための電源出力波形を示します。
【図１２】温度感知、保護、またはフィードバックを欠くＰＢＴシステムである。
【図１３】アクティブＬＥＤパッドを備えた分散型ＰＢＴシステムを表す。
【図１４】インテリジェント（アクティブ）ＬＥＤパッドを備えた分散型ＰＢＴシステムの概略図である。
【図１５】３層ＯＳＩスタックを使用するインテリジェント（アクティブ）ＬＥＤパッドを備えたＰＢＴシステムのネットワーク図である。
【図１６】ＬＥＤパッド認証シーケンスのフローチャートである。
【図１７】識別データレジスタを備えたアクティブＬＥＤパッドのブロック図を示している。
【図１８】ＬＥＤ構成レジスタを備えたアクティブＬＥＤパッドのブロック図を示している。
【図１９】Ｎ模範ＬＥＤの３個の波長のＬＥＤを含むアレイとドライブエレクトロニクスの概略図である。
【図２０Ａ】ＮチャネルＭＯＳＦＥＴと、基準電流入力Ｉｒｅｆを備えた電流検出ゲートバイアス回路とを備える電流シンクタイプのスイッチドローサイドＬＥＤドライバの概略図である。
【図２０Ｂ】電流シンクタイプが切り換えローサイドＬＥＤドライバ含むＮチャネルＭＯＳＦＥＴと電流検出ゲートバイアス回路の基準電流入力Ｉを有するＲＥＦの概略図である。
【図２０Ｃ】電流ミラーセンサ、基準電流入力Ｉｒｅｆを備えたトランスコンダクタンス増幅器バイアス回路、およびデジタル入力を備えた伝送ゲートを含む、例示的な電流シンクタイプのローサイドスイッチドＬＥＤドライバ実装の概略図である。
【図２１Ａ】標本の概略図であるＹＤＡＣ抵抗電流トリムマルチチャネル電流基準発生器。
【図２１Ｂ】標本の概略図であるＹ現在のトリム幅ＤＡＣＭＯＳＦＥＴのゲートを有するマルチチャネル電流基準発生器。
【図２１Ｃ】標本の概略図である現在のキャリブレーションと目標基準入力電流を備えたＤＡＣを有するマルチチャネル電流基準発生器及び算術論理ユニット算出入力。
【図２２Ａ】「ｍ」ＬＥＤを含む一連のＬＥＤを駆動するハイサイドスイッチ電流制御要素または「電流源」の概略図である。
【図２２Ｂ】電流源タイプの略図である切り替えるＰチャネルＭＯＳＦＥＴと基準電流入力を有する電流感知ゲートバイアス回路を備えたハイサイドＬＥＤドライバ（-Ｉｒｅｆ）。
【図２２Ｃ】電流ミラーセンサ、基準電流入力（−Ｉｒｅｆ）を備えたトランスコンダクタンス増幅器バイアス回路、およびデジタル入力を備えた伝送ゲートを含む、例示的な電流源タイプのスイッチドハイサイドＬＥＤドライバ実装の概略図である。
【図２３Ａ】ハイサイド電流制御素子又は有効ローサイドＮチャネルＭＯＳＦＥＴデジタルと「ｍ」のＬＥＤを含むＬＥＤの直列ストリングを駆動する「電流源」の概略図です。
【図２３Ｂ】ＰチャネルＭＯＳＦＥＴを含む電流源タイプのハイサイドＬＥＤドライバと、基準電流入力（−Ｉと電流検出ゲートバイアス回路の概略図であるｒｅｆが）低いと直列のＬＥＤストリングを駆動します−サイドＮチャネルＭＯＳＦＥＴデジタルイネーブル。
【図２３Ｃ】標本の概略図であるＹのカレントミラーセンサ、基準電流入力を有する相互コンダクタンス増幅器バイアス回路（-Ｉ含む電流源タイプのハイサイドＬＥＤドライバ実装ＲＥＦ低いとＬＥＤを直列接続の列を駆動します）下−サイドＮチャネルＭＯＳＦＥＴデジタルイネーブルメント。
【図２４】説明するフローチャートであるマスター・スレーブ、ストリーミングデータ基づきＬＥＤ駆動します。
【図２５】ＵＳＢを介したパケット転送を使用したＬＥＤパッドへのリアルタイムストリーミングデータ転送を示している。
【図２６Ａ】示すジャストインタイムやための「ＪＩＴ」シーケンシャルデータ転送方法ストリームベースのＬＥＤ駆動。
【図２６Ｂ】転送示す−前方−および−用シフト法ストリームベースのＬＥＤ駆動します。
【図２６Ｃ】ＪＩＴをＬＥＤドライブの転送−前方−および−シフト方式と比較します。
【図２７】暗号化されていないファイルを使用したＬＥＤパッド自律パッド再生のフローチャートである。
【図２８】アクティブＬＥＤパッドにおける実行可能コードファイルの記憶を示している。
【図２９Ａ】それぞれが３つの連続した治療アルゴリズムを構成する３つのＰＢＴ「セッション」を含む例示的な治療プロトコルを示す。
【図２９Ｂ】模範示すＹの各々がオンと表彰および期間オフのＬＥＤ制御シーケンスを説明するため、治療を。
【図３０】ＰＢＴのアーント−シュルツ二相性用量応答モデルを示している。
【図３１】４層シリアルバスベースのＬｉｇｈｔＯＳ通信プロトコルスタックを示している。
【図３２】ＰＢＴ処理ファイルの暗号化されたパケット準備を示している。
【図３３】ＰＢＴセッションファイルの暗号化されたパケット準備を示している。
【図３４】着信暗号化パケットのアクティブＬＥＤパッド復号化および記憶を示している。
【図３５】転送後ファイル復号化を使用したＬＥＤパッド自律パッド再生のフローチャートである。
【図３６】アクティブなＬＥＤパッドにおける暗号文ファイルの記憶を示している。
【図３７】再生中にオンザフライ復号化を使用するＬＥＤパッド自律パッド再生のフローチャートである。
【図３８】再生前のバルクファイル復号化と再生中のオンザフライ復号化とのファイル比較である。
【図３９】ファイルのダウンロード示してからにＬＥＤプレイヤーをＬＥＤパッド。
【図４０】「波形シンセサイザー」モジュールの動作を説明するフローチャートである。
【図４１】「ＰＷＭプレーヤー」モジュールの動作を説明するフローチャートである。
【図４２】動作について説明するフローチャートである「ＬＥＤドライバ」モジュール。
【図４３】波形シンセサイザ、ＰＷＭプレーヤー、およびＬＥＤドライバモジュールを使用した波形生成を示すブロック図である。
【図４４】ユニット機能ジェネレータまたはプリミティブプロセッサのいずれかによる合成を含む波形シンセサイザー動作の詳細を示すブロック図である。
【図４５】定数、のこぎり波、三角関数、正弦波形、および正弦弦波形を含む、単位関数によって生成された波形の例を示している。
【図４６】波形合成で使用されるシンセサイザー加算ノードおよびオートレンジ動作の機能的説明である。
【図４７】様々な周波数の正弦波およびそれらのブレンドされた和音の例を示している。
【図４８Ａ】独立した重み付けおよびオートレンジ機能を備えた１０オクターブにわたる和音をブレンドすることができるカウンターベースの正弦波合成システムを示している。
【図４８Ｂ】カウンタベースの正弦波合成システムを使用する２正弦波コードの合成を示します。
【図４８Ｃ】カウンタベースの正弦波合成方式を採用三正弦波コードの合成を示します。
【図４９】２４点の角度分解能を備えた単一の正弦プリミティブを使用する、カウンタベースの正弦波コードシンセサイザーのブロック図である。
【図５０】単一の固定解像度プリミティブを使用した２つの正弦波コード合成の例です。
【図５１Ａ】単一の固定解像度の正弦プリミティブを使用した３つの正弦波コード合成の例です。
【図５１Ｂ】模範示すＹ単一の固定解像度正弦プリミティブ強調量子化雑音を用いて正弦波とブレンド和音。
【図５２Ａ】複数のスケーリングされた解像度の正弦プリミティブを使用した３つの正弦波コード合成の例です。
【図５２Ｂ】模範示すＹ完全に量子化ノイズを除去するために複数のスケーリングされた解像度正弦プリミティブを使用して、正弦波とブレンド和音。
【図５２Ｃ】３正弦波混合コードの固定解像度とスケーリングされた解像度の正弦波合成の比較です。
【図５３】スケーリングされた解像度の正弦プリミティブおよび４つのクロックスケール範囲を使用する、カウンタベースの正弦波コードシンセサイザーのブロック図である。
【図５４】任意の解像度の正弦波プリミティブに適用可能なユニバーサルプリミティブ正弦波コードシンセサイザーのブロック図である。
【図５５Ａ】偶数焼戻し音階に基づいて、正弦およびコード合成のためのグローバルキー及び第四のオクターブのノート設定するためのＵＩ／ＵＸインタフェース示す−ベースのキーを。
【図５５Ｂ】他のスケールに基づいて、正弦およびコード合成のためのグローバルキー及び第四のオクターブのノート設定するためのＵＩ／ＵＸインタフェース示す−ベースのキーを。
【図５６】カスタマイズされた周波数に基づいて正弦波および弦合成のためのグローバルキーを設定するためのＵＩ／ＵＸインターフェースを示している。
【図５７Ａ】メジャー、マイナー、増三和音、減七の和音を含む、音楽コードの三和音／クワッド合成（オプションで＋１オクターブ音符付き）用のアルゴリズムコードビルダーのブロック図です。
【図５７Ｂ】オプションの＋１オクターブノートを備えたカスタムトライアドコードビルダーのＵＩ／ＵＸインターフェイスを示しています。
【図５８Ａ】オートレンジ機能なし三正弦加算合成信号の圧縮を示します。
【図５８Ｂ】用いて、オートレンジ増幅なし三正弦加算合成された波形とを比較します。
【図５９】波形シンセサイザで使用されるＰＷＭ発生器機能の機能図である。
【図６０】非正弦波で生成された波形およびそれらに対応するＰＷＭ表現の例を示している。
【図６１Ａ】ＰＷＭプレーヤのチョッピング機能の動作を示す図です。
【図６１Ｂ】ＰＷＭプレーヤーで使用されるパルス幅変調器の概略的な機能的等価物を示します。
【図６２】ＬＥＤドライバ動作のブロック図を示している。
【図６３Ａ】５０％のデューティファクタおよび１０ｍＡ平均ＬＥＤ電流の方形波を生成したＰＷＭプレーヤの構成の波形を示します。
【図６３Ｂ】２０％のデューティファクタおよび１０ｍＡ平均ＬＥＤ電流の方形波を生成したＰＷＭプレーヤの構成の波形を示します。
【図６３Ｃ】９５％のデューティファクタおよび１０ｍＡ平均ＬＥＤ電流の方形波を生成したＰＷＭプレーヤの構成の波形を示します。
【図６３Ｄ】５０％のデューティファクタとの方形波を生成したＰＷＭプレーヤの構成波形示す図１０ｍＡ平均ＬＥＤ電流は、その後のステップは、アップＰＥＤ１３ｍＡです。
【図６３Ｅ】５０％のデューティファクタおよび１０ｍＡ平均ＬＥＤ電流がＬＥＤドライバ生成する方形波の構成の波形を示します。
【図６３Ｆ】ＬＥＤドライバの構成の波形を示す図であるＡＤＣ（アナログ−デジタル変換器）を生成正弦波と１０ｍＡ平均ＬＥＤ電流を。
【図６３Ｇ】１０ｍＡの平均ＬＥＤ電流でギターの弦を弾くＬＥＤドライバーＡＤＣ（アナログ−デジタルコンバーター）で生成されたオーディオサンプルの構成波形を示しています。
【図６３Ｈ】１０ｍＡ平均ＬＥＤ電流とシンバルクラッシュのオーディオサンプルを生成したＬＥＤドライバＡＤＣ（アナログ−デジタル変換器）の構成の波形を示します。
【図６４Ａ】ＰＷＭの構成波形が１０ｍＡ平均ＬＥＤ電流を正弦波を合成示します。
【図６４Ｂ】その後１３ｍＡに昇圧１０ｍＡ平均ＬＥＤ電流とＰＷＭ合成正弦波の構成の波形を示します。
【図６４Ｃ】１０ｍＡ平均ＬＥＤ電流の正弦波コードを含むＰＷＭ合成オーディオサンプルの構成の波形を示します。
【図６４Ｄ】平均ＬＥＤ電流が１０ｍＡのＰＷＭ合成三角波の構成波形を示しています。
【図６４Ｅ】１０ｍＡ平均ＬＥＤ電流でギターの弦むしれを含むＰＷＭ合成オーディオサンプルの構成の波形を示します。
【図６４Ｆ】１０ｍＡ平均ＬＥＤ電流でシンバルクラッシュを含むＰＷＭ合成オーディオサンプルの構成の波形を示します。
【図６５】ＰＷＭで合成された正弦波の構成波形を示しています。平均ＬＥＤ電流は１０ｍＡで、その後ＰＷＭプレーヤーによって１３ｍＡにステップアップされます。
【図６６】再生ファイルのＬＥＤパッドへのダウンロードを示している。
【図６７】図６７が示す含むＬＥＤ再生データファイル再生ファイルのＩＤを、シンセサイザー・パラメータ・ファイル、ファイル、ＰＷＭプレーヤファイル、ＬＥＤドライバファイル、及びその構成要素をプリミティブ。
【図６８】概略的アナログであるビューＰＷＭプレーヤクロック制御するために使用されるファームウェアのΦのＲＥＦを。
【図６９】イーサネットベースの分散ＰＢＴシステムの通信スタックで構成されています。
【図７０】ＷｉＦｉベースの分散型ＰＢＴシステムの通信スタックを構成します。
【図７１Ａ】分散型ＰＢＴシステム用のＷｉＦｉ通信対応ＰＢＴコントローラのブロック図である。
【図７１Ｂ】分散型ＰＢＴシステム用のＷｉＦｉ通信対応ＬＥＤパッドのブロック図です。
【図７２】マルチユーザー分散型ＰＢＴシステムおよび通信ネットワークです。
【図７３】携帯電話ベースの分散型ＰＢＴシステムの通信スタックで構成されています。
【図７４】携帯電話アプリおよびＷｉＦｉベースの制御を使用する分散型ＰＢＴシステムを示している。
【図７５】モバイルデバイスアプリケーションプログラムを使用したＰＢＴ制御用のＵＩ／ＵＸメニューです。
【図７６】ＬＥＤまたはレーザー治療用のハンドヘルドＰＢＴワンドの断面図、上面図、および下面図である。
【図７７】ＬＥＤまたはレーザー治療用のハンドヘルドＰＢＴワンドのブロック図である。
【図７８】静電容量式接触感知を利用するレーザーＰＢＴ用のＰＢＴワンドアイ安全システムの断面図および下面図である。
【図７９】静電容量式接触感知を利用するレーザーＰＢＴのための眼の安全システムの概略図である。
【図８０】分散システムレーザーＰＢＴ駆動回路の概略図である。
【図８１Ａ】自律統合スイッチを有するインテリジェントＬＥＤパッドの断面、上面図、及び側面図。
【図８１Ｂ】自律インテリジェントＬＥＤパッドのプログラムスイッチシーケンスを説明するフローチャートである。
【図８２】リジッドフレックスＰＣＢの断面図です。
【図８３】磁気療法パッドで使用される平面磁気の分解図である。
【図８４】平面磁気を備えた磁気療法パッドの側面図である。
【図８５】平面磁気を備えた磁気療法パッドの上面図である。
【図８６】分散システム磁気療法駆動回路の概略図である。
【図８７】個別の磁気を使用する磁気療法パッドの断面図である。
【図８８Ａ】電磁石のアレイを含む磁気療法パッドである。
【図８８Ｂ】電磁石および永久磁石のアレイを含む磁気療法パッドである。
【図８８Ｃ】電磁石のアレイと積み重ねられたハイブリッド電磁石永久磁石を含む磁気療法パッドです。
【図８８Ｄ】電磁石のアレイと積み重ねられたハイブリッド永久磁石電磁石で構成される磁気治療パッドです。
【図８９】分散システム互換のハンドヘルド磁気療法装置です。
【図９０】Ｕ字型ＰＢＴ歯周マウスピースの平面図および断面図である。
【図９１】Ｕ字形のＰＢＴ歯周マウスピースを製造する際の製造工程の側面図である。
【図９２Ａ】Ｈ字型ＰＢＴ歯周マウスピースを製造する際の製造工程の側面図である。
【図９２Ｂ】図９２Ｂは、製造されたＨ字型の歯周ＰＢＴマウスピースのサイドビューです。
【図９３】Ｈ字型ＰＢＴ歯周マウスピースの製造における結合プロセスを示している。
【図９４】歯周ＰＢＴマウスピースの回路図を示している。
【図９５】Ｈブリッジドライブを備えた超音波ＰＢＴパッドの組み合わせの回路図を示している。
【図９６】電流シンクドライブを備えた超音波ＰＢＴパッドの組み合わせの回路図を示している。
【図９７】組合せ超音波ＰＢＴパッドを含む斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００７８】
克服するために、前述の既存の世代のＰＢＴシステム直面制限、全く新しいシステムに必要なアーキテクチャを。具体的には、正弦波を組み合わせた正弦波とコードの生成は、ケーブル接続による重大な波形歪みを回避するために、駆動されるＬＥＤの非常に近くで発生する必要があります。このような設計基準では、波形合成を再配置し、ＰＢＴコントローラーからＬＥＤパッドに移動する必要があります。この一見マイナーな機能の再パーティション化を実現するには、実際には重要な設計変更であり、ＬＥＤパッドをパッシブコンポーネントからアクティブシステムまたは「インテリジェント」ＬＥＤパッドに変換する必要があります。パッシブＬＥＤパッドには、ＬＥＤ、電流源、およびスイッチのアレイのみが含まれますが、インテリジェントＬＥＤパッドには、マイクロコントローラー、揮発性および不揮発性メモリ、通信トランシーバーまたはバスインターフェイス、ＬＥＤドライブ電子機器、およびＬＥＤアレイを統合する必要があります。なぜなら長いケーブルまたは無線操作の必要性のマイクロコントローラのための時間基準は、また、ＬＥＤのパッドに再配置されなければなりません。基本的に、各インテリジェントＬＥＤパッドは小さなコンピューターになり、指示されると、ＬＥＤ励起パターンを個別に生成できます。
【００７９】
そのため、パッシブＬＥＤパッドに電気信号を生成して配信する集中型ＰＢＴコントローラーを使用するのではなく、新しいアーキテクチャは「分散型」であり、集中化されたリアルタイム制御を欠く自律的に動作する電子コンポーネントのネットワークで構成されます。この種の最初の分散型ＰＢＴシステムは、インテリジェントＬＥＤパッドの発明を必要とします。これは、ＬＥＤパッドが動的ＬＥＤ励起パターンを生成し、それに応じてＬＥＤドライブを安全に実行するために必要なすべての計算を実行する治療用光送達システムです。分散型ＰＢＴ操作では、ＰＢＴコントローラーの役割はＵＩ／ＵＸインターフェイスの役割に劇的に減少し、ユーザーは利用可能なプロトコルライブラリから治療またはセッションを選択し、治療を開始、一時停止、または終了できます。
【００８０】
ＩＳＯ１３４８５、ＩＥＣ、およびＦＤＡの規制では、安全上の理由から常にハードウェアの制御性が要求されているため、この中央ハードウェア制御の欠如は、医療機器では事実上前例のないものです。このように、分散型ハードウェア医療Ｄに有効で安全システムの実装ｅｖｉｃｅｓ新しい必要安全機能をローカルで実行し、システムを伝えなければならず、革新的なアプローチ−ワイドを。このような安全プロトコルをしなければならないＳＰＥは、設計された、ｃｉｆｉｅｄ検証し、検証し、文書化ＦＤＡの設計規則に従って、国際的な安全基準。
【００８１】
インテリジェントＬＥＤパッドを備えた分散型ＰＢＴシステムのもう１つの意味は、電気信号通信をデータパケットを含むコマンドベースの命令に置き換えることです。このようなコマンドベースの通信には、分散システムのコンポーネント間のパケット交換プライベート通信ネットワークの設計と開発が含まれ、医療機器制御の固有の厳しい要件を満たすようにデジタル通信を適応させます。パケットルーティング、セキュリティ、およびデータペイロードは、ハッキングやシステムの誤動作を防ぐように設計する必要があり、必要なすべてのＰＢＴ操作を実行するために必要なすべての情報を伝達する必要があります。
【００８２】
インテリジェントＬＥＤパッドを使用して分散型ＰＢＴシステムを実装するには、相互に関連する２つのイノベーションが必要です。このアプリケーションでは、ストリーミングまたはファイル転送によって配信される時間ベースのＬＥＤ励起パターンを含むインテリジェントＬＥＤパッドの動作が開示されます。この開示はまた、波形合成、ＰＷＭプレーヤー操作、および動的ＬＥＤ駆動の３段階プロセス、ならびに必要な安全機能を使用した波形のパッド内生成を考慮している。関連する米国出願番号１６／３７７１９２、名称「分散Ｐｈｏｔｏｂｉｏｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ治療デバイスおよび方法は、バイオフィードバック、と通信プロトコルそのため、」データ通信階層スタック及び制御プロトコルが開示されています。
【００８３】
分散ＰＢＴシステムは本明細書に開示され、ＬＥＤの再生が使用して制御することができるいずれかの時間ベースの命令列（ストリーミングと呼ばれる）、またはコマンドベース波形生成及び合成スルー。いずれの場合も、データパケットはペイロードでＬＥＤ励起パターンをデジタルで伝送します。動作中、ユーザーまたはセラピストはグラフィカルインターフェイスを介してＰＢＴ治療または治療セッションを選択し、治療を開始することに同意します。次に、コマンドはパケット化されます。つまり、準備、フォーマット、圧縮され、通信パケットに詰め込まれ、シリアルペリフェラル通信バス、ＬＡＮ、ブロードバンド接続、ＷｉＦｉ、ファイバー、またはその他のメディアを介して１つ以上のインテリジェントＬＥＤパッドに配信されます。各データパケットで運ばれるペイロードデータは、オクテットまたは１６進ワードとして編成されたビットを含むデジタルですが、実際の通信媒体はアナログであり、差動アナログ信号、電波、または変調光を含みます。
【００８４】
有線通信では、通信バスは通常、シンボルレートまたはボーレート（ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｓｙｍｂｏｌ＿ｒａｔｅ）と呼ばれる指定されたレートで変調されたアナログ差動波形を含む電気信号を使用します。各シンボルは、定義された期間の頻度またはコードを含むことができます。各シーケンシャルシンボルの検出は、ケーブル内の反応性寄生要素またはノイズ源によって引き起こされる歪みの影響を受けないため、従来のＰＢＴ実装におけるデジタルパルス信号伝送に関連するすべての問題を克服します。ＷｉＦｉ通信では、着信シリアルデータが分割され、ＯＦＤＭと呼ばれる複数の周波数サブバンドにわたって小さなパケットで送信されます。つまり、直交周波数分割多重化により、高いシンボルレートと低いビットエラーレートが実現されます。同様の周波数分割方法がファイバチャネルおよびＤＯＣＳＩＳ通信で使用され、高いシンボルレートを実現します。送信される各シンボルは複数のデジタル状態を表すことができるため、シリアルバスビットのデータレートはメディアのシンボルレートよりも高くなります。５０ＭＢ／秒を超える最も一般的なシリアルおよびワイヤレス通信プロトコルのいくつかの実効ビットデータレート（ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｌｉｓｔ＿ｏｆ＿ｄｅｖｉｃｅ＿ｂｉｔ＿ｒａｔｅｓ）を以下に要約します。
【００８５】
【表１】
2021520867.tif 000003
【００８６】
ＰＢＴコントローラーは、ユーザーのコマンドに応答して、命令を通信データパケットに変換します。このパケットは、接続され、認定されたすべてのＬＥＤパッドに送信されます。ＬＥＤのパッドは、それに応じて、命令および応答を受信し、治療セッションを開始するか、他のタスクを実行します。高帯域幅通信のため、ＰＢＴシステムのユーザーエクスペリエンスは、処理が瞬時に行われることです。つまり、システムの操作が実際には一連のデバイス間通信として実行されたとしても、ユーザーはリアルタイムのＵＩ／ＵＸ応答を認識します自律的なタスク。
【００８７】
開示された分散型ＰＢＴシステムは、複数の相互作用するコンポーネントを含み、それらのそれぞれは、分散型システム内で専用の機能を実行する。システムに統合された固有のコンポーネントの数は、システムの全体的な複雑さに影響を与え、通信プロトコル、つまりデバイス間通信で使用される「言語」の洗練度に影響を与えます。開示された分散型ＰＢＴシステムの様々な構成要素は、以下を含み得る：
・ＵＩ／ＵＸベースのコマンドを実行し、通信ネットワークを介して命令をディスパッチするために使用される中央ＰＢＴコントローラーまたはモバイルアプリケーションで構成されるユーザーインターフェイス。
・局所的なパッド内励起パターン生成と波形合成、およびオプションで統合センサーまたはイメージング機能を備えた動的光生体変調療法治療を実行するインテリジェントＬＥＤパッド。
・コンピュータサーバー、インターネット上でアクセスまたは保持のために使用するプライベート通信ネットワークやＰＢＴトリートメント、セッション、およびプロトコルを配布、またはアップロードのための患者の応答、ケーススタディ、あるいは臨床試験データと関連ファイル（例えばＭＲＩの、Ｘ線、血液テスト）。
・レーザーワンドや超音波治療パッドなどのオプションの治療用アクセサリー。
・患者のサンプルまたはリアルタイムデータのキャプチャとアップロードに使用されるオプションの生体認証センサー（たとえば、ＥＥＧセンサー、ＥＣＧモニター、血中酸素、血圧、血糖など）。
・高解像度ディスプレイやタッチスクリーン、キーボード、マウス、スピーカー、ヘッドホンなどを含むコンピューター周辺機器。
【００８８】
ＰＢＴシステムのさまざまなコンポーネントを組み合わせたり除外したりすることで、病院や診療所をカバーする幅広いユーザーに合わせてさまざまなパフォーマンスとシステムコストを調整し、個々のユーザーや消費者、スパ、エステティシャン、スポーツトレーナー、アスリートなどに拡張できます。救急医療、警察、または軍のフィールドドクター向けのプロフェッショナルなモバイルアプリケーションも同様です。ＰＢＴコンポーネントは５Ｖを超える電圧を使用するため、開示されている設計では、ユーザーが誤ってＵＳＢ周辺機器を高電圧（１２Ｖ〜４２Ｖ）接続またはバスに接続しないように注意が払われています。
【００８９】
分散型ＰＢＴシステムのＬＥＤ制御
【００９０】
図１３に示される分散型ＰＢＴシステムの１つの基本的な実装。３つの伴うＰＢＴコントローラ１２０−コンポーネント、電源１２１、および単一インテリジェントＬＥＤパッド１２３を介在ＵＳＢケーブル１２２番目。図１４は、例示する模範のブロック図Ｙ分散ＰＢＴシステムの実装、を含むＰＢＴコントローラとバストランシーバ１３１、上のＥ以上のインテリジェントＬＥＤパッド３３７、ＵＳＢケーブル１３６、及び外部電源『ブリック』を１３２．電源ブリック１３２は図では個別のコンポーネントとして示されていますが、ＰＢＴコントローラーとバストランシーバー１３１がインテリジェントＬＥＤパッド３３７への有線接続を使用するシステムでは、電源を使用するのではなく、ＰＢＴコントローラーとトランシーバーの内部に電源を含めることができます。別のコンポーネント。示されるように、ＰＢＴコントローラとバス送受信機１３１は、メインマイクロコントローラμＣ含む又はＭＰＵ１３４、タッチスクリーンＬＣＤ１３３、不揮発性メモリ１２８、揮発性メモリ１２９、インタフェースバス１３５、およびシステムクロックのクロック１２４の動作を１９７率Φｓｙｓ。クロック要素とメモリ要素は、それらの機能を表すためにメインＭＰＵ１３４とは別に示され、特定の実現またはコンポーネントの分割を説明することを意図したものではありません。（図示せず）ＡＲＴＣリアルタイムクロックはまた、ＰＢＴコントローラ１３１ＡＲＴＣに含まれてもよいであるＮ極めて低い電力国際時間基準に連続的に同期化し実行消費クロックやネットワーク時刻できるだけ。
【００９１】
メインＭＰＵ１３４の構築は、完全に統合されたシングルチップマイクロコントローラまたはマイクロプロセッサベースのモジュールを含み得、任意選択で、メインシステムクロック１２４、バスインターフェース１３５、および不揮発性メモリ１２８および揮発性メモリ１２９の一部を含む。任意の数のパーティションが可能である。複数のシリコン集積回路（ＩＣ）、システムオンチップ（ＳＯＣ）統合、システムインパッケージ（ＳＩＰ）、またはモジュールとしての使用を含みます。例えば、揮発性メモリ１２９は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、またはスタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）を含み得る。このメモリは、メインＭＰＵ１３４内に全部または一部統合され得るか、または別個の集積回路によって実現され得る。同様に、不揮発性メモリ１２８は、電気的に消去可能なプログラム可能なランダムアクセスメモリ（Ｅ２ＰＲＯＭ）または「フラッシュ」メモリを含み得、これらは、全部または一部、ＭＰＵ１１１内に統合され得る。ＰＢＴコントローラ１３１内の大容量不揮発性。データストレージは、光ディスク（ＣＤ／ＤＶＤ）などの移動メディアストレージを使用して、磁気ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）によって、さらにはクラウドストレージへのネットワーク接続を介して実現することもできます。
【００９２】
ＰＢＴコントローラ１３１内の不揮発性データストレージ１２８の役割は、本明細書ではＬｉｇｈｔＯＳと呼ばれるメインオペレーティングシステムのストレージを含む多目的である。として、ならびにＰＢＴ治療及びセッションのプログラムライブラリーを保持するために、一般的に暗号化された形式で格納されていますセキュリティ上の理由から。不揮発性メモリ１２８はまた、治療ログを捕捉し、センサーデータをアップロードし、そして場合によっては治療メタデータを保持するために使用され得る。不揮発性の対応物とは対照的に、ＰＢＴコントローラー１３１における揮発性メモリー１２９の役割は、主にスクラッチパッドメモリーの役割であり、計算の実行中にデータを一時的に保持します。たとえば、一連の個別のＰＢＴ処理を含むＰＢＴセッションを準備する場合、暗号化された処理アルゴリズムを最初に復号化し、ＰＢＴセッションにアセンブルし、再暗号化してから、ネットワーク転送の準備ができた通信パケットにアセンブルする必要があります。揮発性メモリは、通信パケットの組み立てプロセス中にデータコンテンツを保持します。
分散型ＰＢＴシステムでのもう１つの考慮事項は、ＰＢＴコントローラーとＬＥＤパッドに電力を供給するために必要な配電です。オプションは次のとおりです。
・内部電源を使用してＰＢＴコントローラーに電力を供給し、通信バスを介してＬＥＤパッドに電力を供給します。
・外部電源（ブリック）を使用してＰＢＴコントローラーに電力を供給し、通信バスを介してＬＥＤパッドに電力を供給します。
・内部電源を使用してＰＢＴコントローラーに電力を供給し、専用の外部電源または電源（ブリック）を使用してＬＥＤパッドに電力を供給します。
・外部電源（ブリック）を使用してＰＢＴコントローラーに電力を供給し、専用の外部電源（ブリック）を使用してＬＥＤパッドに電力を供給します。
【００９３】
示されている例では、外部電源ブリック１３２は、ＰＢＴシステム全体に電力を供給し、集積回路に５Ｖを提供し、ＬＥＤのストリングに＋ＶＬＥＤを提供する。ＵＳＢケーブル１３６は、トランシーバ担持シンボルデータから１インタフェースバス３５ＰＢＴコントローラのとバストランシーバ１３１に３インターフェイスバス３８ＬＥＤパッド３３７の。
【００９４】
ＵＳＢケーブル１３６も電力を供給します。具体的には、グランド（ＧＮＤ）、５Ｖ、および＋ＶＬＥＤをインテリジェントＬＥＤパッド３３７に接続します。これらは通常、ケーブルの信号線よりも太い低抵抗の銅導体で伝送されます。各ＬＥＤパッド３３７は、パッドμＣ３３９、バスインターフェース３３８、ＲＡＭ揮発性メモリ（例えば、ＳＲＡＭまたはＤＲＡＭ）３３４ａ、ＮＶ−ＲＡＭ不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュ）３３４Ｂ、時間基準クロック３３３、ＬＥＤドライバ３３５、およびＬＥＤアレイ１４０。
【００９５】
ＬＥＤドライバは、スイッチド電流シンク１４０、１４１、および他（図示せず）、通常、ＬＥＤの各ストリングに対して１つの電流シンクを含む。ＬＥＤアレイ１４０は、波長λ１の光を生成するための一連の直列接続されたＬＥＤ１４２ａから１４２ｍ、および波長λ２の光を生成するための一連の直列接続されたＬＥＤ１４３Ａａから１４３ｍ、および典型的には他の一連のＬＥＤ（図示せず）を含む。
【００９６】
内部メモリＬＥＤパッド３３７揮発性メモリ３３４Ａと３３４Ｂの不揮発性メモリの両方を含むのと同様である半導体メモリ採用総容量が小さいこと、好ましくはより低い電力を消費することができることを除いて、ＰＢＴコントローラ１３１に。ＬＥＤパッド３３７マスト含む半導体ソリューションにおけるメモリＬＥＤパッド３３７に脆いデータストレージを統合するメディアストレージを移動させる機械的衝撃や破損のリスクは具体的には、ＬＥＤパッド３３７内の揮発性メモリ３３４ａ（ラベル付きＲＡＭ）は、パッドμＣ３３９内に全部または部分的に統合され得るダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）またはスタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）を含み得る。
【００９７】
ＬＥＤパッドでは、揮発性メモリは、使用中以外は保持する必要のないデータを保持するのに役立ちます。ＬＥＤストリーミングファイル、ＬＥＤプレーヤーファイル、ＬＥＤ再生ファイルとして。（治療のライブラリ全体ではなく）現在のＰＢＴ治療を実行するために必要な実行可能コードのみを一時的に保持することの利点は、ＬＥＤパッド３３７内のメモリの容量およびコストが、ＰＢＴコントローラ１３１のものと比較して大幅に削減できることである。また、ＬＥＤパッド３３７から電源が切断されるとすべてのデータが失われるため、リバースエンジニアリングと治療プログラムのコピーがより困難になるという利点もあります。
【００９８】
不揮発性メモリ３３４ｂは、電気的に消去可能なプログラム可能なランダムアクセスメモリ（Ｅ２ＰＲＯＭ）または「フラッシュ」メモリを備えていてもよく、パッドμＣ３３９内にすべてまたは部分的に統合できます。不揮発性メモリ３３４Ｂ（ＮＶ−ＲＡＭ標識）頻繁に変更しない、好ましくはホールドファームウェアに使用され、そのようなＬＥＤのパッドのためのオペレーティングシステムとしては、本明細書において、パッド識別データを含む製造データと共に、ＬｉｇｈｔＰａｄＯＳと呼ぶことは、ＬＥＤパッドＩＤレジスタ、および製造関連のＬＥＤ構成データです。不揮発性メモリ３３４ｂはまた、どのような治療が実行されたかのユーザログを保持するために使用され得る。１つのＰＢＴコントローラーが複数のＬＥＤパッド（システムあたり最大６または８）とともに販売されることが多いため、ＬＥＤパッドの低コスト設計はもう１つの重要な経済的考慮事項です。全体的なメモリを低下させることは、単一のデバイスがあるＰＢＴコントローラに、濃縮メモリ、特に非揮発性メモリに有益であり、各ＬＥＤのパッド内に含まれるメモリ最小化するためにコスト、発生システムごとに複数のインスタンスに複数可。
【００９９】
動作中、ＰＢＴコントローラ１３１のタッチスクリーンＬＣＤ１３３でのユーザーコマンド入力は、メインＭＰＵ１３４によって再解釈され、メインＭＰＵ１３４は、それに応じて、不揮発性メモリ１２８に格納された処理ファイルを取得し、これらのファイルをＵＳＢケーブル１３６を介してＵＳＢバスインターフェイス１３５を介して転送します。インテリジェントＬＥＤパッド３３７内のバスインターフェース３３８へ。処理ファイルは、転送されると、一時的に揮発性メモリ３３８ａに記憶される。パッドμＣ３３９は、不揮発性メモリ３３４ｂに格納されたＬｉｇｈｔＰａｄＯＳオペレーティングシステムに従って動作し、次に、ＲＡＭ揮発性メモリ３３４ａに格納された処理を解釈し、選択された処理のＬＥＤ励起パターンに従ってＬＥＤドライバ３３５を制御する。アレイ３３６は、様々な波長のＬＥＤのストリングを所望の方法で照明する。ＰＢＴコントローラ１３１とＬＥＤパッド３３７が自分専用のクロック２９７と２９９を使用して動作するので、分散ＰＢＴシステムは、非同期つの異なるクロック周波数で動作する、具体的にはΦであるｓｙｓとΦｐａｄそれぞれ。
【０１００】
２つのシステムは異なるクロックレートで動作するため、ＰＢＴコントローラ１３１とＬＥＤパッド３３７の間の通信は非同期で、つまり共通の同期クロックなしで行われます。非同期通信は、示されているＵＳＢ１３６、またはイーサネット、ＷｉＦｉ、３Ｇ／ＬＴＥ、４Ｇ、およびＤＯＣＳＩＳ−３を含む幅広いシリアルバス通信プロトコルと互換性があります。分散ＰＢＴシステムの同期クロックバージョン、つまり共有クロックを備えたバージョンは技術的には可能ですが、同期操作では、非同期操作に比べてパフォーマンスや有効性の利点はありません。さらに、長いケーブルを介した高周波クロックの分配は、クロックスキュー、位相遅延、パルス歪みなどの問題を抱えています。
【０１０１】
図１のアーキテクチャは、２つ以上のマイクロコントローラまたはコンピュータの「頭脳」を有する分散ＰＢＴシステムを含む図１４は、そうでなければ一般に一体型コントローラを備えたオールインワンパッドまたはパッシブＬＥＤパッドを駆動するアクティブＰＢＴコントローラのいずれかを含むＰＢＴシステムの基本的なアーキテクチャ変更を表す。ＰＢＴコントローラは、別個のハードウェアデバイスである代わりに、ノートブックまたはデスクトップパーソナルコンピュータ、コンピュータサーバ、タブレットまたはスマートフォンなどのモバイルデバイス上で実行されるアプリケーションプログラムを代替的に含み得ることを当業者に知っておくべきである。またはビデオゲームコンソールなどのコンピュータソフトウェアを実行できるその他のホストデバイス、およびＩｏＴデバイス以上。そのような代替の実施形態の例は、本出願を通して示されている。
【０１０２】
図１５に示すようにＰＢＴ操作は、ハードウェア操作を制御するために使用される一連の通信として解釈できます。は歌うオープンシステムの実装またはＯＳＩ表現、ＰＢＴコントローラ１２０が備える通信スタック１４７が含まれているアプリケーション層７、データリンクレイヤ２と、物理レイヤ１。ＰＢＴコントローラー１２０内では、アプリケーション層７は、本明細書でＬｉｇｈｔＯＳと呼ばれる光生体変調用にカスタマイズされたオペレーティングシステムを使用して実装されます。ＬｉｇｈｔＯＳユーザ表彰によって受信された命令は、レイヤ２のデータリンク層に渡されると一緒にＰＨＹレイヤとの−１、対応するＰＨＹ層へのＵＳＢ差動信号３３２を使用して、ＵＳＢプロトコルを使用して通信−インテリジェントＬＥＤ内の通信スタックの１１４８居住パッド１２３。したがって、電気信号はレイヤー１通信を構成しますが、ＵＳＢのデータ構造は、ＰＢＴコントローラーとインテリジェントＬＥＤパッドがレイヤー２で、ＵＳＢデータ「フレーム」として時間内に配置されたパケットと通信しているように動作します。通信スタック１４８がＵＳＢパケットを受信すると、情報は、本明細書でライトパッドＯＳと呼ばれるＬＥＤパッド常駐オペレーティングシステムによって実行されるアプリケーションレイヤ７まで転送される。ＰＢＴコントローラーのＬｉｇｈｔＯＳとインテリジェントＬＥＤパッドのオペレーティングシステムＬｉｇｈｔＰａｄＯＳが、自己矛盾のない方法で命令を通信および実行するように設計されている場合、通信スタック１４７と１４８の間の双方向リンクは、アプリケーション層で仮想マシンとして機能します。デバイスは、単一のハードウェアであるかのように動作します。
【０１０３】
確保するための構成要素が情報を交換し、高い抽象レベルで命令を実行することができ、あるアプリケーション層で、上、２つのオペレーティングシステムのＬｉｇｈｔＯＳとＬｉｇｈｔＰａｄＯＳが同じ暗号化およびセキュリティ方法を使用して、並列構造で開発されることが重要ですおよび任意の層のプロトコル。この基準には、共通の共有シークレットの採用、事前定義された検証シーケンスの実行（コンポーネントがシステムのプライベートネットワークに参加するために必要）、共通の暗号化アルゴリズムの実行などが含まれます。
【０１０４】
