(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明ユニットであって、
該照明ユニットから光を放射させるように構成された1つ以上の発光ダイオード（LED）を含むLED部品；
1つ以上の発光ダイオードに電流を供給するように構成された該LED部品に接続されたLEDドライバ；
該照明ユニットの周囲から光を受け取って、該受け取った光に基づいて光強度信号を供給するように構成された光センサ；
駆動制御信号を該LEDドライバに供給するように構成されたLEDコントローラであって、該駆動制御信号が、該LED部品によって放射される光の強度が下げられる間欠期間を含む、該LEDコントローラ；及び
該駆動制御信号における該間欠期間と同期して該光センサからの該光強度信号を測定して、該測定された光強度を該LEDコントローラに供給するように構成された測定部品を含み、
該光強度信号の測定が、ランダムに繰り返されることを特徴とする前記照明ユニット。
【請求項２】
前記LED部品及び前記光センサが単一の電球の部品である、請求項1記載の照明ユニット。
【請求項３】
前記LEDコントローラが、前記測定光強度及びユーザーの設定に基づいて前記駆動制御信号を調整するように構成されている、請求項1記載の照明ユニット。
【請求項４】
前記照明ユニットを照明取付け具に取り付けて、外部電力を前記LEDドライバに結合するように構成されたハウジングを更に含む、請求項1記載の照明ユニット。
【請求項５】
前記ハウジングが、隆起反射型（BR）設計又はアルミめっき放物面反射型（PAR）設計を有する、請求項4記載の照明ユニット。
【請求項６】
前記ハウジングが、前記光センサ及び前記LED部品を含む、請求項4記載の照明ユニット。
【請求項７】
前記LEDが、1つ以上の有機発光ダイオード（OLED）を含む、請求項1記載の照明ユニット。
【請求項８】
前記LED部品が、異なる色の光を放射するLEDを含み、かつ該LED部品が、前記LEDドライバからの信号に基づいて該LED部品によって放射される光の色を変化させることができるように構成されている、請求項1記載の照明ユニット。
【請求項９】
前記LED部品が、放射される光の波長を変更することによって、又は放射される光をフィルタリングすることによって前記色を変化させることができるように構成されている、請求項8記載の照明ユニット。
【請求項１０】
前記光センサが、人間の眼の応答を近似する光強度信号を供給するように構成された明所センサを含む、請求項1記載の照明ユニット。
【請求項１１】
前記光センサが、フォトダイオード又はフォトレジスタを含む、請求項1記載の照明ユニット。
【請求項１２】
前記LED部品及び前記光センサが、該光センサによって直接受け取られる、該LED部品からの光の量を制限するように配置されている、請求項1記載の照明ユニット。
【請求項１３】
前記LEDコントローラが、パルス幅変調駆動制御信号を前記LEDドライバに供給して、前記1つ以上の発光ダイオードへの電流を交互にオン及びオフするように構成されている、請求項1記載の照明ユニット。
【請求項１４】
前記測定部品が、前記パルス幅変調駆動制御信号が前記1つ以上の発光ダイオードへの電流をオフにするときに前記光強度信号を測定するように構成されている、請求項13記載の照明ユニット。
【請求項１５】
前記LEDコントローラが、前記光強度測定が行われるときに前記1つ以上の発光ダイオードへの電流をオフにするよう、前記パルス幅変調駆動制御信号を修正するように更に構成されている、請求項14記載の照明ユニット。
【請求項１６】
前記パルス幅変調駆動制御信号を前記測定部品での前記光強度測定と同期させる測定同期信号を生成するように構成された同期機構を更に含む、請求項13記載の照明ユニット。
【請求項１７】
前記測定同期信号が、疑似ランダム信号を含む、請求項16記載の照明ユニット。
【請求項１８】
占有信号を前記測定部品に供給するように構成された占有センサを更に含み、前記測定部品が、該占有信号に基づいて前記LEDコントローラに占有測定値を供給するように更に構成されている、請求項1記載の照明ユニット。
【請求項１９】
非光環境センサを更に含み、前記照明ユニットが、該非光環境センサからの信号に基づいて前記LEDによって放射される光の色を調整するように構成されている、請求項1記載の照明ユニット。
【請求項２０】
照明ユニットから光を放射させるように構成された1つ以上の発光ダイオード（LED）を有するLED部品、及び該照明ユニットの周囲から光を受け取るように構成された光センサを含む該照明ユニットを作動させるための方法であって：
電流を該1つ以上のLEDに供給するステップ；
該LED部品によって放射される光の強度が下げられる間欠期間を含む駆動制御信号を用いて該1つ以上のLEDへの電流を制御するステップ；
該光センサによって受け取られた光に基づいて光強度信号を供給するステップ；及び
該駆動制御信号の該間欠期間と同期して該光センサからの該光強度信号の測定を行うステップを含み、
該光強度信号の測定を行うステップが、ランダムに繰り返されることを特徴とする前記方法。
【請求項２１】
前記光強度信号の測定値を用いて前記駆動制御信号を調整するステップを更に含む、請求項20記載の方法。
【請求項２２】
前記光強度信号の測定値を用いるステップが、前記LEDの輝度を変更するべきか否かを決定するために該測定値を処理するステップを含む、請求項21記載の方法。
【請求項２３】
前記駆動制御信号を調整するステップが、ユーザーの設定を受け取るステップ、及び該受け取ったユーザーの設定に従って該駆動制御信号を調整するステップを含む、請求項20記載の方法。
【請求項２４】
占有信号を供給するステップを更に含み；かつ
前記駆動制御信号を調整するステップが、該占有信号に基づいて該駆動制御信号を調整するステップを含む、請求項20記載の方法。
【請求項２５】
前記LEDによって放射される光の色を変化させるために前記駆動制御信号を調整するステップを更に含む、請求項20記載の方法。
【請求項２６】
前記駆動制御信号の前記間欠期間と同期して前記光センサからの光強度信号の測定を行うステップが、測定同期信号を生成するステップ、及び該測定同期信号に従って該測定を行うステップを含む、請求項20記載の方法。
【請求項２７】
前記測定同期信号に従って前記測定を行うステップが、前記駆動制御信号の1つ以上の間欠期間を修正するステップを含む、請求項26記載の方法。
【請求項２８】
電球であって、
受信する駆動信号に基づいて光を放射させるように構成された照明部品であって、該駆動信号が、該照明部品によって放射される光が弱められる間欠期間を含む、該照明部品；及び
該間欠期間の間に光を測定するように構成された、該電球と一体化された測定部品を備え、
該測定部品による光の測定が、ランダムに繰り返され、
ドライバが、測定された光及び光のレベルの設定に基づいて該駆動信号を修正するように構成されている、前記電球。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照及び優先権の主張）
本出願は、引用により全容が本明細書中に組み込まれている2013年5月31日出願の「エンクロージャ内の電球の光強度を調整するための方法（Method for adjusting light intensity of a lightbulb within the enclosure）」という名称の米国仮特許出願第61/956,028号；引用により全容が本明細書中に組み込まれている2013年5月31日出願の「照明の強度を測定して照明の強度を制御する電球の光センサ及びモーションの検出（Light sensor in a light bulb to measure and control the intensity of illumination and motion detection）」という名称の米国仮特許出願第61/956,029号；引用により全容が本明細書中に組み込まれている2013年8月5日出願の「電球の無線制御の方法（Method for wireless control of a light bulb）」という名称の米国仮特許出願第61/958,702号の優先権の利益を主張するものである。