２つの成分が通信を開始し、タスクを実行できることを保証するために、ＰＢＴのコントローラは、第１のＬＥＤパッドが実際に承認された製造業者であるかどうかを確立する必要があり、システム−検証コンポーネント。「認証」と呼ばれるこの試験は、図１のフローチャートに示されている。１つは「ホスト」として動作するＬｉｇｈｔＯＳ内で発生し、もう１つは「クライアント」として動作するＬｉｇｈｔＰａｄＯＳ内で発生する２つの並列シーケンスの図１６。示されるように、物理的なＵＳＢ接続の確立、すなわち挿入１５０の確立が完了すると、コントローラのＬｉｇｈｔＯＳオペレーティングシステムは「ライトパッド設置」と呼ばれるサブルーチン１５１ａを開始し、同時にＬＥＤパッドのＬｉｇｈｔＰａｄＯＳオペレーティングシステムはサブルーチン１５１ｂを開始する。クライアントが電源であるかどうかを判断するために使用される最初のステップ１５２ａで（電源である場合は拒否します）、ＰＢＴコントローラはチェック１５８を実行して、ＵＳＢＤ＋ピンとＤ-ピンが短絡していないかどうかをチェックします。これらのデータピンは場合れる短絡、ＵＳＢ規格によれば、周辺装置が電源であるとしないＬＥＤのＰＡれるＤ、システムは接続を拒否し、認証を終了し、ＬｉｇｈｔＯＳ周辺が有効成分ではなく、ユーザに通知しますすぐにプラグを抜いてください。ピンが短絡していない場合は、ＬｉｇｈｔＰａｄＯＳ、インストール承認プロセスが続行される場合があります。
【０１０５】
ステップ１５３ａおよび１５３ｂにおいて、２つのデバイスは、それぞれが理解し、確実に通信することができる最大データレートをネゴシエートする。一旦、通信データレートがさ確立、対称認証１５４ａ及び１５４ｂ処理開始を。対称認証中、ステップ１５４ａで、ＬｉｇｈｔＯＳは最初にＬｉｇｈｔＰａｄＯＳにクエリを実行し、ＬＥＤパッドＩＤデータレジスタ１４４に格納されているデータをチェックすることにより、ＬＥＤパッド１２３が有効な製造元承認デバイスであるかどうかを判断します。ステップ１５４ｂのミラー認証プロセスでは、ＬＥＤパッド１２３は、ＰＢＴコントローラーがＬＥＤパッド１２３での使用が承認された有効な製造ＩＤを持つ有効なデバイスであることを確認します。この交換では、特定の暗号化されたセキュリティ資格情報と、シリアル番号、製造コード、ＧＵＤＩＤ番号などの製造元の識別データが変更され、ＰＢＴコントローラー１２０とインテリジェントＬＥＤパッド１２３の両方が同じ製造元からのものである（または承認済みとしてライセンスされている）ことが保証されます。デバイス）。認証が失敗すると、ホストＬｉｇｈｔＯＳは、ＬＥＤパッドがシステムでの使用を承認されていないことをユーザーに通知し、ＬＥＤパッドを取り外すように指示します。ＬｉｇｈｔＯＳがＬＥＤパッド１２３を認証できない場合、ＰＢＴコントローラー１２０は周辺機器との通信を停止します。逆に、周辺機器のライトパッドＯＳがＰＢＴコントローラ１２０の真正性を決定できない場合、ＬＥＤパッド１２３は、ＰＢＴコントローラ１２０の命令を無視する。対称認証が確認された場合にのみ、動作を続行することができる。
【０１０６】
プライベートネットワークを確立し、プライベートネットワークへのデバイスの接続を承認するために、任意の数の認証方法を実行できます。これらの方法には、対称または非対称の暗号化と鍵交換、デジタルＣＡ証明書の交換による「認証局」ベースのＩＤ確認の採用、または暗号化ハッシュデータを交換して、デバイスが同じ共有秘密を保持していることを確認することが含まれます。資格のあるメーカー。たとえば、ＰＢＴコントローラーとインテリジェントＬＥＤパッドの両方にインストールされ、暗号で隠されている数値コード、つまり共有シークレットを使用すると、キー自体を漏らすことなく、ネットワークに接続されたインテリジェントＬＥＤパッドの信頼性を確認できます。データリンク層２で実行されるＬＥＤパッド検証のそのような方法の１つでは、ＰＢＴコントローラーはネットワークまたは通信バスを介して乱数をインテリジェントＬＥＤパッドに渡します。それに応じて、ＬＥＤパッド内のマイクロコントローラーは、共有シークレット（数値コード）のコピーを復号化し、受信した乱数とマージしてから、連結された番号に対して暗号化ハッシュ操作を実行します。次に、インテリジェントＬＥＤパッドは、同じトランシーバーリンクを介して暗号化ハッシュ値をオープンに返します。
【０１０７】
同時に、ＰＢＴコントローラーは、共有シークレット（数値コード）の独自のコピーを復号化する同一の操作を実行し、ＬＥＤパッドに送信した生成された乱数とマージしてから、連結された番号に対して暗号化ハッシュ操作を実行します。次に、ＰＢＴコントローラーは、受信したハッシュ値とローカルで生成されたハッシュ値を比較します。二つの数字が一致した場合パッドは、本物である、つまり、それはネットワークに接続するために「許可しました」。前述の認証アルゴリズムは、ＵＳＢ、イーサネット、ＷｉＦｉ、またはセルラー無線接続を含む任意のデータバスまたはパケット交換ネットワークを介した任意のＰＨＹ層１および／またはデータリンク２接続で実行できます。ＷｉＦｉ接続の場合、データリンクはＷｉＦｉ保護アクセスプロトコルＷＰＡ２を使用して確立することもできます。
【０１０８】
「管理」目的およびセキュリティ追跡のために、認証されたコンポーネントの認証日時（および利用可能な場合はＧＰＳ位置）は不揮発性メモリに保存され、オプションでサーバーにアップロードされます。分散ＰＢＴシステムで接続されているすべてのコンポーネントの安全な通信とＡＡＡ（認証、許可、管理）検証を採用することの利点は、認証されていない、潜在的に安全でない詐欺師のデバイスの意図的な接続からの安全性と保護を確保するために重要です。このように、詐欺師のデバイスは分散型ＰＢＴシステムによって駆動することはできません。ＡＡＡ検証は、リチウムイオンバッテリーパック、未承認の電源、スピーカー、ディスクドライブ、モータードライバー、高出力のクラスＩＩＩおよびクラスＩＶレーザーなど、ＰＢＴシステムの一部としての動作を目的としないデバイスの偶発的な接続からも保護します。ＰＢＴシステムとは関係のない潜在的な危険。
【０１０９】
パケットスイッチネットワーク（イーサネットやＷｉＦｉなど）を使用する分散ＰＢＴシステムのセキュリティは、ネットワークレイヤー３での動的アドレス指定とデータトランスポートレイヤー４での動的ポート割り当てを使用して強化することもできます。インターネットまたはその他のローカルエリアネットワークでは、ＰＢＴコントローラーは動的ＩＰアドレスと動的ポートアドレスを生成し、インテリジェントＬＥＤパッドが独自の動的ＩＰアドレスと独自の動的ポートで応答する他のネットワーク接続デバイスにアドレスをブロードキャストします。アドレス。分散ＰＢＴシステムがルーターまたはインターネットに接続している場合は、動的ホスト構成プロセッサ（ＤＨＣＰ）を使用して動的ＩＰアドレスを割り当てます。同様に、リモートプロシージャコール（ＲＰＣ）を使用して、動的なポート番号の割り当てを実行します。デバイスがネットワークに接続されるたびに動的ＩＰアドレスと動的ポートが変更されるため、サイバー攻撃対象領域が減少します。追加のレイヤー４セキュリティは、ＴＬＳトランスポート層セキュリティ、ＩＰＳｅｃセキュリティプロトコル、またはその他のプロトコルを使用して追加できます。インテリジェントＬＥＤパッドがネットワークに接続されると、ＬＥＤ構成データなどの追加情報を交換して、コンポーネントが分散ＰＢＴシステムの一部として動作することを許可できます。
【０１１０】
ステップ１５５ａにおいて、ＬｉｇｈｔＯＳは、ＬＥＤパッドのＬＥＤ構成に関する情報を要求する。ステップ１５５ｂ、情報を中継することによりＬｉｇｈｔＰａｄＯＳの応答内の構成は、レジスタ１４５ＬＥＤパッド１２３のＰＢＴコントローラへ１２０。加えて、ＬＥＤアレイの詳細な説明を含む構成ファイルはまた、製造業者の指定するための指定最大値、最小値及び目標電圧アレイのＬＥＤストリングの電力の必要性を。彼は、構成ファイルも指定最小ＬＥＤを駆動するのに必要な電流を必要としました。そこつ以上のＬのよりいる場合ＬｉｇｈｔＯＳの勧誘は、出力に接続されたＬＥＤパッドとすべての添付のＬＥＤパッドから同じ情報を受信し、ある接続されたデバイスのネットワーク全体を分析します。
【０１１１】
ステップ１５６ａで、ＬｉｇｈｔＯＳは各パッドの電圧要件を検査し、その値を高電圧電源の出力電圧範囲と比較します。固定出力電圧＋Ｖが可能な高電圧電源使用ＰＢＴコントローラにＬＥＤを、ＬｉｇｈｔＯＳオペレーティングシステムは、固定出力電圧＋ＶＬＥＤが可能な高電圧電源を使用するＰＢＴコントローラーでは、ＬｉｇｈｔＯＳオペレーティングシステムは、この電圧がＶｍｉｎからＶｍａｘまでの各ＬＥＤパッドの指定された電圧範囲内にあることを確認します。システムは、すべての「ｎ」個のＬＥＤストリングに必要な合計電流が電源の定格電流を超えていないことも確認します（これは一般的に問題ではない、現在のチェックをサポートするために含まれている低コストの消費者ＰＢＴ装置設計を有するが限られた電力）。
【０１１２】
場合、ステップ１５６ａにおいて、電源の出力は、すべての接続されたＬＥＤパッドの動作範囲満たしあり，Ｖｍｉｎ≦＋ＶＬＥＤ≦Ｖｍａｘは、次いでＰＢＴコントローラ１２０は、あろう高電圧供給可能＋ＶＬＥＤを。ステップにおいて１５６ｂＰＢＴコントローラ１２０は、できるＬＥＤパッド通知１２３選択された電源電圧の最後の供給電圧を文書化、不揮発性メモリ３３４Ｂに格納される（品質問題と現場故障を検査する際に有用）、ＬＥＤパッドに送達。ＰＢＴコントローラ１２０がプログラム可能な電圧電源を採用している場合、ＬｉｇｈｔＯＳオペレーティングシステムは、パッドのＬＥＤ構成レジスタ１４５に格納されているＬＥＤパッド１２３の動作Ｖｔａｒｇｅｔに基づいて最適な電圧を選択します。不一致、ＬｉｇｈｔＯＳオペレーティングシステムは、＋ＶＬＥＤのための電圧選択するを様々な報告対象電圧のいくつかの妥協として。この文脈での「高電圧」という用語は、最小１９．５Ｖから最大４２Ｖの間の電圧を意味します。一般的な電源電圧には、２０Ｖ、２４Ｖ、または３６Ｖが含まれます。＋ＶＬＥＤが有効になった後でも、治療が選択されて治療が開始されるまで、この高電圧は出力ソケットに接続されたり、ＬＥＤパッドに供給されたりしません。
【０１１３】
認証プロセス中およびユーザからの問い合わせの場合、ＰＢＴコントローラ１２０は、ＬＥＤパッドの製造に関する情報を要求しなければならない。このデータは、トレーサビリティに関する医療機器規制への準拠、品質や現場での障害のデバッグ、または返品承認（ＲＭＡ）の処理に役立ちます。図１７は、ＬＥＤパッドの不揮発性メモリ３３４ｂに格納された「ＬＥＤパッド識別データレジスタ」１４４に含まれる製品製造情報のタイプの例を示している。このデータには、製造元の部品番号、製造元の名前、ユニットのシリアル番号、製造履歴または血統の特定の説明にリンクされた製造コード、米国ＦＤＡ指定のグローバル一意デバイス識別データベース（ＧＵＤＩＤ）番号が含まれる場合があります。［ｈｔｔｐｓ：／／ａｃｃｅｓｓｇｕｄｉｄ．ｎｌｍ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／ａｂｏｕｔ−ｇｕｄｉｄ］、およびなどの適用に関連する５１０（ｋ）の数。レジスターには、オプションで、デバイスをインポートするための国固有のコードや、輸出許可番号や自由貿易証明書などの他の税関関連情報を含めることもできます。このレジスタは、製造中に不揮発性メモリ３３４ｂに記憶される。ＬＥＤパッド識別データレジスタ１４４はまた、認証プロセスで使用されるセキュリティ資格情報（暗号化キーなど）を含む。セキュリティ資格情報は、製造時にインストールされたまま静的であるか、ＬＥＤパッドが認証されるたびに動的に書き換えられるか、または指定された数の有効な認証の後に書き換えられます。
【０１１４】
説明したように、認証プロセス中に、ＰＢＴコントローラ１２０は、接続されたすべてのＬＥＤパッドのＬＥＤ構成に関する情報を収集する。図１８に示すように示されるように、パッドのＬＥＤ構成情報は、パッドの製造プロセス中に書き込まれた「ＬＥＤ構成レジスタ」１４５内のＬＥＤパッドの不揮発性メモリ３３４ｂに格納される。レジスタは多数のＬＥＤストリング「ｎ」は、特定の情報ＬＥＤの波長λと各文字列の直列接続されたＬＥＤの数「ｍ」を含む文字列内のＬＥＤの説明。動作中、このＬＥＤストリング情報は、ＬＥＤ処理を特定のタイプのＬＥＤパッドに一致させるために使用されます。たとえば、青色または緑色のＬＥＤを含むＬＥＤパッドが取り付けられている場合、赤色ＬＥＤの駆動専用に設計された処理は機能しません。ユーザーのＵＩ／ＵＸ、つまりＰＢＴコントローラーのタッチスクリーンのメニュー選択は、システムに接続されているＬＥＤパッドに応じて調整されます。対応するＬＥＤパッドが取り付けられていない場合、そのタイプのパッドを必要とするメニュー選択は非表示またはグレー表示されます。
【０１１５】
ＬＥＤ構成レジスタ１４５は、本質的に、ＬＥＤパッドの回路図の表形式の説明である。図１９の概略図を参照する描いたＬＥＤパッドの部分ＬＥＤドライバ３３５を含むＬＥＤ制御回路１６１ａと１６１ｃを介してと電流シンク１６１ａを、そしてＬＥＤアレイ３３６をれます。
・文字列＃１ＬＥＤ構成レジスタ１４５は６直列接続された波長λの赤外ＬＥＤ近傍含む文字列１６２ａ説明λ１＝８１０ｎｍ、電流シンク１６１ａによって駆動される搬送電流ＩＬＥＤ１を。
・文字列＃２ＬＥＤ構成レジスタ１４５は、波長λの４つの直列接続された赤色ＬＥＤを含む文字列１６３ａについて説明λ２＝６３５ｎｍ電流Ｉ搬送１６１ｂ電流シンクによって駆動のＩＬＥＤ２を。
・文字列＃３ＬＥＤ構成レジスタ１４５は、波長λの４つの直列接続された青色ＬＥＤを含む文字列１６４ａについて説明λ３＝４５０ｎｍ電流Ｉ運ぶ電流シンク１６１ｃによって駆動のＩＬＥＤ３を。
・文字列＃４ＬＥＤ構成レジスタ１４５は６直列接続された波長λの赤外ＬＥＤ近傍含む１６２ｂ列説明λ１＝８１０ｎｍ電流Ｉ運ぶ電流シンク１６１ａによって駆動のＩＬＥＤ４＝ＩＬＥＤ１を。
・文字列＃５ＬＥＤ構成レジスタ１４５は、波長λの４つの直列接続された赤色ＬＥＤを含む文字列１６３Ｂ説明λ２＝６３５ｎｍ電流Ｉ搬送１６１ｂ電流シンクによって駆動のＩＬＥＤ５＝ＩＬＥＤ２を。
・文字列＃６のＬＥＤ構成レジスタ１４５は、波長λの４つの直列接続された青色ＬＥＤ含む１６４ｂと紐説明λ３＝４５０ｎｍ電流Ｉ運ぶ電流シンク１６１ｃによって駆動のＩＬＥＤ６＝ＩＬＥＤ３を。
【０１１６】
上記は、特定の設計を表すものではなく、ＬＥＤ構成レジスタ１４５およびそれに対応する同等の回路図のデータフォーマットを例示することを意図しているが、これらに限定されない。特に、ＬＥＤパッド内に含まれる特定のストリング「ｍ」に直列に接続されたＬＥＤストリング「ｎ」の数およびＬＥＤの数は、この例に示される数を超える可能性が高い。実際には、さまざまなストリングのＬＥＤの数は同じである場合もあれば、ストリングごとに異なる場合もあります。例えば、ＬＥＤパッドは、直列の１４個のＬＥＤを含む１５個のストリング、または２１０個のＬＥＤを含み得る。これらのＬＥＤは、それぞれ５つのＬＥＤストリングからなる３つのグループに配置できます。３分の１のＮＩＲ、３分の１の赤、および３分の１の青。各ＬＥＤタイプは、５つの並列ストリングと１４の直列接続されたＬＥＤ、つまり３つの１４ｓ５ｐアレイで構成できます。
【０１１７】
ＬＥＤ構成レジスタ１８はまた、ＬＥＤパッドの最小および最大動作電圧を含む。適切なＬＥＤの動作のために、電源電圧＋ＶＬＥＤがなければならない最小電圧を超える仕様ＶｍｉｎのＬＥＤパッドのを均一な照明を保証するために、過度の電圧から回避損傷または加熱電源電圧超えるべきではない指定された最大電圧Ｖｍａｘ。換言すれば、ＬＥＤパッドに電力を供給するために許容される電源電圧の値が基準を満たさなければならないＶｍｉｎ＜＋ＶＬＥＤ≦Ｖｍａｘに。製造元のＶｍｉｎの指定された値、ＬＥＤ構造に格納されているがレジスタ１４５、マスト統計に基づいては超えＬＥＤの最高電圧列ＬＥＤパッド内にそれを確実にする限り基準のことＶｍｉｎ＜＋ＶＬＥＤされ、保持パッドの最高電圧の文字列ｓがまだされ、完全に動作して点灯します。Ｖｍｉｎ電圧の指定が低すぎると、一部のＬＥＤパッドでは、治療中に個々のＬＥＤストリングが他のストリングよりも暗くなる場合があります。輝度の均一性が悪いと、ＰＢＴ治療のピークおよび平均パワーが制限され、治療の総エネルギー（線量）が低下するため、治療効果に悪影響を及ぼします。
【０１１８】
ＬＥＤパッドの最高電圧ストリングは、ＬＥＤ製造における設計と確率的電圧変動の両方によって決定されます。各ＬＥＤストリング含むが直列ｍは−接続されたＬＥＤ、各ＬＥＤは、独自の順方向導通電圧Ｖｆｘ有する、ｘは１からｍまで変化し、総文字列電圧は、これらの個々のＬＥＤの総和が電圧であるΣＶｆｘを。最も高い電圧であって、文字列で発生する可能性が少ない直列−に接続されたＬＥＤをより高い電圧、またはそれは可能性の多数を含むストリングで発生低い順方向電圧ＬＥＤを。ＬＥＤパッドの製造元は、ＬＥＤストリング電圧がＶｍｉｎの指定値を超えて製造されていないことを保証するために、ロットごとにＬＥＤ順方向電圧の統計的サンプリングデータを使用する必要があります。
【０１１９】
精度は劣りますが、電源は、特定の色（波長）のすべてのＬＥＤを一度に点灯するために必要な最小平均電流Ｉｍｉｎを供給できる必要があります。一般に、２波長ＬＥＤパッドでは、ｎ個のＬＥＤストリングの５０％が同時に導通している可能性があります。３色のＬＥＤパッドでは、過熱を避けるために３つのＬＥＤ波長のうち１つだけが一度に点灯する可能性がありますが、最悪の場合、ｎストリングの２／３または６７％の仮定を使用して計算できます最大電流。連続操作で伝導ＬＥＤのピーク電流は、最悪の場合ではないストリング当たり３０ｍＡ（ｍＡ）、超過する場合、ＩＬＥＤ≦３０ｍＡ。この使用した最悪の場合の仮定、を有するパッドをｎ＝３０、６７％に照射ストリングの、およびＩを有するＩＬＥＤ≦３０ｍＡの値を必要とするであろうＩｍｉｎ＝３０（２／３）（３０ｍＡ）＝６００ｍＡ。
【０１２０】
ＬＥＤ構成レジスタ１４５で指定されたＩｍａｘの値は、ＬＥＤに流れる最大電流の説明ではなく、パッドの導電性トレースの５０％デューティファクタでの最大安全電流の説明です。この電流は、ＬＥＤパッドの中に流れる電流自身のＬＥＤストリングを加えた任意の電流が別のＬＥＤパッドにＬＥＤのパッドを介してバス接続しました。この仕様は、ＬＥＤパッドの電力線で大幅な電圧降下が発生し、加熱、誤動作、エレクトロマイグレーション、または金属融着が発生するパッドの動作を防止するために含まれています。ＬＥＤパッドのプリント回路基板（ＰＣＢ）の１つの可能な設計ガイドラインは、定格電流の２倍以上を流すことができる銅導体を利用することです。つまり、パッドは自身の電流と別のＬＥＤの電流を同時に安全に運ぶことができます。δ＝２５％の追加の設計ガードバンドが安全マージンとして含まれています。たとえば、Ｉｍｉｎ＝６００ｍＡの場合、２５％のガードバンドを使用すると、Ｉｍａｘ＝２Ｉｍｉｎ（１＋δ）＝１５００ｍＡになります。構成レジスタ１４５はまた、関係ＩＬＥＤ＝αＩｒｅｆに従って、基準電流ＩｒｅｆをＬＥＤストリング電流ＩＬＥＤに（またはその逆に）変換するために使用されるミラー比αを含む。異なる比率は、各チャネルのために使用される場合、テーブルにはα含むように適宜変更することができる１、α２、α３．．．れるＩＬＥＤ１＝α１Ｉｒｅｆ１、ＩＬＥＤ２＝α２Ｉｒｅｆ２などを。
【０１２１】
再び図１９を参照する、各ＮＩＲＬＥＤストリング内の電流ＩＬＥＤ１は、専用の直列接続された電流シンク１６１ａによって制御され、Ｉｒｅｆ１に比例してオン状態電流を伝導す。各赤色ＬＥＤストリングの電流ＩＬＥＤ２は、専用の直列接続された電流シンク１６１ｂによって制御され、Ｉｒｅｆ２に比例してオン状態の電流を流します。各青色ＬＥＤストリングの電流ＩＬＥＤ３は、専用の直列接続された電流シンク１６１ｃによって制御され、Ｉｒｅｆ３に比例してオン状態の電流を流します。各ＬＥＤストリングと直列に接続された電流制御デバイスは、電流「シンク」としてカソード側に接続されるか（図２０Ａに示されるように）、または電流「ソース」としてＬＥＤストリングのアノード側に接続され得る（図２２Ａに示されるように）。電流シンク１６１ａおよび電流源２００ａの両方の実装において、電流制御デバイスおよびＬＥＤストリング１６５または２０１にそれぞれ流れる電流ＩＬＥＤは、アナログ基準電流ＩｒｅｆおよびデジタルイネーブルパルスＥｎによって制御される。分散ＰＢＴシステムにおけるこれら２つの信号の起源については、このアプリケーションの後半で説明します。（注：「電流ソース」および「電流シンク」という用語は、その大きさが両端の電圧の大きさによって比較的影響を受けない電流を提供または受信する（「シンク」）コンポーネントを指すものとして当技術分野でよく知られている成分。）。
【０１２２】
図２０Ｂが示す理想的な電流シンク１６１Ａのブロック図で示しているのゲート駆動電流センスおよび制御素子１６６ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１６７。ＭＯＳＦＥＴ（またはバイポーラ接合トランジスタ）は、ドレイン−ソース端子間の電圧を維持しながら、制御された電流を維持します。ゲートバイアスは、ドレイン−ソース間電圧の変動にもかかわらず一定の電流を維持するために、電流検出および制御要素１６６によって提供される。図２０Ｃは、一の実装は、定電流シンク記載示してＮチャネルカレントミラーのＭＯＳＦＥＴ１６８ａ及び１６８ｂはセンス電流ＩＬＥＤを。比βのＭＯＳＦＥＴ１６８Ａのゲート幅にＭＯＳＦＥＴ１６８ｂとのゲート幅未満である，、１を意味することで現在のカレントミラーＭＯＳＦＥＴが１６８ｂとでの小部分が、正確な比率で、への負荷電流の電流でミラーＭＯＳＦＥＴ１６８ａ（ＩＬＥＤ。ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１６９ａ及び１６９ｂを含むユニティカレントミラーによって反射この測定された電流、を有するＷはゲート幅に一致ｐは、センス電流を変換大きβＩＬＥＤの５Ｖ電源で参照電流とグランド基準電流から。次に、ＩｒｅｆとβＩＬＥＤとの間の差を含む差動「エラー」信号ΔＩｅｒｒは、相互コンダクタンス増幅器１７０によって増幅され、電圧ＶＧに比例して変換され、電流制御要素、すなわち、ＭＯＳＦＥＴ１６７のゲートに供給され、形成される。閉ループフィードバックパス。動作中、利得ＧｍゲートバイアスＶにおけるトランスコンダクタンス結果のその誤差信号を駆動ΔＩｅｒｒをゼロにし、それによってＩを強制ＩＲＥＦ＝βＩＬＥＤ。便宜上、我々は再定義β＝１／αとなる我々はとして電流源の伝達関数を表現することができるＩＬＥＤ＝αＩｒｅｆ。同じＬＥＤパッド内のすべてのＬＥＤストリングに同じ基準電流が分配され、すべてのＬＥＤで均一な輝度が保証されます。
【０１２３】
電流シンク、切り替えにデジタルインバータ１７１と、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１７２及び接地を含むアナログ伝送ゲートは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを接続１７３は、デジタルＥｎ入力の機能を有効に行う、Ｎチャネル電流シンクＭＯＳＦＥＴ１６７のゲートを制御します。具体的には、有効にすると、信号ＥをＮ高、インバータ１７１の出力は、Ｐチャネルゲート接地しているので、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴのトランスミッションゲート１７２をオンにし、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１７３消灯、地上にあり、それは完全にオン状態にバイアスされ、アナログ電圧ＶＧ渡し、抵抗などの線形領域、及び挙動Ｎチャネル電流シンク１６７逆のゲート１７０増幅器のトランスコンダクタンスの出力から、イネーブル信号Ｅｎがロー（デジタル０）であり、Ｐチャネル伝送ゲートＭＯＳＦＥＴ１７２に接続されたインバータ１７１の出力が５Ｖにバイアスされ、Ｐチャネルがオフになり、Ｎチャネル電流シンクＭＯＳＦＥＴ１６７のゲートがトランスコンダクタンスの出力増幅器１７０は同時に。
【０１２４】
ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１７２はターンオンされ、引き上げのゲート電流シンクＭＯＳＦＥＴ１６７をグランドにし、電流シンクをオフＭＯＳＦＥＴ１６７、即ちＩＬＥＤ＝０。結論、図２０Ｃはの回路、スイッチ制御電流シンクを実装するための１つの回路を表します。電流シンクが有効になっているとき、電流シンク導通を（Ｅｎデジタル＝１）と制御電流搬送ＩＬＥＤ＝αＩｒｅｆを。電流シンクが無効になっている場合（Ｅｎデジタル＝０）、電流シンクはオフで、ＩＬＥＤ＝０です。
【０１２５】
同様の方法で、図２２Ａの電流源２００ａは、Ｐチャネル電流ミラーＭＯＳＦＥＴを使用して＋５Ｖ電源からＬＥＤストリング２０１のアノードに制御された電流を供給することによって実現することができる。図２２Ｂは、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ２０３ザＭＯＳＦＥＴのゲート駆動電流感知および制御要素２０２を示し、この理想的な電流源２００ａのブロック図で示す２０３維持しながら制御された電流を維持する（あるいはバイポーラ接合トランジスタ）ドレインからソースへの端子間の電圧。ゲートバイアスは、ドレイン−ソース間電圧の変動にもかかわらず一定の電流を維持するために、電流検出および制御要素２０２によって提供される。
【０１２６】
図２２Ｃは、定電流源記載の一の実装示し、ＰチャネルカレントミラーのＭＯＳＦＥＴの２０４ａ及び２０４ｂは感知負荷電流ＩＬＥＤを。ＭＯＳＦＥＴ２０４ａのゲートにＭＯＳＦＥＴ２０４ｂのゲート幅の比は広いはβであり、β＜１、２０４ｂミラーＭＯＳＦＥＴに電流意味での小部分を、それだけに正確な比率でＬＥＤの負荷電流。この電流測定表す＋ＶＬＥＤ、高電圧の大きさβＩＬＥＤの供給参照電流あり、次いで２０６アンプ差動トランスコンダクタンスへの入力とに比べて、基準電流ＩＲＥＦ、現在も＋ＶＬＥＤにミラーの高電圧供給レール。差動「誤差」信号ΔＩｅｒｒＩの間の差を含むＲＥＦとβＩＬＥＤは、次いで、増幅された電圧に比例して変換され、−ＶＧコンダクタンスによって増幅器２０６のゲートに供給され、電流制御素子Ｐチャネル電流源ＭＯＳＦＥＴ２０３、閉ループフィードバックパスを形成します。動作中、利得Ｇｍコンダクタンスの２０６の増幅器のゲートバイアスの結果−ＶＧその誤差信号ΔＩｅｒｒドライブゼロにし、それによってを強制Ｉｒｅｆ＝βＩＬＥＤ。便宜上、我々は再定義β＝１／αとなる我々はＩとして電流源の伝達関数を表現することができるＬＥＤ＝αＩｒｅｆ。同じＬＥＤパッド内のすべてのＬＥＤストリングに同じ基準電流が分配され、すべてのＬＥＤで均一な輝度が保証されます。
【０１２７】
電流源切り替え示すような実装を、デジタルインバータ２１１Ａおよび２１１ｂとＰチャネルＭＯＳＦＥＴ２０７及び＋ＶＬＥＤ含むアナログ伝送ゲート、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ２０８はＥｎ入力のデジタルイネーブル機能を実行接続され、ゲートを制御しますＰチャネル電流源ＭＯＳＦＥＴ２０３の具体的に、有効にすると信号ＥをＮ高く、出力インバータ２１１ａがある地面と５Ｖである２１１ｂ、インバータの出力で、ＴＵＲ寧高電圧レベルシフトＮチャネル・ＭＯＳＦＥＴの２１０ａおよび高電圧レベルシフトＮチャネル消灯ＭＯＳＦＥＴ２１０ｂ。高電圧レベルシフトＮチャネルＭＯＳＦＥＴ２１０ａがオン状態の場合、電流は抵抗器２０９ａを介して伝導され、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴトランスミッションゲート２０７のゲートをグランド近くの電圧まで引き下げ、トランジスタをオンにします。ＰチャネルのためＭＯＳＦＥＴ２０７は、ゲートがバイアスされた周辺の地面を、デバイスが動作するその線形領域にある抵抗器のように振る舞うと、完全にアナログ電圧通過−ＶＧを増幅器の相互コンダクタンスの出力から２０６ゲートにＰ−チャネル電流源ＭＯＳＦＥＴ２０３。同時に、以降の高電圧レベルシフトＮチャネルＭＯＳＦＥＴ２１０Ｂオフであり、抵抗２０９ｂに電流が流れない、及びＭＯＳＦＥＴ２０８までのＰチャネルプルのゲートの電圧は、そのソースに接続され、ある＋ＶＬＥＤ、およびトランジスタはオフです。Ｐチャネル電流源たびにこのように、ＭＯＳＦＥＴ２０３がオンで、ＭＯＳＦＥＴ２０８までのＰチャネルプルオフでのゲート電圧には影響がありませんＰ−チャネルＭＯＳＦＥＴ電流源２０３。
【０１２８】
逆に、信号Ｅｎがロー（デジタル０）で有効にすると、出力のインバータ２１１Ｂは高電圧レベルシフトＮチャネルＭＯＳＦＥＴ２１０ａ消灯グランドにバイアスされた。高電圧レベルシフトＮチャネルＭＯＳＦＥＴ２１０ａがオフであるため、抵抗２０９ａに電流は流れず、Ｐチャネル伝送ゲートＭＯＳＦＥＴ２０７のゲートの電圧は＋ＶＬＥＤにバイアスされ、Ｐチャネル伝送ゲートがオフになります。ＭＯＳＦＥＴ２０７とトランスコンダクタンスアンプ２０５の出力をＰチャネル電流源２０３のゲートから切断します。同時に、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ２１０ｂがオンになり、抵抗２０９ｂに電流を流し、ＰチャネルプルアップＭＯＳＦＥＴ２０８のゲートを引きます。地面近くでダウンし、ＭＯＳＦＥＴ２０８をオンにします。ＰチャネルプルアップＭＯＳＦＥＴ２０８がオン状態の場合、Ｐチャネル電流源２０３のゲートは＋ＶＬＥＤにバイアスされ、それによって電流源はオフにバイアスされ、ＩＬＥＤ＝０。結論として、図２２Ｃの回路はスイッチ制御電流源を実装するための１つの回路を表します。電流シンクが有効になっているとき、電流シンク導通を（Ｅｎデジタル＝１）と制御電流搬送ＩＬＥＤ＝αＩＲＥＦを。電流シンクが無効になっている場合（Ｅｎデジタル＝０）、電流シンクはオフで、ＩＬＥＤ＝０です。
【０１２９】
図２０Ｃの電流シンク回路の実装は、以下のことに留意されたい。本質的に、低電圧回路です。高電圧ＬＥＤ供給＋ＶＬＥＤに耐えることができる仕様を必要とする唯一の構成要素は、Ｎチャネル電流シンクＭＯＳＦＥＴ１６７である。これは、図２２Ｃの電流源回路には当てはまらない、高いオフ状態のドレイン−ソース間ブロッキング機能を備えたＭＯＳＦＥＴ、特に、制御された電流を伝導すると同時に高電圧を維持する必要があるＰチャネル電流源ＭＯＳＦＥＴ２０３、つまり電流源ＭＯＳＦＥＴを必要とします。二次故障（スナップバック）やホットキャリアの信頼性の懸念がない、広い安全な動作領域を示します。特に懸念されるのは、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ２０７および２０８の最大ゲート−ソース間電圧定格、つまりＶＧＳｐ（ｍａｘ）（最大）です。これらのデバイスのゲート酸化物の損傷を回避するために、抵抗２０９ａおよび２０９ｂの値は、デバイスのＶＧＳｐ（ｍａｘ）（最大）を超えるオン状態のゲートドライブを生成しないように注意深く選択する必要があります。予防措置として、最大ゲートバイアスを安全なレベルにクランプするために、それぞれＭＯＳＦＥＴ２０７および２０８のゲートからソース端子の両端にゼナーダイオードを含めることができます。一部の集積回路プロセスでは、製造された高電圧Ｐチャネルトランジスタは、オプションでより厚い「高電圧」ゲートを利用できますが、このオプションは、ＩＣの製造に使用されるウェーハファウンドリによって異なります。
【０１３０】
図２３Ａは、別の方法示す切り替える電流源を達成するために。この場合、アナログ電流制御回路はデジタルイネーブル機能から分離され、それによってＬＥＤストリング２０１が制御電流源２００ａと接地されたＮチャネルイネーブルＭＯＳＦＥＴ２１２との間に直列接続される。図２３Ｂに示されるこの回路のブロック図、例示することを実現する理想的な電流源を含む回路の実装電流源のそれよりもかなり簡単である「低側が切り替え」電流検出および制御回路２０２と高電圧Ｐチャネル電流源ＭＯＳＦＥＴ２０３を図２２Ｃの完全に統合されたスイッチ電流源。電流検出は変化しないままで、この実施形態では２０６増幅器ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ２０４ａ及び２０４ｂ、電流基準ミラー含むＰチャネルＭＯＳＦＥＴ２０５ａと２０５ｂとの差動入力相互コンダクタンスを含む電流感知ミラーを使用して、すべて高電圧レベルシフト、伝送ゲート、およびゲートプルアップ回路は完全に排除され、低電圧ゲート駆動インバータ２２１ａおよび２１１ｂによって駆動される単一の接地されたＮチャネルＭＯＳＦＥＴ２１２に置き換えられている。図２の両方の高電圧電流源回路において、図２２Ｃおよび図２３Ｃ、必要な基準電流は、接地基準電流シンク電流-Ｉｒｅｆです。ほとんどの電流はシンクではなくソース電流を参照するため、ソースからシンクへのカレントミラーが必要です。このミラーは、私は現在の基準入力にＮチャネルＭＯＳＦＥＴ２１３ａ接続されたしきい値で示されているｒｅｆを電流シンク基準電流-Ｉｒｅｆ生成するためにＮチャネルＭＯＳＦＥＴ２１３ｂによってミラーリング電源＋ＶＬＥＤに使用されるＰチャネルカレントミラーを参照するＭＯＳＦＥＴ２０５ｂ。図２３Ｃに示される回路の逆であることを理解されたい。イネーブル機能に高電圧ＰチャネルＭＯＳＦＥＴとレベルシフト回路を使用し、電流制御に接地電流シンクを使用します。しかし、一般的に、ハイ−サイドは、電流シンクは、図２０Ｃに示した完全に統合されたスイッチド電流シンクの上に特別な利点を有していない切り替えます。であるため、このアプリケーションでは説明していません。
【０１３１】
前述のすべての回路で、ＬＥＤ電流制御は共通の基準電流に依存します。ＬＥＤの輝度を制御するために必要な精度を達成するために、基準電流Ｉｒｅｆは、製造中にアクティブなトリミングを必要とします。基準電流をトリミングするための一つの方法は、抵抗を使用しては、図２１Ａに示されている。基準電流Ｉｒｅｆ０は、閾値接続されたｐチャネルＭＯＳＦＥＴ１８０ａによって決定され、抵抗１８１のしきい値と直列接続することを指し、そのドレインに接続されたゲートを有するＭＯＳＦＥＴ２つの端末装置を作成するために、ここで、ＶＧＳ＝ＶＤＳ。用語「閾値が」され使用されるので、それは急激な電圧を表し増加ドレイン電流が発生し、閾値電圧Ｖｔｐの付近の電圧でデバイスの、あるＶＧＳ＝ＶＤＳ〜Ｖｔ（〜は近似値を表す。以下同じ）を。ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１８０Ａの電流が約あるので、Ｉｒｅｆ０〜−（Ｖ-５Ｖｔｐ）／Ｒｏを。この基準電流は、同一の構成及びゲート幅の１８０ｅに１８０ｍの他の基準ＭＯＳＦＥＴにミラーリングされる農産物の複数の整合基準電流ｉは、共有ゲート接続によっＩｒｅｆ１は，Ｉｒｅｆ２は，Ｉｒｅｆ３は，Ｉｒｅｆ４は、などを。ミスマッチゲート幅ＷのＷｐ０＝Ｗｐ１＝Ｗｐ２＝Ｗｐ３＝Ｗｐ４などは、比較の変動の重要な原因ではないに対する変動の抵抗Ｒ０にできるようにするために、集積回路抵抗器１８１電気トリムの製造ばらつきを補償する回路を、Ｉｒｅｆトリム回路を抵抗器１８２はアレイ含むは、抵抗１８４ａ、１８４ｂ．．．１８４ｎを有する対応する抵抗値をＲ１、Ｒ２・・・Ｒｎは、その缶を抵抗１８１に並列に電気的に接続することにより，またはＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１８４ａ、１８４ｂ...１８４ｎがそれぞれゲートドライバ１８５ａ、１８５ｂ...１８５ｎによって導通状態にバイアスされるかどうかに依存します。起動されたトランジスタごとに、対応する抵抗が抵抗１８１と並列に配置され、実効抵抗Ｒ０が減少し、電流Ｉｒｅｆ０の大きさが増加します。このようなトリミング方法は、抵抗を一方向にトリミングし、電流を増やすことです。つまり、初期値が最大の抵抗と最小の電流になります。製造において、ＬＥＤ電流が測定され、調整レジスタ１８６の内容が不揮発性メモリに書き込まれる目標電流に達するまで、デジタル値較正レジスタ１８６を変更することによって、トリムＭＯＳＦＥＴがオンオフされる組み合わせが調整される。スイッチドパラレル抵抗を説明するこの方法は１つの抵抗トリム方法を表していますが、別の方法では、ＭＯＳＦＥＴを導通させることによって短絡された直列接続された抵抗が含まれます。この直列トリム方式では、すべてのＭＯＳＦＥＴがオフの状態での抵抗値は、最小の電流で最大値から始まり、トリムが進み、ＭＯＳＦＥＴがオンになると、より多くの抵抗が短絡します。
【０１３２】
図２１Ｂは、スケーリング幅ＭＯＳＦＥＴのゲートを使用して別のトリミング方法を示す図です。図２１Ａの抵抗基準回路のように示されるように、この基準回路において、閾値接続されたＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１８０ａによって伝導される基準電流Ｉｒｅｆ０は、同じサイズのＭＯＳＦＥＴ１８０ｂから１８０ｅを介して複数の出力にミラーリングされる。しかしながら、前の場合とは異なり、出力Ｖｂａｎｄｇａｐを備えたバンドギャップ参照回路１９０は、参照電流を生成する。
【０１３３】
バンドギャップ電圧は、直列抵抗によって電流に変換され、ゲート幅Ｗｎのしきい値接続カレントミラーＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１９２ａによってミラーリングされ、ゲート幅γＷｎのＭＯＳＦＥＴ１９２ｂをミラーリングして、基準電流Ｉｒｅｆ０を生成します。バンドギャップ電圧基準１９０の温度依存出力電圧Ｖｂａｎｄｇａｐ（Ｔ）は、抵抗器１９１の温度変化を大幅に相殺するように設計することができる、ここで、γ［Ｖｂａｎｄｇａｐ（Ｔ）／Ｒ０（Ｔ）］＝Ｉｒｅｆ０ここで、Ｉｒｅｆ０は温度とともに一定になります。温度に対して一定。トリミングは、しきい値接続されたＭＯＳＦＥＴ１９３ａ、１９３ｂ．．．１９３ｎの任意の数を並列することによりＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１８０ａの実効的なゲート幅を変化させることにより発生する、それぞれのゲート幅Ｗを有するＷｐｘ１、Ｗｐｘ２...Ｗｐｘｎをオン・オフデジタルに従ってＰチャネルのＭＯＳＦＥＴ１９４ａ、１９４ｂ．．．１９４ｎスイッチ、されているデジタルインバータ１９５ａ、１９５ｂ．．．１９５ｎにより制御を。たとえば、ＭＯＳＦＥＴ１９４ｂがインバータ１９５ｂによってオンにされた場合、ＭＯＳＦＥＴ１９３ｂは基本的にＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１８０ａと並列になり、電流ミラーのゲート幅はＷｐ０からより大きくなります（Ｗｐ０＋Ｗｐｘ２）。スレッショルド接続されたＭＯＳＦＥＴペアのゲート幅が大きいということは、同じリファレンス電流を流すために必要な電圧が少なくて済むため、出力リファレンス電流の電流が減少することを意味します。言い換えると、たとえば、Ｉｒｅｆ０とＩｒｅｆ３の間のカレントミラー比は、比［Ｗｐ３／Ｗｐ０］から小さい比［Ｗｐ３／（Ｗｐ０＋Ｗｐｘ２）］に変化します。これは、アクティブなトリミングによって出力電流が減少することを意味します。そのため、トリムは単方向であり、トリムＭＯＳＦＥＴがオフのときに最大の出力電流から始まり、より多くのトランジスタが並列に接続されると減少します。製造において、ＬＥＤ電流が測定され、調整レジスタ１８６の内容が不揮発性に書き込まれる目標電流に到達するまで、デジタル値較正レジスタ１８６を変更することによって、トリムＭＯＳＦＥＴがオンおよびオフされる組み合わせが調整される。メモリ。