【０００２】
（発明の技術分野）
本開示は、光源、詳細には周辺光の測定に基づいた光源の制御に関する。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
米国エネルギー情報局は、2011年には、家庭部門及び商業部門によって照明に使用される電気は、これらの両方の部門によって消費される総電気の約17％に等しく、かつ米国の総電気消費量の約12％に等しいと推定した。従って、照明によって消費されるエネルギーの節約は、今なお重要な優先事項である。
【０００４】
照明によって消費されるエネルギーを節約する1つの方法は、従来の白熱電球よりも効率的な電球を使用することである。例えば、小型蛍光灯（CFL）及び発光ダイオード（LED）は、白熱電球に相当する照明特性を提供するが、電力消費が少なく、かつ製品寿命が長い。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（概要）
システムは、一態様では、照明ユニットによって放射される光が一時的に暗くされる、又はオフにされる間欠期間と同期して周辺光を測定する該照明ユニットを提供する。従って、照明ユニットは、測定周辺光に基づいてそれ自体の全体の輝度を制御することができる。例えば、照明ユニットは、LEDを交互にオン及びオフするパルス幅変調信号によって駆動されるLEDを有することができ、かつ該LEDがオフの時に周辺光を測定することができる。別の態様では、システムは、標準の照明取付け具に取り付けることができ、かつ周辺光の条件に基づいてそれ自体の輝度を制御する自己制御照明ユニット、例えば、電球を提供する。
【０００６】
一般に、一態様では、システムは、一部として、照明ユニットから光を放射する1つ以上の発光ダイオード（LED）を有するLED部品、及び1つ以上の発光ダイオードに電流を供給する該LED部品に接続されたLEDドライバを含む該照明ユニットを提供する。照明ユニットは、光センサ、LEDコントローラ、及び測定部品を更に含む。光センサは、照明ユニットの周囲から光を受け取って、この受け取った光に基づいて光強度信号を供給するように構成されている。LEDコントローラは、駆動制御信号をLEDドライバに供給するように構成され、該駆動制御信号は、LED部品によって放射される光の強度が下げられる間欠期間を含む。測定部品は、駆動制御信号の間欠期間と同期して光センサからの光強度信号を測定して、測定光強度をLEDコントローラに供給するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図1は、本開示の一実施態様による照明システムを例示する概略ブロック図である。
【０００８】
【図２】図2は、一実施態様による照明ユニットを例示する概略ブロック図である。
【０００９】
【図３】図3は、一実施態様による照明ユニットの測定部品を例示する概略ブロック図である。
【００１０】
【図４】図4は、一実施態様による照明ユニットのLEDコントローラを例示する概略ブロック図である。
【００１１】
【図５】図5は、一実施態様による照明ユニットのLEDの間欠的な駆動のためのシステムを例示する概略ブロック図である。
【００１２】
【図６−７】図6及び図7は、異なる実施態様による照明ユニットの信号を例示する概略図である。
【００１３】
【図８】図8は、一実施態様による照明システムを作動させるための方法を例示する概略フローチャートである。
【００１４】
【図９Ａ−９Ｃ】図9A〜図9Cは、異なる実施態様による小型照明ユニットの実施を例示している概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（詳細な説明）
図1は、本開示の一実施態様による照明システム100を例示する概略ブロック図である。この照明システム100は、電源110、照明取付け具120、及び照明ユニット130を含む。電源110は、照明ユニット130を受容して所定の位置に保持するように構成された照明取付け具120を介して該照明ユニット130に電力を供給する。照明ユニット130は、受け取った電力を使用して光190を放射させる間欠光源132を含む。照明ユニット130は、周辺光計134、並びに照明取付け具120及び照明ユニット130が装着される位置における周辺光195のレベルを測定するために使用される同期機構136も含む。周辺光195の測定レベルに基づいて、照明ユニット130は、放射光190の輝度を調整する。従って、電源110から消費される電力を節約することができる。
【００１６】
照明ユニット130では、間欠光源132から放射される光190は、該光190が消される又は薄暗くされる比較的短い間欠期間を含めることによって調節され、かつ同期機構136は、周辺光計134による周辺光195の測定を光源132のこれらの間欠期間と同期させる。例えば、周辺光195のレベルは、間欠光源132が光190を放射しない短い期間の間に周辺光計134によって測定することができる。有利なことに、間欠期間は、人間の眼が、放射光190が消えることに（間欠期間の影響は平均輝度のレベルの低下として人間の眼で検出され得るが）直接は気付かないように十分に短くすることができる。
【００１７】
照明システム100では、放射光190の間欠調節及び周辺光195の同期測定を、所定の計画に従って、例えば、周期的又はランダムに繰り返すことができる。従って、周辺光195を、放射光190が消えている期間中に測定が行われる（観察が、典型的には光がオンである期間中に行われる「通常の」ストロボスコープとは対照的な）「逆」ストロボスコープにやや類似した方式で測定することができる。この「ストロボスコープ」技術を用いることにより、照明ユニット130は、周辺光195のレベルを確実に測定して、測定された周辺光195に基づいて放射光190の輝度を効率的に調整することができる。
【００１８】
照明ユニット130の電力は、電源110から受け取る。電源110は、例えば、標準の電力出力からAC電力を供給することができる。一実施では、電源110は、60Hzの120V AC電力を供給する。あるいは、電源110は、50Hzの220V AC電力、又は特定の場所で従来使用されているその他のAC電力を供給することができる。例えば、電源110は、該電源110によって供給される電圧又は電流のユーザーによる手動での変更を可能にする調光回路（不図示）を備えることができる。従って、照明システム100は、このような従来の外部電力が利用可能なあらゆる場所に設置することができる。あるいは、電源110は、例えば、電池又はソーラーパネルからDC電力を供給することができる。従って、照明システムは、標準の電力出力から離れて設置することができる。電源110は、照明取付け具120とは別個に示されているが、該電源110は、例えば、照明システム100に外部電源が全く必要ないように電池又はソーラーパネルを使用することによって、照明取付け具120内に取り付けることができる。
【００１９】
照明ユニット130は、照明取付け具120によって所定の位置に保持される。例えば、照明取付け具120は、ビル内の常置場所に設置することができ、かつ照明ユニット130のハウジングの一致する口金部を受容するように構成することができる。一実施では、照明取付け具120は、ユーザーによって照明ユニット130を容易に交換できるように構成されている。例えば、照明取付け具120は、従来の電球を受容して保持するように構成された標準化照明取付け具を含むことができ、かつ照明ユニット130は、一致する口金、例えば、これらの従来の照明取付け具の受容部に一致するように構成された、螺旋溝（「エジソンねじ」、例えば、E10、E14、もしくはE27）又はツイストロック機構（「差し込みピン」）を備えた口金を有することができる。特定の実施態様では、照明ユニット130は、従来の電球ハウジングで実施することができ、このようなハウジングには、一般型（Aシリーズ）、反射型（Rシリーズ）、隆起反射型（BRシリーズ）、アルミめっき放物面反射型（PARシリーズ）、球型（Gシリーズ）、管型、又はその他の従来の設計（例えば、BA、CA、ER、F、FL、P、PR、PL、PSシリーズ）が含まれる。標準化照明取付け具120を使用することにより、従来の照明システムの配線を一切交換することなく、従来の電球を照明ユニット130に単純に交換することによって照明システム100を取り付ける便利な方法が提供される。あるいは、照明取付け具120は、照明ユニット130を受容して保持するように特別に構成された、非従来型の照明取付け具を含み得る。他の実施では、照明ユニット130は、照明取付け具120の代わりに携帯可能な構造によって保持することができる。