【０１３４】
基準電流とそれによってＬＥＤ電流を動的に変化させるために、基準の値電流がキャリブレーションを上書きすることによってデジタル的に変更することができる動的データは、ＬＥＤの明るさを調整又は調節して１８６を登録する、しかし、そうすることは、正確さを失うように不利です製造中のキャリブレーションリファレンストリムによって達成されます。この問題は、図２１Ｃの動的にプログラム可能な基準回路によって克服される２つの基準電流レジスタ−前述のＩｒｅｆ較正レジスタ１８６、および特定のＰＢＴ治療に固有の別個の動的ターゲット基準電流レジスタ１９９ａを含む。動的ターゲット基準電流１９９ａは時間とともに変化しますが、キャリブレーションテーブルは変化しません。これに関して、較正テーブル１８６のデータは、動的ターゲット基準電流レジスタ１９９ａのデータに対する固定オフセットと見なすことができる。２つのレジスタは、算術論理演算装置ＡＬＵ１９８によって実行される単純な減算を使用して簡単に結合され、補償された動的駆動電流レジスタ、具体的には「Ｉｒｅｆ入力ワード１９９ｂ」を生成します。このデジタルワードは、デジタル入力の関数としてアナログ電圧を出力するデジタル−アナログコンバータ１９７であるデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ１９７を駆動するために使用されます。精度は、８ビットの分解能で２４ビットの範囲であってよいが、１６−多くのマイクロコントローラで一般的に利用可能なビットＤＡＣは、１０２４個の組み合わせを生成する−十分な必要な波形合成の解像度を。示されているように、Ｄ／Ａコンバータの出力電圧ＶＤＡＣは、抵抗器１９１によって電流に変換され、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１９２ａおよび１９２ｂによってミラーリングされて、基準電流Ｉｒｅｆ１を生成するここで、Ｉｒｅｆ１〜β［（ＶＤＡＣ-Ｖｔｎ）／Ｒ０］。この基準電流は、スレッショルド接続されたＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１８０ａおよび整合ＭＯＳＦＥＴ１８０ｂ、１８０ｃ、１８０ｄ、１８０ｅによってミラーリングされ、対応する電流基準出力Ｉｒｅｆ１，Ｉｒｅｆ２，Ｉｒｅｆ３，Ｉｒｅｆ４などを生成します。Ｄ／Ａ変換器１９７はまた、電圧を生成する代わりにアナログ電流を生成する電流出力Ｄ／Ａ変換器を含み得る。このような場合、抵抗器１９１の値は重要ではなく、排除することさえできる。
【０１３５】
分散型ＰＢＴシステムのコンポーネントが、レイヤー２認証、レイヤー３およびレイヤー４ネットワークとポートアドレスの割り当てによって確立され、ＬＥＤパッドの構成データが交換されると、分散型ＰＢＴシステムは処理を実行する準備が整います。ＰＢＴコントローラーがユーザーの「開始」コマンドを受信すると、ＰＢＴ処理は、ＰＢＴコントローラーとネットワーク接続されたインテリジェントＬＥＤパッドとの間で暗号化キーまたはデジタル証明書を交換してレイヤー５セッションを確立することから始まります。セッションが開かれると、ＰＢＴコントローラーとインテリジェントＬＥＤパッドは、治療が完了するか終了するまで、ファイルとコマンドの交換中に安全なリンクを維持します。追加のネットワークセキュリティは、プレゼンテーションレイヤー６またはアプリケーションレイヤー７で暗号化を使用して実行できます。ＰＢＴ処理の実行は、以下で説明するデータストリーミングまたはファイル再生方法のいずれかを使用して開始されます。
【０１３６】
分散型ＰＢＴシステムでのデータストリーミング
【０１３７】
すべてのＬＥＤ駆動回路を組み込むことによって、ＬＥＤパッド、先に示した図１８、分散型ＰＢＴシステムのＰＢＴコントローラーは、パッドが特定のＬＥＤストリングを選択する方法、ＬＥＤ電流を制御する方法、またはＬＥＤの導通をパルスまたは変調するために使用される方法に関係する必要はありません。代わりに、ＰＢＴコントローラーは、ユーザーインターフェイスのタスクを実行し、選択した治療のドライブ命令を準備します。これらの駆動命令は、２つの方法でＰＢＴコントローラーからＬＥＤパッドに転送できます。１つの方法では、ＬＥＤプレーヤーと呼ばれるソフトウェアが最初にパッドにインストールされ、後で治療の解釈と実行に使用されます。次に、再生ファイルと呼ばれる命令セットが転送され、ＬＥＤプレーヤーの実行可能コードに何をするかが指示されます。別のアプローチは、ＰＢＴがストリーミングファイルを送信することです。
【０１３８】
マスタースレーブデータストリーミングでは、一連のＬＥＤ命令が順次送信され、ＬＥＤにいつオンとオフを切り替えるかを指示します。オーディオストリーミングファイルと同様に、ＰＢＴコントローラーからインテリジェントＬＥＤパッドへのデータ転送は、特定のステップを実行する前に行う必要があります。入ってくる命令パケット送信され、連続して一枚のは、先に治療の実行のままでなければなりません。そうしないと、指示がないために治療が行き詰まります。このプロセスは、図２４のフローチャートに示されている、ＰＢＴコントローラーホストで発生するＬｉｇｈｔＯＳ操作と、インテリジェントＬＥＤパッドクライアントで並行して発生するＬｉｇｈｔＰａｄＯＳ操作を示しています。具体的には、治療セッション２５０を選択した後、コントローラおよびパッドオペレーティングシステムの両方が、選択されたセッション２５０の実行２５１ａおよび２５１ｂを開始する。ステップ２５２ａにおいてとで、時間ｔ１ＬｉｇｈｔＯＳ転送１位ＬＥＤパッドに処理セグメント際ＬｉｇｈｔＰａｄＯＳ１つの実行ステップ２５２ｂにおいて治療セグメント。ステップ２５３ａにおいてとで、時間ｔ２つのＬｉｇｈｔＯＳ転送２位処理セグメントＬＥＤパッドに、時のステップにおいてＬｉｇｈｔＰａｄＯＳ実行２５３ｂ２位治療セグメント。ステップ２５４ａにおいてとで、時刻ｔ３つのＬｉｇｈｔＯＳ転送３位ＬＥＤパッドに処理セグメント、時ＬｉｇｈｔＰａｄＯＳ実行２５４ｂ工程で３位処置セグメントを、というように。最後に。ステップ２５６ａで時間ｔｎＬｉｇｈｔＯＳ転送ｎ番目ＬＥＤパッドに処理セグメント時のステップではＬｉｇｈｔＰａｄＯＳは、実行２５６ｂｎ番目処置セグメントを、その両方のセッションは、２５７ａおよび２５７ｂ終了後。
【０１３９】
マスタースレーブストリーミング中のＵＳＢデータパケット転送および命令実行の例が図２５に示されています。赤色ＬＥＤは、ながら処理命令２６０ａの調製が発生ＦＦ、ＬＥＤの命令で始まる２６１サンプル「ＬＥＤ点灯」命令を表す１６進コードで表されます。命令２６１は次いで、埋め込まれたペイロードとしてでのＵＳＢパケットを、結合ペイロード、命令２６１、とヘッダ２６２のステップ２６３次いでＬＥＤパッドにＰＢＴコントローラから２６３送信されたパケット彼。命令２６１は、次に、抽出されそしてビット２６４にデコード、ＬＥＤがオンされるとするものではない記述します。目のＥビットは、その後にロードされているＬＥＤレジスタ２６５とで実行される赤色ＬＥＤの時間２６６がオフからオンに変化し、すべてのＬＥＤをオフにし、次の命令を作成し、ロードするためにタイマーを開始します。赤色ＬＥＤの切り替えは、図２５の下部のグラフにおいて、オフからオンへの遷移２６７ａおよびオンからオフへの遷移２６７ｂによって示されている。
【０１４０】
やってストリーミング命令には、二つの技術を用いて行うことができるジャストインタイム（ＪＩＴ）シーケンシャル転送方法及び転送−前方−および−シフト方法。図２６Ａに示すＪＩＴシーケンシャル転送方式では、シリアルパケットデータは、２つので得られたデコードテーブル２７１に従って、デコーダ２７０によって解釈されるインテリジェントＬＥＤパッドにＰＢＴコントローラから送信された２７２をストリーム出力するカラーシフトレジスタ２７９Ａとタイムシフトレジスタ２７９ｂはそれぞれ。各連続間隔には、間隔のオン時間とオフ時間が含まれます。経過時間は、シフトレジスタが順次進むにつれて、一度に１間隔ずつ計算されます。たとえば、ｔ５＝ｔ４＋（ｔｏｎ４＋ｔｏｆｆ４）。このプロセスは、先入れ先出しアルゴリズムを使用して実行され、先入れ先出しシフトレジスタデータフレーム２７７のみがＬＥＤドライバ２７８を駆動する。後続のすべてのフレームおよびキューで待機している前のすべてのフレームは、一度実行されると破棄される。対応する色のシフトレジスタデータフレーム２７７内の具体のＬＥＤがＬＥＤドライバ２７８によって照明される外資企業例えば、レジスタ［｜青｜赤ＮＩＲ１｜ＮＩＲ２］はビット列０１００を有する１０００のみ赤駆動し、青色ＬＥＤのみを点灯しＬＥＤ、および００１１は、ＮＩＲ１とＮＩＲ２の両方のＬＥＤを駆動します。結果として得られる光出力は、赤色パルス２７５ａ、青色パルス２７５ｂ、ＮＩＲ１パルス２７５ｃ、およびＮＩＲ２パルス２７５ｄ、ならびに同時ＮＩＲ１およびＮＩＲ２パルス２７５ｅの両方を含む。この方法では可変レートでシフトレジスタの進歩、の値に基づいて、スピードアップ又はスローダウンｔｏｎおよびｔｏｆｆ。
【０１４１】
転送−先−および−シフト法では、図２６Ｂに示されている。２７デコーダ０が同時に四つの出力別個駆動するビット列、２７５ａ、２７５ｂ、２７５ｃ、および２７５ｄ、赤、青、ＮＩＲ１、及びＮＩＲ２ＬＥＤを、固定レートクロックに対してクロックされます。ＬＥＤの照明の持続時間を延長するために、オン状態ビットがオン持続時間全体にわたって繰り返されます。転送−先−および−シフト方式では、照明パターンを含むファイルがＬＥＤパッドに転送され、ＬＥＤ再生の前にデコードされます。
【０１４２】
図２６ＣのコントラストＪＩＴ順次転送する方法転送−前方−および−シフト方法。ＪＩＴ方式は４つのＬＥＤカラーレジスタ２７９を復号し、カラーレジスタが変化するまでそれらを指定された間隔で駆動するが、転送−前方−および−シフト方式では、転送は連続して４ビットシーケンスに復号され、記憶され、その後に再生される。メモリから。どちらの方法でも、データストリーミングには、ＬＥＤパッドが治療データの保存に重要なメモリを必要としないという利点があります。ストリーミングには、ＰＢＴコントローラーからＬＥＤパッドへの安定したデータフローが必要であるという欠点があります。
【０１４３】
別のアプローチは、ＬＥＤ治療を開始する前に、再生ファイル全体をＰＢＴコントローラーからインテリジェントＬＥＤパッドに転送することです。図２７のフローチャートに示されている。この操作は、二つの並列処理、ＰＢＴコントローラ内ＬｉｇｈｔＯＳオペレーティング・システムによって実行される１つ含むホストによって実行される他のライトディＬＥＤパッドクライアント内部ＬｉｇｈｔＰａｄＯＳをが示され、ファイルの後に転送プログラム、実行が介入することなく、ＬＥＤのパッド内で自律的に発生ＰＢＴコントローラの。ステップ３００でプログラムが選択された後、ＬＥＤシーケンスを駆動するための再生ファイルがホストからクライアントに転送される。ＬＥＤのパッドは、ファイル受信ステップにおいて転送ステップで、３０２を３０３アンパックファイル、揮発性メモリへのペイロード・データ及びローディングを抽出するために離れ等ヘッダ等のファイルのレイヤ２のＭＡＣデータ、チェックサム・ビットを、ストリッピングスタティックＲＡＭなど。このプロセスは、グラフに示されている図２８の着信ＵＳＢパケット３１０は、物理媒体を介して伝送されるＵＳＢなどにバスインターフェース３３８インテリジェントＬＥＤパッド３３７。受信されると、ペイロード３１１が抽出され、次にアンパックされ（ステップ３１２）、実行可能コード３１３を作成するために必要な解凍またはファイルフォーマットを実行する。実行可能コード３１３は、その後、揮発性メモリ３３４ａに格納される。実行可能コード３１３は、自己の任意の他のファイルやＬＥＤパッドのオペレーティングシステム以外のサブルーチンを必要とせずにシステムを動作ＬｉｇｈｔＰａｄＯＳの上に実行するのに十分であるとハード含ま−、ＰＢＴの治療に使用されるアルゴリズム３１４の符号化データを単一の処置のいずれか、またはＰＢＴセッション全体。このコードは、たとえば、Ｃ＋＋またはその他の一般的なプログラミング言語で実現できます。
【０１４４】
図２７に戻るに示されるように、ステップ３０３で再生ファイルが開梱されてＲＡＭに格納されると、ステップ３０４ｂで、ＬｉｇｈｔＰａｄＯＳは、セッションを開始する準備ができていることをホストＰＢＴコントローラに通知する。ユーザが治療開始ボタン３０９を選択することによって準備ができていることを確認すると、ステップ３０４ａにおいて、セッション開始コマンドがＬＥＤパッドに送信されるステップ３０５ａから開始して、セッション実行命令が有効になる。開始することによって、ステップ３０５ｂにおいてＬｉｇｈｔＰａｄＯＳの応答処理アルゴリズム３１４を実行することによって処理を治療進行するにつれて、ＬＥＤのパッドは、時折そのステータスを報告する（ステップ３０６ｂに）その、時間、温度、または他の関連プログラム・ステータス情報を含むホストＰＢＴコントローラにＰＢＴコントローラは、ステップ３０６ａで表示することができる。ＬＥＤパッドで障害状態が発生した場合、ＬｉｇｈｔＰａｄＯＳの割り込みサービスルーチン３０７ｂとＬｉｇｈｔＯＳの３０７ａが通信し、割り込みの原因となった状態について何をすべきかをネゴシエートする可能性があります。たとえば、セッション中にＬＥＤパッドが抜かれ、誤って再接続された場合、セッションは一時停止し、接続エラーをユーザーに通知し、障害を修正する方法をユーザーに通知します。障害が修正されると、割り込みルーチンが閉じられ、ステップ３０８ｂでＬＥＤパッドがホストＰＢＴコントローラに治療プログラムが完了したことを通知するまで治療が再開されます。それに応答して、セッション終了ステップ３０８ａにおいて、ＰＢＴコントローラは、セッションまたは治療が完了したことをユーザに通知する。
【０１４５】
この議論では、用語「治療」は、単一の治療手順として定義されている期間中に、典型的には２０分と特定の組織型または臓器に呼び出しｐｈｏｔｏｂｉｏｍｏｄｕｌａｔｉｏｎように設計します。さらに、「セッション」は、一連の治療で構成されます。図２９に示すように例えば、傷害から回復するための治療プロトコル（例えば、自転車事故からの捻挫および切断された足首の治療）は、３つの「傷害」セッション３１５ａ、３１５ｂ、および３１５ｃを１日おきに連続して実施し、各セッションは、光の波長、電力レベル、変調周波数、および持続時間を変化させる異なるアルゴリズムを含む３つの連続した治療の連続治療を含みます。例えばＰＢＴセッション３１５ａのために、と呼ばれる「炎症、」治癒過程の炎症期を加速する（しかし排除しない）によって治癒促進することを意図しています。セッション３１５ａは、それぞれアルゴリズム２３、４３、および１７を含む３つのステップ３１４ａ、３１４ｆ、および３１４ｂのシーケンスを含む。セッション３１５ｂ、「感染症と題し、」に示す図２９Ｂは、それぞれアルゴリズム４９、１７、および６６を含む３つのステップ３１４ｃ、３１４ｂ、および３１４ｇのシーケンスを含む。注その治療３１４ｂ含むアルゴリズム１７であった私は両方で炎症および感染セッション。「ヒーリング」と題されたセッション３１５ｃは、それぞれアルゴリズム６６、１２、および６６を含む３つのステップ３１４ｇ、３１４ｈ、および３１４ｇのシーケンスを含む。治療アルゴリズム６６は、感染セッション３１５ｂで１回、治癒セッション３１５ｃで２回利用されたことに留意されたい。
【０１４６】
炎症、感染、および治癒のためのセッションを実行するステップシーケンスは、最初に線維芽細胞およびコラーゲンの足場、細胞アポトーシス、および食作用を含む治癒の炎症段階を加速することによって、次に日和見的に試みる二次微生物感染と戦うことによって、傷害プロトコル３１６を一緒に作成します傷を植民地化する。最後に、炎症が治まり、すべての感染が除去された後、損傷プロトコルの最後のステップは、健康な組織の再生を供給するために必要な熱力学とエネルギー供給を改善することにより、創傷の治癒を促進します。傷害プロトコル３１６は、毎日の治療セッションを採用していないが、意図的に、最初の３つのセッションを５日間にわたって広げる。毎日の治療ではなく、休みの間に介在する必要性は、図３０に示されるグラフ３１７によって説明される、Ａｒｎｄｔ−Ｓｃｈｕｌｔｚ［ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ａｒｎｄｔ％Ｅ２％８０％９３Ｓｃｈｕｌｚ＿ｒｕｌｅ］の作業に従った、一般化された二相性用量反応モデルについて説明しています。ウィキペディアによると「アルント−シュルツのルールやシュルツの法則があるｎは観測された様々な濃度で薬理学の影響に関する法律。それはすべての物質について次のように述べています：少量が刺激します。適度な用量は抑制します；大量に殺す。薬理学には多くの例外があります。たとえば、少量の薬で何も起こらない場合など、理論は現代の対応する「ホルメシス」に進化しましたが、根本的な原則は同じであり、医学では最適な治療法があります。それを超えると治療効果が低下するか、回復が実際に阻害される可能性がある用量。
【０１４７】
薬理学的研究の結果に関する論争にもかかわらず、「エネルギー医学」の二相性モデルは、癌腫の放射線療法から光生体変調までの多くの研究によって再確認されています。たとえば、癌治療では、少量の放射線量では癌細胞を適切に殺すことができませんが、大量の放射線量は毒性があり、癌を治療せずに放置するよりもはるかに速く患者を急速に殺す可能性があります。二相モデルを光生体変調に適合させると、グラフ３１７はＰＢＴ状態の疑似３Ｄ表現を表し、軸は治療時間を表します。正射影ｙ軸はでＰＢＴ処理尺度の電力密度説明Ｗ／ｃｍ２、及び垂直軸Ｊ／ｃｍ２またはｅＶ／ｃｍ２に有効なエネルギー量を測定する２又は電子ボルトであり、パワーの積および時間と光生体変調の観察された大きさによってスケーリングされ、そうでなければ観察された治療効果。地形的には、グラフは２つの海岸、山脈と内部の谷として表示されます。サブスレッショルド線量として知られる低線量治療で示されているように、治療には、何でもするための不十分な力、つまりエネルギー供給の速度があります。同様に、非常に短い期間では、電力レベルに関係なく、光生体変調を呼び出すのに十分なエネルギーが供給されません。言い換えれば、エネルギーが速すぎたり少なすぎたりしても、光生体変調は引き起こされません。
【０１４８】
中程度の電力密度と持続時間の組み合わせでは、刺激が発生し、電力密度またはこのレベルを超える総エネルギー線量のピーク応答曲線が得られ、有益なＰＢＴ応答と治療効果が急速に低下し、治癒を阻害することさえあります。もちろん、過度に強力なレベルのレーザーは、火傷、組織の損傷、および切除（切断）を引き起こす可能性があります。また、ＬＥＤはレーザーの出力密度に対応していませんが、それでも大電流で駆動して過熱を引き起こす可能性があります。ただし、これらの処理条件は、グラフに示されている電力レベルとエネルギー線量をはるかに超えて発生します。ケーススタディ［１］の右側のグラフは、ＰＢＴの有効性の用量（フルエンス）依存性が実際に二相性であり、１Ｊ／ｃｍ２で最小応答、２Ｊ／ｃｍ２でピーク応答、１０Ｊ／ｃｍ２で利益が減少することを確認しています、および５０Ｊ／ｃｍ２での阻害。したがって、この理由から、安全性と患者の快適性に関する懸念とともに、ＰＢＴ治療は時間の経過とともに広がり、出力と投与量（期間）を制限する必要があります。
【０１４９】
分散ＰＢＴシステムのデータセキュリティ
【０１５０】
開示された分散型ＰＢＴシステムにおいて多層の安全な通信を実現するために、ＰＢＴコントローラのオペレーティングシステム（ＬｉｇｈｔＯＳ）およびインテリジェントＬＥＤパッドのオペレーティングシステム（ＬｉｇｈｔＰａｄＯＳ）は、一貫したプロトコルおよび共有秘密を使用する並列通信スタックを含む。デバイスのオペレーター、ハッカー、または許可されていない開発者。そのため、分散ＰＢＴシステムは、保護された通信ネットワークとして動作し、データリンク層２、ネットワーク層３、セットアップ中のトランスポート層４、およびセッション層５を含む任意の数の通信層でセキュリティを実行できます。プレゼンテーションレイヤー６、または操作中のアプリケーションレイヤー７。
【０１５１】
開示されているように、「治療は、セッション、及びプロトコルは」光励起の配列を定義するパターンをし、動作パラメータのＬＥＤ波長を含む変調パターンと頻度、治療期間、及びＬＥＤの強度（明るさ）、一緒に瞬間電力を決定し、平均パワー、治療用量（総エネルギー）、そして最終的には治療効果。コピーや複製を防ぐために、これらのシーケンスは、暗号化やその他の方法を使用して、安全に保存および通信する必要があります。いくつかのデータセキュリティ方法および関連するセキュリティ証明書は、アプリケーションの一部として実行することができるが、されにＬｉｇｈｔＯＳとＬｉｇｈｔＰａｄＯＳ、セキュリティの追加レベルが「プレゼンテーション」のレイヤを含めることによって達成することができる−の通信スタックで５ＰＢＴコントローラーホストおよびネットワークに接続されたインテリジェントＬＥＤパッドクライアント。
【０１５２】
提示層は、図３１に概略的に表されている。ＰＢＴコントローラ１２０は、ＯＳＩ通信スタック３３０を含む、アプリケーション層を含む−６、プレゼンテーション層−５、データリンクレイヤ２と、物理レイヤ１。前述のように、ＰＢＴコントローラ１２０では、アプリケーション層−６は、ＬｉｇｈｔＯＳと呼ばれるＰＢＴ固有のオペレーティングシステムを使用して実装されます。操作では、層−インテリジェントＬＥＤパッドへの通信を必要とするアクションで６ＬｉｇｈｔＯＳプログラムの実行結果。これらのアクションは、プレゼンテーション層で暗号化されている−に渡された後、５より低いレベルの暗号化された形での通信層、ある暗号文として。具体的には、レイヤ２データリンク層に渡された暗号テキストはパケット化されます。つまり、ＵＳＢなどの特定の通信プロトコルに従って、暗号化されていないヘッダーと暗号テキストペイロードを含む一連の通信パケットに変換されます。Ｉ２Ｃ、ＦｉｒｅＷｉｒｅは、物理ＰＨＹレイヤー１を介してＬＥＤパッドと通信します。例えばＰＨＹ層１ができる対応するＰＨＹレイヤ３３２をＵＳＢ差動信号を使用して、ＵＳＢプロトコルを使用して通信−通信スタックの１３３１居住者をインテリジェントＬＥＤパッド内１２３だからを電気信号は、レイヤ１通信、ＵＳＢの挙動のデータ構造を含むがＰＢＴコントローラーとインテリジェントＬＥＤパッドがレイヤー２で、ＵＳＢデータ「フレーム」として時間内に配置されたパケットと通信しているかのように。
【０１５３】
通信スタック３３１がＵＳＢパケットを受信すると、抽出された暗号テキストペイロードがプレゼンテーションレイヤー５に転送され、そこで復号化されてプレーンテキストに変換されます。次に、プレーンテキストファイルはアプリケーションレイヤー６に渡され、ＬＥＤパッドのオペレーティングシステムＬｉｇｈｔＰａｄＯＳによって実行されます。ＰＢＴコントローラのＬｉｇｈｔＯＳとインテリジェントＬＥＤパッドのオペレーティングシステムＬｉｇｈｔＰａｄＯＳを通信し、自己矛盾のない方法で命令を実行するように設計されていれば、通信スタック間の双方向リンク３３０及び３３１個のアプリケーションの仮想マシンとして機能ＬＡｙｅｒの−７、つまり、分散デバイスは、単一のハードウェアであるかのように動作し、プレゼンテーション層で暗号化と復号化を双方向に実行します。このようにして、ＰＢＴコントローラーとインテリジェントＬＥＤパッドの間でデータを転送できます。ただし、ソースコードのコピーを防ぐために、処理のライブラリは暗号化された形式で保存されます。セキュリティを強化するために、暗号化キーは、アルゴリズムを記憶するために使用される通信に用いる鍵とは別です。したがって、治療ファイルを安全に通信する前に、まず復号化する必要があります。
【０１５４】
暗号化された処理を準備し、通信し、実行するためのプロセスは、図３２に概略的に表されている、グラフィカルＵＩ３４１を介して、ユーザが選択した治療から３４２をライブラリ３４０アルゴリズム暗号化された暗号化アルゴリズム１７は、その後、暗号文を平文に変換するシステムキー３４３を用いて復号されると、暗号化されていない処理３４４を復元する暗号化処理３４５平文ファイルでアルゴリズム１７は、インテリジェントＬＥＤパッドクライアントと交換された暗号化キー３４６を使用して再暗号化される。次に、再暗号化されたアルゴリズム１７を含む結果として得られる暗号文３４７は、パケット化３４８され、ＵＶまたは別の適切な通信媒体を使用して送信３４９される。
【０１５５】
治療データに加えて、同じ方法を使用して、ＰＢＴセッションデータを準備し、ＰＢＴコントローラーからＬＥＤパッドに転送することができます。このプロセスは、図３３ここで、ユーザは、グラフィカルＵＩ３５１を介して、暗号化されたアルゴリズム３４０のライブラリから構築されたセッション３５２を選択し、この例では、３つの暗号化されたアルゴリズムを含む。次に、システム暗号化キーを使用して、暗号文が復号化され、暗号文が平文に変換されます。次に、３つの平文ファイルがマージされ３５４され、次いで、インテリジェントＬＥＤパッドクライアントと交換される暗号化キー３５６を使用して暗号化される。次に、暗号化されたマージされたアルゴリズムを含む結果として生じる暗号文３５７は、パケット化され３５８され、ＵＳＢまたは別の適切な通信媒体を使用して送信される３５９。
【０１５６】
図３４に示すように、ＬＥＤパッド３３７のバスインターフェイス２２８によって受信された着信データパケット３５９は、最初に処理されて、ペイロード３６０を抽出するパケットヘッダーが削除されます。次に、パッドμＣ３３９は、３６１を解凍して、暗号化されたマージアルゴリズム３６２を抽出します。次に、暗号化テキストは、キー交換を使用して復号化されます３６３。処理アルゴリズムを含むプレーンテキストファイル３６４を抽出するか、セッションファイルの場合はマージされたアルゴリズムを抽出します。実行可能コード３６５を揮発性メモリ３３４ａに含むアルゴリズムまたはマージされたアルゴリズム３６６。処理はＲＡＭに保存されるため、電源が遮断されるとファイルが消去され、暗号化されていない実行可能コードのコピーが困難になります。図３５に示すように転送後（再生前）の一括復号化を使用したＰＢＴシーケンスの自律パッド再生には、セッション３００のユーザー選択が含まれます。これには、ＬＥＤパッドによって受信された３０２暗号化ファイルが復号化され３９０、ＲＡＭにロードされます。ＬｉｇｈｔＰａｄＯＳを知らせることがセッションを開始する準備ができているホストＰＢＴコントローラ３０４Ｂ工程。ユーザが治療開始ボタン３０９を選択することによって準備ができていることを確認すると、ステップ３０４ａにおいて、セッション開始コマンドがＬＥＤパッドに送信されるステップ３０５ａから開始して、セッション実行命令が有効化される。ＬｉｇｈｔＰａｄＯＳは、処置アルゴリズム３１４を実行することによって処置を開始することによってステップ３０５ｂで応答する。処置が進行するにつれて、ＬＥＤパッドは、時間、温度、または他の関連するプログラム状態情報、およびどのＰＢＴコントローラが使用できるかを含むその状態３０６ｂをホストＰＢＴコントローラに時々報告するステップ３０５ａで表示する。ＬＥＤパッドで障害状態が発生した場合、ＬｉｇｈｔＰａｄＯＳの割り込みサービスルーチン３０７ｂとＬｉｇｈｔＯＳの３０７ａが通信し、割り込みの原因となった状態について何をすべきかをネゴシエートする可能性があります。障害が修正されると、割り込みルーチンが閉じられ、ステップ３０８ｂでＬＥＤパッドがホストＰＢＴコントローラーに治療プログラムが完了したことを通知するまで治療が再開されます。それに応答して、セッション終了ステップ３０８ａにおいて、ＰＢＴコントローラは、セッションまたは治療が完了したことをユーザに通知する。
【０１５７】
アルゴリズムを暗号化された形式でＬＥＤパッドに保存することにより、さらに高いセキュリティを実現できます。図３６に示すように、に示されるように、ＬＥＤパッド３３７内のバスインターフェース３３８によって受信された着信パケット３５９は、ペイロード３６０を抽出するために処理され、続いて解凍３６１され、次いで、揮発性メモリ３３４ａに暗号文３６８として格納される。ファイルは、ユーザーがセッションを開始したときに、ファイルの実行時、つまり自律再生中に、再生中にファイルを復号化して再生されます。「オンザフライ」復号化再生として知られるこのプロセスは、図３７のフローチャートに示されている。このプロセスは、図１に示されるバルク復号化プロセスフローのプロセスと同一である図３５点を除いてＬＥＤパッドが受信した後、シーケンスファイル３０２は、次のステップは、単にファイル３０３アンパックし、必要に応じ解凍通りであるが、それを解凍しません。ステップ３９１の再生中に、暗号文は、ＳＲＡＭ揮発性メモリから読み取られ、オンザフライで、すなわち、再生が進むにつれて実行される。
【０１５８】
図３８は、一括割引とオンザフライ再生方法を対比しています。一括復号化では、暗号文に格納された再生ファイル３６８全体が揮発性メモリから読み取られ、ファイル全体を再生するために実行された平文命令セット３６５を抽出するために復号化されます。対照的に、オンザフライ再生の復号化では、格納された再生ファイルの部分３６８ａが読み取られ、復号化され３６５ａ、次に、新しい平文命令を再生バッファに追加することによって３９２ａが実行される。その間に、暗号文３６８ａの別のセクションが揮発性メモリから読み取られ、復号化３６３して平文実行可能ファイル１６５ｂを回復し、次にこのファイルをプレイリストの最後に追加することによって３９２ｂを実行する。
【０１５９】
ＬＥＤパッドプレーヤーを備えた分散型ＰＢＴシステム
【０１６０】
ＪＩＴまたは転送が、−前方−および−シフト−分散ＰＢＴシステムにおけるＬＥＤのパッドを制御するために使用することができるＬＥＤ駆動制御のためのストリーミングベースのデータ、リアルタイムデータの配信ＰＢＴコントローラおよび１つまたは複数を接続する通信ネットワークを介してより洗練されたアルゴリズムが必要な場合、ＬＥＤパッドは問題になります。高帯域幅の通信が利用できる場合でも、クロック信号またはマルチＭＨｚデジタルデータのストリーミングは、特に医療機器などの安全性を重視するアプリケーションでは、疑わしいコマンドおよび制御方法を表します。開示された分散型ＰＢＴシステムによって可能になった代替案は、ＬＥＤを駆動するための２段階プロセスを採用することであり、最初に「ＬＥＤプレーヤー」をＬＥＤパッドにダウンロードし、次に特定のＰＢＴ処理を定義する「ＬＥＤ再生ファイル」をダウンロードする。または実行するＰＢＴセッション。開示されるこの方法では、ＬＥＤ駆動の実行は、ＰＢＴコントローラからのコマンドに基づいて、インテリジェントパッド内で自律的に実行される。ＬＥＤドライバはＬＥＤパッド内でローカルであるため、波形合成や正弦波駆動などの高度な機能を実現できます。複数の処理またはセッションを実行する場合は、新しい「ＬＥＤ再生」ファイルのみを新たにダウンロードする必要があります。元のＬＥＤプレーヤーを保持できます。
【０１６１】
インテリジェントＬＥＤパッド再生の最初のステップは、ＬＥＤプレーヤーをＰＢＴコントローラーからＬＥＤパッドにダウンロードすることです。図３６に示されるストリーミングファイルの転送プロセスと同様の方法で、に示されるダウンロードプロセスは、図３９に示されている、暗号化された再生ファイル４８０をＰＢＴコントローラからインテリジェントＬＥＤパッドに転送することを含む。ダウンロードプロセスは、暗号化されたＬＥＤプレーヤーファイル４８０ａがシステムキーで復号化され３６３、次いでＬＥＤパッド（クライアント）キー３５６で再暗号化され３７０、暗号化されたＬＥＤプレーヤーファイル４８０ｂを作成することを含む。この暗号文は次に、ペイロードをインテリジェントＬＥＤパッドに伝達され、抽出及び３６１解凍ｎが復号化揮発性メモリ４８２に３６３と格納されたダウンロードＬＥＤプレーヤコンテンツは、波形合成器４８３、ＰＷＭプレーヤ４８４、ＬＥＤドライバ４８５を含みます。
【０１６２】
波形合成は、正弦波や正弦波の弦などの励起パターンをアルゴリズムで生成するものですが、三角波やのこぎり波を生成したり、オーディオサンプルを再生したりすることもできます図４０に示される波形シンセサイザー４８３の動、を含む４８３変換の入力、Φシステム・クロックの波形パラメータファイル４８６の波形合成をΦｓｙｓシンセ波形生成するｆ（ｔ）はとして表されるデータテーブル４８９、外シンセ、ある機能を含むテーブルｆ（ｔ）は一対の経過時間ｔに対しての。次に、ＰＷＭジェネレータ５５５は、機能テーブルを高周波ＰＷＭパルス列４９０に変換して、ＰＷＭ出力４９０内に埋め込まれた合成波形４９１を含む合成ファイル４８８を生成する。アルゴリズムに応じて、波形シンセサイザー４８３はまた、波形プリミティブ４８７を利用することができる。シンセサイザーはハードウェアで実現できますが、最大２０ｋＨｚの波形、つまりオーディオ範囲内では、ソフトウェアを使用して簡単に実装できます。たとえば、０．５〜１．０ｍｓ秒の場合、ｆ（ｔ）＝０．６５４５の値です。プロセスΨＰ［ｆ（ｔ）］は、関数ｆ（ｔ）をオン時間とオフ時間のＰＷＭパルス列に変換します、ここで、出力は指定された間隔の６５．４５％のハイ（オン）状態になります０．５００−０．８２７ｍｓであり、と０．８２７−１．０００ｍｓのロー（オフ）状態です。したがって、持続時間ｔｏｎ＝０．８２７-０．５００ｍｓ＝０．３２７ｍｓ、オフ持続時間ｔｏｆｆ＝０．５００-０．３２７ｍｓ＝０．１７３ｍｓです。言い換えると、値ｆ（ｔ）は、期間中のデューティファクタＤ＝ｔｏｎ／ＴＰＷＭでありＴＰＷＭ＝ｔｏｎ＋ｔｏｆｆです。
【０１６３】
デューティファクタＤは０％から１００％の間に制限されたアナログ値であるため、便宜上、ｆ（ｔ）は０．００００から１．００００の間の任意の値に制限されます。ｆ（ｔ）が１．０００を超えることが許可されている場合、値は関数の最大値、つまりｆ（ｔ）＝［ｆ（ｔ）ｕｎｓｃａｌｅｄ）／ｆ（ｔ）ｍａｘ］でスケーリングする必要があります。そうしないと、波形は次のようにクリップされます。プロセスによって値１．０００ΨＰ［ｆ（ｔ）］。シンボルレートと呼ばれるＰＷＭ用クロック周波数のクロックΦｓｙｍはによって与えられるΦｓｙｍ＝１／ＴＰＷＭ。シンボルレートはシステムクロックΦｓｙｓから導出され、合成される最高周波数波形ｆ（ｔ）を超えるか、数学的にΦｓｙｓ＞Φｓｙｍ＞ｆ（ｔ）として記述される必要があります。
【０１６４】
【表２】
2021520867.tif 000004
【０１６５】
ＬＥＤプレーヤーにおける第２のプロセスは、図４１に示されるＰＷＭプレーヤー機能４８４である、その入力ＰＷＭパラメトリック４９１および基準クロックΦｒｅｆに応答して、シンセアウトデータファイル４８８を処理して、ＰＷＭプレーヤー出力４９３ａおよび４９３ｂを生成する。動作中、ＰＷＭプレーヤー４８４は、代数積Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）を含むパルス幅変調（ＰＷＭ）パルス列４９２Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）を生成します。Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）の波形は、持続時間ｔｏｎ＝ＤＴＰＷＭで構成され、持続時間ｔｏｆｆ＝（１-Ｄ）ＴＰＷＭでオフになる繰り返しパルスで構成されます。ＰＷＭプレーヤー機能はハードウェアで実行できますが、ソフトウェアで簡単に実行できます。高速カウンターとｘ（各ループでインクリメント）の観点から論理擬似コードで記述されている場合、次のようになります。
【０１６６】
【数１】
2021520867.tif 000005
【０１６７】
これは、時間ｘＴＰＷＭ≦ｔ＜（ｘＴＰＷＭ＋ＤＴＰＷＭ）からの持続時間ＴＰＷＭの各サイクルで、ＰＷＭプレーヤーの出力の大きさが入力（オン状態）と等しく、間隔（ｘＴＰＷＭ＋ＤＴＰＷＭ）≦ｔ＜（ｘ＋１）ＴＰＷＭのＰＷＭプレーヤーの出力は接地され、デジタル「０」です。入力Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）をＰＷＭパルスＧｐｕｌｓｅ（ｔ）でチョッピングすることにより、出力４９３ａの波形は、Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）と同等の値でデジタル化されます。基礎となる波形は、ＰＷＭ信号４９４の上に重ねて表示されます。通常、ＰＷＭプレーヤー４８４は単一のデジタル波形のみを出力しますが、必要に応じて複数の出力を生成できます。たとえば、示されている例では、出力４９３ａには２つのＰＷＭパルスの乗法の組み合わせが含まれていますが、出力４９３ｂはＧｐｕｌｓｅ（ｔ）と同じであり、Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）＝１を意味しますＰＷＭプレーヤー４８４は一定の時不変値を出力することもできますＧｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）＝１。
【０１６８】
ＬＥＤプレーヤー操作の３番目のステップは、ＬＥＤドライバー４８５です。図４２に示すように示されるように、基準クロックΦｒｅｆに同期されたＬＥＤドライバ４８５は、ドライバパラメトリック４９５をＰＷＭプレーヤー４８４の出力と組み合わせて、ＬＥＤ駆動ストリーム４９７を生成する。デジタル信号を出力する波形シンセサイザー４８３およびＰＷＭプレーヤー４８４とは異なり、ＬＥＤドライバ４８５の出力はアナログである。ドライバパラメトリック４９５を使用して、プログラム可能な基準電流４９６が大きさαＩｒｅｆ（ｔ）で生成され、ＰＷＭプレーヤー４８４の出力で乗算される、具体的には、Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）は、αＩｒｅｆ（ｔ）・Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）で構成される出力４９７を生成します。グラフ４９８に示されている出力波形ＩＬＥＤは、時間変化する波形、具体的には正弦波、デジタルパルス、および時間の経過とともに変化する電流を示します。ＰＷＭプレーヤー４８４は、ＬＥＤドライバ４８５への入力として単一の出力を出力することができるが、必要に応じて、２つ以上の異なる出力を提供することも可能である。このようなケースは、たとえば、体の各部分を一意に、つまり組織の特異性を高めるために多くのゾーンが必要な大規模なＰＢＴシステムで役立つ可能性があります。
【０１６９】
ＬＥＤ再生の全プロセスは、図４３の例に要約されている、波形シンセサイザー４８３、ＰＷＭプレーヤー４８４、およびＬＥＤドライバ４８５を順次利用して、ＬＥＤ駆動ストリーム４９７を生成する。従来技術の方法では、開示された分散ＰＢＴシステムにおけるＬＥＤドライブが生成されるとは異なり、ＬＥＤパッド内に完全にしながら、有利に維持するすべての処理ライブラリおよびＰＢＴシステム制御を共通ＰＢＴコントローラ、ＬＥＤパッドまたはパッドから分離した別個。波形生成処理が利用システムクロックの周波数をΦｓｙｓ生成私は実行するためにＬＥＤ内それによって長い回線上の高速クロックを分配するための必要性を排除し、作業する。とＰＷＭプレーヤ４８４と、ＬＥＤドライバ４８５の同期を保証するために電子波形合成器４８３、システムクロックΦｓｙｓは、農産物基準クロックΦのソフトウェアまたはハードウェアカウンタを使用して分割されている参考文献。そのため、特定のＬＥＤパッド内でのＬＥＤの再生は完全に同期しています。波形シンセサイザー４９３とＰＷＭプレーヤー４８４はどちらも、さまざまな持続時間のデジタル０状態と１状態の間の繰り返し遷移を含むデジタルＰＷＭ信号を出力しますが、ＬＥＤドライバーの出力はアナログであり、正弦波を含むがこれらに限定されない任意の波形でＬＥＤ輝度を駆動できます。正弦波、正弦波の弦、三角形の波、鋸歯状の波、音響または電子音楽のオーディオサンプル、シンバルクラッシュおよびその他のノイズソースのオーディオサンプル、および２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚのオーディオスペクトル内の任意の周波数。０番目から９番目の音楽オクターブまで。また、周波音の範囲でＬＥＤ伝導を調節製造され、ある-１位および-２番目のオクターブを、例示のためにダウン０．１Ｈｚまで、または直流（０Ｈｚ）でＬＥＤを駆動することで、連続的な提供します波（ＣＷ）操作。
【０１７０】
各パッドは独立してＰＢＴコントローラと非同期的に通信し、各ＬＥＤパッドはＬＥＤ再生のための独自の内部時間基準を生成するので、厳密に言えば、開示された分散ＰＢＴは非同期システムであることに留意されたい。とはいえ、高いクロックレート、正確な時間基準、および高速通信ネットワークにより、ＬＥＤパッド間のタイミングの不一致はマイクロ秒の範囲であり、ＵＩ制御とＵＸ応答では認識できず、ＰＢＴの有効性に影響を与えません。
【０１７１】
分散型ＰＢＴシステムにおける波形合成
【０１７２】
分散型ＰＢＴシステムでは、１つのＰＢＴコントローラーが３、６、またはそれ以上などの多くのインテリジェントＬＥＤパッドを制御します。なぜならインテリジェントＬＥＤパッドの数が必要で、経済的な考慮事項は、ＬＥＤパッドの複雑さ、限定強制の費用との処理能力パッドμＰ３３９。同様に、製品コストを管理するには、ＬＥＤパッド内の合計メモリも制限する必要があります。計算能力とメモリが限られているため、分散型ＰＢＴシステムのＬＥＤパッド内で波形を合成するには、いくつかの基準を満たす必要があります。
・ＬＥＤパッドに転送または保存されるデータの量を制限する必要があります。
・ＬＥＤパッドで実行される計算は、絶対に避けられない場合やまれでない限り、関数や行列演算などの複雑な反復プロセスを避けて、加算や減算などの単純な算術計算を含むことが望ましいです。
・計算は、最小限の電力消費または加熱でリアルタイムに行う必要があります。
【０１７３】
波形シンセサイザー４８３の詳細な動作が図４４に示されている入力ファイル合成方法５５０は、関数ｆ（ｔ）５５３を計算するために使用される波形シンセサイザにロード４８３選択すると、波形シンセサイザパラメトリック４８６を含む、いずれかの利用ユニット関数発生器５５１又はプリミティブ・プロセッサ４８７のすべてのシステムクロックΦｓｙｓに同期実行。波形合成の場合、プリミティブプロセッサ４８７は、詳細な波形記述、具体的には波形プリミティブ４８７へのアクセスを必要とする。結果として生じる関数ｆ（ｔ）５５３は、関数表５５４に図式的に示される時間ｔ対ｆ（ｔ）のデカルトペアを含む。次に、機能テーブル５５４は、ＰＷＭジェネレータ５５５によって時間変化するデジタルデータに変換されるプロセスΨＰ［ｆ（ｔ）］を使用して、シンセアウトファイル４８８を生成します。シンセサイザー出力４８８は、シンセ出力テーブル４８９と数値的に同等のデジタルＰＷＭファイルを含むＧｓｙｎｔｈ（ｔ）４９０としてグラフィカルに表されます。
【０１７４】
単位関数発生器による波形合成
【０１７５】
ユニット関数発生器５５１の動作が図４５に示されている、数学関数を選択し、関数の値を一連の時間計算して関数テーブル５５４を生成することを含む。これらの関数は、０．００００から１．００００までの実数に制限されたアナログ値を有するため、「ユニット」関数と呼ばれる。時変関数ｆ（ｔ）＝１、つまり「定数」の単位関数の一例を５６０のグラフに示します。別の関数であるグラフ５６１に示す単位鋸歯は、式で表されますｆ（ｔ）＝ＭＯＤ（ｔｆ、１）ここで、（ｔｆ）はモジュラス関数の引数で、１は底です。つまり、関数は０から１までの線形１０進分数です。１の倍数を超える任意の数値の場合、モジュラス関数は残り、たとえば（ｔｆ）＝２．４の場合、ＭＯＤ（２．４）＝０．４。のこぎり歯では、関数は１まで上昇し、その後０に戻って繰り返されます。一つにランプアップ別の機能及びランプはバックダウンゼロに対称的には、式ｆで与えられるグラフ５６２に示す三角波であるｆ（ｔ）＝１-２・ＡＢＳ［ＭＯＤ（ｔｆ、１）-０．５］。周波数ｆａ、ｆｂ、ｆｃ，および相対的な大きさＡａ，Ａｂ，Ａｃ，のそれぞれの単一の正弦波または３つ以上の正弦波のコードの合成は、式ｆ（ｔ）＝Ａα（０．５＋０．５［Ａａｓｉｎ（２πｔｆａ）＋Ａｂｓｉｎ（２πｔｆｂ）＋Ａｃｓｉｎ（２πｔｆｃ）］／［（Ａａ＋Ａｂ＋Ａｃ）］）＋０．５（１-Ａα）。図４６に示されるこの数学的プロセスは３つの正弦波５６４、５６５、および５６６をそれぞれ利得５８０、５８１、および５８２で混合し、デジタルワードの線形合計を使用してデジタルミキサー５８３で合計される。
【０１７６】
デジタル加算、２進数、８進数、１６進数の算術加算は、数字は、数字のバイナリまたはバイナリ同等の表現を含むことを除いて進数の加算と同じである、であるベース２つ（ｂ２）は、ベース８（ｂ８）、または１０進数（ｂ１０）ではなく１６進数（ｂ１６）。デジタル加算は専用デバイスを使用して実行できますが、ＬＥＤパッドのマイクロコントローラー機能内にある算術論理演算装置（ＡＬＵ）は、バイナリ数学で必要なタスクを簡単に実行できます。数値ｓを別の基数に変換してから、それらを代替基数に追加し、基数１０に戻すと、同じ結果が得られます。この等価原理は、異なる基数で３つの数値を加算するための以下の表の例に示されています。波形合成のコンテキストでは、追加される数値は、任意の時点での３つの正弦波の瞬時値を表し、３つの数値のデジタル合計を生成するために合計されます。ための例示的な目的、正弦波の値は、によって拡大されている１０倍、である場合，Ａｘｆｘ（ｔ１）とここで、Ａｘ＝１０、ｘ＝１−３のための特定の時間ｔにおける例えば１、関数の値ｆａ（ｔ１）＝１、ｆｂ（ｔ１）＝０．５、およびｆｃ（ｔ１）＝０．５。ゲイン係数が均等に加重される場合、すなわち、ここで、Ａａ＝１０，Ａｂ＝１０、そしてＡｃ＝１０、次いで合計１０（Σｆｘ（ｔ１））＝２０単位関数に番号が、得られた和は、との間の分数にスケーリングされなければならないオートレンジ機能５８４によって実行されるタスク−０．０００と１．０００との間の結果。
【０１７７】
【表３】
2021520867.tif 000006
【０１７８】
各時点についてのｔｘ、分割Ａｘ（Σｆｘ（ｔｘ））の和で利得乗算器（Ａａ＋Ａｂ＋Ａｃ）の平均提供ブレンド和音。均等な重み付けの場合、つまりＡｘ＝１０の場合、これらのゲイン係数の合計（Ａａ＋Ａｂ＋Ａｃ）＝３０です。上記の合計に適用すると、自動範囲スケーリングは２０の合計を変換します。自動範囲スケーリングされた数値２０／３０＝０．６６６に対して、１．０、０．５、および０．５の瞬時値を持つ３つの数値を平均して得られた数値と同じです。オートレンジ機能は、正弦波が不均一な重み付けでブレンドされている場合にも機能します。この場合、１つまたは複数の正弦波周波数成分が混合を支配します。たとえば、Ａａ＝２０％、Ａｂ＝４０％、Ａｃ＝４０％のブレンドでは、次のような信号の組み合わせが生成されます。
【０１７９】
【表４】
2021520867.tif 000007
【０１８０】
この場合、（（Ａａ＋Ａｂ＋Ａｃ）＝１００、ｇ（ｔ）＝７０であるため、オートレンジ関数の出力は０．７になります。オートレンジ機能は正の乗数を使用します。Ａα＞０を使用して信号をスケーリングし、振幅の圧縮を補正します。なぜならスカラーＡαシフト機能だけでなく、そのシフト平均値を、ＤＣオフセット補正項０．５（１-Ａα）に添加される正弦波の和に再中心０．５まで関数の平均バック。
【０１８１】
図４７は、単位関数発生器に従って作成されたいくつかの正弦波および正弦波コードを示している。示されている例では、それぞれ１オクターブ離れた３つの正弦波（つまり、ｆｃ＝２ｆｂ＝４ｆａ）がさまざまなゲイン係数で生成され、さまざまな複雑な関数が生成されます。利得係数［Ａａ，Ａｂ，Ａｃ］は、周波数成分の混合または「ブレンド」を制御します。コンポーネントは平均化されているため、ゲイン係数は任意の正の実数にすることができます。ただし、便宜上、３つの要素をパーセンテージでスケーリングできます。場合によっては、重み係数がゼロであり、特定の周波数の正弦波がミックスに存在しないことを意味します。例えば、グラフ５６４において、［Ａａ，Ａｂ，Ａｃ］＝［１、０、０］のみ正弦波ｆはだから存在します。同様に、［Ａａ，Ａｂ，Ａｃ］＝［０、１、０］，であるグラフ５６５では、中央のオクターブ正弦波ｆｂのみが存在し、であるグラフ５６６では［Ａａ，Ａｂ，Ａｃ］＝［０、０、１］，、最も高いオクターブ正弦波のみが存在します。
【０１８２】
この図は、さまざまな混合ブレンドコードも示しています。グラフ５６７は、周波数ｆの正弦波の均等加重ミックスブレンド示すｆａとｆｂを、グラフ５６８は、周波数の正弦波の均等加重ミックスブレンド示すｆｂとｆｃ、グラフ５６９は、周波数の正弦波の均等加重ミックスブレンドを示しますｆｂとｆｃ。２／３番目を有する２つの正弦波の不均一混合ブレンド周波数ｆの重み付けおよび１／３番目周波数ｆの正弦波ｆｂ、グラフ５７０に示されています。３つの正弦波ミックスには、均等に重み付けされたコード５７２と不均等に重み付けされた正弦波コード５７１が含まれます。ここで［Ａａ，Ａｂ，Ａｃ］＝［０．２、０．４、０．４］．です。代数計算罪ｓｉｎ（θ）ここで、θ＝ｆｘｔ、ｘ＝ａ、ｂ、ｃ...のためのｔは．．．必要の計算級数［ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ２．ｃｌａｒｋｕ．ｅｄｕ／〜ｄｊｏｙｃｅ／ｔｒｉｇ／ｃｏｍｐｕｔｅ．ｈｔｍｌ］を毎ｓｉｎ（θ）評価ここで
【０１８３】
【数２】
2021520867.tif 000008
【０１８４】
ここでｎ！＝ｎ・（ｎ-１）・（ｎ-２）...３・２・１。同じ方法を使用して余弦波形を生成できることに注意してください。これは、波の位相が９０°シフトしているためです。生成する３つの正弦波をコードＡｘ（Σｆｘ（ｔｘ））最高周波数を有する正弦波９番目精度の３６０度のオクターブ、約２０ｋＨｚは、ＰＷＭ生成に沿ってすべての前述の計算が必要ΨＰ［ｆ（ｔ）］は、７．２ＭＨｚのレート、つまり１３８ｎｓ以内で発生する必要があります。このアプローチは、特に波以来の高周波を合成する場合、計算サイクルと燃焼電力を浪費する計算集約的です。
【０１８５】
プリミティブプロセッサを使用した波形合成
【０１８６】
計算量がはるかに少なく、ＬＥＤパッドμＰ３３９の限られた計算能力によりよく一致する代替方法は、関数を評価するテーブルルックアップの使用です。周期関数の場合、たとえば固定角度または固定パーセンテージでの周期の規則的な増分での関数の値を事前に計算して、本明細書で関数「プリミティブ」と呼ばれるテーブルにロードすることができる。たとえば、ｓｉｎ（θ）の値はその引数の角度θに依存するため、ここで
【０１８７】
【数３】
2021520867.tif 000009
【０１８８】
以来、正弦関数が周期的である、各時間評価ｓｉｎ（θ）が必要とされているのと同じ値を再計算する理由はありません。このような場合、ルックアップテーブルの使用は潜在的に有益です。
【０１８９】
ルックアップテーブルは、しかし、顔いくつかの基本的なハードルは、−いずれかに、テーブルは、関数の値を返すことができ、それがそのため、同じ入力条件で、以前に計算された、であることと同じ引数。Ｊは、表が罪の値が含まれているため、ｓｉｎ（４５°）、それは罪ｓｉｎ（２２°）の値を知っているという意味ではありません。ルックアップテーブルへのサブルーチン呼び出しでは、入力引数が使用可能な引数と一致することを保証することは、２つが同じ値を使用することを保証するために共同開発されない限り、ありそうにありません。もう一つの問題の使用中のルックアップテーブルは、硬い方程式の問題である高実行−解像度の波形全体に合成し、多くの受注・オブ・大き周波数の上。２０ｋＨｚの正弦波は、たとえば、（９番目オクターブ）１６ビット精度のＰＷＭ法を使用して合成され、必要なサンプルレートは（２０，０００Ｈｚ）（１６２）＝１，３１０，７２６，０００Ｈｚヘルツ又は略１．３ギガヘルツ。同じシミュレーションで、０．１Ｈｚ（-２位オクターブ）の超低周波音励起パターンが弦に追加された場合、低周波成分の周期はＴ＝１／ｆ＝１／（０．１Ｈｚ）＝１０秒です。これは、単一の１０秒超低周波音を合成しながら、９オクターブで必要な解像度を維持するには、（１．３ＧＨｚ）（１０秒＝１３０億データポイントのテーブルが必要であることを意味します。このような巨大なデータテーブルは、ＰＢＴコントローラーからインテリジェントＬＥＤパッドへの転送に時間がかかりすぎるだけでなく、メモリも多く必要になります。
【０１９０】
剛性の解決するながらの問題を確実に一致する引数を間サブルーチンコール及びルックアップテーブル、本発明の方法は、本明細書に事前に定義された使用開示された周期波フォームプリミティブ例えば正弦波またはリニア（スカラー）の関数として、一連の合成のカウンタを、共通の数値ベースを共有する例示のためにベース２本明細書で使用される用語「プリミティブ」を平板意味時間デント波形の説明を−波形を用いて説明されたものの引数は、関数の周期Ｔに対して指定された絶対しない時間。たとえば、鋸歯状の波などの線形関数では、ルックアップテーブルに直線（カルテシアン）引数を入力すると、一意の値が返されます。期間Ｔにわたって０から１に傾斜する線形単位鋸歯では、入力ｐは単位がなく、Ｔの２５％で関数「ｓａｗ（ｐ）」の値は０．２５になり、Ｔの７８％で関数は０．２５になりますのこぎりｓａｗ（ｐ）の値は０．７８などです。繰り返しサイクルに対応するには、モジュラス関数ＭＯＤ（引数、制限）を使用して引数入力「ｐ」を表すと便利です。正の入力のＭＯＤ（ｐ、１）は値を返します。０と１との間に囲まれ、すなわち、限界の最大の整数倍で割った余り。たとえば、任意のｚの値に対して、ＭＯＤ（０．７８、１）＝０．７８、ＭＯＤ（５．７８、１）＝０．７８、ＭＯＤ（ｚ．７８、１）＝０．７８です。そのため、繰り返し波形を記述するために必要なのは、１周期Ｔをカバーするデータのみです。
【０１９１】
同じ関数が極座標にも適用されます。ｓｉｎ（ＭＯＤ（θ、３６０°）を評価すると、ｓｉｎ（０°）とｓｉｎ（３５９．９９...°）．の間で値の繰り返しシーケンスが生成されます。３６０°では、ｓｉｎ（ＭＯＤ（３６０°、３６０°））＝ｓｉｎ（０°）であるため、サイクル全体が繰り返されます。実際のコードまたはスプレッドシートでは、ｓｉｎまたはその他の三角関数の角度引数θは度ではなくラジアンで表されますが、モジュラス関数の原理とその適用は同じままであることに注意してください。モジュラス関数を歌うように開示されている、のサイズルックアップ任意の周期関数のテーブルができ、劇的にテーブルのサイズを縮小する単一の期間に限定されます。各データ対の数、ルックアップテーブルは、従って、ξ主解像度に等しい１対設けるΦは入力の間に１つの対応ｘはルックアップテーブル及びｆその出力にΦｘ任意オクターブｘについて、関係Φｘ＝ξｘｆｘによって実行される変換について説明したルックアップテーブルサブルーチンコールを。
【０１９２】
これらの関数プリミティブは、数学関数を記述する時間に依存しない状態のコレクションで構成されますが、波形合成では、時間変化する波形を生成するために、デジタルクロックまたはアナログクロックのいずれかを含む発振器と組み合わせる必要があります。特に、三角波や鋸歯状波などの周期Ｔの直線関数の場合、引数ｘはｘ＝ｔ／Ｔとして表すことができ、正弦波、正弦波コード、およびその他の三角関数の単位関数θ＝ｔｆの場合です。いずれの場合も、時間に依存しない波形プリミティブを時間変化関数に変換するには、時間のソースが必要です。一つのそのような実装を生成する範囲タイムソースを再度、図４８Ａアルゴリズム提示は、一連の組み合わせバイナリ（÷２）デジタルカウンタ５９８から５９０は、発生１０同期クロック周波数Φ９にΦ０共通のクロックからの、具体的シンボルクロックレートΦｓｙｍ、プログラム可能な周波数を有します。クロックは、次にするために使用される合成音声スペクトルは周波数ｆ対応有するこのような正弦波のような周期関数を９Ｆに第オクターブ下での０オクターブゼロにし、それらを混合することが望ましいような様々な組合せで。図示されていない同じ方法は、超低周波音、すなわち、２０Ｈｚ未満の振動波形、および（適切なトランスデューサーが使用されている場合）２０ｋＨｚを超える周波数を含む超音波の生成に使用できます。
【０１９３】
合成中、各クロックは、周期関数のルックアップテーブルを使用して、時間変化する波形ｆ（ｔ）に変換されます。たとえば、正弦波、正弦波コード、三角波、鋸歯状波などです。各クロックは、それが作成した波形と対になっている例Φ８のための用途正弦波ルックアップξ８テーブル６１８プリミティブ解像度を有するｆ８は正弦波の周波数を生成するために８、Φ３用途は波正弦ルックアップξプリミティブ分解能テーブル６１３をξ３正弦波を生成します周波数ｆ３、及びΦ１用途正弦波ルックアップξプリミティブ解像度をξ１有するテーブル６１１ｆ１の正弦波周波数を生成するためにであり、ここで
【０１９４】
【数４】
2021520867.tif 000010
【０１９５】
そしてにおける一般的なｆｘ＝Φｘ／ξｘ。そう操作で、１０オクターブ波形合計の実装プリミティブ・プロセッサ５５２件の用途９つのバイナリカウンタ５９８５９０への入力を含む１０のクロック周波数を生成するために、Φ９＝Φｓｙｍを及びクロックがΦ８にΦ０正弦波対応駆動するルックアップテーブル６１９を６１０にｆの正弦波を合成したｆ９にｆ０。
【０１９６】
混合プロセスは、オクターブデータスイッチ６０９から６００を使用して正弦波の様々な組み合わせを選択し、選択された正弦波成分をデジタルミキサー加算ノード６３０で混合し、成分がデジタル利得増幅器６２０から６２９によって様々なパーセンテージで重み付けされることを含む。ブレンドされた合計は、自動範囲関数６３１によって０．０００〜１．０００の範囲にスケーリングされます。プリミティブ・プロセッサは、ハードウェアまたはファームウェア制御ハードウェアで実現することができるが、機能は完全にミキサ６３０は２進加算を使用してデジタル的に実行されるソフトウェアを使用してエミュレートすることができ、オートレンジ機能６３１は、実行バイナリ数学を用いて行うことができるｏをいくつかのＮＥを除算アルゴリズム（ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｄｉｖｉｓｉｏｎ＿ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）。不必要な操作の実行を回避するために、プリミティブプロセッサ５５２は、選択されたオクターブスイッチ６００から６０９に対してのみ操作を実行する。
【０１９７】
図４８Ａに示す方法を使用するは、上述した、実施プリミティブ・プロセッサ５５２を行う広帯域波形合成とコード上の構築３周波数の数十年であり、１０オクターブを２０ヘルツ〜２０，０００Ｈｚの周波数範囲にわたる、使用のみルックアップテーブルＳと一連のカウンター。開示された方法は、計算で実行するために最小限のメモリまたは計算パワーを必要図４４の単位関数発生器５５１とは異なり、べき級数のリアルタイム評価は含まれません。広帯域幅のアルゴリズム波形生成におけるシンセサイザーの重要な機能は、カウンター操作の役割です。カウンタ５９９〜５００を合わせて、対応するルックアップテーブル６１９〜６１０に供給する入力として使用される１０オクターブのクロック周波数を生成します。各オクターブは独自の専用クロック周波数によって供給されるため、対応するテーブルのポイント数と、テーブルは、その特定のオクターブに必要な精度に制限されており、他の周波数帯域で使用されるデータは含まれていません。このように、カウンタとの組み合わせ開示されたルックアップテーブルは克服よ前述の硬い方程式の問題。計算強度をさらに最小限に抑え、不要な計算を回避するために、ルックアップテーブルのサブルーチン呼び出しは、オクターブスイッチによって選択されたテーブルのみに制限されます。
【０１９８】
エイリアシングを回避するために、位相シフト歪みをカウンタカスケード５９０から６９８が共通のクロックに同期されることは、シンボルレートと呼ばΦｓｙｍ便宜上チューナー（カウンタ）５９９からの出力を、シンボルレートΦｓｙｍは、クロック信号Φ９に相当する用オクターブの波形合成ですが、この関係は任意です。最高合成周波数のＰＷＭ分解能、Φｓｙｍより任意のシンボルレートより高いΦｓｙｍ≧ξｓｙｍｆｍａｘ．意志で十分。カウンターカスケードは、ハードウェアまたはソフトウェアを使用して実現できます。リップルカウンタを使用することもできますが、クロックの位相シフトを防ぐために同期カウンタが推奨されます。リップルカウンタは、各カウンタステージの出力が次のステージに入力されると同時にすぐに利用できるカウンタカスケードです。各カウンタステージを通過する伝搬遅延のため、高周波数クロックの出力は、低周波数クロックよりも前に状態が変化します。状態は、したがって変化する「リップルの」最初のクロックΦ９カスケード、ダウン変化状態は、Φ８によって一瞬後に続くその後、Φ７、Φ６、Φ５横切る波のように波打つなど池の表面を。
【０１９９】
対照的に、同期カウンタは同期的に動作します。デジタルカウントがカウンタチェーンをリップルするのに時間がかかりますが、出力は同期クロックパルスと同時にのみ変化します。このようにして、カウンタカスケードを介した信号リップルはユーザーには見えません。ハードウェアまたはソフトウェアで実施するかどうかをより具体的には、同期カウンタは次のように動作するリップルカウンタが、ウィットＤ型フリップフロップ［ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｆｌｉｐ−ｆｌｏｐ＿（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）］ラッチ出力。それは、対応する真理値表を有するラッチ信号によってイネーブルされるまで保持するＤフリップフロップは、前の状態で、ある番目のデータ入力高または低状態が同期クロックがハイになるだけラッチ出力にコピーされ、その後同期クロックはローに戻ることができ、フリップフロップ出力は、次の同期パルスが発生するまで、最後の同期クロックパルスの時点でＤ入力にあった状態でラッチされたままになります。クロックパルス間のその間隔の間に、各カウンタステージの出力は、カウンタの出力に遷移が表示されることなく変化する可能性があります。概略的に混乱を回避するために、カウンタ５９９５９０には、デ明示せずに同期カウンタを表すことがＤフリップフロップ、ラッチ、または同期クロック入力。保証するために、クロック遷移が出力クロックの状態を更新する前に、カウンタカスケードを介して完全に波及することをΦ９を介してΦ０同期クロックパルスは最低の合成周波数クロックの状態遷移に由来する、この模範にΦ０として表さ０。
【０２００】
【表５】
2021520867.tif 000011
【０２０１】
シンボルレートΦｓｙｍカウンタカスケードを供給は、システムクロックから生成される速度Φｓｙｓ使用プログラマブルカウンタを「チューナ」５９９シンボルクロックレートΦｓｙｍ生成するために生成される最大出力周波数ｆｍａｘ解像度でξｓｙｍ。プリミティブ解像度ξｓｙｍの値、波形合成が実行さに応じて変更することができるチューナ５９９にプログラム可能な入力です。数値変数ξｓｙｍ、言及する本明細書で「プリミティブシンボル解像度」の解像度として定義されるξ最高合成周波数ξｓｙｍ＝Φｓｙｍ／ｆｍａｘ必要な合成の精度に応じて２４から６５，５３６の範囲であり得る値を有します。例えば、選択ξｓｙｍ＝９６正弦波合成手段でのＦ又は合成の最高ピッチ正弦波が関係によってシンボルクロックレートに関連Φｓｙｍ＝ξｓｙｍｆｍａｘ＝９６ｆｍａｘアーク用途の９０°２４ポイント、３．７５°ごとに１ポイント。では、操作のｅｔｔｉｎｇトンのユナー５９９は、生産全体の周波数のカスケード由来とシンボルクロックレートΦｓｙｍにチューニング。解像度ξｓｙｍ解像度と一致する必要はありません下オクターブのルックアップテーブルを。異なる精度レベルξｘために使用することができるルックアップテーブル６００から６１９または代替的に同一の精度ルックアップテーブルは、一部またはすべての必要な周波数成分を生成するために使用されてもよいです。または、生成されたすべての正弦波に同じルックアップテーブルを使用できます。このような場合には、ｆｘすべての正弦波周波数同じ精度ξ有９＝ξ８＝ξ７...ξ１＝ξ０。
【０２０２】
全体カウンタカスケードが共通のシンボルクロックレートで駆動されるので、Φｓｙｍ合成波形の正確な周波数関係を正確カウンタ周波数Φによって定義され、Φｘ及びそれに対応するルックアップテーブルの分解能ξｘ。この関係は、バイナリ（２で除算）カウンタを使用して示されていますが、カウンタの除数に制限はありません。２で割ると、周波数が半分になり、音階では１オクターブまたは１２半音に相当するので便利です。ただし、カウンタは、それぞれが異なる除数を持つカウンタのカスケードの組み合わせを利用できます。あるいは、カウントがカウンターにロードされるプログラム可能なカウンターを使用することができる。さらにのでカウンタが固定クロック・レートと完全一方に動作するすべてのξにおける完全な発振期間Ｘのデータ点、である、の一つの完全なサイクルのルックアップテーブルは、相対的タイミングおよび任意の２つの周期関数の位相が正確に知られています。２つの正弦波、例えば所定の周波数ｆｘをｆｙ有する及びここで、
【０２０３】
【数５】
2021520867.tif 000012
【０２０４】
次に、波形の周波数比は次の式で与えられます。
【０２０５】
【数６】
2021520867.tif 000013
【０２０６】
この比率はイラスある周波数スケーリングは、クロックΦｘを変化させることによって行うことができξｘ、または解像度ξ変更することによってＸルックアップテーブルを。例えば、一定の解像度のルックアップテーブルがあれば使用される場合ξｘ＝ξｙ＝２４、周波数比ｆｘ／ｆｙの合成された正弦波のクロック速度の比のみに依存Φｘ／Φｙ又は
【０２０７】
【数７】
2021520867.tif 000014
【０２０８】
そのような場合には、クロック周波数の比Φｘ／Φｙ＝４、２オクターブ離れ同じ音符の２つの正弦波が得られるものの、音符６に１７６０ＨｚでＡ番目のオクターブとで音符Ａ４４０Ｈｚの４番目オクターブ。図４８Ｂは、例えば加算デュアル正弦波示すのみ６番目と４番目のオクターブ６０６および６０４をスイッチは有効と正弦波ルックアップテーブル６１６及び６１４ξプリミティブ解像度を有する各波形データにアクセスするために使用されるξ６＝ξ４＝２４。出力がさｂは増幅Ｙデジタル利得は６２６と６２４アンプ、デジタル加算ノードで混合６３０ブレンド生成するためのＥＤ波形出力。動作において、チューナ（カウンタ）５９９は、シンボルクロックΦｓｙｍの発生システムクロックとからΦｓｙｓ。２つのカウンタ５９８、５９７、および５９６分周シンボルクロックΦｓｙｍの÷のカスケード生６第成するオクターブクロックΦ６及び４第生成するカウンタ５９５および５９４によって第オクターブクロックΦ４。
【０２０９】
【表６】
2021520867.tif 000015
【０２１０】
結果として得られる２つの正弦波弦は、合計によって与えられます。
【０２１１】
【数８】
2021520867.tif 000016
【０２１２】
乗数［０．５＋０．５・（周期式）］は、ゼロ平均値を中心とする正弦波のピークの大きさを±１から±０．５まで怖がらせるために使用されます。加算器０．５は、曲線を＋０．５だけ上にシフトして、０．０００〜１．０００の正の範囲にまたがります。図４８Ｃに示されるようにオクターブスイッチ６０１を有効にすることによって、クロックΦによって駆動されるルックアップテーブル６１１の構成要素１は、コードに追加されます。クロックΦ１、クロックΦ４から生成されたカウンタ５９３、５９２、及び５９１を使用して追加１番目のオクターブ周波数成分によって与えられます。
【０２１３】
【表７】
2021520867.tif 000017
【０２１４】
得られた３正弦波コードを加算することによって与えられます。
【０２１５】
【数９】
2021520867.tif 000018
【０２１６】
上記のように、上記の合成方法は、単一の波形プリミティブを利用して、２つまたは３つの正弦波コードを同時に生成します。
【０２１７】
プリミティブプロセッサ動作の追加の詳細は、図４９に示される単一のプリミティブコード合成に示されている。示され、チューナ５９９含む二つのカウンタとして−システム、クロックカウンタ６４０及びシンボルのＣロックカウンタ６４１システムクロックカウンタが変換がμＣシステムクロックは、周波数Φｓｙｓを有することがカウンタである基準クロック周波数Φｒｅｆ便利固定周波数で（たとえば、５ＭＨｚ）。シンボルクロックカウンタ次いで変換ΦｒｅｆのシンボルクロックレートΦｓｙｍに正弦合成用カウンタカスケードの基準周波数を定義するために使用されます。示されている例では、カウンタ５９８から５９３はバイナリカウンタを含み、上記の表に記載されているように、それぞれ１オクターブ離れた複数の正弦波周波数を生成する。さらに検査すると、バイナリカウンターカスケードがないことがわかります。
・Φｘは、クロックレートすべてのオクターブにはシンボルレートΦｓｙｍ用の２の倍数である。
・周波数ｆｘすべてのオクターブをｆｍａｘ、最大合成周波数の２の倍数でありで、限定されるものではないが、図示の９番目の音階のオクターブ。
・シンボルクロックレートΦｓｙｍと最大合成周波数ｆｍａｘの関係は、合成される最高周波数波形の分解能であるξｓｙｍによって決定されます。Ｆ乗法製品ｆｍａｘξｓｙｍ＝Φｓｙｍカウンターカスケードにおける最高クロックレートを設定します。
・シンボルクロックレートΦｘの関係と合成周波数ｆｘ各オクターブｘのは、ξｘによって決定される、そのオクターブにおける波形のプリミティブ解像度。
【０２１８】
クロック速度と周波数との関係のすべてのための単一のプリミティブバイナリカウンタカスケードにおけるＴに他の周波数に存在する正確な比率を含む彼は、プリミティブプロセッサ、任意の周波数と分解能設定１合成波形の周波数はｆｘ及びξｘ自動的に周波数を決定しますシンボルレートを含む全体カウンタカスケード内のすべての合成周波数とクロックのΦｓｙｍ及び最大周波数ｆｍａｘの。プリミティブプロセスの周波数スケーリングは、次の表に要約されています。
【０２１９】
【表８】
2021520867.tif 000019
【０２２０】
この点に関してプリミティブプロセッサは全体のマルチオクターブシンセサイザは、単一の「鍵」の周波数に設定されている「調整」システムを表し開示されたチューニング類似モノラル楽器を単音またはキーに、例えば調整器具をＡのキー。この理由のため、操作シンボルクロックカウンタ６４１は、すなわちｆｋｅｙ、二つのパラメータによって設定され、６４２と、ルックアップテーブル６４５は、プリミティブ解像度ξｓｙｍ有する選択キー。図示ＬとＬＥＤパッド内のいずれかの揮発性又は非揮発性メモリに記憶されたテーブル６４５、選択されているような１６進コード６４３、又はそれらの何らかのバイナリ同等のコード６４４などのいくつかの識別子。
【０２２１】
全体シンセサイザをオクターブの倍数に調整されているので、ｆｋｅｙの選択キーの選択入力６４２は任意です。便宜上、デジタルチューニングはピッチの国際周波数規格に準拠することができます。例えば、ピッチ「Ａ」中央Ｃ上記第四のオクターブ内に有する周波数４４０ヘルツ。この４４０Ｈｚのトーンは、音楽ピッチの一般的なチューニング標準と見なされています［ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ａ４４０＿（ｐｉｔｃｈ＿ｓｔａｎｄａｒｄ）］。Ａ４４０、Ａ４、またはシュトゥットガルトピッチと呼ばれる国際標準化機構は、ＩＳＯ−１６として分類しています。この標準をプリミティブプロセッサに適合させると、開示されているシンセサイザーは、４オクターブの音符または周波数を選択することによって特定のキーに調整されます。
【０２２２】
具体的には、トン彼入力「キーを選択し、」６４２の４番目セット、ノートや周波数全体シンセサイザがチューニングされているオクターブを。場合、最大合成周波数はＮＩＮＴになるように選択された音声スペクトルの時間オクターブ及び任意に、我々は４を選択番目シンセサイザを調整するための周波数入力範囲としてオクターブは、９番目のオクターブおよび第四のオクターブは５オクターブだけ異なります。２５＝３２、その手段ｆｍａｘ＝ｆ９＝３２ｆ４とに従って用の設定キー６４２を選択し、最大周波数ｆｍａｘ＝３２ｆｋｅｙ。Φｓｙｍ＝ξｓｙｍｆｍａｘ考えるとΦｓｙｍ＝ξｓｙｍ（３２ｆｋｅｙ）例えば。
【０２２３】
セッティング「キーを選択し、」４４０Ｈｚ（中央Ｃ上記規格Ａ）にｆ４＝４４０Ｈｚのとｆｍａｘ＝３２ｆｋｅｙ＝３２（４４０Ｈｚ）＝１４，０８０Ｈｚを自動的にそう利用できる合成周波数スペクトル全体をスケーリングそのｆ９＝１４，０８０Ｈｚ、ｆ８＝７，０４０Ｈｚ、ｆ７＝３，５２０Ｈｚ、ｆ６＝１，７６０Ｈｚ、ｆ５＝８８０Ｈｚ、ｆ４＝４４００Ｈｚ、ｆ３＝２２０Ｈｚ、ｆ２＝１１０Ｈｚ、ｆ１＝５５Ｈｚ、ｆ０＝２２．５Ｈｚ、ａｎｄｆ−１＝１１．２５Ｈｚ。ｆｋｅｙが中央のＤに設定されている場合、すべての合成周波数ｆｘもＤの倍数になります。またはｆキーが中央のＡ＃設定されている場合、すべてのバイナリ合成周波数もＡ＃倍数になります。オクターブ倍数以外の正弦波の合成については、本開示の後半で説明する。
【０２２４】
図４９のプリミティブプロセッサの実装を再び参照するに示されるように、ルックアップテーブル６４５は、２４ポイントの解像度を有する正弦波の典型的なプリミティブ記述を含む。正弦波のこの表形式のプリミティブ記述は、入力としてのｓｉｎ（θ）の引数θのみに基づいて、時間に依存しません。キーｆｋｅｙプリミティブプロセッサは、６４２を選択キーで選択され、例えば、４４０Ｈｚのあること、及び解像度ξｓｙｍ選択することによって確立されたプリミティブをするテーブル６４５を波形ξｓｙｍ＝２４、次いでシンボルクロックレートΦｓｙｍと対応周期Ｔｓｙｍによって与えられます。
【０２２５】
【数１０】
2021520867.tif 000020
【０２２６】
ｆｍａｘ合成最大周波数にこのシンボルレートに相当する第オクターブにおける場合、ｆｍａｘ＝ｆ９＝Φｓｙｍ／ξｓｙｍ＝（３３７，９２０Ｈｚ）／２４＝１４，０８０Ｈｚ対応する期間とＴ９＝１／ｆ９＝７１．０２μｓまた、にＴｓｙｍξｓｙｍ＝（２．９５９２...μｓ）（２４）＝７１．０２μｓ。
【０２２７】
バイナリカウンタカスケードを使用して時間参照を確立することにより、時間に依存しない正弦プリミティブテーブル６４５は、関数６４６ａ、具体的にはｇ（ｔ）の時間ベースの記述に変換される。同じクロックシンボルクロックΦｓｙｍ生成するための時間ベースでクロックΦ６及びΦ４用いる６番目と４番目具体的には、オクターブ正弦波６４７ａ及び６４８ａを
【０２２８】
【数１１】
2021520867.tif 000021
【０２２９】
これらのクロックは、二つの合成するために使用される同期周波数を有する正弦波ｆ６およびｆ４次の周波数とを。
【０２３０】
【数１２】
2021520867.tif 000022
【０２３１】
所定の方法で、解像度は等しいが周波数が異なる正弦波を、共通のクロックと単一の波形プリミティブを使用して合成できます。言い換えると、プリミティブテーブルは波形の形状を設定し、解像度ξとカウンタークロックは生成される正弦波の周波数を決定します。次の例の表は、度（またはラジアン）で測定された正弦関数θの引数、正規化された単位正弦波関数０．５＋０．５ｓｉｎ（θ）、および周波数で振動する正弦波の状態に対応する時間の関係を示しています。そして、９オクターブの周波数ｆｍａｘ、６オクターブのｆ６、および４オクターブのｆ４で振動する正弦波の状態に対応する時間。
【０２３２】
この表は０°から９０°の間の詳細なパターンを示していますが、簡潔にするために、他の３つの象限の詳細な１５°の説明は冗長であり、除外されています（正弦波は対称関数であるため、４つの象限すべてを１象限のデータ）。正弦波の３６０°サイクルを完了するのに必要な時間、つまり周期Ｔは、正弦波の周波数によって異なります。たとえば、前述の計算と一致して、周波数ｆ９、ｆ６、ｆ４の正弦波はそれぞれ７１μｓ、５６８μｓ、および２，２７３μｓの周期を含みます。具体的には、引数θ＝９０°＝π／２の場合の関数０．５＋０．５ｓｉｎ（θ）＝１の値。正弦波Ｔの周期は、θ＝３６０°＝２πの場合、この持続時間の４倍で発生します。たとえば、Ａのキーに調整された６オクターブの正弦波は、そのサイクルの４分の１を完了するのに１４２μｓを必要とするため、その周期はＴ６＝４（１４２．０５）＝５６９．２μｓです。
【０２３３】
【表９】
2021520867.tif 000023
【０２３４】
図５０記載示すコード合成ブレンドする２つの正弦波を用いてプリミティブ単一の波形を使用してクロック生成バイナリカスケードカウンタから、時間独立した時間ベースこの例では、プリミティブ波形の分解能はξｓｙｍ＝ξｘ＝２４（図示せず）を含むＤのキーで時間ベースの正弦波テーブル６４７および６４８に変換される周波数ｆ６＝１，１６８Ｈｚ及びはそれぞれｆ４＝２９２Ｈｚです。次に、成分正弦波は、デジタル乗算演算を使用して算術的に実行される利得乗数Ａ６およびＡ４を有するデジタル利得増幅器６２６および６２４によって振幅が増加または減少される。次に、２つの正弦波は、デジタル加算ノード６３０によって混合されて、加算ｇ（ｔ）を生成し、ここで...