【００２０】
照明取付け具120は、外部電源110と照明ユニット130との間を電気接続するように更に構成されている。例えば、照明取付け具120は、AC電力又はDC電力の2点電気接点を提供するように構成することができる。照明取付け具120は、例えば、照明ユニット130の輝度を制御するために追加の電気接点も提供することができる。代替の実施では、照明取付け具120は、他の電気部品、例えば、内部電源、AC/DC変換器、又は他の電源回路を備えることができる。
【００２１】
照明ユニット130は、間欠光源132からの放射光190を供給する。光源132は、発光ダイオード（LED）、有機LED（OLED）、レーザーダイオード（LD）、又は輝度が短期間、実質的に下げられる（例えば、消される）間欠光190を放射することができるその他の光源を含み得る。有利なことに、放射光190の中断は、該放射光190がないことに人間の眼によって直接は気付かれないように制限することができる。例えば、光190は、人間の眼が平均輝度だけには気付くが、それぞれのオフ期間からの一切のちらつき効果には気付かないように1秒当たり数百又は数千の間欠期間を有することができる。人間の知覚が低い妥当性を有する代替の実施では、放射光190は、より長い期間中断することができる。
【００２２】
周辺光計134は、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトレジスタ、又は周辺光195のレベルを示すために電気信号を供給することができるその他の受光素子を備えることができる。周辺光計134は、該周辺光計134の「視野」を制限して、放射光190が該周辺光計134に直接進入するのを防止する「壁」又は［フェンス」又はいくつかの光学素子を備えることができる。しかしながら、放射光190は、照明ユニット130の近傍の物体によって反射され得、このような反射光は、周辺光計134に進入して周辺光測定の結果を変更し得る。このような反射物体の配置が、しばしば、照明システム130の設置前に分かっていないため、付随する反射光を設計段階で容易に考慮することができず、周辺光計134の測定値が、信頼できなくなり得る。
【００２３】
信頼できる周辺光測定を提供するために、照明ユニット130は、周辺光測定を光源132の間欠期間と同期させる同期機構136を含む。例えば、同期機構136は、（「逆」ストロボスコープ類似性に基づいて、「ストロボ」信号と呼ばれることもある）同期信号を供給することができ、これにより、光源132が一時的にターンオフされると共に、このターンオフ期間中に周辺光計134によって周辺光195のサンプルが取得される。あるいは、又はこれに加えて、間欠光源132は、それ自体の独立したターンオフ期間（例えば、デューティサイクル）を有することができ、かつ同期機構136は、周辺光計134に周辺光195のサンプル測定値を取得させるためにこれらのターンオフ期間のいくつかを選択することができる。従って、照明ユニット130は、周辺光195を確実に測定して、放射光190を適切に調整することができる。
【００２４】
図2は、一実施態様による照明ユニット200を例示する概略ブロック図である。照明ユニット200は、照明システム、例えば、図1に示されている照明システム100に使用して、該照明ユニットの近傍の周辺光のレベルに従って輝度を調整することができる光を放射する。例えば、照明ユニット200は、追加の配線を一切用いずにエネルギーを節約するために、従来の電球のハウジングで実施して従来の照明取付け具に取り付けることができる。照明ユニット200はまた、特殊な用途又は携帯型照明システムのために非標準ハウジングで実施することもできる。
【００２５】
照明ユニット200は、電源回路210、照明コントローラ220、LEDドライバ230、LED部品240、及び光センサ250を含む。電源回路210は、外部電力205を受け取り、この電力を、照明コントローラ220、LEDドライバ230、及び光センサ250のそれぞれに対応する適切な形態に変換する。照明コントローラ220は、光センサ250から光強度信号を受信して、該受信した光強度信号に基づいてLEDドライバ230を制御する。LED部品240は、光を放射する1つ以上の発光ダイオード（LED）を含み、かつLEDドライバ230は、照明コントローラ220からの制御に従って電源回路210から該LED部品240に電力を供給する。
【００２６】
電源回路210は、照明ユニット200の各要素に適切な電力を供給するために1つ以上の電力変換器、例えば、整流器及びスイッチング電源回路を含むことができる。例えば、電源回路210は、整流器用のダイオード及びコンデンサ、並びにスイッチング電源回路用の高周波発振器、スイッチングコントローラ、及び1つ以上の電力スイッチ、例えば、パワーMOSFETを含むことができる。電源回路210は、例えば、プリント回路基板で実施することができる。
【００２７】
一実施では、外部電力205は、50〜60Hzの100〜250ボルトのAC電力を含み、かつ電源回路210は、受け取ったAC電圧をDC電圧に整流する整流器、例えば、ブリッジ整流器を含む。電源回路210は、整流されたDC電圧を、駆動電圧、例えば、LEDドライバ230に供給される約140ボルトのDC電力、並びに照明コントローラ220及び光センサ250に電力供給するために使用される低い電圧、例えば、約3ボルトのDC電力に変換する電圧レギュレータも含む。代替の実施では、外部電力205は、DC電力を含むことができ、かつ電源回路210は、このDC電力を、LEDドライバの駆動電圧レベル、並びに照明コントローラ220及び光センサ250によって必要とされる1つ以上の低いレベルの電圧に変換することができる。
【００２８】
LEDドライバ230は、電源回路210からの駆動電力を使用して、LED部品240のLEDを駆動させて制御下で光を放射させる。例えば、LEDドライバ230は、LED部品のLEDを流れて特定の輝度で光を放射させる特定の電流を設定し、かつ維持することができる。あるいは、又はこれに加えて、LEDドライバ230は、LED部品240のLEDを流れる電流を間欠的にオン又はオフすることができ、従って、間欠的な光の放射を生成する。このような間欠的な光の放射は、LEDの寿命を延ばし、かつLED部品によって放射される光から干渉されずに周辺光を正確に測定することができる期間を提供することができる。
【００２９】
光センサ250は、1つ以上のフォトセンサ、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトレジスタ、又は周辺光のレベルを示すために光強度信号を供給することができるその他の受光素子を備えることができる。典型的には、光センサ250は、該光センサが、どの程度速い変化を検出できるかを特徴付ける減衰時間を有する。減衰時間よりも速く起こる変化は、直接検出されないが、その平均値によってのみ検出される。減衰時間は、例えば、光センサ250に使用されるフォトセンサにより、約100マイクロ秒（μs）から約数百マイクロ秒（μs）の範囲であり得る。例えば、光センサは、約100μs〜約500μsの範囲の減衰時間を有し得る。減衰時間は、光センサ250の環境にも依存し得る。例えば、光センサ250が、光が反射面によって周りに「跳ね返され」得る表面に近いと、減衰時間は増加する。照明ユニット200では、照明コントローラ220は、周辺光の測定を改善するためにセンサ250の減衰時間を考慮することができる。例えば、照明コントローラ220は、光センサ250の減衰時間に基づいて、周辺光の測定のための間欠期間を提供することができる。
【００３０】
光センサ250は、広帯域又は狭帯域スペクトル応答も有し得る。例えば、光センサ250は、人間の眼の応答を近似するように設計された明所視応答を有し得る。光センサ250が、人間のよりも広い又は狭いスペクトル応答を有すると、照明コントローラ220は、人間によって知覚された輝度に測定された輝度を近似させるために適切な補正を加えることができる。あるいは、照明コントローラ220は、人間の知覚の補正を一切行わない。例えば、照明ユニット200は、所望のレベルの輝度に設定する直接ユーザーコントロールを有することができ、かつ照明コントローラ220は、その輝度レベルを維持するように構成されている。また、照明ユニット200は、人間の知覚が重要でない用途に使用することができる。
【００３１】
光センサ250は、該光センサ250の「視野」を制限する「壁」又は［フェンス」又はいくつかの光学素子を備えることができる。例えば、光センサ250は、それぞれ異なる「視野」を有するように構成された複数のフォトセンサ備えることができる。例えば、異なるセンサは、異なる方向から信号を受信することができる。あるいは、異なるセンサは、異なる距離からの光を収集するために対応する光学素子を有することができる。
【００３２】
照明コントローラ220は、LEDコントローラ222、測定部品224、及び同期機構226を備える。測定部品224は、光センサ250から1つ以上の光強度信号を受信し、この受信した光強度信号に基づいて周辺光測定値225を生成する。測定部品224は、周辺光測定値225をLEDコントローラ222に供給し、該LEDコントローラ222は、周辺光測定値225に基づいてLEDドライバ230を制御する駆動制御信号を生成する。LEDコントローラ222は、LEDドライバ230に命令を出してLED部品240を間欠期間、オフにするように構成されている。同期機構226は、周辺光測定225が行われる時間をLED部品240の間欠期間に同期させるように構成されている。
【００３３】
一実施では、同期機構226は、光センサ250からの光強度信号の測定（サンプリング）の時間を決めるために測定部品224によって使用される測定同期信号を生成する。（上記のように、このような測定同期信号は、「逆」ストロボスコープ類似性に基づいて「ストロボ」信号と呼ばれることもある。）同期機構226はまた、測定同期信号をLEDコントローラ222に供給して、測定部品224が光センサ250からの光強度信号のサンプルを取得するときにLED部品240の一時的なターンオフを発生させる。一実施では、同期機構226は、光センサ250の減衰時間に基づいて決定される継続時間を有する、LED部品240の一時的なターンオフ期間を発生させるように構成することができる。例えば、測定部品224は、光センサ250の減衰を測定することができ、かつ照明コントローラ220は、測定された減衰に基づいて、同期機構226によって発生させられる一時的なターンオフ期間を調整することができる。
【００３４】
同期機構226は、所定のスキームに従って測定同期信号を生成することができる。例えば、同機構226は、照明ユニット200が使用される特定の適用例によって1秒の何分の1から数秒の範囲とすることができる適切に選択される期間を有する周期的測定同期信号を生成することができる。照明ユニット200が周期的AC外部電力205を受け取ると、同期機構226は、周期的測定同期信号を周期的AC外部電力205と同期させることができる。あるいは、又はこれに加えて、同期機構226は、ランダム測定同期信号を生成することができる。このようなランダム測定は、他の光源が周辺光測定を歪め得る周期的変動を有する可能性のある環境で使用することができる。
【００３５】
測定同期信号に従ってLED部品240をターンオフする代わりに、又はターンオフすることに加えて、LEDコントローラ222は、それ自体の独立したターンオフ期間を有することができ、かつ同期機構226は、測定部品224に、光センサ250からの光強度信号のサンプル測定値225を取得させるためにこれらのターンオフ期間のいくつかを選択することができる。従って、照明ユニット200は、周辺光を確実に測定して、LED部品240によって放射される光を適切に調整することができる。
【００３６】
図3は、一実施態様による照明ユニットの測定部位品300を例示する概略ブロック図である。測定部品300は、例えば、図2に示されている照明ユニット200の照明コントローラ220で実施することができる。代替の実施では、測定ユニット300は、照明ユニットとは別個に、例えば、照明取付け具で実施することができる。
【００３７】
測定部品300は、光強度信号330及び測定同期（ストロボ）信号320に基づいて測定光強度サンプル315を供給する周辺光測定要素310を備える。測定部品300は、例えば占有検出器又は化学検出器からの他の信号に基づく他の測定のための要素340も備える。測定光強度サンプル315は、LEDコントローラ、例えば、図2に示されているLEDコントローラ222に周辺光測定値を供給して、放射光の輝度を調整することができる。他の測定のための要素340もまた、測定サンプルをLEDコントローラに供給して、放射光の調整に使用することができる。
【００３８】
周辺光測定要素310は、同期機構、例えば、図2に示されている同期機構226から測定同期信号320を受信することができる。周辺光測定要素310は、同期信号320における所定の事象を認識して、このような所定の事象に応答して光強度信号330のサンプル315を取るように構成することができる。例えば、周辺光測定要素310は、同期信号320の立ち下がりエッジ又は立ち上がりエッジを認識して、このようなエッジの検出に応答して光強度信号330のサンプル315を取るように構成することができる。あるいは、周辺光測定要素310は、同期信号320の所定の電圧レベルを認識して、このような所定のレベルの検出に応答して光強度信号330のサンプル315を取るように構成することができる。周辺光測定要素310は、更なる一切の遅延なしで、又は同期信号320における事象が検出された後の所定の遅延で、光強度信号330のサンプル315を取ることができる。一実施では、サンプルを取るための遅延は、光強度信号330を受け取る光センサの減衰特性に基づいて決定される。
【００３９】
周辺光測定要素310は、照明ユニットによって放射される光を調整するために、測定光強度サンプル315を別の部品、例えば、LEDコントローラに供給することができる。測定光強度信号315は、測定に関連した追加情報を備え得る。例えば、追加情報は、光強度信号330を供給する光センサのスペクトル応答を示すことができる。あるいは、周辺光測定要素310は、同期信号320における異なる種類の事象（例えば、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両方）に応答してサンプル315を取って、特定のサンプルと共に関連した種類の事象を提供することができる。あるいは、周辺光測定要素310は、同期信号320の特定の事象とは異なる遅延でサンプルを取り、これらのサンプルと共に関連した遅延を提供することができる。周辺光測定要素310はまた、異なる遅延で測定されたサンプル315の減衰を決定して、サンプル315と共に計算減衰を提供することができる。あるいは、又はこれに加えて、計算減衰を使用して同期信号320を調整して、サンプルを取る前に全ての一時的な影響を排除するための十分な時間を提供することができる。
【００４０】
他の測定のための要素340は、追加のセンサ、例えば、占有センサ、化学センサ、温度センサ、又は湿度センサから他の強度信号345を受信することができる。例えば、モーションセンサ又は赤外線センサからの信号345は、そのセンサの近傍の占有についての測定情報340を提供することができる。あるいは、一酸化炭素（CO）センサ又は二酸化炭素（CO2）センサの近傍の環境の安全についての測定情報340を提供するために、該センサから信号345を受信することができる。
【００４１】
図4は、一実施態様による、光を生成するLEDを含む照明ユニットのためのLEDコントローラ400を例示する概略ブロック図である。例えば、LEDコントローラ400は、図2に示されている、LEDドライバ230を制御する照明ユニット200の照明コントローラ220で実施することができる。代替の一実施では、LEDコントローラ400は、照明ユニットとは別個に、例えば、照明取付け具で実施することができる。