【０２３５】
【数１３】
2021520867.tif 000024
【０２３６】
除数（Ａ６＋Ａ４）で加重平均を使用すると、次のようになります。
【０２３７】
【数１４】
2021520867.tif 000025
【０２３８】
平均化中、［Ａ６＋Ａ４］という用語は、関数の平均値を変更する分数の分子と分母の両方に表示されるため、０．５オフセットに影響を与えません。オートレンジ機能の第二の目的は、ある正弦最大化することによって成分をＡαフルスケールには、関数の平均の実際の変化でありません。０．５の平均値のシフトを回避するために、ここに開示されている自動範囲関数は、加法補正係数０．５（１−Ａα）を使用します。
【０２３９】
【数１５】
2021520867.tif 000026
【０２４０】
記載のように彼の総和ｇ（ｔ）はスカラー［によりオートレンジ機能６３１によってスケーリング［Ａα／（Ａ６＋Ａ４）］デジタルと共に正弦波成分の加重平均実行ゲインファクタＡによって乗算を。表形式６４９に示される結果として生じる時間変化波形ｆ（ｔ）５５３は、平均値が０．５であり、範囲にわたって周期関数の振幅を最大化する能力を有する周波数ｆ６およびｆ４の２つの正弦波の弦６５５を表す、０．０００から１．０００まで、信号のクリッピングや歪みはありません。ＰＷＭ発生器５５５は、次に、処理のＰＷＭ変換ΨＰ［ｆ（ｔ）］と呼ばれるデータ４９９のＰＷＭ列を含むデータ４８８アウト製造シンセを。アナログであるｆ（ｔ）とは異なりＧｓｙｎｔｈ（ｔ）は０（低）状態と１（高）状態の間で一連のパルスとして振幅遷移するデジタルであり、さまざまなパルス幅にアナログ情報を埋め込みます。
【０２４１】
開示された合成方法から生じる１つの問題は、量子化ノイズである。単一の正弦波でもこの問題は発生しませんが、２つ以上の正弦波を追加すると、波形にノイズが発生します。ノイズのこの起源は、図５１Ａに示されているバイナリカウンタのカスケードが５９３から５９６は、３つのクロックを生成するために使用される、Φ６、Φ５とΦ４その入力の各半分の周波数。ξ＝２４、周波数ｆの結果として得られる正弦波の固定プリミティブ解像度用いてｆ６、ｆ５、及びｆ４のデータテーブルに表形式で示されている６５１の検査は明らかに周波数ｆ６のためのデータがいることをワンユニークを有します対１クロック時間Φ６への対応、他の周波数は急速に変化していません。たとえば、ｔ＝０．１７２７とｔ＝０．１７８４の両方の場合、正弦波ｆ６が変化しても、正弦波ｆ５のデータ値は０．７５００で一定のままです。同様に、低周波数の正弦波ｆ４の場合、ｆ６データが４回変化しても、ｔ＝０．１４２７から０．２４９７までの間隔で出力されるデータは０．６２９４で一定のままです。
【０２４２】
異なるクロックレートで固定解像度プリミティブを使用することの影響が図３に示されている。図５１Ｂでは、一定の時間間隔で、様々な曲線が対比されている。図示持続時間、周波数ｆ６の正弦波グラフに６５２点の展示示さないデジタル化雑音を。周波数ｆ５のコントラスト正弦波でΦ６／２ξによって生成されたグラフ６５３点の展示ノイズの小さいが顕著度を示します。ｆ６の２オクターブ下のグラフ６５４のｆ４正弦波、つまり、ξ＝２４でｆ４＝Φ６／４ξの場合、かなりのノイズが見られます。イズの問題は、ｆ６とｆ５を組み合わせたグラフ６５５の２正弦波コードで顕著であり、周波数ｆ５とｆ４の正弦波の合計を示すグラフ６５６ではさらに誇張されています。
【０２４３】
この問題に対する１つの解決策が図５２Ａに示されている。三つの異なる周波数ｆ６、ｆ５、及びｆ４は、共通のクロック周波数Φ６から生成される。クロック周波数をスケーリングするのではなく、解像度をスケーリングし、より高い解像度のプリミティブを使用して、より低い正弦波周波数を生成します。具体的には、ルックアップテーブル６１６では、ξ６＝２４であり、ルックアップテーブル６１５では、プリミティブ解像度は２倍のξ５＝２ξ６＝４８になり、同様に、ルックアップテーブル６１４ではξ４＝４ξ６＝９６になります。
【０２４４】
【数１６】
2021520867.tif 000027
【０２４５】
したがって、共通クロックΦ６から生成される正弦波周波数ｆ６、ｆ５、およびｆ４は、表６６１に示すように、すべて互いに２の因数です。このように、テーブル６６１に示すように、時間ステップは一定で生成されたすべての周波数について。図５２Ｂに示される結果の曲線は、正弦波６６２、６２３、および６２４、ならびにコード６６５および６６６を含むは、この解像度では量子化エラーの兆候を示していません。この方法を使用した任意の２つの正弦波の周波数比は、以前に定義された基準があるため、正確なままです。
【０２４６】
【数１７】
2021520867.tif 000028
【０２４７】
場合維持されるΦｘ＝Φｙ。
【０２４８】
本明細書でスケーリングされたプリミティブ総和６６０と呼ばれるこの方法は、図５２Ｃの３つの合成された正弦波をブレンドする弦の単一のプリミティブ総和６５０とは対照的である。において単一のプリミティブ総和６５０、テーブル６１６、６１５及び６１４まで正弦波ルックのブロック図は、それらの解像度ξ＝２４で同一であるが、３つの異なるクロックによって供給されるΦ６、Φ５＝Φ６／２、およびΦ４＝Φ６／４バイナリカスケードカウンタから生成されました。結果として得られるコード６５９の時間グラフは、重大なデジタル化ノイズを示しています。対照的に、プリミティブ和６６０は、共通クロックΦ採用スケール６解像度の増加と共に三つの異なる解像度ルックアップテーブル６１６、６１５、及び６１４を駆動するξｘ＝２４、４８、９６のためｘ＝６、５、４対応するために。結果として得られる波形６６９は、この解像度ではデジタル化ノイズの兆候を示していません。
【０２４９】
プリミティブルックアップテーブルの最大サイズを制限するために、オーディオスペクトルをバンド（たとえば、上、中、下のスケール）と、ゼロおよび負のインフラサウンドバンド（つまり、２０Ｈｚ未満）に分割できます。オクターブ。このようなアプローチは、図５３に示されるクワッドレンジスケーリングされたプリミティブ合成ブロック図で採用されている。このにおける模範プリミティブプロセッサ、チューナ５９９は、システムクロックカウンタ６４０及びシンボルクロックカウンタ６４１を含む変換システムクロックΦｓｙｓのその固定基準周波数にΦｒｅｆ，、例えば５ＭＨｚで、どこシンボルカウンタがΦｓｙｍクロック周波数生成定義されていることにより、を比Φｓｙｍ／Φｒｅｆ＝（３２ξｆｋｅｙ）／（５ＭＨｚ）第オクターブにおける鍵選択入力６４２、音符またはキーに応じました。チューナ５９０であって、カウンタのカスケードに三８分周カウンタ６７２、６７３及び６７４は、４つの周波数はクロックを生成する共生成れるΦｓｙｍ、Φ６＝Φｓｙｍ／８、Φ３＝Φｓｙｍ／６４、そしてΦ０＝Φｓｙｍ／５１２。カウンタ６７２を通るが６７３４それぞれ含む三段バイナリカスケードカウンタ、簡潔のために単一÷８つのカウンタとして示されています。
【０２５０】
カスケードの最高周波数クロック、シンボルクロックΦｓｙｍは、その後、４つのバンドに正弦波を合成するために使用されます。上部帯域でΦｓｙｍの正弦波を生成するために使用されるｆ９、ｆ８及びｆ７セレクタ６０９、６０８に従って、および６０７それぞれ。セレクタスイッチが有効になっている場合は、Φｓｙｍのためのクロックパルスの正弦波を生成するために、テーブル６９９、６９８、または６９７まで、対応する正弦波ルックに渡されるｆ９、ｆ８およびｆ７望まれます。
【０２５１】
具体的には、分解能で正弦波６９９ξ９＝２４は、有効な場合、Ｆ正弦波生成９周波数
ｆ９＝Φｓｙｍ／ξ９。この正弦波は周波数の３２倍ｆｋｅｙ有する選択キー周波数と１／２４番目シンボル周波数、Φｓｙｍを。同じ上部スケール、分解能で正弦波６９８でξ８＝４８、有効な場合、Ｆ正弦波生成８周波数ｆ８＝Φｓｙｍ／ξ８＝Φｓｙｍ／（２ξ９）。この正弦波は周波数の１６倍ｆｋｅｙ有する選択キー周波数と１／４８番目シンボル周波数、Φｓｙｍ。同様に、分解能で正弦波６９７ξ７＝９６は、有効な場合、正弦波生成ｆ７周波数ｆ７＝Φｓｙｍ／ξ７＝Φｓｙｍ／（４ξ９）を。この正弦波は周波数の８倍ｆｋｅｙ有する選択キー周波数と１／９６番目シンボル周波数、Φｓｙｍ。周波数を有する正弦波を生成するためｆ９、ｆ８及びｆ７は。同じクロック周波数Φｓｙｍから来るその波形合成それによりデジタル化誤差の前述の問題を回避し、同じ時間増分を用い、上部スケール内。
【０２５２】
同じクロックΦｓｙｍはさも低い周波数レートクロックΦ６生成するカウンタ６７２に８で除算しｆの正弦波合成に使用されるｆ６、ｆ５及びｆ４中間範囲スケールです。もしニューヨーク切替スイッチ６０５、６０６及び６０４がイネーブルされ、クロックパルス含むΦ６＝（Φｓｙｍ／８）対応するに渡されるテーブル６９６、６９５、または６９４まで丁正弦波ルックの正弦波を生成するｆ６、ｆ５、ｆ４デジとして赤。具体的には、正弦波６９６解像度でξ６＝２４は、有効な場合、ｆ６正弦波生成周波数ｆ６＝Φ６／ξ６＝Φｓｙｍ／（８ξ６）を。この正弦波は周波数４有し回ｆｋｅｙキー選択頻度及び１９２分の１シンボル周波数Φｓｙｍ。同様に中間スケール、正弦波６９５分解能でξ５＝４８、有効な場合、正弦波生成ｆ５周波数ｆ５＝Φ６／ξ５＝Φｓｙｍ／（１６ξ６）。彼の正弦波は周波数２持つ回ｆｋｅｙキー選択頻度及び３８４分の１シンボル周波数Φｓｙｍ。同様に、正弦波６９４解像度でξ４＝９６は、有効な場合、正弦波生成ｆ４周波数ｆ４＝Φ６／ξ４＝Φｓｙｍ／（３２ξ６）を。この正弦波は、周波数を有するに等しいｆｋｅｙキー選択周波数と１／７６８シンボル周波数、Φｓｙｍ。周波数を有する正弦波を生成するため、ｆ６、ｆ５、ｆ４同一のクロック周波数から来るΦ６＝（Φｓｙｍ／８）波形合成は、それにより、同一の時間増分を採用中間スケール内でデジタル化誤差の前述の問題を回避します。
【０２５３】
正弦波Ｆ生成するｆ３、ｆ２、ｆ１より低い規模で、クロックΦ６をれるカウンタ６７３に８で除算Φ３低周波数レートクロックを生成する。任意選択スイッチであれば６０３、６０２、及び６０１がイネーブルされ、クロックパルス前記Φ３＝（Φｓｙｍ／６４）対応するに渡されるテーブル６９３、６９２，または６９１まで丁正弦波ルックｆ３の正弦波を生成するためにｆ３、ｆ２、ｆ１望まれます。具体的には、正弦波６９３解像度でξ３＝２４は、有効な場合、正弦波生成するｆ３周波数ｆ３＝Φ３／ξ３＝Φｓｙｍ／（６４ξ３）を。この正弦波は有し、周波数ｆ３１／２を番目ｆｋｅｙキー選択周波数及び１／１５３６シンボル周波数Φｓｙｍ。同様に下部スケール、正弦波６９２解像度のξ２＝４８、有効な場合、正弦波生成するｆ２周波数ｆ２＝Φ３／ξ２＝Φｓｙｍ／（１２８ξ３）。この正弦波は周波数有し１／４番目ｆｋｅｙキー選択周波数及び１／３０７２シンボル周波数Φｓｙｍ。同様に正弦波６９１分解能を有するξ１＝９６は、有効な場合正弦波生成するｆ１周波数ｆ１＝Φ３／ξ１＝Φｓｙｍ／（２５６ξ３）を。この正弦波は周波数有し１／８番目ｆｋｅｙキー選択周波数及び１／６１４４シンボル周波数Φｓｙｍ。周波数ｆを有する正弦波を生成するため、ｆ３、ｆ２、ｆ１が同じクロック周波数から来るΦ３＝Φｓｙｍ／６４波形合成は、それによって内、同一の時間増分を用い低いデジタル化誤差の前述の問題を回避するスケール。
【０２５４】
カウンターカスケードを使用して、ＬＥＤの超低周波音励起、つまり２０Ｈｚ未満の周波数の正弦波を生成することもできます。出力示すように８分周クロック周波数有するカウンタ６７４Φ０＝（Φｓｙｍ／５１２）、セレクタ６００によって選択された場合には、正弦波生成０解像度でξ０＝２４生成された周波数をｆで与えられる。ｆ０＝Φ０／ξ０＝Φｓｙｍ／（５１２ξ０）。上記の原則を使用して、スケーリングの概念を拡張して、クロックΦ０によって駆動されるそれぞれの解像度４８および９６の２つの追加のサインルックアップテーブルを含めることにより、２つのより低い超低周波音周波数ｆ-１およびｆ-２（必要に応じて）を生成できます。前述の説明では、一定の間隔で構成される時間増分を使用すると、量子化ノイズが最小限に抑えられますが、より大きな高解像度のルックアップテーブルが必要になり、ＬＥＤパッド内で必要なメモリ容量が増加します。
【０２５５】
ルックアップテーブルに必要な数のデータポイントがある場合、単一のテーブルを使用して、単一のクロックから複数のオクターブのデータを生成できます。たとえば、２４，５７６ポイントのテーブルを使用して、データポイントあたり０．０１４６４８４３７５°の角度精度で１１オクターブにまたがる正弦波を合成できます。合成３３７，９２０Ｈｚのクロックを用いて１１オクターブユニバーサルプリミティブテーブル、周波数を発生させることができ、例えば、キー個の中オブから範囲Ａｆ９＝Φｓｙｍ／ξｓｙｍ＝１４，０８０Ｈｚ、９番目のオクターブ下に１３．７５ヘルツ-１番目のオクターブ（４４０ＨｚのＡを含む）。この例は、以下の表の４番目の列に示されています。同じシンボルクロックレートを使用して、つまり同じテーブル列で、合成された周波数の数を７オクターブだけに減らすと、ユニバーサルプリミティブデータテーブルのサイズは、１４，０８０Ｈｚの範囲にわたる１，５３６データポイントに縮小されます。９番目のオクターブ下ｆ３＝２２０Ｈｚ。
【０２５６】
あるいは、同じ７オクターブのユニバーサルプリミティブテーブルを使用して、より低いシンボルクロックレートを使用することにより、カバーされる周波数帯域をシフトすることができます。５番目に示すように、例えばシンボルクロックレートを用いて、以下の表の列をΦｓｙｍ＝１６８，９６０Ｈｚ、１，５３６のデータは８番目オクターブで７，０４０Ｈｚの範囲をカバーすることができ、プリミティブユニバーサルポイント２位オクターブに１１０ヘルツまでオクターブオクターブ。テーブルサイズを縮小し、シンボルクロックを小さくすることにより、正弦波周波数範囲とデータテーブルサイズの妥協も可能です。６番目を参照すると以下の表の列、シンボルクロックレートΦｓｙｍ＝４２，２４０Ｈｚ６番目オクターブで１，７６０Ｈｚの正弦波を生成することができるの５５Ｈｚに１第オクターブ唯一７６８を有するルックアップテーブルを用いてオクターブデータポイント。
【０２５７】
【表１０】
2021520867.tif 000029
【０２５８】
ユニバーサルプリミティブ合成を使用する波形合成のプロセスが図５４に示されている。チューナ５９９は、プログラム可能なシンボルクロック生成Φｓｙｍ＝Φｒｅｆ／（３２ξｆｋｅｙ）形質転換し、選択キー６４２に応じて、周波数で変化一つ以上の正弦波にクロックを例えばからｆ９にｆ０使用次に、ユニバーサルプリミティブテーブル６７７は、デジタルゲインアンプ６７８に従ってプログラム可能なゲインｘとブレンドされ、ミキサー６３０で合計されて、ｇ（ｔ）を生成する。合成された各正弦波について示されているように、クロックΦｓｙｍから時間ベースの正弦波テーブル６７９への変換は、「ξ解像度選択」入力６７５と利用可能な解像度の選択に依存します。表６７６は、限定されないが、最小１２ポイントから６５，５３６データポイントを有する１６ビット解像度までの利用可能なテーブル解像度を示すことが示されている。正弦波ルックアップテーブル６７７のデータポイントの数によって、使用可能な最大解像度が決まります。
【０２５９】
ユニバーサルプリミティブテーブルを使用した波形合成では、同じテーブルを使用して、テーブルの精度と同じかそれより低い精度で正弦波を生成します。たとえば、テーブル６７７の解像度が９６ポイント、つまり３．７５°の増分である場合、同じテーブルを使用して４８、２４、または１２ポイントの正弦波を生成できます。解像度が高いほど、合成周波数は低くなります。
【０２６０】
【表１１】
2021520867.tif 000030
【０２６１】
さまざまな周波数の正弦波は、すべての角度のデータを検索するか、角度を体系的にスキップすることによって合成されます。たとえば、次の表では、周波数Φｓｙｍ＝２２４，２５６Ｈｚのシンボルクロックを行００、０４、０８、０Ｃ、１０...で使用すると、５，６７２Ｈｚの正弦波になり、表のすべての行を選択すると、１，１６８Ｈｚの正弦波になります。
【０２６２】
キー選択とカスタム波形合成
【０２６３】
前述のように、周期的な波形生成には固定周波数倍数のカスケードカウンターが含まれるため、波形シンセサイザーは基本的に特定のキーに「調整」されます。ユーザーインターフェース（ＵＩ）および結果として生じる操作（ＵＸまたはユーザーエクスペリエンス）が図５５Ａに示されている、ユーザーが「ＣＨＯＯＳＥＡＫＥＹ」メニュー７０１を選択すると、さまざまな「音楽」スケール、「生理学的」（報告された医療頻度）スケール、手動入力を含む「カスタム」スケール、および「その他」のキー選択が容易になります。スケール。また、「デフォルト」のスケール設定に戻るための規定も含まれています。ＬＥＤパッドにロードされる事前定義されたスケールノート選択を選ぶメニュー「Ａキーを入力する」７０２が表示され設定「音楽」を選択時に「ｆｋｅｙで２６１．６２６Ｈｚの中央Ｃから中央Ｂの範囲の入力６４１をキーを選択」４９３．８８３Ｈｚ。中間Ａが選択された場合、テーブル７０３に記憶されているように、次に７０３に従っておけるシンボルクロックカウンタ６４２に４４０Ｈｚの「Ａ」の値を転送する電子とΦｓｙｍ／Φｒｅｆ＝（３２ξｆｋｅｙ）／（５ＭＨｚ）を生成Φシンボルレートを様々な周波数の正弦波この尺度に基づいて合成され、例えばｆ９＝Φｓｙｍ／ξ９。オクターブによる模範周波数のテーブルは、チューニングの様々な下に示され、ここで下記に示されているため音楽キーのＦを介してＣ（ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ＿ｐｉｔｃｈ＿ｎｏｔａｔｉｏｎ。示されているスケールは「平均律」チューニングと呼ばれます。
【０２６４】
【表１２】
2021520867.tif 000031
【０２６５】
Ｆ＃／Ｇ♭からＢの調律のさまざまな調律について、オクターブごとの典型的な周波数の表を以下に示します。示されているスケールは「平均律」と呼ばれます。
【０２６６】
【表１３】
2021520867.tif 000032
【０２６７】
ＵＩメニュー７０１の別のオプションは、「その他」の選択であり、他のスケールを使用して、ＬＥＤを変調することができる。共有以下の表に示すピタゴラス、ちょうどメジャー、平均トーン、およびＷｅｒｃｋｍｅｉｓｔｅｒ含むこれらのスケール、で中央Ｃのための周波数を２６１．６２６Ｈｚでも律とが、はで異なる相対周波数関係のスパニング１２のハーフステップの間オクターブ。例えば、偶数焼戻しスケールで、Ａのトーン４中央Ｃ以上が４４０Ｈｚに設定されているが、他のスケールに４３６．０５ヘルツから４４１．４９Ｈｚに変化します。
【０２６８】
カスタムモードでは、ユーザーインターフェイス（ＵＩ）とその結果の操作（ＵＸユーザーエクスペリエンス）が図１に示されています。図５５Ｂでは、ユーザは「キーを選択」メニュー７０１を選択し、「その他」を選択して「スケールを選択」メニュー７００を開く。次に、ユーザはメニューから代替チューニングを選択する−ピタゴラス、ジャストメジャー、中全音律、ヴェルクマイスターは、「ＥＮＴＥＲＡＫＥＹ」というタイトルのサブメニュー７０２を開きます。キー（ノート）が選択されると、周波数が下に同調テーブルから選択し、「ｆｋｅｙにロードされる続いて例えばＬＥＤパッドに移し、最終的にシンボルクロックカウンタ６４２にロードされた選択キー」キーレジスタ６４１、キー「Ａ」はＷｅｒｃｋｍｅｉｓｔｅｒＳＣＡから選択され、次いで、４３７．０５Ｈｚにおける「Ａ」の値は、ルヘルツがロードされるに応じて、シンボルクロックカウンタ６４２にΦｓｙｍ／Φｒｅｆ＝（３２ξｆｋｅｙ）／（５ＭＨｚ）。したがって、シンボルカウンタが生成するシンボルレートΦｓｙｍ＝（３２ξｆｋｅｙ）このスケールに基づいて様々な周波数の正弦波が合成されそこから）、例えばｆ９＝Φｓｙｍ／ξ９。キー周波数ｆｋｅｙを使用してΦｓｙｍを生成するため、それに応じて９オクターブスケール全体が調整されます。たとえば、ｆｋｅｙ＝ｆ４に設定されている４３７．０５Ｈｚ次いでｆ５＝２ｆ４＝８７４．１Ｈｚ、ｆ６＝４ｆ４＝１，７４８．２Ｈｚ。
【０２６９】
【表１４】
2021520867.tif 000033
【０２７０】
スケールはオクターブにわたって変わるが、それらは比較の目的のために示された例のための周波数Ｃのすべての一致互いには、第五の５位オクターブＣ５周波数がｆで、テーブルの下にあるすべての一致に示すｆ５＝５２５．２５Ｈｚ＝２ｆ４。ピタゴラス（Ｐｙｔｈａｇｏｒｅａｎ）、ジャストメジャー（ＪｕｓｔＭａｊｏｒ）、および中全音律（Ｍｅａｎ−ｔｏｎｅ）で使用される表記法は、シャープ＃とフラットの使用においてヴェルクマイスター（Ｗｅｒｃｋｍｅｉｓｔｅｒ）音階や中全音律とはわずかに異なります♭。ＰＢＴの有効性のチューニングの正確な違いは十分に特徴付けられていませんが、科学的研究ＰＢＴ治療の治療効果は明らかに頻度に依存することが確認されています。Ｐｈｙｓｉｏの場合、ＵＩメニュー７０１、項目「生理」が選択され、周波数スケールは、治療的に有益であることが、これらの医療研究で報告ｆｋｅｙの値のために使用される。それ以外の場合は、代わりに図５６に示すカスタムボタンを使用する。メニュー７０１が選択されると、カスタムの「キーを入力する」メニュー７７０４を含むＵＸ応答が現れる。入ると、キーパッドの数字を例えば示すように４４４ヘルツ、及びＤＯＮＥボタンを押す、ｆｋｅｙキー６４１を選択レジスタカスタムキー値４４４ヘルツでロードされ、この値は、次に使用されるシンボルクロック発生器６４２に転送されます。関係Φに応じて、シンボルクロックカウンタ６４２を使用してシンボル・クロック・レートを計算Φｓｙｍ／Φｒｅｆ＝（３２ξｆｋｅｙ）／（５ＭＨｚ）、出力Φｓｙｍ＝（３２ξｆｋｅｙ）。
【０２７１】
開示されたＰＢＴシステムはまた、同じオクターブ内の３つの周波数の和音、すなわち、三和音を含み、任意選択で、和音のルートノートより７番目または１オクターブ高い追加の周波数を有する励起パターンを生成することができる。アルゴリズムコードビルダーのブロック図を図５７Ａに示す。に従い、チューナ５９０セット、ｆｋｅｙキー６４２を選択し、周波数とシンボルクロック生成Φｓｙｍ＝（３２ξｆｋｅｙ）順にコードビルダーは、周知の数学的関係を使用して和音構成アルゴリズム６８０に供給されます）６８１の選択された前後「オクターブ、コード・ブレンド選択」入力に応じて各種の共通コード・タイプの周波数成分を生成するコードビルダーメニュー６８８トライアドのコードはオクターブの選択含むルートノートのれるコードが構築されるのと実装するコードのタイプ、つまり、メジャー、マイナー、ディミニッシュ、オーグメント、またはカスタム。クワッド和音は、７含ま番目、マイナー７番目、主要７番目または任意の前述のトライアドルート上で追加のノート１オクターブとを。成分周波数の相対的な振幅または「ブレンド」も表６８８で指定されており、コードのルートノート、その３番目、５番目、およびオプションでルートの１オクターブ上の７番目またはノートのボリュームが含まれます。
【０２７２】
動作中の和音構成アルゴリズム６８０の用途シンボルクロックΦｓｙｍ用のスケーリングされた画分４つの正弦波を合成するテーブル６８２Ｂ、６８４、６８３および６８２Ａ、最大４つのルックを駆動する周波数の基本ルートでｆ♪ｆは、周波数における第三のｆ♪３、周波数ｆ♪５、および周波数ｆ♪ｔのルートより１オクターブ高い音（選択に応じて）の７番目または１オクターブ上の音。次に、３つまたは４つの周波数は、デジタル利得増幅器６８５ａ、６８６、６８７、および６８５ｂに従って、それぞれ利得Ａ♪ｆ，Ａ♪３，Ａ♪５およＡ♪ｔとブレンドされ、加算ノード６３０で混合されて、を生成するｇ（ｔ）（♪は四分音符を表す）。
【０２７３】
ノートの正確な周波数和音で依存選択オクターブ６８１の値にしての値でｆｋｅｙのキー６４２を選択し、であるバイナリカスケードカウンタのチューニングやキー。これらのシンセサイザー設定は、コードの基本とも呼ばれる周波数またはルートノートを決定します。コードの残りの音符は、一般的な音楽コードの周波数比を説明する次の表（ｈｔｔｐｓ：／／ｐａｇｅｓ．ｍｔｕ．ｅｄｕ／〜ｓｕｉｔｓ／ｃｈｏｒｄｓ．ｈｔｍｌ）に従って、コードの基本周波数に対する比として計算されます。
【０２７４】
【表１５】
2021520867.tif 000034
【０２７５】
コードビルダーは、事前定義された治療およびセッションで使用されるライブラリ要素であることができるが、コードはまた、図５７Ｂの例に示されるようなＵＩメニューを使用して作成され得る。コードから選択することができるコード「コードを選択してください」メニュー７０５メジャー、マイナー、減少、増大、減少、カスタム、７番目を含む、マイナー７番目と主要７番目の和音。カスタムコードを選択すると、ＢＵＩＬＤＡＣＨＯＲＤメニュー７０６が開き、ユーザーはコードのオクターブ、コードのルートノート、３番目のノート、つまり次に高いノート、５番目のノートを選択できます。つまり、３番目に高い音符であり、オプションで、ルートの１オクターブ上の音符を含めるかどうか。ルートノートが選択されると、ノートが次に高いオクターブに伸びている場合でも、３番目、５番目、および＋１オクターブのノートが昇順の周波数で単調に配置されます。コードの２番目と３番目の反転は、コードのルートとして最も低いピッチの音符を使用して、カスタムコードとして入力する必要があります。上下の矢印を使用して調整しない限り、ノートの音量は均等に重み付けされます。パラメータが入力されると、タイムアウト期間の後、またはダブルスクリーンタップなどの他の手段によって通知されると、パラメータはデータテーブル６８８にフォーマットされ、最終的に正弦波が存在するインテリジェントＬＥＤパッド内のコード構築アルゴリズムブロック６８０に転送されます。ルックアップテーブル６７７、デジタルゲインステージ６７８、およびミキサー６３０はｇ（ｔ）を作成します。「和音を選ぶ」メニュー７０５から別のメニュー項目が選択された場合、別のサブメニュー（図示せず）が開き、ユーザーは構成周波数成分のオクターブと相対振幅ミックスを選択できます。ただし、サブメニューでは、マイナー、メジャー、ディミニッシュなどのコードに存在する相対周波数が正確に定義されているため、ユーザーはノートを変更できません。
【０２７６】
図４４のシンセサイザーブロック図に戻る、合成された波形またはそれがどのように作成されたかに関係なく、ＰＷＭジェネレータ５５５がＰＷＭデューティに値を実行するためには、波形ｇ（ｔ）を処理してその範囲を０．０００〜１．０００に制限することによりｆ（ｔ）５５３を作成する必要があります係数変換ΨＰ［ｆ（ｔ）］ＰＷＭ変調パルスの最大デューティ比が１００％であるため、ファイル４８８外シンセを作成するために必要であり、その後、完全なクロックサイクルに対して１つ、１．０００を超えるデータのＰＷＭ表現不可能である。このようなＰＷＭ変換は、０％≦に限定されるようにΨＰ［ｆ（ｔ）］≦１００％、したがって０．０００≦ｆ（ｔ）≦１．０００。オートレンジ動作５８４平均化関数ｇ（ｔ）しながら、範囲のデータとＦ（ｔ）をすることの単位機能−であり間０．０００と１．０００。
【０２７７】
この機能の例が図５８Ａに示されている、の和の正弦波６６２、６６３、コード６６９６６４の結果正弦波のそれぞれが延びるが、全範囲を０．０００から１．０００に、コード６６９における正弦波の和は、の全範囲に及ぶありませんユニット関数。このように、数学的平均具体コードの０．５は、残っている定数が、周期的な時変関数は延びていない、完全な範囲の０．５±０．５。図５８Ｂに示すように、コード６６９は０．１３−０．８７までしか伸びず、フルレンジの７４．４％を再設定します。平均化機能は、スカラーのＡαをで増幅された時間変成分の振幅を増加させるために。設定することにより、Ａα＝１．３４４曲線６６９は、に上昇さ関数の平均値のずれを防止するためにコード６８９によって示されるように全範囲、補正項０．５（１-Ａα）関数を防止するために０．５を中心に維持するために含まれていますクリッピング。その結果、平均値が０．５の単位関数ｆ（ｔ）、合成された波形ｇ（ｔ）と同じ動的時間変化周波数成分を持つフルスケール周期関数が得られます。
【０２７８】
図５９は、ＰＷＭジェネレータ機能５５５がユニット機能ｆ（ｔ）５５３を、ＰＷＭ波形Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）４９０を記述するシンセ出力ファイル４８８に変換するプロセスを示す。示されるように、関数表５５４は、時間ｔΦ対関数の値の記述を含む。各時間増分でのｆ（ｔ）。たとえばｔΦ＝５μｓでは関数ｆ（ｔ）＝０．５であ、ｔΦ＝１０μｓで関数の値がｆ（ｔ）＝０．８に変わるまでその値のままです。変換の出力ΨＰ［ｆ（ｔ）］は、時刻ｔにおけるＰＷＭテーブル４８９には、この時間依存テーブルを変更状態がハイになるｔｏｎ＝５．００μｓ、であり、ＬＥＤはオンにし、時間ｔΦ＝５．１０μｓマイクロ秒時間ｔΦ＝５．２０になるまでＬＥＤはオフになり、ＬＥＤは再びオンになります。０．１０μｓとＴ＝１／Φｘ期間の持続時間５．００から５．１０へのＬＥＤので、その後ＬＥＤが再度オンされるまでは、５．００から５．２０である、又は０．２０マイクロ秒の持続時間でパルスのデューティ比Ｄ＝（ΔｔΦ／Ｔ）＝（１０μｓ／２０μｓ）＝０．５０または５０％、次いでデューティファクタは、関数に等しいｆ（ｔ）＝０．５このインターバルの間および時刻までｔΦ＝１０μｓのデューティ比が０．８に切り替わりまたは８０％。結果として得られるシンセアウトファイル４８８は、ＰＷＭパルスストリング６７５でグラフィカルに示されている。
【０２７９】
変換用いてＰＷＭ出力４９０の例ΨＰ［ｆ（ｔ）］は、図６０中の非正弦波関数の種々のために示されています定数関数５６０のためのＰＷＭビットストリーム６７０を含むｆ（ｔ）＝１．０００、鋸歯状関数５６１のためのＰＷＭビットストリーム６７１、及び三角関数５６２のためのＰＷＭビットストリーム６７２と同じＰＷＭ変換ΨＰ［ｆ（ｔ）］は、三角形のような単純なトーン、ギターやバイオリンのようなストリング、シンボルクラッシュなどの複雑なトーン、音楽など、あらゆるオーディオサンプルのオーディオサンプルをエンコードするために使用できます。
【０２８０】
ＰＷＭプレーヤーの操作
【０２８１】
図４３のブロック図を再検討する、出力Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）＝ΨＰ［ｆ（ｔ）］の波形シンセサイザ４８３の入力ＰＷＭプレーヤ４８４ＰＷＭプレーヤーは、その後組み合わせているＧｓｙｎｔｈ（ｔ）との波形Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）農産物に４９２パルス列４９３ＰＷＭプレーヤーの機能は２つあります。
・オーディオスペクトルＰＷＭパルス列Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）を生成するを動的にして制御デューティ比ＤＰＷＭ。
・動的な「ゲーティング」を実行すること、つまり、Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）の状態に基づいてＧｐｕｌｓｅ（ｔ）のコンテンツをブロックまたは渡すこと。
【０２８２】
上記の関数の真理値表は、次のように論理擬似コードとして記述できます。
【０２８３】
【数１８】
2021520867.tif 000035
【０２８４】
以来、Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）はＰＷＭ列備えるパルスの、高および低論理状態との間の波形を交互に。具体的には、機能Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）＝１、すなわち、ＰＷＭパルス４９２がそのハイまたは論理「１」状態にあるときはいつでも、Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）のデジタル状態は、ＰＷＭプレーヤー４８４の出力で正確に再現される。たとえば、Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）＝１の場合、Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）＝１の場合、ＰＷＭプレーヤー４８４の出力は高くＧｓｙｎｔｈ（ｔ）＝０の場合、ＰＷＭプレーヤー４８４の出力は低くなります。ただし、関数Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）＝０、つまりＰＷＭパルス４９２がロー状態または論理「０」状態にあるときは常に、Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）のデジタル状態は強制的にゼロになり、次の状態は無視されます。入力Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）。論理的には、この関数は「ＡＮＤ」ゲートと同じです。数学的には、ＰＷＭプレーヤー４９２の出力が積Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）で与えられるデジタル乗算と同等です。ＰＷＭプレーヤー４９２の実際の実装は、ハードウェア、ソフトウェア／ファームウェア、またはそれらのいくつかの組み合わせで達成され得る。
【０２８５】
図６１Ａに概略的に示されるように、ＰＷＭプレーヤー４８４は、ＰＷＭクロックカウンタ７１０、パルス幅変調器７１１、デジタルインバータ７１２ａおよび７１２ｂ、および論理積ゲート７１３を備える。ＰＷＭプレーヤー４９１への入力には、クロック基準Φｒｅｆ、シンセアウト４８８、およびＰＷＭプレーヤーパラメトリック４９１が含まれます。動作において、基準クロックΦｒｅｆ＝５ＭＨｚでは、周期Ｔｒｅｆ＝０．２０μｓと時間基準を提供入力としての発生、ＰＷＭカウンタ７１０にＰＷＭクロックΦＰＷＭ＝２０ｋＨｚのを。Ｗ周期Ｔｉ番目のＴＰＷＭ＝５μｓ、２５０倍より長い基準クロックΦｒｅｆの周期、幅変調パルス７１１は、ＰＷＭのシーケンスを生成するには、４９２パルス変化する持続時間ｔｏｎ＝ＤＰＷＭＴＰＷＭは、テーブル７１４に従って作られたＰＷＭに定義されプレーヤーパラメトリック入力４９１。たとえば、表７１４の０〜１８０秒では、Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）が２，８３６Ｈｚの周波数で６０％のデューティ係数でパルスされ、その後、パルス周波数が５８４Ｈｚに変化します。時間ｔ＝３６０秒で、パルス周波数は２，８３６Ｈｚに戻ります。パルス列４９２の観点から、１８０秒に０から間隔中の期間ＴＰＷＭ＝０．４３ｍｓオン時間、パルスがハイ状態にある期間の一部が、Ｔによって与えられ、ｔｏｎ＝ＤＰＷＭＴＰＷＭ＝（６０％）（０．４３ｍｓ）＝０．２６ｍｓ。
【０２８６】
パルスのオフ部分は、ｔｏｆｆ＝ＴＰＷＭ-ｔｏｎ＝（０．４３ｍｓ）-（０．２６ｍｓ）＝１７ｍｓで与えられます。パルス周波数が５８４Ｈｚに変化すると、周期は１．７１２ｍｓに増加し、オン時間は１．０２７ｍｓになります。したがって、パルスストリング４９２は、表４９１に指定された動的条件に従って、パルス幅変調器７１１によって動的に生成される。ゲートＰＷＭパルスストリング４９３として示されるＰＷＭプレーヤー４８４の出力は、波形シンセサイザーから出力される波形４９４が埋め込まれている。
【０２８７】
パルスの操作幅モジュラ７１１本質的に２つの備えて順次、オフ時間カウントするため、時間上の他をカウントするカウンタ、いずれかをここでＧｐｕｌｓｅ（ｔ）＝１とｔｏｎの間に間隔及びＧｐｕｌｓｅ（ｔ）＝０時ｔｏｆｆ間隔。論理疑似コードでは、パルス幅変調器７１１の動作は、以下のサブルーチンを定義することによって記述することができる。
【０２８８】
【数１９】
2021520867.tif 000036
【０２８９】
「パルス幅変調器」と題された上記のサブルーチンは、ブロック７１１と同じ機能を実行する、すなわち、持続時間ｔｏｎおよびａの間、論理１状態で交互のデジタルパルスを含む間隔Δｔのループを実行するソフトウェア擬似コード記述である。クロックのカウントＴｒｅｆ＝１／ΦｒｅｆがΔｔを超えるまで、論理０状態を継続時間（ＴＰＷＭ-ｔｏｎ）繰り返します。変数［Δｔ、ＴＰＷＭ、ｔｏｎ］は、テーブルルックアップが次の値で指定される次の例示的な実行可能擬似コードに示されているように、テーブル７１４またはＰＷＭプレーヤーパラメトリック４９で定義されたシーケンスからサブルーチンにロードされます。（行、列）ペア、つまり早見（行、列）。ここで、行は定義済み変数です。
【０２９０】
【表２０】
2021520867.tif 000037
【０２９１】
説明したように、上記の実行可能な擬似コードは、テーブル７１４を繰り返し読み取り、その持続時間Δｔ、ＰＷＭパルス周期ＴＰＷＭ、およびＰＷＭパルスオン時間ｔｏｎの引数を使用して、サブルーチン呼び出しパルス幅変調器にデータをロードし、行をインクリメントします。各ループが完了した後の番号。たとえば、行＝０を開始する場合、Δｔは、テーブルの最初の列の２番目の行と最初の行のエントリの時間の差によって計算されます。つまり、早見（２，１）＝１８０秒、早見（１，１）＝０、したがって、コードの最初のループでΔｔ＝１８０秒。同様に、最初の行と４番目の列では、ＰＷＭ期間のデータはＴＰＷＭ＝早見（１，４）＝０．４３ｍｓであり、最初の行と５番目の列では、ＰＷＭの１回のデータはｔです。ｔｏｎ＝早見（１，５）＝０．２６ｍｓ。回の終わりに、行番号が１から２にインクリメントされるため、新しいデータが２番目の行から読み取られます。ここでΔｔ＝［早見（３，１）-早見（２，１）］＝［３６０秒-１８０秒］＝１８０秒、ＴＰＷＭ＝早見（２，４）＝１．７１２ｍｓ、およびｔｏｎ＝早見（２，５）＝１．０２７ｍｓ。
【０２９２】
ヌルエントリまで、このプロセスが継続ＴＰＷＭがされ、遭遇する、であるＴＰＷＭ＝早見（行，４）＝０、プログラムの実行を終了します。したがって、示されるように、ＰＷＭプレーヤー４８４およびパルス幅変調器７１１の機能は、ソフトウェアまたはハードウェア、あるいはそれらのいくつかの組み合わせを使用して実行することができる。
【０２９３】
例えば、ＰＷＭプレーヤー４８４の機能は、図６１Ｂに概略的に表されている含むセット／リセットフリップフロップ又はＳ／Ｒラッチ７２０、ｔｏｎおよびｔｏｆｆカウンタ７２１及び７２２、起動抵抗７３３、並びに，ＡＮＤゲート７２３と７２４、７２５インバータあり、ｔｏｎおよびｔｏｆｆレジスタ７２６および７２７および動作中、始動抵抗器７３３は、Ｑ出力を論理ハイまたは「１」状態に設定するＳ／Ｒラッチ７２０のＳ入力を引き上げる。この０から１への論理遷移の立ち上がりエッジは、カウンタ７２１のｔｏｎのロード機能をトリガーし、ｔｏｎレジスタ７２６からカウンタにデータをコピーする。Ｑ出力の論理ハイ状態もまた、ＡＮＤゲート７２３への入力であり、その逆状態は、インバータ７２５の出力が、ＡＮＤゲート７２４への論理「０」入力を提示する。
【０２９４】
そのようなものとして、クロックΦＰＷＭからのクロックパルスは、ＡＮＤゲート７２３を通ってトンカウンタ７２１にルーティングされるが、ＡＮＤゲート７２４によってタフカウンタ７２２に到達するのをブロックされる。したがって、トンカウンタ７２１は、持続時間トンの間カウントダウンする。そのカウントダウンの間、トンカウンタ７２１の出力は論理「０」状態のままであり、Ｓ／Ｒラッチ７２０に影響を及ぼさない。同時に、ｔｏｆｆカウンタ７２２のクロック入力動作の欠如が中断されます。関連するタイミング図を参照すると、Ｔｘから（Ｔｘ＋ｔｏｎ）までのこの間隔の間、ＰＷＭクロックΦＰＷＭ７２８はカウントを継続し、Ｓ／Ｒラッチ７２０へのＲ入力を含むリセット信号７２９はローのままであり、Ｓ入力を含むセット信号７３０はＳ／Ｒラッチ７２０はローのままであり（起動パルスは示されていない）、出力Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）７３１はハイのままである。
【０２９５】
ｔｏｎカウンタ７２１が間隔ｔｏｎのカウントダウンを完了すると、リセットパルス７３４によって示されるように、カウンタの出力は瞬間的にハイになる。同時に、Ｑ出力の立ち下がりエッジは、インバータ７２５の出力に立ち上がりエッジを生成し、ｔｏｆｆレジスタ７２７データのタフカウンタ７２２へのロードをトリガーする。ＡＮＤゲート７２４へのロジックハイ入力により、ΦＰＷＭクロックをタフカウンター７２２にルーティングすることができます。関連するタイミング図を参照すると（Ｔｘ＋ｔｏｎ）から（Ｔｘ＋ＴＰＷＭ）までのこの間隔の間、ＰＷＭクロックΦＰＷＭ７２８はカウントを継続し、Ｓ／Ｒラッチ７２０へのＲ入力を含むリセット信号７２９はローのままです（リセットパルスを除く）間隔の開始時に７３４）、Ｓ／Ｒラッチ７２０へのＳ入力を含む設定信号７３０はローのままであり、出力Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）７３１はローのままである。カウンタがｔｏｆｆの間隔の後にゼロにカウントダウンすると、その出力は、Ｓ／Ｒラッチ７２０のＱ出力を論理「１」状態に切り替えてトンレジスタから現在の値をロードする短いセットパルス７３２を生成します７２６をｔｏｎカウンタ７２１に入れ、プロセス全体を再開する。示されているように、Ｇｐｕｌｓｅ出力７３１は、持続時間ｔｏｎ＝ＤＰＷＭＴＰＷＭの論理Ｈｉｇｈ状態から持続時間ｔｏｆｆ＝（１-ＤＰＷＭ）ＴＰＷＭの論理Ｌｏｗ状態に切り替わります。設定パルス７３２がトリガーされるたびに、トンレジスタ７２６の現在の値がトンカウンタ７２１にロードされる。同様に、リセットパルス７３４がトリガーされるたびに、タフレジスタ７２７の現在の値がｔｏｆｆカウンタ７２２にロードされる。このようにして、ＰＷＭプレーヤーパラメトリックファイル４９１は、ＰＷＭプレーヤーの周波数およびデューティファクタを動的に変更して、ソフトウェアと同等の実装と同じ波形。起動時にＳ入力をＳ／Ｒラッチ７２０にハイにプルするために使用される抵抗器７３３は高抵抗を有し、起動が終了して回路への電力が安定すると、タフカウンタ７２２からの論理ロー状態出力を克服できないことに留意されたい。
【０２９６】
結論として、ＰＷＭプレーヤーでは、周波数ｆＰＷＭと対応するデューティファクタＤＰＷＭが特定の再生ファイルに従って時間とともに変化し、それによってトンとタフの持続時間が変化するパルスのＰＷＭシーケンスが定義されます。パルス幅変調器のパルス周波数ｆＰＷＭ＝１／ＴＰＷＭは、変調器の駆動に使用されるＰＷＭクロックΦＰＷＭ＝２０ｋＨｚよりも周波数が低いことに注意してください。さらに、ＰＷＭ周波数ｆＰＷＭは、波形シンセサイザーブロックのＰＷＭジェネレータΨＰ［ｆ（ｔ）］で使用されるオーバーサンプリングされたクロックΦｓｙｍをはるかに下回っています。つまり、１／Φｓｙｍ＞＞１／ΦＰＷＭ≧ｆＰＷＭ。
【０２９７】
ＬＥＤドライバーの操作
【０２９８】
分散型ＰＢＴシステムのＬＥＤプレーヤーの第３段階はＬＥＤドライバー回路です。図４３を参照すると示されるように、ＬＥＤドライバ４８５がその入力Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）をオプションの時間依存基準電流４９６と共に１つまたは複数のアナログ制御信号、すなわちＬＥＤ駆動ストリーム４９７に変換する場合の機能。集合信号は、に等しくαＩｒｅｆ（ｔ）・Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）は、その後で、私たちは、多数のＬＥＤストリングの電流を制御するために、編模範波形４９８によって示されるように。
【０２９９】
ＬＥＤドライバ動作のより詳細は、図６２のＬＥＤドライバ４８５のブロック図に示されている。なお、図が示す２つのＰＷＭパルス列入力ＩＮ１４９３及びＩＮ２７５０及びＬＥＤストリング７４３Ａおよび７４３ｂを駆動するための２つだけの出力が、それはＰＢＴの当業者には理解されるであろう任意のｎ個の合成波形のアンバー、例えば１〜１６が必要な場合があり、ＬＥＤストリングの数はｎ＝１〜３６ストリング（または大型デバイスではさらに多く）まで変化する可能性がありますが、小さいＬＥＤパッドの場合、ストリングの数は８〜２４の範囲になる可能性があります。また、シリーズの数はＬＥＤの「ｍ」があれば、総直列接続は＋ＶＬＥＤよりも大きい電圧を必要としないことを文字列に文字列から変化することができる接続が理解される適切に動作させます。
【０３００】
ドライバ４８５は、入力ごとに２つのバッファを含んでいるＬＥＤ示すように、例えばＩＮ１インバータ７４４ａ及び７４４ｂを必要とし、ＩＮ２インバータ７４５ａ及び７４５ｂ、並びにＰＷＭクロックカウンタ７１０を備え、ＬＥＤパッドコントローラ７４７、出力の複数のチャネルを必要とするＩＬＥＤ１、ＩＬＥＤ４、...各チャネルには制御された電流ソースまたはシンクが含まれ、オプションでＤ／Ａコンバータと関連するＩｒｅｆデータレジスタが含まれます。例えば、示されるように、ＩＬＥＤ１出力は、ＬＥＤストリング７４３ａを駆動する制御電流シンク７４０、基準電流Ｉｒｅｆ１生成するＤ／Ａ変換器７４１、および関連するＩｒｅｆ１データレジスタ７４２ａを含む。同様に、ＩＬＥＤ４出力は、制御電流シンク７４０ｄ駆動ＬＥＤストリング７４３ｄ、基準電流Ｉｒｅｆ４生成するＤ／Ａ変換器７４１ｄ、および関連するＩｒｅｆ４データレジスタ７４２ｄを含む。オプションのクロスポイントマトリックス７４６は動的に割り当てるために使用されている、のマップ、入力ＩＮ１とＩＮ２において、出力Ｉに等、ＩＬＥＤ１，ＩＬＥＤ２，ＩＬＥＤ３，ＩＬＥＤ４，ＩＬＥＤ５．．．必要に応じ。ＰＷＭ波形入力とは別に、Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）ＬＥＤドライバ４８５には、ＬＥＤドライバパラメトリックファイル７４９と基準クロックΦｒｅｆも必要です。
【０３０１】
動作中、入力波形は、割り当てられたＬＥＤストリングの電流を動的に制御する出力チャネルにマッピングされます。例えば、波形４９３は、ＩＮ１入力され、次に、クロスポイントスイッチ７４６を介して、電流シンク７４０ａおよび他のチャネル（図示せず）へのデジタルＥｎ１入力にマッピングされる。付随する凡例に詳述されているように、クロスポイントスイッチの黒丸は、閉じたスイッチ、つまり接続を示し、白丸は接続がない、つまり開回路を示します。同様に、波形７５０は、ＩＮ２入力され、次に、クロスポイントスイッチ７４６を介して、電流シンク７４０ｄへのデジタルＥｎ２入力および他のチャネル（図示せず）にマッピングされる。同時に、ＰＷＭクロックΦＰＷＭによって同期ように、アナログ信号Ｉｒｅｆ１、電流シンク７４０ａに供給され、アナログ信号Ｉｒｅｆ４、電流シンク７４０Ｄに供給されます。電流のＩｒｅｆ１とＩｒｅｆ４さによって設定されたデジタル値にロードにＩｒｅｆ１とＩｒｅｆ４７４２ａおよびレジスタ７４２ｄに対応することによりＤ／Ａ変換器の７４１ａと７４１ｄ。得られた波形７４８ａと７４８ｄ制御電流ＩＬＥＤ１＝αＩｒｅｆ１とＩＬＥＤ４＝αＩｒｅｆ４。設計、実装、および動作電流シンク（または電流源が）さに記載の標本図２０Ａから図２３Ｃ。ＬＥＤドライバ機能はまた、入力が出力に最初のマッピング、二段階でソフトウェアを使用して指定して実行することができ、例えば
【０３０２】
【数２１】
2021520867.tif 000038
【０３０３】
このマッピングを動的に変更することは可能ですが、マッピングは治療ごとに１回だけ実行され、治療全体を通して変更されないままになる可能性が高くなります。多くの場合、単一の入力のみが使用されます。現在の各チャネルの現在の実行可能コードは、定数値に固定できます。
【０３０４】
【数２２】
2021520867.tif 000039
【０３０５】
製造キャリブレーション中、エラー項または曲線Ｉｃａｌｉｂは、各チャネルの不揮発性メモリに保存されます。たとえば、Ｉｃａｌｉｂ１＝１．０４ｍＡ，Ｉｃａｌｉｂ４＝-０．１０ｍＡ，Ｉｃａｌｉｂ４＝０．９０ｍＡです。ＬＥＤパッドには、ミラー比αの値も格納されます。たとえば、α＝１／β＝１，０００，１０００の場合、ｍＡの出力電流には対応するマイクロアンペアの基準電流が必要です。再生を開始する前に、パッドμＣは各チャンネルのＩｒｅｆの値を計算して保存します。
【０３０６】
【数２３】
2021520867.tif 000040
【０３０７】
Ｉｒｅｆ値は、プログラム実行の前に、揮発性メモリ内のＩｒｅｆレジスタ７４２ａ、７４２ｄ、７４２ｅなどに同等のデジタル形式で格納される。ターゲットＬＥＤ電流の値が変化した場合、プログラムの実行前にレジスタ値を上書きするか、治療の進行に合わせて動的に「オンザフライ」で上書きすることができます。例えば、実行可能な擬似コードを使用して、動的ＬＥＤドライブは、以下を含み得る。
【０３０８】
【数２４】
2021520867.tif 000041
【０３０９】
実行中、各チャネルのＩｒｅｆの値は、［ＩＬＥＤ＋Ｉｃａｌｉｂ］αによって設定されますここで、ＩＬＥＤ１＝早見「ドライブ」（行，２）、ＩＬＥＤ４＝早見「ドライブ」（行，５）などで、列２のセルＩＬＥＤ２のＬＥＤ電流ドライブデータが含まれ、列５にはＩＬＥＤ４データなどが含まれます。カラム２細胞はＩのＬＥＤ駆動電流のデータを含む場合とＬＥＤ２、カラム５はＩ含まＬＥＤ４の列の値は、治療のために様々な間隔を定義するために使用されるデータなど、たとえば５４０秒まで２０ｍＡアを行い、その後搬送します２３ｍＡ。
【０３１０】
【表１６】
2021520867.tif 000042
【０３１１】
すべてのチャネルに同じ電流が流れている場合は、以下に示すように、チャネル固有の列をテーブルから削除して、単一の列に置き換えることができます。
【０３１２】
【表１７】
2021520867.tif 000043
【０３１３】
プログラムは、たとえば治療頭痛の例のように、テーブルではなく関数を呼び出すこともできます。
【０３１４】
【数２５】
2021520867.tif 000044
【０３１５】
上記の例では２０ｍＡの正弦波は、基準電流の数学的関数によって生成されるＩＬＥＤ（ｔ）は、定義された周波数で、例えば使用、５．５ＨｚのΦｒｅｆを（必要に応じて又はその複数）時計。所望の出力電流ＩＬＥＤ（ｔ）の各インスタンスでは、変換される前に、キャリブレーションテーブルデータによりチャネルごとに補正されたミラー比によってαに対応した基準電流Ｉｒｅｆ１の等レジスタ７４２ａ、７４２、７４２ｅ、指示に従って「集合ｔ＝ｔ＋（１／Φｒｅｆ）」時刻ｔにおける各ループは、時間（１／Φｒｅｆをインクリメントさ）と合計は、それによって前の値を上書きし、変数ｔにバックを記憶します。そのため、変数ｔは、プログラムのループごとにインクリメントされるクロックとして機能します。クロックカウント繰り返しの固定周期で正弦波を生成し続けるＴＬＥＤ＝１／ｆＬＥＤ末端条件Ｔ≧のＴまで端が満たされま。
【０３１６】
分散型ＰＢＴシステムのＬＥＤプレーヤー
【０３１７】
図４３のＬＥＤ再生動作において、はＴ彼波形シンセサイザ４８３の配列、ＰＷＭプレーヤ４８４、及びＬＥＤドライバ４８５は、再生動作時にＬＥＤ駆動ストリーム４９７を生成するが、波形合成はクロック周波数Φｓｙｍので行われる、有意オーディオ周波数スペクトルの上であることをここでΦｓｙｍ＞＞２０ｋＨｚで、ＰＷＭクロックΦＰＷＭながらＰＷＭプレーヤ４８４によって使用され、ＬＥＤクロックΦＬＥＤＬＥＤプレーヤによって使用される４８５は、Φオーディオスペクトルで動作するＰＷＭ≦２０キロヘルツとΦＬＥＤ≦２０ｋＨｚ。要約すると、ＬＥＤプレーヤーの操作には以下が含まれます
・単位関数発生器を使用して数学的に、またはオーバーサンプリングされたルックアップテーブルベースのプリミティブプロセッサを使用して、時間依存のアナログ単位関数ｆ（ｔ）を生成します。
・変換Ｇ用いてＰＷＭパルスストリームにユニット関数ｆ（ｔ）を変換Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）＝ΨＰ［ｆ（ｔ）］。
・可聴スペクトルＰＷＭパルスストリングＧｐｕｌｓｅ（ｔ）を生成します。
・Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）とＰＷＭパルスストリングＧｐｕｌｓｅ（ｔ）のゲーティング、つまり論理ＡＮＤを実行して、乗法単位関数出力Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）を生成します。
・アナログ電流αＩｒｅｆ（ｔ）の時間変化とともに駆動のＬＥＤプレーヤーのユニット関数出力によりパルスをれるＩＬＥＤ＝αＩｒｅｆ（ｔ）・Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）。
【０３１８】
図６３〜図６５は、波形の様々な開示されたＬＥＤプレーヤーの汎用性を実証する例を示します。
【０３１９】
図６３Ａは定数を示し、一定の時間不変Ｇｓｙｎｔｈで得られたｆ（ｔ）＝１機能７６１波形７６２ΨＰ［ｆ（ｔ）］＝１００％。一定ΨＰ［ｆ（ｔ）］はそしてＤ＝５０％がパルス列生成のＰＷＭパルス列７７３ａによって乗算される含む７７４ａＧｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）を。一定の基準を乗じ７８１ａは２０ｍＡの電流を生成するために、彼は、波形ＩＬＥＤ＝αＩｒｅｆ（ｔ）・Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）、得られた２０ｍＡアのピーク方形波備え８０２ａ５０％のデューティファクタとを１０ｍＡの平均電流。
【０３２０】
図６３Ｂは、一定の時間不変Ｇｓｙｎｔｈを生じる一定のｆ（ｔ）＝１機能７６１示す波形７６２ΨＰ［ｆ（ｔ）］＝１００％。一定ΨＰ［ｆ（ｔ）］はそしてＤ＝２０％製造パルス列のＰＷＭパルス列７７３ｂと乗算される値を有する７７４ｂＧｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）を。定数を乗じレンス７８１ｂ５０ｍＡを生成するためにはＴ彼得られた波形ＩＬＥＤ＝αＩｒｅｆ（ｔ）・Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）は、２０％のデューティファクタで２０ｍＡピーク方形波８０２ｂを含み１０ｍＡの平均電流。
【０３２１】
図６３Ｃは、一定の時間不変Ｇｓｙｎｔｈを生じる一定のｆ（ｔ）＝１機能７６１示す波形７６２ΨＰ［ｆ（ｔ）］＝１００％。一定ΨＰ［ｆ（ｔ）］はそしてＤ＝９５％、パルス列生成してＰＷＭパルス列７７３ｃで乗算される含む７７４ｃＧｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）を。定数を乗じたが参照１０．６ｍＡを生成するＥＮＣＥの７８１ｃを、彼得られた波形ＩＬＥＤ＝αＩｒｅｆ（ｔ）・Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）が含む１０．６ｍＡのピーク方形波８０２ｃと９５％のデューティファクタおよび１０ｍＡの平均電流。
【０３２２】
図６３Ｄは、一定の時間不変Ｇを生じる一定のｆ（ｔ）＝１機能７６１示すシンセ波形ΨＰ［ｆ（ｔ）］＝１００％一定ΨＰ［ｆ（ｔ）］はそしてＤ＝５０％製造パルス列のＰＷＭパルス列７７３ａによって乗算される値を有する７７４ａＧｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）。乗じ２生成する基準７８１ｄ段差２５ｍＡに２５％を昇圧を、彼得られた波形ＩＬＥＤ＝αＩｒｅｆ（ｔ）・Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）、２０ｍＡのピーク正方形を含みますデューティファクタが５０％で平均電流が１０ｍＡの波形８０２ｃは、デューティファクタが５０％で平均電流が１１２．５ｍＡと２５ｍＡピーク方形波にステップアップします。
【０３２３】
図６３Ｅは、一定の時間不変Ｇｓｙｎｔｈを生じる一定のｆ（ｔ）＝１機能７６１示す波形７６２ΨＰ［ｆ（ｔ）］＝１００％一定ΨＰ［ｆ（ｔ）］次に定数を乗じてＤ＝１００％で値７７１はで製造定数値７７２たＧｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）＝１００％。乗じたパルス基準７８２を生成するために２０ｍＡ方形波を彼得られた波形ＩＬＥＤ＝αＩｒｅｆ（ｔ）・Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）が５０％のデューティファクタで２０ｍＡピーク方形波８０２Ａを含みます平均電流は１０ｍＡです。
【０３２４】
図６３Ｆは、一定の時間不変Ｇｓｙｎｔｈを生じる一定のｆ（ｔ）＝１機能７６１示す波形７６２ΨＰ［ｆ（ｔ）］＝１００％一定ΨＰ［ｆ（ｔ）］はそしてＤ＝１００％が一定値生成と定数値７７１で乗算され７７２たＧｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）＝１００％。正弦波リファレンス７８３を掛けて、２０ｍＡの正弦波を生成します。得られた波形ＩＬＥＤ＝αＩｒｅｆ（ｔ）・Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）は、１０ｍＡの平均電流が２０ｍＡ正弦波８０３ａを含みます。
【０３２５】
図６３Ｇは、一定の時間不変Ｇｓｙｎｔｈを生じる一定のｆ（ｔ）＝１機能７６１示す波形７６２ΨＰ［ｆ（ｔ）］＝１００％一定ΨＰ［ｆ（ｔ）］はそしてＤ＝１００％が一定値生成と定数値７７１で乗算された７７２たＧｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）＝１００％。アナログ−デジタルサンプル７８４ａを掛けて、ピーク値が２０ｍＡの撥弦楽器を生成します。得られた波形ＩＬＥＤ＝αＩｒｅｆ（ｔ）・Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）は、２０ｍＡのサンプル８０４含む１０ｍＡの平均電流とを。
【０３２６】
図６３Ｈは、一定の時間不変Ｇｓｙｎｔｈを生じる一定のｆ（ｔ）＝１機能７６１示す波形７６２ΨＰ［ｆ（ｔ）］＝１００％。一定ΨＰ［ｆ（ｔ）］はそしてＤ＝１００％が一定値生成と定数値７７１で乗算された７７２たＧｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）＝１００％。シンバルクラッシュを生成するアナログ−デジタルサンプル７８４ｂを乗じ２０ｍＡのピーク値を、ｔは彼得られた波形ＩＬＥＤ＝αＩｒｅｆ（ｔ）・Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）が２０ｍＡを備えます平均電流１０ｍＡのサンプル８０４ｂ。
【０３２７】
図６４Ａは正弦関数示す７６３ｆ（ｔ）＝ｓｉｎ（ｆｔ）をもたらすＧｓｙｎｔｈ＝ΨＰ［ｆ（ｔ）］を連続的に変化するＰＷＭパルス列波形７６４のように定義された期間Ｔｓｙｎｔｈ。ＰＷＭ列ΨＰ［ｆ（ｔ）］はそしてＤ＝１００％デジタルパルス列生成と定数値７７１を乗じて含むＧｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）ＰＷＭ表現を含む７７５正弦波のを。一定の基準７８１ａを乗じ２０ｍＡ、得られた波形生成するＩＬＥＤ＝αＩｒｅｆ（ｔ）・Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）構成する２０ｍＡのピーク含む正弦波８０３、５０％平均１０ｍＡ。
【０３２８】
図６４Ｂは、正弦関数示し７６３ｆ（ｔ）＝ｓｉｎ（ｆｔ）をＧｓｙｎｔｈ＝ΨＰ［ｆ（ｔ）］の中で得られた定義された周期Ｔｓｙｎｔｈを用いて連続的に変化するＰＷＭパルス列波形７６４として。ＰＷＭ列ΨＰ［ｆ（ｔ）］はそしてＤ＝１００％製造デジタルパルス列と定数値７７１で乗算されたＧｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）ＰＷＭ表現を含む７７５正弦波のを。乗じは２５ｍＡの２５％を昇圧２０ｍＡを生成する基準７８１ｄ段。、得られた波形ＩＬＥＤ＝αＩｒｅｆ（ｔ）・Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）が２０ｍＡのピーク正弦波８０３ｂを備えます１０ｍＡの５０％平均電流が１１２．５ｍＡの５０％平均電流で２５ｍＡピーク正弦波にステップアップします。
【０３２９】
図６４Ｃが示す正弦波のコード７６３によって形質転換Ｇｓｙｎｔｈ＝ΨＰ［ｆ（ｔ）］に定義された周期Ｔｓｙｎｔｈを用いて連続的に変化するＰＷＭパルス列波形７６４。ＰＷＭ列ΨＰ［ｆ（ｔ）］はそしてＤ＝１００％デジタルパルス列生成と定数値７７１で乗算されたＧｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）のＰＷＭ表現７７６のコードサイン波ｓ２０ｍＡを生成するために、一定の基準７８１ａ、得られた波形ＩＬＥＤ＝αＩｒｅｆ（ｔ）・Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）を乗じは正弦波８０３Ｃの２０ｍＡ弦を５０％の平均電流と１０ｍＡ。
【０３３０】
図６４Ｄは、Ｇｓｙｎｔｈ＝ΨＰ［ｆ（ｔ）］によって形質転換鋸歯状波７６３示す］定義された周期Ｔｓｙｎｔｈで周期的に変化するＰＷＭパルス列波形７６７に。ＰＷＭ列ΨＰ［ｆ（ｔ）］はそしてＤ＝１００％製造デジタルパルス列と定数値７７１で乗算されたＧｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）のこぎり波のＰＷＭ表現７７７を含む２０ｍＡを生成するために、一定の基準７８１ａを乗じたが、得られた波形ＩＬＥＤ＝αＩｒｅｆ（ｔ）・Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）は、１０ｍＡの５０％の平均電流で２０ｍＡ鋸歯状波８０４を含みます。
【０３３１】
図６４Ｅは、Ｇｓｙｎｔｈ＝ΨＰ［ｆ（ｔ）］によって形質転換ギター弦７６８ａのオーディオサンプル示すＴｓｙｎｔｈ。に周期的に変化するＰＷＭパルスΨＰ［ｆ（ｔ）］の定義周期の文字列波形７６９ａＰＷＭ列Ｄ＝１００％製造デジタルパルス列と定数値７７１で乗算されたＧｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）のこぎり波のＰＷＭ表現７７９ａを含みます。２０ｍＡを生成するために、一定の基準７８１ａを乗じたが、得られた波形ＩＬＥＤ＝αＩｒｅｆ（ｔ）・Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）は、２０ｍＡ含むオーディオサンプル８０５Ａ１０ｍＡの５０％平均電流です。
【０３３２】
図６４Ｆは、Ｇｓｙｎｔｈ＝ΨＰ［ｆ（ｔ）］によって形質転換ギター弦７６８ａのオーディオサンプル示す定義された持続時間を有する周期的に変化するＰＷＭパルス列波形７６９ａ内を。ＰＷＭ列ΨＰ［ｆ（ｔ）］はそしてＤ＝１００％製造デジタルパルス列と定数値７７１で乗算されたＧｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）ギターの弦のＰＷＭ表現７７９ａを含みます。２０ｍＡを生成するために、一定の基準７８１ａを乗じたが、得られた波形ＩＬＥＤ＝αＩｒｅｆ（ｔ）・Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）は、１０ｍＡの５０％の平均電流で２０ｍＡオーディオサンプル８０５Ａを含みます。
【０３３３】
図６４Ｆは、Ｇｓｙｎｔｈ＝ΨＰ［ｆ（ｔ）］によって形質転換シンバルクラッシュ７６８ｂのオーディオサンプル示す定義された持続時間を有する周期的に変化するＰＷＭパルス列波形７６９ｂ内を。ＰＷＭ列ΨＰ［ｆ（ｔ）］はそしてＤ＝１００％製造デジタルパルス列と定数値７７１で乗算されたＧｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）シンバルクラッシュのＰＷＭ表現７７９ｂを含みます。２０ｍＡを生成するために、一定の基準７８１ａを乗じたが、得られた波形ＩＬＥＤ＝αＩｒｅｆ（ｔ）・Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）は、１０ｍＡの５０％の平均電流で２０ｍＡオーディオサンプル８０５Ｂを含みます。
【０３３４】
図６５はＧｓｙｎｔｈ＝ΨＰ［ｆ（ｔ）］のその結果、正弦関数７６３ｆ（ｔ）＝ｓｉｎ（ｆｔ）を示す定義された期間Ｔと連続的に変化するＰＷＭパルス列波形７６４として。ＰＷＭ列ΨＰ［ｆ（ｔ）］はそしてＰＷＭパルス７７を乗じてＤ＝６７％と固定された期間の１製造デジタルパルス列Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）を含むチョップドＰＷＭ表現７７８をより低い周波数のＰＷＭパルスによってゲートされる正弦波の。乗じアリ基準７８１ａは、３０ｍＡ生成する、得られた波形ＩＬＥＤ＝αＩｒｅｆ（ｔ）・Ｇｓｙｎｔｈ（ｔ）・Ｇｐｕｌｓｅ（ｔ）を含むが、正弦波の３０ｍＡ弦が８０３ｅとの平均電流１０ｍＡ。
【０３３５】
ＰＢＴ処理を実行するため、第１のＬＥＤのプレーヤーが実行される特定のＬＥＤ再生ファイル続いＬＥＤパッドにＰＢＴコントローラからダウンロードされます。いったんＬＥＤプレイヤーがダウンロードされ、ＬＥＤのプレーヤーは、新しい治療法が選択されるたびに再ロードする必要はありません。プレーヤーがＬＥＤパッドの揮発性メモリに留まる限り、新しい再生ファイルを繰り返しロードして、新しい処理またはセッションを実行できます。ただし、ＰＢＴシステムをオフにするか、ＬＥＤパッドをＰＢＴコントローラーから切断すると、ＬＥＤプレーヤーソフトウェアがＬＥＤパッドの揮発性メモリから消去されるため、ＬＥＤ再生ファイルを実行して処理またはセッションを行う前に、パッドに再インストールする必要があります。開始します。けれどもプログラムは問題が不揮発性メモリにＬＥＤプレーヤーのファイルを格納することによって回避することができワイプ、セキュリティ目的のために、望ましいために書き、そのようなＳＲＡＭやＤＲＡＭなどの揮発性メモリにプログラムをではなく、不揮発性ＥＥＰＲＯＭやフラッシュで。このようにして、プログラムの内容をリバースエンジニアリングしようとすると、電源が遮断され、実行可能コードがすぐに失われることでプログラムを抽出しようとするハッカーの努力が失われます。
【０３３６】
図６６に示されるように、ペイロード・データ８３１を含むＬＥＤ再生ファイル８３０は、ペイロードは、次に、波形プリミティブに４８７を抽出する非圧縮であり、揮発性メモリ８３２へ転送されるＰＷＭの波形シンセサイザパラメトリック４８６は、波形シンセサイザ８３３にロードされたプレイヤパラメトリック４９１はＰＷＭプレーヤ８３４、およびＬＥＤにロードＬＥＤドライバ８３５にロードされたドライバパラメトリック７４９。ペイロードデータ８３１の内容の例が図６７に示されている波形プリミティブの内容４８７、波形合成パラメトリック４８６、ＰＷＭプレーヤパラメトリック４９１、及びＬＥＤドライバのパラメトリック７４９を含む波形のサイザーパラメトリック４８６含む実行に必要な情報、特定の治療またはセッションを、ある命令ファイル。波形合成の一般的な命令ファイルには、次のものが含まれています。
・ファイルで採用されている波形合成方法、つまり関数合成またはプリミティブ合成のいずれか。
・チューニングプログラムの（キー）であり、ｆｋｅｙレジスタの設定を合成するため。ＰＢＴ合成の利用可能なキー含む４番目のバイナリ倍数事前定義オクターブのノート、発生する高調波倍数オーディオスペクトルに及ぶから９番目−１番目のオクターブ。音階には、デフォルト、音楽、生理学、その他、カスタムが含まれます。デフォルトでは、音階は均一に調整されています。「他の」サブメニューのような変則チューニング含むヴェルクマイスター（Ｗｅｒｃｋｍｅｉｓｔｅｒ）、ピタゴラス、ジャストメジャー及び二乗平均トーンスケール。生理学的スケール「フィジオ」は、観察から導き出された経験的に導き出されたスケールに基づいています。「カスタム」ＵＩ／ＵＸは、手動でｆｋｅｙの値セットにユーザを可能にする、４第オクターブ周波数（注によってではなくヘルツで入力）およびＦには、この周波数を通過させるキーレジスタ。
・波形の合成における各波形の「ステップ」の期間を含む、合成すべき配列。プログラムの終了には、処理またはセッションが完了したことを示す終了コードが含まれています。
・関数合成を使用する場合、各関数の数式とその頻度ｆ。関数合成を使用して利用可能な周期波形には、一定、のこぎり波、三角波、および単一周波数の正弦波が含まれます。
・プリミティブ合成が使用される場合、周波数ｆを含む各プリミティブサブルーチンコールＸ及び解像度ξｘプリミティブの再生サブルーチン。使用可能なプリミティブベースの波形サブルーチン呼び出しには、定数、のこぎり波、三角形、正弦波、またはオーディオサンプルが含まれます。正弦波コードのプリミティブベースの合成は、「コードビルダー」サブルーチンを使用して利用することもできます。
・コードビルダーのサブルーチンには、コードの作成方法と、存在するオクターブとノートの指定が含まれます。コードビルダーアルゴリズムには、「オクターブ」合成と「三／四」コード合成が含まれます。
・オクターブ合成において、任意のコードがその成分オクターブ「オクターブ数」の数字で記述することができる（より数-１周波数ｆを記述する９にはｆｘに従って製造されたｆｋｅｙレジスタ設定）各オクターブの対応するプリミティブ解像度と共にξｘ及びブレンドＡｘ。三／四コードビルダー、３つの又は４の固定解像度の単一オクターブに及ぶ正弦波ノートは利得Ａｘによって調整可能な振幅のセットを使用して配合することができる利用可能なコードトライアッドを含む増強減少メジャー、マイナーを、その各々が含むオプション第和音のルートノートの＋１オクターブ上のノート。あるいは、四番目の音符を追加して、７番目の和音、具体的には７番目、メジャー７番目、マイナー７番目の構造を持つ四分音符コードを形成することもできます。「カスタム」のコードは、任意の３つの音和音の生成を可能にするコードのルート音上述した第４のノート１オクターブのためのオプションで、でも不協和で、１オクターブにまたがるを。
・出力ビルダーすべてのコードは、コードの増加にスケーリングすることができる周期的振幅をデジタルゲインＡαとによって単位機能の０．５平均値をシフトさせず。
・波形合成の全ての出力が表す単位の機能を、それである、を有するアナログ値は０．０００と１．０００の間には、０％と１００％の間のデューティのＰＷＭパルス列に変換されます。この範囲外の合成波形は切り捨てられます。
【０３３７】
動作中、波形シンセサイザーパラメトリック４８７によって指定された再生ファイルによって必要とされる波形プリミティブ４８６のみがＬＥＤパッドにダウンロードされる。ダウンロード可能なプリミティブライブラリ４８７は、例えば、２４、４６、９６、１９８、または３６０ポイントまたは１６ビットの解像度を使用する、様々な解像度ξでの正弦波プリミティブの選択を含む。ＩＮ模範ライブラリ、私はＴも含む他の解像度が制限なく含まれていてもよいが、三角形や鋸歯状波形の２４点の説明を。他のライブラリコンポーネント、たとえばξ＝９６の場合、ｆと２ｆが１オクターブ離れた２つの正弦波、ｆと４ｆが２オクターブ離れた、またはｆと１６ｆが４オクターブ離れた、または５オクターブの２つの正弦波を含むコードが含まれます。ｆと３２ｆで離れています。
【０３３８】
他のオプションには、２オクターブにまたがる［ｆ、２ｆ、４ｆ］などの３オクターブコードが含まれます。［ｆ、２ｆ、８ｆ］または［ｆ、４ｆ、８ｆ］は３オクターブにまたがり、たとえば４オクターブにまたがって［ｆ、２ｆ、１６ｆ］、［ｆ、４ｆ、１６ｆ］、または［ｆ、８ｆ、１６ｆ］。他のトライアドには、メジャー、マイナー、ディミニッシュ、オーグメンテッドコードが含まれます。たとえば、［ｆ、１．２５ｆ、１．５ｆ］、［ｆ、１．２ｆ、１．５ｆ］、［ｆ、１．２ｆ、１．４４４ｆ］などです。トライアドは、ルートの１オクターブ上に音符を含めることでクワッドコードに変更できます。
【０３３９】
ＰＷＭプレーヤーパラメトリックファイル４９１には、一定モードまたはパルスモードの設定が含まれています。パルスモードでは、再生ファイルがｆＰＷＭＰＷＭ周波数の配列を含むと対応するデューティファクタＤＰＷＭ、再生時間に対するそれによっての変化する持続時間のパルスのＰＷＭシーケンス定義ｔｏｎおよびｔｏｆｆ。なお、ｆＰＷＭパルス周波数変調幅パルスは、ＰＷＭクロックより周波数が低いΦＰＷＭ＝２０ｋＨｚ変調器を駆動するために使用の。結論には、ＰＷＭプレーヤ動作において、ＰＷＭ周波数ｆＰＷＭ、再生プログラムと不定によって固定されていない周波数ｆがＰＷＭパラメトリックファイル４９１で指定されたクロックΦＰＷＭとして高いようであることができるほとんどの場合、それはより低い程度でありますそのｆＰＷＭ≦ΦＰＷＭまた、周波数ｆＰＷＭ、オーディオスペクトルにある遠いオーバーサンプリングクロックΦｓｙｍの下に超音速範囲内にすることにより使用されるＰＷＭジェネレータΨＰ［ｆ（ｔ）］の波形シンセサイザにおけるブロック、であるように数学的にｆＰＷＭ≦ΦＰＷＭ＜＜１／Φｓｙｍ。