【００４２】
LEDコントローラ400は、パルス幅変調（PWM）信号発生器410、測定及び制御論理420、電流コントローラ430、及び抑止装置（inhibitor）440を備える。測定及び制御論理420は、測定光強度サンプル460及び任意選択の他のサンプル470を受け取り、これらのサンプルを使用してPWM信号発生器410のための1つ以上のタイミングパラメータ415及び電流コントローラ430のための1つ以上の振幅パラメータ435を生成する。タイミングパラメータ415及び振幅パラメータ435に基づいて、PWM信号発生器410及び電流コントローラ430は、LEDドライバのための駆動制御信号480を生成する。LEDコントローラ400の抑止装置440は、同期信号450を受信して、この受信した同期信号450を使用して、PWM信号発生器410に命令を出して、間欠期間の光の放射を抑止する駆動制御信号480を生成する。光が放射されないこのような間欠期間を使用して、周辺光のレベルをより正確に測定することができる。
【００４３】
PWM信号発生器410は、タイミングパラメータ415に基づいてLEDをオン及びオフする交番駆動制御信号480を生成することができる。一実施では、PWM信号発生器410は、周期的な矩形信号を生成し、かつタイミングパラメータ415は、周期的な信号の周波数及び対応するデューティ比を決定する。デューティ比は、周期的な信号の範囲内でのオン期間の継続時間とオフ期間との継続時間の割合である。従って、タイミングパラメータ415は、PWM駆動制御信号480のデューティ比を決定し、次にこのデューティ比が、駆動されるLEDの全体又は平均の輝度を決定する。特定の実施態様では、周期的なPWM駆動制御信号480は、数百Hz又は数百kHzの周波数（即ち、1秒当たりの周期数）を有することができる。例えば、PWM駆動制御信号480の周波数は、約100Hz〜約100kHzとすることができる。代替の実施では、PWM信号発生器410は、非周期的な駆動制御信号480、例えば、所望の平均周波数及び平均デューティ比を有する疑似ランダム交番信号を生成することができる。
【００４４】
PWM信号発生器410は、抑止装置440からの信号も受信する。抑止装置440は、同期信号450によって決定される期間に亘ってPWM駆動制御信号480をオフ位置にすることによって該PWM駆動制御信号480を抑止するように構成されている。一実施では、抑止装置440は、同期信号450の所定の事象を認識して、このような所定の事象に応答してPWM駆動制御信号480を阻止するように構成されている。例えば、抑止装置440は、同期信号450の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを認識して、同期信号の立ち上がりエッジと続く立ち下がりエッジとの間のPWM駆動制御信号480を阻止するように構成することができる。あるいは、抑止装置440は、同期信号450の電圧レベルを検出して、この検出電圧がこのような所定のレベルよりも高い間はPWM駆動制御信号480を阻止するように構成することができる。抑止装置440は、同期信号450の対応する事象（例えば、立ち上がりエッジ）の検出後に、所定の期間に亘ってPWM駆動制御信号480を阻止することもできる。阻止の所定の期間は、時間、例えば、周辺光の測定に必要な典型的な光センサの減衰時間に基づいて選択することができる。従って、オフ期間の間、LEDは光を放射せず、周辺光をより正確に測定することができる。
【００４５】
発生器410からのPWM信号に加えて、駆動制御信号480は、振幅パラメータ435に基づいて電流コントローラ430によって生成される電流制御信号を含み得る。電流コントローラ430からの電流制御信号は、LEDを通過する電流を決定するように構成され、従って、LEDの輝度を制御するのに使用することができる。一実施では、PWM信号を使用して、LEDをオン及びオフし、かつ電流制御信号を使用して、該LEDがオンのときに該LEDを通過する電流を制御する。従って、LEDによって放射される光の輝度は、例えば、周辺光のレベルに従って放射光を薄暗くする特定の適用例に応じて、又はユーザー入力による命令として、容易に制御することができる。
【００４６】
測定及び制御論理420は、周辺光のレベルを示すことができる測定光強度サンプル460を受け取り、そして受け取ったサンプル460及び基準設定425に基づいて、PWM信号発生器410のタイミングパラメータ415を決定する。任意選択で、測定及び制御論理420は、電流コントローラ430の振幅パラメータ435を決定することもできる。測定及び制御論理420は、周辺光強度サンプル460と特定の実施に必要なタイミングパラメータ415との間の関数関係を実施することができる。
【００４７】
一実施では、測定及び制御論理420は、受け取った光強度サンプル460の代表値、例えば、平均値を決定して、これらの代表値を使用して、タイミングパラメータ415によってPWM駆動制御信号480のデューティ比を調整する。例えば、測定及び制御論理420は、最新の光強度サンプル460の所定数（例えば、5〜10のサンプル）の移動平均に基づいて代表値を計算することができる。移動平均の代わり、又はこれに加えて、測定及び制御論理420は、他のフィルタ、例えば、メジアンフィルタを使用して、光強度サンプルの代表値を決定することができる。次いで、測定及び制御論理420は、サンプル460の代表値を対応する基準設定425と比較してタイミングパラメータ415を決定し、これにより、所望の照明が制御LEDによって提供される。
【００４８】
特定の実施態様では、測定及び制御論理420は、光強度サンプル460の代表値が基準設定425によって決定される基準レベルよりも高い、従って、周辺光が十分な照明を提供することを示す場合に、制御LEDをオフにするよう、タイミングパラメータ415を設定するように構成されている。他方、周辺光強度サンプル460の代表値が基準設定425によって決定される基準レベルよりも低いと、タイミングパラメータ415は、高いデューティ比（即ち、「オン」時間が多い）を提供するように設定されている。従って、制御LEDは、周辺光が弱いときはより多くの光を放射する。測定及び制御論理420は、測定周辺光強度とLEDコントローラ400によって制御されるLEDのデューティ比（従って、輝度）との間の反比例関係を実施することができる。この反比例関係は、線形とすることもできるし、又はいくつかの他の単調な関数形式を有することもできる。あるいは、又はタイミングパラメータ415に加えて、測定及び制御論理420は、所望の照明を達成するために振幅パラメータ435を設定するように構成することができる。
【００４９】
測定及び制御論理420における基準設定425は、測定光強度サンプル460と駆動制御信号480のための対応するタイミングパラメータ415及び振幅パラメータ435との間の関数関係を定義するために使用することができるパラメータ、例えば、1つ以上の基準周辺光のレベルを表す。基準設定425は、プリセット値又はユーザーによって設定される値を有することができる。例えば、LEDコントローラ400は、有線接続又は無線接続を介した照明スイッチの手動制御により、ユーザーの設定を受け取ることができる。LEDコントローラはまた、制御装置、例えば、照明レベルを制御するソフトウェアアプリケーションを実行しているコンピュータから設定を受け取ることもできる。あるいは、LEDコントローラ400は、所望の光のレベルを設定するユーザー入力を受け取る手動操作スイッチ又はボタンを含む照明ユニットで実施することができる。
【００５０】
一実施では、測定及び制御論理420は、光強度サンプル460に関連した追加情報を受け取る。例えば、追加情報は、後に測定される一連の光強度サンプル460間の相対遅延を含み得る。あるいは、追加情報は、周辺光の強度を測定するために使用された光センサのスペクトル（帯域幅）特性又は動的（減衰）特性を特徴付けることができる。従って、測定及び制御論理420は、この追加情報を用いて駆動制御信号480を調整するように構成することができる。例えば、光強度サンプル460を処理して、狭帯域センサ又は遅い光センサの望ましくない影響を補正することができる。一実施では、測定及び制御論理420は、異なる遅延を有する同じ間欠オフ期間中に測定される後のサンプル460から光センサの減衰を計算するように構成されている。
【００５１】
測定及び制御論理420はまた、例えば、占有検出器又は化学検出器から、他の測定サンプル470を受け取とり、これらのサンプル470を使用してタイミングパラメータ415及び振幅パラメータ435を調整し、制御LEDによって放射される光を変更することもできる。例えば、測定及び制御論理420は、サンプル470が、誰も周りにいないことを示す占有検出器からの測定値を含む場合は、制御LEDをオフにすることができる。あるいは、測定及び制御論理420は、サンプル470が、危険な化学物質が周りに存在し、従って、その環境が安全でないことを示す化学検出器からの測定値を含む場合は、警告を発するために制御LEDの輝度又は色を目に見えるように周期的に変更することができる。
【００５２】
図5は、一実施態様による、照明ユニットにおけるLEDの間欠駆動のためのシステム500を例示する概略ブロック図である。システム500は、例えば、図2に示されている照明ユニット200で実施することができる。代替の実施では、システム500は、照明ユニットと照明取付け具との組合せで実施することができる。
【００５３】
システム500は、LEDドライバ530を介してLED部品520に電力を供給して光590を放射させる電源回路510を含む。システム500では、LEDドライバ530は、LED部品520によって電流、従って、放射光590の輝度を制御する駆動制御信号550を受信する。特に、LED部品、LEDドライバ530、及び駆動制御信号550は、短時間の間、放射光590の輝度が低下する、例えば、オフになる間欠期間を生成するように構成されている。このような間欠駆動システム500は、オフ期間中に正確な周辺光の測定値を供給することができる。駆動電流は連続的に流れないため、間欠駆動システム500は、LED部品520のLEDの寿命を延ばすこともできる。
【００５４】
LED駆動システム500では、LED部品520及びLEDドライバ530は、電源回路510に直列に結合される。電源回路510は、DC電流がLED部品520及びLEDドライバ530を流れて該電源回路510に戻るようにLED部品520にDC電力を供給する。例えば、電源回路510は、壁コンセントからの標準AC電力、例えば、60Hzの120V AC電力を変換して、約100V〜約200Vの範囲のDC電力を供給することができる。あるいは、電源回路510は、携帯型電源、例えば、電池又はソーラーパネルからDC電力を供給することができる。
【００５５】
LED部品520は、DC電流が流れると光590を放射する1つ以上のLEDを備える。部品520のLEDは、半導体構造、例えば、GaN又はGaAs系のLED、又は有機発光ダイオード（OLED）を含み得る。特定の実施では、LED部品520は、白色光、又は特定の実施で必要な任意の着色光を提供することができる。例えば、LED部品520は、特定の色温度を有する光を放射するために組み合わせることができる異なる色のLEDを備えることができる。従って、LED部品520は、色温度変化を提供することができる。
【００５６】
LEDドライバ530は、LED部品520と直列に結合されたスイッチ534を備える。一実施態様では、スイッチ534は、DC電流を効率的にオン及びオフすることができるパワーMOSFETを含む。代替の実施では、スイッチ534は、その他の電源スイッチ、例えば、ダイオード、JFET、IGBT、BJT、サイリスタを含み得る。スイッチ534は、駆動システム500の特定の部分に例示されているが、その他の位置、例えば、電源回路510に配置して、LED部品520をオフにする同じ機能を果たすこともできる。例えば、スイッチは、変圧器の一次巻線に接続することができ、LEDは、変圧器の二次巻線に接続することができる。
【００５７】
スイッチ534は、パルス幅変調（PWM）駆動制御信号552に従ってオン又はオフされる。従って、スイッチ534がPWM信号552によってオンにされると、電源510からのDC電流が、LED部品520を流れることができるが、スイッチ534がPWM信号によってオフにされると電流はLED部品520を全く（又は最小限しか）流れない。PWM駆動制御信号552は、放射光590のそれぞれの間欠オフ期間が人間の眼によって直接は観察されないように、高周波数（例えば、1〜100kHz）でLED部品520をオン及びオフすることができる。代わりに、人間の眼は、PWM駆動制御信号のデューティ比に比例する平均輝度しか認識しない。
【００５８】
LED駆動システム500のLEDドライバ530は、スイッチ534及びLED部品520に直列に結合された電流シンク538も備える。電流シンク538は、LED部品520を流れて電源回路510に戻る電流の量を制御するように構成されている。特に、電流シンク538は、電源回路510に戻ることができるDC電量の量を決定する電流制御駆動信号554を受信する。LED部品520のLEDの輝度は、DC電流の量によって決まるため、電流制御駆動信号554は、放射光590の輝度を制御するために使用することもできる。あるいは、又はこれに加えて、電流源又は他の電流制限回路を使用して、LED部品520を流れるDC電流の量を制御することができる。
【００５９】
図6は、一実施態様による、時間の関数であるパルス幅変調（PWM）駆動制御信号610、測定同期信号620、及び光強度信号630のトレースを例示する概略図を含む。PWM駆動制御信号610及び測定同期信号620は、照明コントローラ、例えば、図2に示されている照明ユニット200の照明コントローラ220によって生成することができ、光強度信号630は、照明ユニットの光センサ、例えば、図2に示されている照明ユニット200の光センサ250によって生成することができる。例えば、PWM駆動制御信号610は、LEDドライバ230を制御するためにLEDコントローラ222によって生成することができ、かつ測定同期信号620は、同期機構226によって生成することができる。
【００６０】
信号610、620、及び630は、測定同期信号620を用いたPWM駆動制御信号610と光強度信号630の周辺光測定（サンプリング）660との同期の実施を例示している。PWM駆動制御信号610は、特定のデューティ比に従って駆動LEDをオン・オフするために規則的なターンオン期間614及びターンオフ期間616を含み、従って、一致する平均輝度を有する光を間欠的に放射する。PWM駆動制御信号610は、周辺光測定660が行われるときに光が一切放射されないように駆動LEDをオフにする測定ターンオフ期間640も含む。
【００６１】
光強度信号630のトレースは、PWM駆動制御信号610によって放射光をオン及びオフする結果として光センサからの信号がどのように変化するかを例示している。例えば、光が、ターンオフ期間640の最初にオフにされると、光強度信号630は、周辺光のレベル636への漸進的な減衰634を示す。光が、ターンオフ期間640の終了時にオンにされると、光強度信号630は、高い光強度への漸進的な増加を示し、これは周辺光に加えて、駆動LEDによって放射される光も、光センサによって検出されることを示唆している。光強度信号630は、光がオフにされてオンにされる次のターンオフ期間616での同様の漸進的な低下及び増加特性を示している。
【００６２】
測定ターンオフ期間640は、測定同期信号620の立ち上がりエッジ622によって開始される。立ち上がりエッジ622は、ターンオフ期間640の継続時間に一致する所定の継続時間に亘ってPWM駆動制御信号610を抑止する。測定同期信号620の次に来る立ち下がりエッジ624は、光強度信号630の測定（サンプリング）660を開始させる。同期信号620の立ち上がりエッジ622と立ち下がりエッジ624との間の時間遅延は、LED駆動信号610の測定ターンオフ期間640の所定の継続時間よりも短い。従って、同期信号の立ち下がりエッジによって開始される測定660は、光がまだオフのときに行われる。更に、同期信号620の立ち上がりエッジ622と立ち下がりエッジ624との間の時間遅延は、光強度信号630の減衰時間よりも長い。このため、測定660は、周辺光のレベル636を正確に表すことができる。