【０３４０】
ＬＥＤドライバパラメトリック７４９では、ユニット機能のデジタルＰＷＭ入力ＩＮｘは、電流シンクイネーブルＥｎｙに対してマッピングされます。たとえば、入力ＩＮ１はチャネル４の電流シンクイネーブルＥｎ４にマップされ、入力ＩＮ２はチャネル１および５の電流シンクイネーブルＥｎ１およびＥｎ５（図示せず）にマップされます。各チャネルのＩｒｅｆの値は、対応する各Ｄ／Ａコンバーターの出力によって設定されます。これには、定数、周期関数、またはオーディオサンプルが含まれます。あるいは、１つのＤ／Ａコンバーターを使用して、すべての出力チャネルの基準電流に同じ機能または定数値を供給することもできます。
【０３４１】
分散型ＰＢＴシステムでのＰレイバックの開始
【０３４２】
ＬＥＤプレーヤーおよびＬＥＤ再生ファイルをＬＥＤパッドにダウンロードした後、再生は、ソフトウェアに実装され得るか、または図６８の例示的な回路を使用して実施され得る開始信号８４０およびＰＢＴシステムタイミング制御によって可能になるセット／リセットまたはＳ／Ｒ型フリップフロップを含む開始／停止ラッチ８４２を含むが、割り込みが８４３ラッチ、ＰＢＴシステムクロックカウンタ６４０、起動ワンショット８４８、論理ＡＮＤゲート８４５と８４６、および論理ＯＲゲート８４６と８４７。２つの入力ＡＮＤゲート８４５は、ＬＥＤプレーヤーへの発振器Φｏｓｃシステムクロックイネーブルとして機能し、開始信号と制御信号８４０および８４１によって、またさまざまな割り込み、具体的には点滅タイマータイムアウト８４４、ウォッチドッグタイマーによってゲートされます。タイムアウト８４５、または過熱フラグ８４６。
【０３４３】
起動時に、ワンショット８４８はＯＲゲート８４６の出力を直ちにハイに駆動するパルスを生成する。並行してワンショットＳのトリガセット入力Ｓ割り込みは８４３ラッチと高への出力Ｑは。ユーザー入力「開始」８４０は、それが設定パルスを行くポジティブを生成し、選択されたスタート／ストップ高にラッチ８４６の出力Ｑを。スタート／ストップラッチ８４６および割り込みラッチ８４３の両方のＱ出力がハイに設定されると、ＡＮＤゲート８４５が有効になる。このように、発振器ΦｏｓｃれるＰＷＭプレーヤに配信クロックΦｓｙｓ、及び基準クロックΦｒｅｆのようにカウンタ６４０で割った。
【０３４４】
「一時停止」８４１を選択すると、開始／停止ラッチ８４２の出力をゼロにリセットし、再生を一時停止するパルスが生成される。一時停止コマンドをキャンセルする「開始」８４０が選択されるまで、再生はラッチオフのままです。そのようなものとして、開始／停止ラッチ８４２は、プログラム実行を開始および停止する。何らかの理由で割り込みが発生した場合、つまり、ＯＲゲート６４７への入力のいずれかがハイになると、ＯＲゲートの出力もハイになり、割り込みラッチ８４３の出力Ｑがゼロにリセットされます。ＱいつがローでＡＮＤゲート８４６ダウンロード８４５のフォトガローの属性、クロックΦｏｓｃはＬＥＤ出力から切断され、治療を切断します。この状況は、割り込みの原因が修正され、ＯＲゲート６４７への入力がローにリセットされ、システム復元パルスが割り込みラッチ８４３のＳ入力に送信されるまで続きます。たとえば、過熱状態が発生した場合、温度フラグがハイになり８４６、常温に戻って障害フラグがリセットされるまでＬＥＤパッドの動作を無効にします。
【０３４５】
開示された分散型ＰＢＴシステムの独特の安全機能は、まばたきタイマーである。このタイマーはインテリジェントＬＥＤパッド自体の中で動作し、ＰＢＴコントローラーに依存しません。パッドμＣ内の一定の間隔で、たとえば２０秒または３０秒ごとに、プログラムカウンタが動作を中断して、割り込みサービスルーチン（ＩＳＲ）を実行します。この間隔の間、ＬｉｇｈｔＰａｄＯＳソフトウェアがＬＥＤパッドの電気接続、優先メッセージまたはファイルの更新、ファイルのパリティチェックなどに関する安全性チェックを実行している間、点滅タイムアウトフラグがロジック１に設定されます。点滅割り込みルーチンが完了すると、点滅タイムアウトがゼロにリセットされ、ハードウェアウォッチドッグタイマーがリセットされ、プログラムの実行がメインルーチンに戻ります。ＩＳＲの完了後、パッドμＣはシステム復元パルスを生成してラッチ８４３を中断し、プログラム操作を再開します。ソフトウェアが何らかの理由でフリーズした場合、プログラムは動作を再開せず、パッドのＬＥＤストリングはオフのままになります。それ以外の場合、ＬＥＤパッドは定義された間隔（たとえば２秒）後に動作を再開します。
【０３４６】
別の障害モードでは、ＬＥＤがオンで発光しているときに、ソフトウェアがフリーズします。状態が続く場合、ＬＥＤが過熱し、患者に火傷の危険をもたらす可能性があります。危険な状態が発生するのを防ぐために、ハードウェアウォッチドッグタイマー（動作はソフトウェアに依存しません）は、ソフトウェアプログラムカウンターと並行してカウントダウンします。ソフトウェアタイマーがオン状態でフリーズした場合、ウォッチドッグタイマーはリセットされず、ウォッチドッグタイマーはタイムアウトして、点滅タイムアウト割り込み８４４を生成し、障害状態が解決されるまでＰＢＴシステムの動作を停止します。
【０３４７】
このようにして、開示された分散型ＰＢＴシステムを使用して、ＬＥＤパッドの動作を遠隔制御することができる。さらに、本明細書に開示される方法は、共通のＰＢＴコントローラから同時に複数のインテリジェントＬＥＤパッドを制御するように適合させることができる。
【０３４８】
コンポーネントの通信オーバーＰＢＴ分散システム
【０３４９】
分散ＰＢＴシステムのコンポーネント間で必要な通信を実装するには、複雑な通信ネットワークと、リアルタイムとファイルベースのデータ転送の組み合わせに対応するように設計された専用プロトコルが必要です。その一部は安全システムにリンクされています。ＦＤＡの規制に従い、安全性は医療機器の主要な設計上の考慮事項です。分散システムでは、この懸念はコンポーネントの自律動作によってさらに悪化します。分散型ＰＢＴのデバイス間通信に障害が発生したり、中断されたりした場合でも、安全システムが誤動作することはありません。通信、安全性、センシング、およびバイオフィードバックのトピックは、この特許の一部継続（ＣＩＰ）アプリケーションとして同時に提出された「分散型光生体変調療法デバイス、方法、および通信プロトコル」というタイトルの関連特許で詳細に説明されています。
【０３５０】
説明したように、分散ＰＢＴシステムでのＬｉｇｈｔＯＳデータパケットの配信は、ＵＳＢ、Ｉ２Ｃ、ＳＭＢｕｓ、ＦｉｒｅＷｉｒｅ、Ｌｉｇｈｔｅｎｉｎｇ、その他の有線通信メディアなどの有線バスを介して実行される４層通信プロトコルを使用して実現できます。場合しかし、分散ＰＢＴシステム通信は電話により（例えば、３Ｇ／ＬＴＥ／４Ｇ又は５Ｇなどの）セルラネットワーク上で、イーサネット（登録商標）、無線ＬＡＮを介して実行され、またはデータが公衆ルータを通過した場合、通信は、ＭＡＣアドレスを使用して排他的に行うことができないこと、あるレイヤ１およびレイヤ２の通信スタックは、ネットワークを介してルーティングデータを実行するのに十分ではありません。
【０３５１】
例えば、図６９は、ＰＢＴコントローラ１０００は、７層ＯＳＩ準拠の通信スタックを使用してイーサネット１００２を介してインテリジェントＬＥＤパッド１００３と通信します。特に、ＰＢＴコントローラ１０００の通信スタック１００５には、イーサネット通信プロトコルを実行するＰＨＹレイヤ１とデータリンクレイヤ２が含まれます。イーサネット差動信号１００４；ＴＣＰ／ＩＰ（インターネットプロトコルネットワークを介した転送通信プロトコル）に従ってネットワーク通信を実行するネットワーク層３およびトランスポート層４、および認証用のセッション層５、セキュリティ用のプレゼンテーション層６を含むＬｉｇｈｔＯＳオペレーティングシステム定義のアプリケーション層（暗号化／復号化）、およびＰＢＴシステムの制御と治療のためのアプリケーション層７。ＬＥＤライトパッド１００６の通信スタック１００６には、イーサネット用の対応するレイヤ１およびレイヤ２プロトコル、ＴＣＰ／ＩＰ用のレイヤ３およびレイヤ４、およびＬｉｇｈｔＰａｄＯＳで定義されたレイヤ５〜７が含まれます。ポイントツーポイント通信、である、ＩＰルータを含まない通信のために、イーサネット接続１００２は、ネットワークレイヤ３以上のプライベートネットワークとして動作します。インテリジェントＬＥＤパッドのオペレーティングシステムＬｉｇｈｔＰａｄＯＳはＬｉｇｈｔＯＳのサブセットであるため、物理的に分離されていても、単一の仮想マシン（ＶＭ）として相互に通信できます。
【０３５２】
説明した７層ＯＳＩ通信スタックを使用して、開示されたＰＢＴシステムのネットワーク通信をＷｉＦｉワイヤレス通信に簡単に適合させることができます。図７０に示す分散型ＰＢＴシステムでは、電源１０１１によって電力を供給されるＷｉＦｉ対応ＰＢＴコントローラ１０１０は、８０２．１１のＩＥＥＥ標準に従って、ＯＦＤＭ無線信号１０１５を使用して、ＷｉＦｉ信号１０１２によってインテリジェントＬＥＤパッド１０１３と通信する。ＷｉＦｉ通信プロトコルには、インテリジェントＬＥＤパッド１０１３で採用されているチップセットに応じて、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇ、８０１２．１１ｎ、８０２．１１ａｃ、またはその他の関連バージョンが含まれます。ＰＢＴコントローラー１０９０は、すべての標準ＷｉＦｉプロトコルのスーパーセットをサポートできます。ＷｉＦｉは電力を運ぶことができないため、インテリジェントＬＥＤパッド１０９３は、ＡＣ／ＤＣコンバーターとＤＣ電源（ブリック）１０１４ａまたはＵＳＢ蓄電池（図示せず）のいずれかから電力を供給されるＵＳＢケーブル１０１４ｂを介して電力を受け取る必要があります。ＷｉＦｉ通信は、完全７層ＯＳＩ通信スタック１０１０を介して行わＰＢＴコントローラ内１６に存在０は、通信スタック１０１７インテリジェントＬＥＤパッド１０１３。
【０３５３】
動作中、図７１Ａに示されるＷｉＦｉ無線機は、有線通信リンク１０２５（たとえば、ＰＣＩ、ＵＳＢ、イーサネット）をマイクロ波無線１０２４に変換し、インターフェイス回路と関連するファームウェア１０２２を使用してＭＡＣアクセス１０２０ａを無線アクセスポイント１０２０ｂに変換します。動作中、通信リンク１１０８からの信号は、ＰＨＹ信号１１１９ａとして通信スタック１０２１ａを通過し、ここで、フォーマットは、インターフェース１０２２によってＰＨＹ信号１１１９ｂに変換され、ＷｉＦｉ通信スタック１０２１ｂになり、マルチ通信で送信される様々な無線周波数で動作する無線１０２６ａ〜１０２６ｎに変換される。マイクロ波通信用バンドアンテナアレイ１０２４．動作中、通信スタック１０２１ａは、リンク通信データリンク層−２プロトコルに従ってデータ１０２３ａを転送し、インターフェース回路および関連するファームウェア１０２２は、無線１０２６ａ〜１０２６ｎ。このＷｉＦｉ無線は、イーサネット２０１７およびＵＳＢ１０２８にも接続されているＰＢＴコントローラー１３１から１３５に接続します。
【０３５４】
図７１Ｂでは、同じＷｉＦｉ無線１０２４は、ＰＣＩ、ＵＳＢ、またはイーサネットプロトコルを使用して有線データリンク１０３０を介してインテリジェントＬＥＤパッド３３７と通信し、インターフェース３３８と通信します。このインターフェースは、ＵＳＢ１０３３およびイーサネット１０３２を介して他のデバイスまたはセンサーに接続することもできます。分散型ＰＢＴ通信ネットワークの例が図７２に示されている。ここでＷｉＦｉルータ１０５２は、ＷｉＦｉリンク１０１２ａ、１０１２ｂ、および１０１２ｃによってインテリジェントＬＥＤパッド１０５３、１０５４、および１０５５と通信するそして、ＷｉＦｉリンク１０１２ｂを介して、システム制御ウィンドウ１０５１ａおよび患者ウィンドウ１０５１ｂを備えた中央制御ＵＩ／ＵＸＬＣＤディスプレイ１０５０へ。このシステムはまた、看護師が中央制御ＵＩ／ＵＸＬＣＤディスプレイ１０５０に戻る必要なしに病室で治療を開始するのに有用な本発明の構成要素、ＷｉＦｉＰＢＴ遠隔制御１０５６を含む。
【０３５５】
ワイヤレス接続を使用すると、ＰＢＴコントローラーは、携帯電話、タブレット、ノートブックコンピューターなどのモバイルデバイスで実行されているアプリケーションプログラムに置き換えることができます。以下のための一例図７３です携帯電話１１００実行ＰＢＴ制御アプリケーションソフトウェア（例えば、ＰＢＴ「ライトアプリ」）に接続するセルタワー１７０５上セルラネットワーク１７０４、例えば、３Ｇ／ＬＴＥ、４Ｇ、および５Ｇ。セルタワー１７０５はインターネット１７０６に接続し電源を入れ、イーサネット、ファイバー、または他の手段によって。前述のライトアプリを実行している携帯電話１７００はまたＷｉＦｉ１７０２を使用してインテリジェントＬＥＤパッド１７０１に接続し、インテリジェントＬＥＤパッド１７０１は、ＡＣアダプタ１７０３ａおよびコード１７０３ｂによって電力が供給される。７層ＯＳＩ通信スタック１７１４無線塔１７０７の用途モバイルネットワーク用にデータパケット通信スタック１７０９を有するＣＴ次に、携帯電話１７００上で実行されているライトアプリの、光アプリは、使用し７層の通信スタック１７０９に接続します通信スタック１７０８を含むインテリジェントＬＥＤパッド１７０１。示されるように、ＰＢＴ通信スタック１７０９は、２つの７層通信スタックを混合し、１つは携帯電話塔１７０５の通信スタック１７０７との対話用であり、ルータを介してインターネット１７０６およびクラウドベースのサーバ（図示せず）に接続するためのものであり、インテリジェントＬＥＤパッド１７０１と通信スタック１７０８に接続します。ここでは、アプリケーション層７のみが２つをブリッジします。このようにして、前述のライトアプリを実行する携帯電話１７００は、ローカル制御を放棄することなくインターネット１７０６を介してクラウドベースのコンピュータサーバ（図示せず）およびインテリジェントＬＥＤパッド１７０８と別々に通信するＰＢＴコントローラとして動作する。
【０３５６】
ＰＨＹレイヤ−１およびデータリンクレイヤ−２は、レイヤ−１からレイヤ−６にわたる通信のために共有されないため、セルタワー通信スタック１７０７は、インテリジェントＬＥＤパッド通信スタック１７０８に直接アクセスすることができない。代わりに、通信スタック１７０９内のアプリケーション層７のみが２つの通信ネットワークをブリッジします。アプリケーションは、ＬｉｇｈｔＰａｄＯＳのように、前述の専用ハードウェアＰＢＴコントローラーで使用されるＬｉｇｈｔＯＳオペレーティングシステムの縮小命令セットバージョンとして動作する専用Ｌｉｇｈｔアプリを含む場合があります。本質的に、Ｌｉｇｈｔアプリは、ＰＢＴ制御機能とそのＵＩ／ＵＸタッチスクリーンベースの制御を容易にするＬｉｇｈｔＯＳの操作をエミュレートします。Ｌｉｇｈｔアプリは、対応するモバイルデバイスで使用されているオペレーティングシステムで動作するように設計されたソフトウェアとして実現されています。たとえば、スマートフォンやタブレットでは、ＬｉｇｈｔアプリはＡｎｄｒｏｉｄまたはｉＯＳ上で実行するように作成され、ノートブックでは、ＬｉｇｈｔアプリはＭａｃＯＳ、Ｗｉｎｄｏｗ、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、またはＵＮＩＸ（登録商標）で実行するように作成されます。Ｌｉｇｈｔアプリの基本的なロジックと機能であるソースコードを、特定のプラットフォーム上で実行するように適合された実行可能コードに変換することは、「コンパイラ」と呼ばれる変換プロセスです。
【０３５７】
したがって、ソースコードのコンパイル済みコードへの変換はプラットフォーム固有です。つまり、ソフトウェアのリビジョン、パッチ、または新しいリリースが発生するたびに、ソフトウェアの複数のバージョンを配布する必要があります。モバイルデバイスベースの分散型ＰＢＴシステムの動作が図７４に示されている。１１０２モバイルデバイスは、また、細胞リンク１１０４を使用して、インターネットおよび携帯電話ネットワークに接続することができるモバイルデバイス制御ＵＩ／ＵＸと１１００台のホストライトアプリ１１３０インターフェースＷｉＦｉ経由インテリジェントＬＥＤパッド１１１９ａ及び１１１９ｂを制御するために、例えば、３Ｇを使用して／ＬＴＥ、４Ｇ、および５Ｇプロトコル。
【０３５８】
ＰＢＴシステム動作のソフトウェア制御の例は、図７５の例示的な画面１１２０に示されている。ＵＩ／ＵＸ面が「セッションを選択」と題する、ＰＢＴ処理の時間を増加させる「拡張セッション」１１２２のためのボタンと一緒に処理メニュー１１２１が含まれます。「ＬＥＤパッドの選択」１１２２は、モバイルデバイスを特定のインテリジェントＬＥＤパッドにペアリングするために使用されます。示されるように、ストレス解消治療を選択すると、第２の画面「実行中」１１３０が開き、治療名１１３１を示す進行中の治療を監視し、１１３２をキャンセルするか、または治療を一時停止１１３３する。ウィンドウはまた、治療に残っている時間１１３４、ステップ進行バー１１３５、治療進行バー１１３６、およびバイオフィードバック１１３７を示す。
【０３５９】
他の分散コンポーネントの駆動
【０３６０】
ＰＢＴコントローラーは、ＬＥＤパッド以外の他の治療装置を制御するために使用できます。これらの周辺コンポーネントは、レーザーＰＢＴワンドとシステム、分散型ＰＢＴシステム上にプログラムされた自律型ＬＥＤパッド、磁気療法パッドとワンド、ＬＥＤマスク、ＬＥＤキャップ、ＬＥＤ耳と鼻のつぼみなどで構成されます。ＬＥＤフェイスマスク、ヘッドキャップ、およびＬＥＤベッドは、独自のＬＥＤデリバリーシステムを使用した単純なマルチゾーンＰＢＴシステムです。したがって、電気制御は、開示されている前述のＰＢＴシステムと同一である。概して、前述の分散型ＰＢＴシステムは、ＬＥＤの駆動に限定されず、レーザーからのコヒーレント光や時変磁気を放出するなど、生体組織にエネルギーを注入するために、患者に隣接して配置されたエネルギーエミッターを駆動するために使用できます。フィールド（磁気療法）、微小電流（電気療法）、超音波エネルギー、赤外線、遠赤外線電磁放射、またはそれらの任意の組み合わせ。
【０３６１】
なぜなら分散治療システム、レーザＰＢＴ、温熱、磁気療法、超音波治療用の異なるエネルギーエミッターとしてそれらがＬＥＤよりも駆動するためにいくつかの変更を必要とする使用エネルギーエミッタ開示されたＰＢＴコントローラ。開示されたＰＢＴシステムを代替療法に適応させるいくつかの例を以下に説明します。
【０３６２】
レーザーＰＢＴシステム
【０３６３】
図７６は、ハンドヘルドＰＢＴデバイスを示すまたは「ワンド」レーザＰＢＴの治療のために有用。示されるように、ハンドヘルドワンド１１５０は、ＬＤＣ１１６０および制御ボタン１１６１ａおよび１１６２ｂを備えた円筒形アーム１１５３を含む。シリンダーハンドルの底部はまた、バッテリー１１６６を充電するために必要なＵＳＢポート１１６２を含む。シリンダーハンドルは、センサー１１５８と共にレーザー１１５６および１１５７を備えた印刷回路基板ＰＣＢ１１５５を含む透明なフェースプレート１１５４を備えたジンバル１１５２からＰＢＴヘッド１１５１に接続する。１つの本発明の特徴は、ユニットが組織と接触していない限り、レーザーの照明を防ぐために皮膚への接触を感知するために使用される円形の導電性ブレード１１５９である。
【０３６４】
図７７のハンドヘルドＰＢＴ療法は、パッドμＣ１１８１、クロック１１８３、揮発性メモリ１１８５、不揮発性メモリ１１８４、通信インターフェイス１１８２およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ１１９０が含まれます。パッドμＣは、データバス１１８７によって通信し、ボタン１１６１ａおよび１１６１ｂでＵＩ１１７７を制御し、ＬＣＤ付きディスプレイドライバＵＸ１１７６を制御します１１６０、レーザードライバー１１７４、および安全システム。示されるように、レーザードライバ１１７４は、レーザーダイオード１１５６および１１５７を駆動する。同時に、接触ブレード信号１１８８および温度センサ信号１１８９は、安全システムインターフェース１１７５によって使用される。レーザードライバ１１７４は、リチウムイオン電池１１７２によって電力を供給されるレーザー電源１１７３によって電力を供給される。ＵＳＢ入力１１８６によって電力を供給されるバッテリー充電器およびレギュレータ１１７１を介して。
【０３６５】
安全センサの詳細を図３に示す。図７８Ａは、ＰＮダイオード１２０２（端子ＡおよびＫ）を用いた熱１２００の測定、およびコンデンサ１２０１ａおよび１２０１ｂを備えた接触ブレード１１５９を含み、これらは、端子ＣおよびＣ'を横切って患者の組織を通してＡＣ電流を伝導する閉回路を形成する。図７９は、発振器１２２０、接触センサコンデンサ１２０１ａおよび１２０１ｂ、ならびに差動増幅器１２２２、ローパスフィルタ１２２３、比較器１２２５および電圧基準１２２４とともに感知抵抗器１２２１を含むレーザーＰＢＴハンドヘルド安全システムを示す。動作中、電圧Ｖｏｓｃ発振器１２２０。注入周波数ｆｏｓｃ直列に抵抗器１２２１およびコンデンサ１２０１ａと１２０１ｂと抵抗１２２１の直列接続との間に形成された分圧器にスイッチング周波数でｆｏｓｃ、直列接続されたコンデンサは、等価インピーダンスＺを示し、電圧ドロップネットワーク電圧のノードＣとＣ'の間の」ＶＺ＝ＺＣ・Ｉａｖｅの両端の電圧降下しながら、抵抗１２２１はＶであり、ＶＲ＝Ｒ・Ｉａｖｅ。二つの式Ｖ等式ＶＲ＝ＶｏｓｃＲ／（Ｒ＋ＺＣ）。すなわち、接触ブレードセンサ１１５９が患者の皮膚に接触していないとき、ＺＣの値は大きく、ＶＲはゼロに近づく。このような場合、差動増幅器の出力は、温度に依存しない電圧基準１２２４の電圧であるＶｒｅｆよりも低い。したがって、眼の安全比較器１２２５の出力は接地され、レーザードライバは抑制される。センサーブレードが皮膚に接触すると、ＡＣインピーダンスＺＣ大幅に低下し、ローパスフィルター１２２３でＡＣ信号を除去した後、抵抗１２２１の両端の平均ＤＣ電圧がＶｒｅｆより大きくなり、目の安全コンパレータの出力がロジックハイで、接触検出イネーブル信号１２２８をレーザーμＣに送信します。同様に、温度センサ１２０２は、温度保護回路１２３１ａによって処理される。過熱状態が発生すると、過熱フラグ１２３２がレーザーμＣに送信され、論理およびゲートへの入力がローになり、レーザードライバー１１７４が無効になります。過熱状態がない場合は、接触検出１２２８が確認されます。論理ゲート１２２６は、ＰＷＭドライバ４９３の出力のデジタル値を渡す、すなわち、レーザードライバ１１７４が有効にされる。
【０３６６】
図８０は、デュアルチャネルレーザードライバの例示的な概略図を示している。示されるように、レーザーＰＢＴ制御１２４０は、レーザーμＣ１１８１、通信インターフェース１１８２、クロック１１８３、不揮発性メモリ１１８４、および揮発性メモリ１１８５を含む前述のＬＥＤコントローラと同様である。保護機能には、目の保護１１３１ｂとともにセンサー１２０２を備えた過熱保護１１３１ａが含まれます。障害信号とレーザーμＣからのＰＷＭプレーヤー出力は、論理ゲート１２２８ａと１２２８ｂに入力され、２つの直列インバーターペア１２４７と１２４６によってバッファリングされます。出力はレーザードライバのデジタル電流シンク１２５６と１２５７のデジタル入力に供給されます。１１７４デュアル出力Ｄ／Ａ変換器１２４５はまた、電流のアナログ値を制御するために使用されＩＬａｓｅｒ１及びＩＬａｓｅｒ２電流シンクが導通しています。
【０３６７】
制御された電流シンク１２５６は、λの波長で１１５６ｎを介してレーザ１１５６ａの列を駆動するために使用されるλ１。制御された電流シンク１２５７は、λ波長で１１５７ｎを介してレーザ１１５７ａの列を駆動するために使用されるλ２レーザ列は、電源電圧＋ＶＨＶによって給電されるレーザアレイ１２４２内、入力コンデンサ１２６５を含む昇圧型スイッチングレギュレータ１２４１の出力ＰＷＭコントローラ１２６０、ローサイドパワーＤＭＯＳＦＥＴ１２６２、インダクタ１２６１、ショットキー整流器１２６３、およびＰＷＭコントローラ１２６０への電圧フィードバックを備えた出力コンデンサ１２６４。レーザー電源１２４１への入力は、Ｌｉ−Ｉｏｎバッテリ１１７２およびバッテリ充電器１１７１から供給されます。ＵＳＢ電源入力。ＡＦＴＥＲ２．５−Ｖの電圧安定化出力は、レーザＰＢＴ制御回路１２４０の構成要素の電源に充電器１１７１とフィルタコンデンサ１２６６から出力される高電圧が必要な場合は、＋ＶＨＶ駆動するために使用される電源出力ブーストコンバータが動作した後、レーザーアレイを使用してレーザーＰＢＴ制御を供給することもできます。
【０３６８】
光生体変調療法用の自律型ＬＥＤパッド
【０３６９】
分散型ＰＢＴシステムと互換性のあるもう１つの周辺機器は、ＰＢＴコントローラーまたは携帯電話が利用できない場合や、戦場や戦場などで緊急治療を行うのに不便な場合のアプリケーションで使用される自律型ＬＥＤパッドです。山岳地帯で飛行機が墜落した。動作中、自律型ＬＥＤパッドにある１つのボタンを使用して治療を選択します。一般に、情報に利用できるＵＸディスプレイはありません。自律ＬＥＤパッドが動作し、「自律的」（すなわち、単独で）、それらが接続されている製造時に、治療処置中に、その該当するプログラムをロードし、それらの正常な動作を確認するために、分散ＰＢＴシステムの一部。
【０３７０】
ＬＥＤパッドにロードされるＰＢＴソフトウェアプログラムは、対象となる市場やアプリケーションによって異なります。例えば、治療プログラムは、ＬＥＤパッドにロードされたスキーリゾートでは、可能性が脳震盪のための治療を含み、（一般的なスキー傷害）救急で使用されるものは、このような裂傷や火傷などの創傷の治療に焦点を当てるかもしれないが。スポーツ施設やテニスクラブでは、筋肉や関節の痛みのための自律型ＬＥＤパッドがより一般的かもしれません。軍事用途では、主なフィールド用途は、弾丸または榴散弾の傷の感染の拡大を遅らせるか、防ぐことです。
【０３７１】
図３のインテリジェントＬＥＤ３３７の電気的設計。図１４は、オン／オフおよびプログラム選択を制御するためのプッシュボタンの追加を除いて、等しく適用可能な自律型ＬＥＤ操作である。プログラミング中、電源ブリック１３２、ＰＢＴコントローラー１３１、ＵＳＢケーブル１３６、および自律インテリジェントＬＥＤパッド３３７を含むＰＢＴシステム全体が存在します。プログラミングでは、ＰＢＴコントローラーは製造データをロードし、ＰＢＴプレーヤーをダウンロードすることによってＬＥＤパッドを構成します。必要に応じて、ＬＥＤ再生ファイルをプリロードします。ポータブルプログラミングシステムを使用して、販売またはフィールドに展開されたパッドを再プログラミングすることもできます。これにより、クライアントは在庫を再利用して、冬の霜に刺されたり、病気の発生時の抗ウイルス治療など、さまざまな種類の災害に適応したりできます。パンデミック、テロリストの神経剤放出による肺の損傷など。
【０３７２】
自律型ＬＥＤパッドの重要な要素は、標準設計を利用してコストを制御する必要があることです。つまり、すべてのアプリケーションと市場に１つの共通の製造フローと製品ＢＯＭ（材料のビルド）を使用し、ソフトウェアのダウンロードを使用して一般的な製品をアプリケーション固有のバージョンに変換します。１つの汎用パッドの例が図１に示されている。図８１Ａ含む自己示す予めプログラムインテリジェントＬＥＤパッド含ま上面図１２８１とを、は１２８４表示下側、及びサイドビュー単一含むＵＳＢソケット１１９８クロス部１２８０は、リジッドＰＣＢ１２８８。フレックスＰＣＢ１２８９、ＬＥＤ１９９１および１２９２、センサー１２９０および制御スイッチ１２９９。ＬＥＤポリマーパッドカバー１２８１には、開口部１２９５およびキャビティ１２９６、スイッチ１２９８用の薄い部分１２８８、および保護用透明プラスチック１２８７が含まれます。ＬＥＤパッド１２８０には、上部カバーフレキシブルポリマー１２８１が含まれます。突起１２８３、突起１２８５を備えた下部フレキシブルポリマー１２８４。
【０３７３】
説明したように、自律型ＬＥＤパッドは、ディスプレイ、無線リンク、または遠隔制御を利用せず、したがって、限定された数のプリロードされた治療プログラムを提供し、一般に、図８１Ｂに示されるように１から５の選択肢である。示されているように、オフ状態１２５７ａの自律型ＬＥＤパッドは、スイッチ１２９３を１回押すと、状態１２５７ｂに変化します。短時間でこの状態を選択すると、プログラム「治療１」を使用して治療が開始されます。ボタンをもう一度押すと、プログラムが状態１２５７ｃに進み、「治療２」が開始されます。同様の方法で、ボタンが押されるたびに、プログラムは、対応する状態１２５７ｄ、１２５７ｅ、および１２５７ｆとして示される次の処理３、４、および５に進みます。スイッチ１２９３を６回押すと、自律型ＬＥＤパッドがオフ状態１２９７ａに戻ります。
【０３７４】
パルスＬＥＤ温熱
【０３７５】
同様に可視光および近赤外光ｐｈｏｔｏｂｉｏｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ療法、温熱療法は、遠赤外線のアプリケーションで典型的には１００以上１μｍ以下の波長を含みます。温熱療法には、スパ、温湿布、ヒーターボディラップが含まれます。ウィキペディアによると、熱の治療効果には「コラーゲン組織の伸展性を高めること。関節のこわばりを減らす；痛みを軽減します。筋肉のけいれんを和らげます。炎症、浮腫を軽減し、治癒の急性期後の段階を支援します。血流を増やします。患部への血流の増加は、より良い治癒のためのタンパク質、栄養素、および酸素を提供します。」また、代謝廃棄物と二酸化炭素の配送を促進します。温熱療法は、筋肉のけいれん、筋肉痛、線維筋痛症、拘縮、滑液包炎の改善にも役立ちます。
【０３７６】
治療上の主張はＰＢＴによって提供される主張と重複していますが、温熱療法の物理的メカニズムはかなり異なります。分子に吸収された光子を与えて、他の方法では起こらない化学反応、つまり光生体変調を刺激するＰＢＴとは異なり、温熱療法では、組織と水に吸収された熱が分子の振動速度を加速して、進行中の化学反応を促進します。ただし、アインシュタインの関係式Ｅ＝ｈｃ／λによれば、光子のエネルギーはその波長に反比例するため、３μｍの遠赤外線のエネルギーは赤およびＮＩＲＰＢＴのエネルギーの２０％から２０％にすぎません。より低いエネルギーは化学結合を切断したり分子構造を変換したりするには不十分であるため、このエネルギー差は重要です。そのような温熱療法は、一般に、ＰＢＴに関連する治癒の加速を伴わない症状の緩和と見なされます。３μｍより短い遠赤外線源（つまり、ＩＲタイプＢ）の侵入深さは、長波長よりも深い侵入深さを示すため、長波長源よりも優先されます。
【０３７７】
前述のＰＢＴシステムは、可視光とＮＩＲＬＥＤを遠赤外スペクトルのＬＥＤに置き換えることにより、温熱療法に適合させることができます。ＬＥＤは通常、１２μｍ以下の波長に制限されています。"Ｆａｒｉｎｆｒａｒｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎ（ＦＩＲ）：ｉｔｓｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｅｆｆｅｃｔｓａｎｄｍｅｄｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ"、ＰｈｏｔｏｎｉｃｓＬａｓｅｒｓＭｅｄ．、ｖｏｌ．１、ｎｏ．４、Ｎｏｖ．２０１２、ｐｐ．２５５-２６６：ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｎｃｂｉ．ｎｌｍ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／ｐｍｃ／ａｒｔｉｃｌｅｓ／ＰＭＣ３６９９８７８／Ｆ．Ｖａｔａｎｓｅｖｅｒ、Ｍ．Ｒ．Ｈａｍｂｌｉｎ．ＩＩＩ−Ｖ化合物超格子化合物半導体の結晶構造をより狭い帯域幅に調整することにより、遠赤外スペクトルで動作するＬＥＤが最大８．６μｍの波長で実現されました（"ＳｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅＩｎＡｓ／ＧａＳｂｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｗｉｔｈｐｅａｋｅｍｉｓｓｉｏｎａｔａｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｏｆ８．６μｍ，"ＩＥＥＥＪ．Ｑｕａｎｔ．Ｅｌｅｃｔ．、ｖｏｌ．４７、ｎｏ．１、Ｊａｎ２０１１、ｐｐ．５−５４）。したがって、本明細書に開示されるＮＩＲＬＥＤを駆動するために使用されるＰＢＴシステムは、ＮＩＲＬＥＤをそれらのより長い波長の対応物と交換するだけで、ＦＩＲＬＥＤに対応するように容易に後付けすることができる。ダイブ回路は、パルス波形または正弦波形を使用して同じように使用できます。波長が長いため、遠赤外線を均一に照射するには、１００Ｈｚ未満の駆動周波数の方が適しています。さらに低い周波数、たとえば１０Ｈｚ未満では、パッド内のＦＩＲＬＥＤを行ごとにスキャンして、各パッド全体に波が波打つようなマッサージを生成し、処理された組織全体に体系的なパターンで血管拡張を連続的に刺激できます。オプションで、ＰＢＴ用の近赤外線ＬＥＤと温熱療法用の遠赤外線ＬＥＤを１つのインテリジェントパッドに組み合わせて、同時にまたは交互に駆動することができます。
【０３７８】
Ｍａｇｎｅｔｏｔｈｅｒａｐｙ
【０３７９】
Ｍａｇｎｅｔｏｔｈｅｒａｐｙ（ＭＴ）があるＮ損傷した組織が磁界にさらされる代替医療療法。影響組織上の固定磁場が疑わしいと一般的に擬似薬、擬似薬、フリンジ医学、さらにはいんちき療法と考えられている、いくつかの研究では、永久磁石のための医療請求締結している米国ＦＤＡｍａｇｎｅｔｏｔｈｅｒａｐｙがあり、完全に科学の結果によってサポートされていないと臨床研究、および医学的主張を使用した磁気療法製品の販売を禁止します（ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｍａｇｎｅｔ＿ｔｈｅｒａｐｙ）。矛盾する主張は、生体組織が多数の遊離イオンと、電荷の方向のために双極子として機能する電気的にバランスの取れた分子（水など）さえも含むため、パルス磁場が治療効果を示すことを示唆しています。振動磁場にさらされると、分子は、励起がより低い周波数で発生することを除いて、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）によって実行される画像化と同様の方法で、電荷に従って反発および引き付けられます。このタイプの磁気療法は、一般にパルス磁気療法またはＰＭＴと呼ばれます。
【０３８０】
報告されているＰＭＴの効果は、主に筋弛緩、局所血液循環の改善、血管拡張などの鎮痛薬です。抗炎症効果；局所放出による痛みの緩和エンｄｏｒｐｈｉｎｓ。携帯上で有益な効果膜活動電位の。作用メカニズムは、本質的に、進行中の化学反応速度を加速することによって触媒的に作用する、熱的ではなく電気化学的であると主に考えられている。報告されているＰＭＴパルス周波数は、２０ｋＨｚの播種から１Ｈｚ未満までのオーディオおよびインフラサウンドスペクトル全体に及びます。公表された文献から、これらの報告された主張の正確さを決定すること、またはパルス磁気療法の治療効果を確認することは不可能です。さらに、ＰＭＴには特定のリスクが伴います。特にＰＭＴは腫瘍の場合は禁忌であり、ペースメーカーの動作に影響を与える安全上のリスクがあります。
【０３８１】