【００６３】
図7は、別の実施態様による、時間の関数であるパルス幅変調（PWM）駆動制御信号710、測定同期信号720、及び光強度信号730のトレースを例示する概略図表を含む。PWM駆動制御信号710及び測定同期信号720は、照明コントローラ、例えば、図2に示されている照明コントローラ220によって生成することができ、光強度信号730は、照明ユニットの光センサ、例えば、図2に示されている照明ユニット200の光センサ250によって生成することができる。例えば、PWM駆動制御信号710は、LEDドライバ230を制御するためにLEDコントローラ222によって生成することができ、かつ測定同期信号720は、同期機構226によって生成することができる。
【００６４】
信号710、720、及び730は、測定同期信号720を用いた光強度信号730の周辺光測定760とPWM駆動制御信号710との同期の実施を例示している。PWM駆動制御信号710は、特定のデューティ比に従って駆動LEDをオン及びオフするためにターンオン期間714及びターンオフ期間716を含み、従って、一致する平均輝度を有する光を間欠的に放射する。PWM駆動制御信号710は、周辺光測定760が行われるときに光が一切放射されないようにLED部品をオフにする測定ターンオフ期間740も含む。
【００６５】
光強度信号730のトレースは、放射光をオン及びオフする結果として光センサからの信号がどのように変化するかを例示している。図7の例では、ターンオフ期間740の前は、光がオン及びオフにされるため、光強度信号730は、光センサが比較的遅く、かつ平均照明レベルのみを測定することを示唆する実質的に一定の値を有する。測定ターンオフ期間740の開始時に、光強度信号730は、周辺光のレベル736への遅い漸進的な減衰734を示している。光が、ターンオフ期間740の終了時にオンにされると、光強度信号730は、高い光強度への漸進的な増加を示し、周辺光に加えて、LED部品によって放射される光も、光センサによって検出されることを示唆している。光強度信号730は、図6の例の光強度信号630とは異なり、それぞれのターンオフ期間716の継続時間が光強度信号730を生成する光センサの特徴的な減衰時間よりも短いため、該ターンオフ期間716を検出することができない。
【００６６】
測定ターンオフ期間740は、測定同期信号620の立ち上がりエッジ722によって開始される。立ち上がりエッジ722は、同期信号720の続く立ち下がりエッジ724までPWM駆動制御信号710を抑止する。測定同期信号720の立ち上がりエッジ722はまた、所定の遅延の後に光強度信号730の測定（サンプリング）760を開始させる。立ち上がりエッジ722と測定760との間の時間遅延は、ターンオフ期間740中のLED駆動信号710を抑止する同期信号720の立ち上がりエッジ722と立ち下がりエッジ724との間の時間よりも短くなるように構成されている。従って、同期信号720の立ち上がりエッジ722によって開始される測定760は、光がまだオフのときに行われる。更に、立ち上がりエッジ722と測定760との間の時間遅延は、光強度信号730の減衰時間よりも長い。このため、測定760は、周辺光のレベル736を正確に表すことができる。
【００６７】
代替の実施では、測定760は、光強度信号730が周辺光値736に完全に落ち着く前に行うことができ、測定値は、光強度信号734の減衰734に基づいて補正することができる。
【００６８】
図8は、一実施態様による、照明システムを作動させるための方法を例示する概略フローチャートである。この方法800は、光を放出するLEDを含む照明ユニット、例えば、図2に示されているように、電源回路210からの電力によってLED部品240を駆動させて光を放射させるLEDドライバ230を含む照明ユニット200によって実施することができる。照明ユニットはまた、LEDドライバ230、従って、照明ユニット200（図2）のLED部品230によって放射される光を制御するために制御回路、例えば、照明コントローラ220及び光センサ250も含む。
【００６９】
方法800によると、照明ユニットは、外部電力を受け取る（ステップ810）。外部電力は、例えば、ユーザーが照明システムをオンにしたときに、標準の壁コンセント、電池、ソーラーパネル、又はその他の電源から受け取ることができる。例えば、図2の照明ユニット200では、外部電力205は、受け取った外部電力を、照明ユニットの様々な部分に必要とされる様々なレベルに変換するように構成された電源回路210によって受け取られる。
【００７０】
次に、照明ユニットは、その照明コントローラを初期化する（ステップ820）。一実施では、照明コントローラは、中央処理装置、及び不揮発性メモリを含むメモリを有するマイクロコントローラを含む。不揮発性メモリは、照明コントローラを作動させるプログラム（即ち、ソフトウェア命令）を保存することができる。例えば、図2の照明ユニット200では、マイクロコントローラは、LEDコントローラ222、測定部品224、及び同期部品226を実施するプログラムを初期化することができる。例えば、マイクロコントローラは、能動メモリにプログラムをロードし、それらのパラメーターを初期化し、そしてそれらの接続を初期化することができる。
【００７１】
初期化後、照明ユニットの照明コントローラが、駆動制御信号をオンにしてLEDを駆動させる（ステップ830）。例えば、図2の照明ユニット200では、LEDコントローラ222は、LED部品240のLEDを駆動させるLEDドライバ230に駆動制御信号を供給することができる。一実施では、駆動制御信号は、所定の周波数及びデューティ比に従ってLEDを交互にオン及びオフするパルス幅変調（PWM）信号を含む。照明コントローラはまた、電流制御信号をオンにしてLEDを流れる電流のレベルを設定することができる。特定の実施態様では、照明コントローラは、LEDが所定のレベルの照明で動作を開始するように駆動制御信号をオンにすることができる。例えば、照明コントローラは、照明ユニットのスイッチをオンにしたユーザーに迅速に応答するように50％〜80％のレベルでLEDをオンにして、照明ユニットの輝度を上げるか下げるかの調整の余地を残すことができる。あるいは、LEDは、最大又は最小の輝度レベルでオンにすることができる。一実施では、駆動制御信号は、後の命令までLEDをオフにする。
【００７２】
照明ユニットの照明コントローラは、測定同期機構をオンにする（ステップ840）。例えば、図2の照明ユニット200では、同期機構226は、周辺光のレベルの測定を開始する測定同期（ストロボ）信号の生成を開始することができる。あるいは、同期機構は、PWM駆動制御信号のオフ期間を使用して、周辺光のレベルの測定を計画することができる。
【００７３】
照明ユニットの照明コントローラは、駆動制御信号の間欠オフ期間と同期して周辺光センサから光強度信号を測定する（ステップ850）。例えば、図2の照明ユニット200では、同期機構226は、LEDの電力を間欠的にオフにして（又は実質的に低下させて）、間欠オフ期間中に光センサ250からの光強度信号の測定（サンプリング）を開始させる測定同期（ストロボ）信号を生成する。あるいは、同期機構は、LEDのPWM駆動制御信号のオフ期間を使用して、これらのオフ期間中の光センサ250からの光強度信号の測定（サンプリング）を計画することができる。LEDドライバの間欠オフ期間と光センサ250からの光強度信号の測定（サンプリング）との同期により、周辺光のレベルをより正確に測定することができる。
【００７４】
照明ユニットの照明コントローラは、LEDの輝度を変更するべきか否かを決定するために測定光強度信号を処理する（決定860）。例えば、図2の照明ユニット200では、LEDコントローラ222は、測定光強度信号をフィルタリング、例えば、平均して、これらの処理した測定値を使用して輝度を変更するべきか否かを決定することができる。この処理はまた、測定光強度サンプルにおける規則ひずみ、例えば、光センサによって引き起こされるひずみを補正することもできる。決定860は、製造時に事前設定する、又はユーザーによって設定することができる基準設定に基づくことができる。基準設定は、照明ユニットをオン若しくはオフにするための閾値を定義する、又は様々な周辺光のレベルに対する適切な調整を定義することができる。一実施では、照明ユニットは、たとえ該照明ユニットが装着されてもユーザーから基準設定を受け取る通信回路を含むことができ、従って、測定光強度サンプルの処理を、ユーザーの命令に従って変更することができる。
【００７５】
LEDの輝度が変更されるべきである場合は（決定860のYES分岐）、照明ユニットの照明コントローラが、LED駆動制御信号を調整する（ステップ870）。例えば、図2の照明ユニット200では、LEDコントローラ222は、PWM駆動制御信号のデューティ比を調整することができる。あるいは、又はこれに加えて、LED駆動制御信号を調整して、LEDを流れる電流を修正することができる。一実施では、照明コントローラは、照明ユニットの不揮発性メモリに保存されたプログラムされた機能を使用して、調整の種類及び程度を決定することができる。例えば、照明コントローラは、測定周辺光のレベルと対応するLEDの輝度との間の反比例関係を提供するようにプログラムすることができる。照明ユニットが、たとえ該照明ユニットが装着されてもユーザーから基準設定を受け取る通信回路を含む場合は、LEDの輝度を、ユーザーの命令に従って変更することができる。従って、ユーザーは、照明のレベルを設定する（薄暗くする）ことができる。
【００７６】
LED駆動信号の調整（ステップ870）の後、又はLEDの輝度の変更が必要ない場合は（決定860のNO分岐）、照明ユニットの照明コントローラが、駆動制御信号の間欠オフ期間に同期した、周辺光センサからの光強度信号の測定（ステップ850）に戻る。
【００７７】
図9A、図9B、及び図9Cは、それぞれ異なる実施態様による小型照明ユニット910、920、及び930を例示する概略図である。小型照明ユニット910、920、及び930は、周辺光のレベルを測定する光センサを含み、かつ測定周辺光のレベルに従って照明ユニットの輝度を調整するように構成された照明ユニット130（図1）又は照明ユニット200（図2）を実施する物理的な構成を提供する。従って、照明ユニット910、920、及び930は、複雑で高価な外部機器を必要とすることなくエネルギーを節約することができる。
【００７８】
図9Aに示されているように、照明ユニット910は、標準の照明取付け具に取り付けて該照明ユニット910に外部電力を供給することができるエジソン口金913を備えたBRシリーズの設計を有する電球ハウジング912で実施されている。照明ユニット910は、電源回路914、制御回路916、LED部品918、及び光センサ919を含む。
【００７９】
電源回路914は、外部電力を、LED部品918の動作並びに制御回路916及び光センサ919の動作に必要な様々なDC電力に変換する。例えば、電源回路914は、外部AC電力（約50〜60Hzの約100V〜約250V）を、LED部品918のための高いDC電力（約100V〜約300V）及び制御回路916及び光センサ919のための低いDC電力（約2V〜約10V）に変換するスイッチング電力変換器を含むことができる。電源回路914は、LED部品918のための高いDC電力を制御された方式、例えば、間欠期間に供給するLEDドラバも含むことができる。電源回路914は、ハウジング912内に適合するプリント回路基板に実装された1つ以上の集積回路で実施することができる。
【００８０】
制御回路916は、光センサ919からの周辺光の測定値に基づいて、例えば、電源回路914で実施されたLEDドライバによって、LED部品918を制御するように構成することができる。制御回路916は、電源回路と同じ又は異なるプリント回路基板に実装することができるマイクロコントローラ又は特定用途向けIC（ASIC）を含むことができる。
【００８１】
照明ユニット910では、光センサ919は、ハウジング912から光を放射するように構成されたLED部品918の近傍に、制御回路916とは別個に取り付けられる。図9Aの例では、照明ユニット910は、LED部品918によって放射された光が光センサ919に進入するのをブロックする可能性のある物理的な障害物、例えば、「壁」又は「フェンス」を一切備えていない。従って、光センサ919は、LED部品918から直接的に又は（反射によって）間接的に放射光を受け取ることができる。実際、光センサ919は、実用目的では、該光センサ919の限定された感度により外部の周辺光からの寄与を一切検出できないような高強度の光をLED部品918から受け取ることができる。従って、制御回路916は、LED部品918からの光の非存在下で光センサ919が周辺光のレベルをより正確に検知できるように該LED部品918を間欠的にオフにする。測定周辺光の強度に基づいて、制御回路916は、照明ユニット910の全体の輝度を適切に調整することができる。
【００８２】
図9Bに示されているように、照明ユニット920は、標準の照明取付け具に取り付けて該照明ユニット920に外部電力を供給することができるエジソン口金923を備えたBR、R、PARシリーズの設計を有する電球ハウジング922で実施されている。照明ユニット920は、図9Aを参照して上述された照明ユニット910の電源回路914、制御回路916、LED部品918、及び光センサ919に類似した電源回路924、制御回路926、LED部品928、及び光センサ929を含む。
【００８３】
照明ユニット920では、光センサ929は、制御回路926として同じプリント回路基板に実装される。図9Bの例では、照明ユニット920は、LED部品928によって放射された光が光センサ929に進入するのをブロックする「光パイプ」925を有する。しかしながら、光センサ929は、LED部品928から反射によって間接的に放射光を受け取ることができる。このような反射光の照明レベルは、照明ユニット920の環境によって実質的に異なり得る。これらの制御されていない反射光により、実用目的では、周辺光のレベルを確実な方法で検出することができない。従って、制御回路926は、LED部品928からの光の非存在下で光センサ929が周辺光のレベルをより正確に検知できるように該LED部品928を間欠的にオフにする。測定周辺光の強度に基づいて、制御回路926は、照明ユニット920の全体の輝度を適切に調整することができる。
【００８４】
図9Cに示されているように、照明ユニット930は、管型の設計を有する電球ハウジング932で実施される。照明ユニット930は、図9Aを参照して上述された照明ユニット910の電源回路914、制御回路916、LED部品918、及び光センサ919に類似した電源回路934、制御回路936、LED部品938、及び光センサ939を含む。
【００８５】
照明ユニット930では、光センサ939は、LED部品938によって放射される光の主方向とは反対を向くように管型ハウジング932の縁に取り付けられている。この幾何学的設計により、LED部品938によって放射される光は、光センサ939内に直接は進入しない。しかしながら、光センサ939は、LED部品938から反射によって間接的に放射光を受け取ることができる。このような反射光の照明レベルは、照明ユニット930の環境によって実質的に異なり得る。これらの制御されていない反射光により、実用目的では、周辺光のレベルを確実な方法で検出することができない。従って、制御回路936は、LED部品938からの光の非存在下で光センサ939が周辺光のレベルをより正確に検知できるように該LED部品938を間欠的にオフにする。測定周辺光の強度に基づいて、制御回路936は、照明ユニット930の全体の輝度を適切に調整することができる。
【００８６】
本出願は、本発明を説明する例を使用する。本発明の特許を受けることができる範囲は他の例を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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