本発明によれば、パルス磁気療法システムは、開示されたＰＢＴシステムを、光学部品を電磁石に置き換え、インテリジェントパッドまたはワンドに含まれる駆動回路を適合させることによって転用することによって実現することができる。オプションで、ＰＢＴ用のＬＥＤは、磁気エミッターと組み合わせて、同時にまたは時間的に交互に駆動できます。電磁石のアレイを駆動する場合、電磁石アレイは、本明細書でＬＥＤアレイに使用され、ＵＳＰＴＯ出願番号１４／９１９，５９４に開示されている「３Ｄ曲げ可能」と同様の３次元曲げ可能プリント回路基板（または３ＤＰＣＢ）に取り付ける必要があります。参照により本明細書に組み込まれる、冗長相互接続を備えたプリント回路基板」。リジッド−フレックスＰＣＢは、（９０°の角度に多数の電磁石の向きを調整する必要がある患者に直角）'機械的屈曲ＰＣＢ及びリジッド電磁石との間のはんだ接合部に損傷を与えることなく、治療される組織。リジッドフレックスＰＣＢは、信頼性の高い３Ｄ曲げ性を実現するための完璧なソリューションを提供します。
【０３８２】
図８２は、保護されていない銅の相互接続を備えたリジッドフレックスＰＣＢを示しています。示されるように、フレックスＰＣＢは、典型的にはパターン化された銅を含む金属層１３０１および１３０２によって挟まれた絶縁層１３０３を含む。示されている断面のいくつかの部分および他の部分（この特定の断面には示されていない）では、このフレックスＰＣＢは、絶縁層１３０４および１３０５を含む剛性ＰＣＢの中央に挟まれ、パターン化された金属層１３１１および１３１２と積層される。一般に、フレックスＰＣＢ金属層１３０１および１３０２は、剛性ＰＣＢ金属層１３１１および１３１２よりも薄い。断面は、例示を目的としている。断面の各層の正確なパターンは、場所と実装されている回路によって異なります。示されているように、金属ビア１３０７は、金属層１３０１から１３１１を接続するために使用され、ビア１３０８は、金属層１３０２から１３１２を接続するために使用される。完全に埋め込まれたビア１３０６は、フレックス金属層１３０１および１３０２を接続するために使用される。
【０３８３】
ＰＣＢの剛性部分と屈曲部分の両方をシールするために、ポリイミド、シリコン、またはその他の引っかき傷防止材料のコーティングを含む保護層が使用されます。示されるように、絶縁体１３０４は金属層１３０１を保護し、絶縁体は金属層１３０２を保護し、フレックスＰＣＢを湿気および機械的に誘発される引っかき傷のリスクから完全に密封する。ＰＣＢの剛性部分において、パターン化された絶縁層１３１３は金属層１３１１の一部を保護し、パターン化されていない絶縁層１３１４は金属層１３１２を完全に保護する。金属層１３１１のいくつかの部分は、剛性ＰＣＢにコンポーネントをはんだ付けする目的で保護されないままである。
【０３８４】
示されているように、所与のリジッドＰＣＢ内、リジッドＰＣＢ間、およびフレックスＰＣＢ内の様々な金属層の電気的相互接続は、導電性ビア１３０６、１３０７、および１３０８を使用して、ワイヤ、コネクタまたははんだ接合を必要とせずに達成することができる。これらの導電性ビアは、さまざまな金属層に垂直に形成された金属または他の低抵抗材料の導電性カラムを含み、２つ以上の金属層を貫通して、マルチレベルの接続性および非平面電気トポロジー、すなわち、導体が相互に交差しなければならない回路を容易にすることができる電気的に短絡します。
【０３８５】
ＰＭＴパッドでは、開示されたリジッドフレックスＰＣＢのリジッド部分の役割は、様々な方法で使用され得る。ある場合には、個別の電磁、永久磁石、および永久磁石／電磁石スタックをリジッドフレックスＰＣＢのリジッド部分に取り付けることができます。あるいは、ＰＣＢ相互接続を使用して、貫通孔磁性材料と組み合わせると平面磁気構造を形成するトロイドを形成することができます。平面磁気トロイドの１つの例示的なレイアウトが、図８３の分解図に示されている金属導電層１３１１、１３０１、１３０２、１３１２形磁性コア１３１６所与の層上の各円形の導体を取り囲む円形の環状体は、金属ビア１３０６、１３０７、１３０８それ以下の金属層と比較して回転させられます電流がＰＣＢの各平面上、例えば剛性ＰＣＢ１３２０と交差する平面上に位置するすべての層上で反時計回りに流れるように層を相互接続することができる。この構造は、図８４においてさらに詳細に説明される。リジッドフレックスＰＣＢは、導電層とＩＲＯ間の短絡防止のため、磁気コア１３１６取り囲むトロイドの層形成Ｎ磁気コアを、磁気コア１３１６は、導電層から絶縁されてもよい１３１１、１３０１，１３０２、および１３０２得られた上面図を図８５に示すにおける平面断面交差リジッドＰＣＢ１３２０とフレックスＰＣＢを１３２１のように相互接続１３０８を介して１３０６を介してを介して上に導電層に接続しても通って下にある導電層に接続しながら、円形の導体１３０２は、磁気コア１３１６包囲示さ。
【０３８６】
ＰＭＴを駆動するために使用される例示的な回路が図８６に示されている。ＰＭＴドライバ１３４０を含む。電磁石ドライバー１３４１；電磁石電源１３６３；および電磁石アレイ１３５０。バッテリー充電器１３６０、リチウムイオンバッテリー１３６１、およびＵＳＢコネクタと一緒に。インテリジェントＬＥＤパッドまたはレーザーワンド回路と同様に、ＰＭＴドライバー１３４０には、ＰＭＴμＣ１１８１、クロック１１８３、不揮発性メモリ１１３４、揮発性メモリ１１３５、通信インターフェイス１１８２、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈまたはＷｉＦｉ無線リンク１１９０が含まれます。ＰＭＴのデジタルパルス出力μＣ１１８１は、論理ゲート１２２８ａ、１２２８ｂ、およびオプションで他のゲート（図示せず）によってゲートされ、過熱保護１１３１ａを容易にします。次に、ゲートの出力は、デュアルインバータストリング１３４６および１３４７によってバッファリングされ、それぞれプログラム可能な電流シンク１３４２および１３４３のデジタル入力を駆動します。制御電流シンク１３４２および１３４３は、デジタル入力に応答して電磁石１３５２および１３５３を流れる電磁石電流ＩＥＭ１およびＩＥＭ２の大きさと波形を制御し、Ｄ／Ａコンバータ１３４５の出力から得られるアナログ基準電流によっても制御されます。
【０３８７】
電流シンクを急速電磁石蓄積エネルギーのいずれかまで、インダクタ電流を再循環させることによってスイッチオフされるたびに、フリーホイーリングダイオード１３５４及び１３５５は、高電圧スパイクを防止するために含まれるＥＬ＝０．５ＬＩ２消費又は電流シンクまで再度電流を流しています。コンデンサ１３５６及び１３５７は、の共振周波数でコイルのインダクタンスと発振有するタンク回路を形成するために、意図的にノイズまたは必要に応じてスイッチングフィルタに使用されるｆＬＣ＝１／（２πＳＱＲＴ（ＬＣ）。電磁石＋ＶＥＭを駆動するための電力は、電圧を上げるためのブーストコンバーターまたは電圧を下げるためのバックコンバーターのいずれかのスイッチング電源回路から得られます。あるいは、電流シンク１３４３および１３４３がインダクタ電流を制御するので、とにかく電圧レギュレータを排除することができます。
【０３８８】
スイッチングレギュレータの動作は当技術分野で周知であるが、例示的な目的のために、例示的なブーストコンバータが電磁石電源１３６３として本明細書に含まれる。動作中、ＰＷＭコントローラ１３６５はパワーＭＯＳＦＥＴ１３６６をオンにし、ブーストインダクタ１３６９の電流がスイッチング期間の一定の割合でランプアップし、その後パワーＭＯＳＦＥＴ１３６６がオフになります。ＭＯＳＦＥＴの導通を遮断して瞬時に前進ショットキー１３６７をダイオードとコンデンサ１３６８を充電バイアス、アップ飛ぶＭＯＳＦＥＴ１３６６電源のドレイン電圧を生じさせる電圧＋ＶＥＭ。次に、コンデンサ電圧のフィードバック信号がＰＷＭコントローラ１３６５に「フィードバック」され、コントローラが出力電圧がその目標電圧より低いか高いかを決定することを可能にする。
【０３８９】
電圧が目標を下回っている場合、時間上のパルス幅が大きな割合であることが長くなるＤ＝ｔｏｎ／（ｔｏｎ＋ｔｏｆｆ）＝（ｔｏｎ／ＴＰＷＭ）次のクロック周期のＴＰＷＭ、であり、Ｄが増加すると、インダクタ１３６９の平均電流が増加し、出力電圧＋ＶＥＭ高くなります。一方、出力電圧が高すぎる場合、デューティ係数Ｄ、つまりＭＯＳＦＥＴ１３６６のオン時間が減少し、インダクタ１３６９の電流が数回のスイッチングサイクルにわたって徐々に減少し、それによって出力電圧が低下。デューティファクターＤとパルス幅（パワーＭＯＳＦＥＴ１３６６のオン時間）を継続的に調整することにより、出力電圧は電圧フィードバックによって一定値に調整されます。したがって、スイッチ周波数および周期ＴＰＷＭ動作するスイッチングレギュレータの調整プロセスは、パルス幅変調を意味するＰＷＭと呼ばれます。出力コンデンサ１３６８の役割は、出力電圧をフィルタリングすることであり、入力コンデンサ１３６４は、電源へのノイズの逆注入を防止し、電力ネットワークを安定させるために使用される。示されているように、スイッチングコンバータとレギュレータの出力電圧はその入力よりも高い、つまり＋ＶＥＭ＞Ｖｂａｔため、コンバータはブーストコンバータと呼ばれます。ただし、必要な電磁石ドライバ電圧がバッテリ電圧＋ＶＥＭ＜Ｖｂａｔよりも低い場合は、降圧または降圧コンバータが必要です。トポロジー的には、バックコンバータを実現するには、共通ノードに接続されている３つのコンポーネントを右に回転させて同じコンポーネントを再配置する、つまりショットキーダイオード１３６７をインダクタ１３６９に置き換え、パワーＭＯＳＦＥＴ１３６６を置き換えることにより、ブーストコンバータの回路にわずかな変更を加えるだけで済みます。ショットキー１３６７を使用し、インダクタ１３６９をパワーＭＯＳＦＥＴ１３６６に置き換えます。
【０３９０】
あるいは、代わりに電磁石を実現する平面磁気を用いる、プレ−組み立てまたは離散電磁石モジュールを使用することができます。図８７に示すように、磁気コア１３７６および巻線コイル１３７５を含む個別の表面実装電磁石１３５１は、金属脚１３５９ａおよび１３５９ｂを２つの別個の電気的に絶縁された導電層セグメントにはんだ付けすることにより、表面実装コンポーネントとしてリジッドフレックスＰＣＢの剛性部分に取り付けられます。１３１１Ａ及び１３１１Ｂの同じ銅導体層。図示のように、孤立した導電性セグメント１３１１ａは、次に、パターン化されたビア１３０９ａ、１３０６ａ、および１３１０ａを介して下部導電性層１３１２を接続する。このようにして、別個の個別の電磁石を各剛性ＰＣＢの上に配置して、図８８Ａの断面図に示されるようなアレイを形成することができる、特にディスクリート電磁石１３５１ａがリジッドＰＣＢ１３４８ａに取り付けられ、フレックスＰＣＢ部分１３４９ａを介してリジッドＰＣＢ１３４８ｂに接続する場合。ディスクリート電磁石１３５１ｂは、リジッドＰＣＢ１３４８ｂに取り付けられ、リジッドＰＣＢ１３４８ｂは、フレックスＰＣＢ部分１３４９ｂを介してリジッドＰＣＢ１３４８ｃに接続する。ディスクリート電磁石１３５１ｃがリジッドＰＣＢ１３４８ｃに取り付けられ、フレックスＰＣＢ部分１３４９ｃを介して他のリジッドＰＣＢ（図示せず）に接続します。
【０３９１】
そのような設計として、アレイ内のすべての磁石１３５１ａ、１３５１ｂ、１３５１ｃなどは電磁石であり、ＰＭＴドライバ１３４０から生成されたＰＭＴ再生に応答して以前のＰＭＴ回路に従ってその磁場を変化させるように電子的に制御することができる。波形は、ＰＭＴのパッドを横切って特殊なパターン又は磁石波を形成するために個々に、いくつかのシーケンスで電磁石を駆動含み得る代わりに、アレイ内のすべての電磁石の磁場中で、連続的なパルス又は正弦波変形を生じさせるか、してもよい、例えば起伏を生成しますパッドを横切って、または一連のパッドの長さに沿って、列ごとに磁場波。他の場合には、一定の磁場を生成するためにバイアスをかけられる電磁石もあれば、時間変化する磁場を生成するように変調される電磁石もあります。
【０３９２】
代替の実施形態では、いくつかの電磁石を電磁石に置き換えて、一定の磁場と時間的に変化する磁場の混合を組み合わせることができる。例えば、図８８Ａでは、以前に電磁石１３５１１ｂ（図において先に示した）は、永久磁石１３７０に置き換えられ電磁石１３５１Ａ及び１３５１ｃは変わらないままリジッドＰＣＢの１３４８ｂに取り付けられました。図８８Ｃでは、図８８Ｂでは、剛性ＰＣＢ１３４８ｂは、電磁石１３５１ｄおよびその下にある永久磁石１３７０ｂのスタックを駆動するか、あるいは図８８Ｄにおいて、剛性ＰＣＢ１３４８ｂは、電磁石１３５１ｅとその上にある永久磁石１３７０ｃのスタックを駆動します。そのような場合、電磁石の動作は、積み重ねられた永久磁石によって生成される磁場を増強する（または代わりに減少させる）。
【０３９３】
ＰＭＴ装置はまた、図８９に示されるように、ハンドヘルド磁気療法装置またはワンド１４５０としての使用に適合させることができる円筒状のハンドルを含むＵＸディスプレイ１４６０と１４５８は、押しボタンは、制御動作とプログラム選択に１４６１ｂ可動ジンバル１４５２、磁気ヘッドを介してボタン１４６１ａ／オフ、バッテリ１６４３、及び磁気ヘッドユニット１４５３に１４６２円筒ハンドル１４５８のコネクトＵＳＢコネクタにユニット１４５３は、制御回路とともにＰＣＢ１４５４に取り付けられたフェライトコア１４５７およびコイル１５５６を含む電磁石１４５５を含む。分散システムの一部として操作される場合、ハンドヘルド磁気治療ワンド１４５０のＰＢＴコントローラへの通信リンクは、ＵＳＢ、ＷｉＦｉ、または場合によってはブルートゥース（登録商標）を介して実行され得る。自律型デバイスとして、ＵＳＢコネクタ１４６２は、ＰＢＴコントローラに接続することにより、製造中にワンドをプログラムするために使用されます。
【０３９４】
歯周ＰＢＴＬＥＤマウスピース
【０３９５】
ＰＢＴは頬を通して歯肉疾患を治療するために実行できますが、別のオプションは、レーザーまたはＬＥＤを使用して、近、赤外線、および青色のスペクトルで患者の口に直接光を注入することです。デバイスなどは小さく、口に快適にフィットする必要があります。自律治療装置として、装置は、いくつかの事前にプログラムされたアルゴリズムのみを実行できる軽量のソフトウェアクライアントを使用する必要があります。あるいは、デバイスは、有線接続、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、または低電力ＷｉＦｉ８０２．１１ａｈを使用したユーザー制御モジュールからのデータストリーミングを採用する場合があります。ユーザー制御モジュールは、インテリジェントＬＥＤパッドのコントローラーと同じように動作するＰＢＴコントローラーと通信しますが、その出力はパッド内のＬＥＤを駆動せず、代わりにパッシブ電気信号としてＬＥＤマウスピースにストリーミングされるため、処理は行われませんマウスピース内。
【０３９６】
そのような歯周ＰＢＴ装置の例は、図９０の３次元透視図に示されている。歯および歯茎１５０３を覆う馬蹄形部分を含む成形マウスピース１５００、馬蹄形部分を裏打ちする２つの異なる波長ＬＥＤ１５０４および１５０５（位置１５０６が３−Ｄ透視図では見えないＬＥＤの位置を識別する）、電気ケーブルを含む。電源用またはオプションでバス通信用のコネクタを含む１５０１および制御ユニット１５０２。断面は、フレックスＰＣＢ１５１３リジッドＰＣＢベース１５１５、およびＬＥＤ１５１３というよりクリーン歯にしようとアセンブリリジッドフレックスＰＣＢを含む歯１５１０取り囲むＵ字形の断面を明らかにし、マウスピースは、位置ＬＥＤに設計されています１５１３は、歯１５１１に隣接する歯茎１５１２の近くに配置される。ＬＥＤは、炎症および歯周病と戦うために、赤、赤外線、青、または紫のＬＥＤを含み得る。Ｕ字型のアセンブリは、リジッドフレックスＰＣＢの周りに成形された薄いシリコンマウスピース内に含まれています。
【０３９７】
単一の顎（上顎または下顎のいずれか、両方ではない）を覆い、治療するように設計されたＵ字形の断面を有するマウスピースの製造が図９１に示されている。リジッドＰＣＢ部分１５１３およびフレックスＰＣＢウィング１５１４を含む。ＳＭＴ製造直後に示すように、ＬＥＤ１５１３ａはフレックスウィング１５１４に取り付けられ、オプションでＬＥＤ１５１３ｚはリジッドＰＣＢ１５１５に取り付けられます。ＰＣＢ表面実装技術（ＳＭＴ）アセンブリ中、リジッドフレックスＰＣＢは、コンポーネントを必要とする大量の自動アセンブリに対応します。リフロー中のはんだ温度プロファイルを選択して配置し、均一にします。ＳＭＴの組み立て中は、ＰＣＢをしっかりと平らに保つことが重要です。ＰＣＢの剛性とフレックス部分はピック・アンド・プレースの間に同一平面上に固定されているが、リジッドフレックスＰＣＢの必要性は直線的ではないが、代わりにレイアウトされたことができる私のｎガム状馬蹄形のデザイン、そのためフレックスＰＣＢの不要な屈曲が発生したり、後で破損を引き起こす可能性のある応力が追加されたりすることはありません。表面実装アセンブリの後、フレックスウィング１５１４は、剛性ＰＣＢベース１５１５に対して垂直にＵ字形に曲げられ、次いで、剛性フレックスＰＣＢを覆う透明なシリコーンマウスピース１５１６に成形される。
【０３９８】
同じプロセスを、上顎と下顎の両方でＰＢＴｔｒｅを同時に使用するのに役立つＨ字型マウスピースの製造に適用できます。図９２Ａに示す方法は、は、ＰＣＢ組み立て後、２つの別個の部品が電気的および物理的に結合されてＨ型マウスピースを製造することを除いて、前述のＵ字型マウスピースについて説明したのと同じ製造プロセスを利用する。示されるように、２つのＰＣＢ、１つはリジッドＰＣＢ１５１５ａ、フレックスＰＣＢ１５１４ａ、ＬＥＤ１５１３ａ、およびオプションのＬＥＤ１５１３ｚを含み、もう１つはリジッドＰＣＢ１５１５ｂ、フレックスＰＣＢ１５１４ｂ、ＬＥＤ１５１３ｂ、およびオプションのＬＥＤ１５１３ｙを一緒に結合される。接合プロセスでは、剛性ＰＣＢ１５１５ａおよび１５１５ｂが一緒にはんだ付けされて、図９２Ｂに示されるように、電気的および機械的に単一の多層ＰＣＢ１５１７を形成する。このように、マウスピースは上部と下部の両方の歯茎を同時に治療することができます。
【０３９９】
剛性ＰＣＢ１５１５ａおよび１５１５ｂの結合が図９３に示されている。剛性ＰＣＢ１５１５ｂ上の導電性表面１５１８ｂおよび１５１８ｄを示す図は、剛性ＰＣＢ１５１５ａの下の対応する導電性表面１５１８ａおよび１５１８ｃにはんだ付けされて、上部および下部ＰＣＢ間の電気的接続を確立し、マウスピースに機械的支持および剛性を提供する。オプションで、銀はんだペーストで満たされたスルーホールビア１５１９ａおよび１５１９ｂを溶融して、上部リジッドＰＣＢ１５１５ａと下部リジッドＰＣＢ１５１５ｂの両方を貫通する連続スルーホールを形成することができます。
【０４００】
歯周ＰＢＴマウスピースの回路を図９４に示す。患者の口には高電圧が許可されていないため、入力電圧＋ＶＩＮを降圧する必要があります。低ドロップアウトリニアレギュレータＬＤＯ１５２０によって低電圧＋ＶＬＥＤ調整されます。フィルタコンデンサ１５２１および１５２２は、レギュレータを安定させるために含まれています。入力と出力のトランジェントをそれぞれフィルタリングします。クロック１５３４および時間基準１５３１に従って揮発性および不揮発性メモリ１５３６ａおよび１５２６ａに格納されたプログラムを実行するユニットのマイクロコントローラ１５３５の制御下で、マイクロコントローラからの信号は、制御信号１５３７ａおよび１５２４ｂでプログラム可能な電流源１５２４ａおよび１５２４ｂを独立して駆動するために使用される１５３７ｂ。
【０４０１】
信号は、ＬＥＤのオンとオフをデジタルでストローブするため、あるいは伝導電流をプログラムするため、または正弦波などの周期波形を合成するために使用できます。電流源１５２４ａからの電流は、ＮＰＮバイポーラトランジスタ１５２６ａの電流を制御するためにＮＰＮバイポーラトランジスタ１５２５ａによってミラーリングされ、したがって、ＬＥＤ１５０４ａおよび１５０４ｂの電流を制御し、ＬＥＤ１５０４ｃおよび１５０４ｄの電流を同様に制御し、すべてマイクロコントローラ１５３５のプログラム実行に従う。同様に、電流源１５２４ｂからの電流は、ＮＰＮバイポーラトランジスタ１５２６ｂの電流を制御するためにＮＰＮバイポーラトランジスタ１５２５ｂによってミラーリングされ、したがって、マイクロコントローラ１５３５のプログラム実行に従って、ＬＥＤ１５０５ａおよび１５０５ｂ、ならびに同様にＬＥＤ１５０５ｃおよび１５０５ｄの電流を制御する。このようにして、スペースを節約するために最小限のコンポーネントを使用してＬＥＤ電流を制御できます。したがって、小型化されたコントローラの回路は、図９０に示されるエンクロージャ１５０２に収容することができる。
【０４０２】
超音波セラピー
【０４０３】
彼が配布さ開示されているようにＰＢＴ系をも駆動に適用可能である圧電振動子を範囲からの周波数範囲で生産超音波に１００ｋＨｚの４ＭＨｚ。超音波治療の主な治療作用メカニズムは振動であり、瘢痕組織を破壊し、良好な深さの浸透で加熱を引き起こすのに適しています。駆動アルゴリズムは、デジタル（パルス）および正弦波駆動の両方を含む、本明細書に開示されるＬＥＤの正弦波駆動で使用されるものと同様であり得る。開示された分散型ＰＢＴは、独立して、またはＰＢＴと組み合わせて超音波療法を実施することができる。開示されたシステムを使用すると、超音波変換器をＬＥＤアレイと組み合わせて、超音波を使用して瘢痕組織を破壊し、ＰＢＴ加速食作用を使用してそれを運び去ることもできます。
【０４０４】
組み合わされた超音波ＰＢＴ治療システムまたはＵＳＰＢＴパッドの１つの実装が図９５に示されている。クロック１５５６および時間基準１５５３に従って揮発性および不揮発性メモリ１５５８ａおよび１５５８ｂに格納されたプログラムを実行するマイクロコントローラ１５５７を含む、マイクロコントローラからの信号は、ローサイドＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１５６３ａを含むＨブリッジを独立して駆動するために使用される。同時に、ハイサイドＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１５６４ｂがオフになり、次にローサイドＮチャネル１５６３ｂがオンになり、Ｖｙ＝０になり、その間に電流がＶｘからＶｙに流れます。次の半サイクルで、電流の流れはＶｙからＶｘに逆になります。
【０４０５】
ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１５６４ａおよび１５６４ｂは、レベルシフトドライバ回路１５６６ａおよび１５６６ｂによって駆動される。同様に、ローサイドＭＯＳＦＥＴ１５６３ａおよび１５６３ｂは、ローサイドバッファ１５６５ａおよび１５６５ｂによって駆動される。動作中、ローサイドＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１５６４ａとハイサイドＰチャネル１５６３ａによって形成されたハーフブリッジは、ローサイドＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１５６４ｂとハイサイドＰチャネルによって形成されたハーフブリッジと位相がずれて駆動されます。チャネル１５６３ｂ。のハイサイドＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１５６４ａがオンになり、導通し、その後、ローサイドＮチャネル１５６３ａはオフであり、Ｖ、Ｘ＝＋ＶＰＺ。同時にハイサイドＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１５６４ｂは、その後、ローサイドＮチャネル１５６３ｂがオンとＶことにより導通し、オフでありＶｙ＝０は、その間Ｖから電流が流れるＶｘにＶｙ。次の半サイクル、Ｖからの電流の流れが反転におけるＶｙにＶｘ。動作時には、二つの半ブリッジは、位相が駆動されることにより、インバータμＣ１５５７パッドの出力に応答して１５６７ハーフブリッジの出力は絶対値±ＶＰＺ有する双方向である。パッドμＣ１５５７の出力はまた、以前に開示されたＬＥＤドライバ１５６０を介してＬＥＤアレイ１５６０を駆動するために使用される。
【０４０６】
図９６に示される代替の実施形態では、電流シンクのプログラム可能なアレイは、複数の圧電トランスデューサを駆動する際のハーフブリッジに取って代わります。示されているように、パッドμＣ１５５７は、対応する圧電変換器１５６２ａおよび１５６２ｂをそれぞれ介して電流シンク１５７６および１５７５によって伝導される電流を制御するために使用されるＤ／Ａ変換器１５７３にデジタル振幅を出力する。圧電電流ＩＰＺ１およびＰＺ２、デジタル生成された超音波の周波数を制御するインバータ１５７１と１５７２によってパルスされます。
【０４０７】
ＵＳＰＢＴパッドの例が図９７に示されているインテリジェントＬＥＤパッドを含む１５８０が剛性基板１５８８を含む単一のＵＳＢソケット１５９８クロス部を含む上面図１５８１、下面図１５８４、及び側面図で示します。フレックスＰＣＢ１５８９、ＬＥＤ１５９１、センサー１５９０、圧電トランスデューサ１５９２ａおよび１５９２ｂ。ＬＥＤポリマーパッドカバー１５８１には、開口部１５９５とキャビティ１５９６、および保護用の透明なプラスチック１５８７が含まれます。ＬＥＤパッド１５８０には、突起１５８３のあるフレキシブルポリマー１５８１ｃの上部、突起１５８５のある下部フレキシブルポリマー１６８４が含まれます。
【０４０８】
オプションで、ＰＢＴ用のＬＥＤは、超音波圧電エミッターと組み合わせて、同時にまたは時間的に交互に駆動できます。（本明細書ＵＳＰＢＴと呼ぶ）は、超音波及びｐｈｏｔｏｂｉｏｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ治療の組み合わせアプリケーションは、瘢痕組織を破壊する超音波を使用して加速するＰＢＴを使用するのに有用であるレモヴァル死細胞。
【０４０９】
超低周波音療法
【０４１０】
超低周波音療法は組織マッサージに似ていますが、オーディオスペクトルよりも非常に低い周波数、通常は２０Ｈｚから１Ｈｚ以下で発生する点が異なります。低周波数を生成するためのアクチュエータは、比較的大きくなければならず、例えば、直径１０ｃｍであり、したがって、図８９のものと同様のワンドに含めるのに非常に適している。電磁石は、可動部分が非常に低い周波数で治療された組織を押すプランジャーまたは膜に取り付けられることを除いて、スピーカーと同様のボイスコイルドライバーによって置き換えられることを除いて。したがって、開示されたＰＢＴシステムは、超音波周辺機器をサポートするために直接互換性がある。超低周波音は、組織に深いマッサージを提供し、可動域と筋肉の弾力性を改善するのに役立つ低周波音を提供します。オプションで、ＰＢＴ用のＬＥＤは、超低周波音のボイスコイルアクチュエータと組み合わせて、同時にまたは時間的に交互に駆動できます。
【０４１１】
ＰＢＴＬＥＤ芽鼻／耳用
【０４１２】
ＰＢＴは経頭蓋行うことができるが、別のオプションは、近赤外、および青色スペクトルにおけるレーザまたはＬＥＤを使用して、直接鼻又は耳に光注入することです。デバイスなどは小さいです。自律したよう治療装置、デバイスはできる軽量なソフトウェアクライアントを使用する必要があり実行ほんの数前に−アルゴリズムを。あるいは、デバイスは、有線接続、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、または低電力ＷｉＦｉ８０２．１１ａｈを使用したユーザー制御モジュールからのデータストリーミングを採用する場合があります。ユーザー制御モジュールは、インテリジェントＬＥＤパッドのコントローラーと同じように動作するＰＢＴコントローラーと通信しますが、その出力はパッド内のＬＥＤを駆動せず、代わりにパッシブ電気信号としてＬＥＤバッドにストリーミングされるため、処理は実行されません。つま先の中で。したがって、開示されたＰＢＴシステムは、鼻および耳の治療のためのＰＢＴＬＥＤバッドをサポートするために直接互換性がある。鼻腔内および耳内（つまり耳内）のＰＢＴのもう１つの利点は、副鼻腔に感染している病原菌や細菌を殺す能力です。
【０４１３】
鍼治療用のＰＢＴＬＥＤスポット
【０４１４】
もう１つの小さなサイズのＬＥＤソースは、小さなＬＥＤまたはレーザーの「スポット」です。これは、鍼治療のポイントの上に体に取り付けられたコインサイズのパッドです。デバイスなどは小さく、バッテリー電源のスペースがありません。デバイスは、有線接続、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、または低電力ＷｉＦｉ８０２．１１ａｈを使用したユーザー制御モジュールからのデータストリーミングを採用する場合があります。ユーザー制御モジュールは、インテリジェントＬＥＤパッドのコントローラーと同じように動作するＰＢＴコントローラーと通信しますが、その出力はパッド内のＬＥＤを駆動せず、代わりにパッシブ電気信号としてＬＥＤ／レーザースポットにストリーミングされるため、処理はスポット内で実行されます。したがって、開示されたＰＢＴシステムは、鍼用ＬＥＤスポット用のＰＢＴＬＥＤバッドをサポートするために直接互換性がある。
【０４１５】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈヘッドフォン-医学的には治療的ではありませんが、リラクゼーションアプリケーションでは、ＰＢＴ治療波形に同期したＢｌｕｅｔｏｏｔｈを介して音楽をヘッドフォンにブロードキャストできます。開示されたＰＢＴシステムの波形合成能力を考えると、それは同期化された音楽およびＰＢＴ処理をサポートすることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２３Ｃ】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２６Ｃ】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８Ａ】
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【図４８Ｂ】
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【図４８Ｃ】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１Ａ】
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【図５１Ｂ】
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【図５２Ａ】
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【図５２Ｂ】
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【図５２Ｃ】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５Ａ】
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【図５５Ｂ】
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【図５６】
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【図５７Ａ】
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【図５７Ｂ】
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【図５８Ａ】
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【図５８Ｂ】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１Ａ】
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【図６１Ｂ】
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【図６２】
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【図６３Ａ】
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【図６３Ｂ】
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【図６３Ｃ】
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【図６３Ｄ】
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【図６３Ｅ】
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【図６３Ｆ】
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【図６３Ｇ】
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【図６３Ｈ】
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【図６４Ａ】
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【図６４Ｂ】
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【図６４Ｃ】
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【図６４Ｄ】
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【図６４Ｅ】
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【図６４Ｆ】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１Ａ】
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【図７１Ｂ】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１Ａ】
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【図８１Ｂ】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８Ａ】
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【図８８Ｂ】
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【図８８Ｃ】
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【図８８Ｄ】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１】
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【図９２Ａ】
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【図９２Ｂ】
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【図９３】
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【図９４】
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【図９５】
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【図９６】
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【図９７】
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【国際調査報告】
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