(57)【要約】  ＬＥＤ照明要素を動作させる回路及び方法が記載される。回路は、第１のＬＥＤ照明要素２０及び第２のＬＥＤ照明要素３０を備える。複雑さが低減された回路及び動作方法を提供するために、制御回路５０は、光感知要素５２からの光フィードバック信号Ｌに依存して前記第１のＬＥＤ照明要素の動作を制御する。信号Ｌは、前記第２のＬＥＤ照明要素３０から放射された光に依存する。前記第１のＬＥＤ照明要素２０及び前記第２のＬＥＤ照明要素３０は直列接続しており、前記制御回路５０は前記第１のＬＥＤ照明要素２０と並列接続しているか、又は前記第１のＬＥＤ照明要素２０及び前記第２のＬＥＤ照明要素３０は並列接続しており、前記制御回路５０は前記第１のＬＥＤ照明要素２０と直列接続している。
2018501628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１のＬＥＤ照明要素及び第２のＬＥＤ照明要素と、
光感知要素によって送出された光フィードバック信号に依存して前記第１のＬＥＤ照明要素の動作を制御するための制御回路と、を含み、
前記光フィードバック信号は、前記第２のＬＥＤ照明要素から放射された光の少なくとも一部分に依存し、
前記第１のＬＥＤ照明要素及び前記第２のＬＥＤ照明要素は直列接続しており、前記制御回路は前記第１のＬＥＤ照明要素と並列接続しているか、又は、前記第１のＬＥＤ照明要素及び前記第２のＬＥＤ照明要素は並列接続しており、前記制御回路は前記第１のＬＥＤ照明要素と直列接続している、回路。
【請求項２】
前記第１のＬＥＤ照明要素及び前記第２のＬＥＤ照明要素が直列接続しており、前記制御回路が前記第１のＬＥＤ照明要素と並列接続しており、
前記制御回路が、
前記第１のＬＥＤ照明要素を迂回することによって前記第１のＬＥＤ照明要素を作動停止させ、前記第２のＬＥＤ照明要素の動作を可能にし、
前記光フィードバック信号に応じて、前記迂回を無効にし、前記第１のＬＥＤ照明要素が動作させられることを可能にする、請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記第１のＬＥＤ照明要素及び前記第２のＬＥＤ照明要素が並列接続しており、前記制御回路が前記第１のＬＥＤ照明要素と直列接続しており、前記第２のＬＥＤ照明要素が前記第１のＬＥＤ照明要素よりも高い順方向電圧を有し、
前記制御回路が、
前記第１のＬＥＤ照明要素を閉じ、
前記光フィードバック信号に応じて前記第１のＬＥＤ照明要素を作動停止させる、請求項１に記載の回路。
【請求項４】
前記制御回路が前記光感知要素を備える、請求項１に記載の回路。
【請求項５】
前記第１のＬＥＤ照明要素及び前記第２のＬＥＤ照明要素が共通の電力源に接続されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回路。
【請求項６】
前記第１のＬＥＤ照明要素及び／又は前記第２のＬＥＤ照明要素が、変動電圧を有する電力を供給する電力源と接続される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回路。
【請求項７】
前記回路が、少なくとも、
更なるＬＥＤ照明要素と、
更なる光感知要素によって送出された更なる光フィードバック信号に依存して前記更なるＬＥＤ照明要素の動作を制御するための更なる制御回路と、
を更に含み、
前記更なる光フィードバック信号は、前記第１のＬＥＤ照明要素から放射された光の少なくとも一部分に依存する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の回路。
【請求項８】
前記制御回路が、光フィードバック信号の増大とともに前記第１のＬＥＤ照明要素へ送出される電力を増大させるために配設されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の回路。
【請求項９】
前記制御回路が、少なくとも、迂回電流が流れることを可能にする迂回電流経路と、
少なくとも、光フィードバック信号の増大とともに前記迂回電流を低減するための光フィードバック回路と、
を備える、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の回路。
【請求項１０】
前記制御回路が、光フィードバック信号の増大とともに前記第１のＬＥＤ照明要素へ送出される電力を減少させるために配設されている、請求項１乃至７、９のいずれか一項に記載の回路。
【請求項１１】
電力源によって前記第１のＬＥＤ照明要素及び／又は前記第２のＬＥＤ照明要素の少なくとも一方へ供給される電流を制限するための電流制限手段が接続されている、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の回路。
【請求項１２】
前記第１のＬＥＤ照明要素及び前記第２のＬＥＤ照明要素の一方、並びに前記光感知要素が共通の基板に配列されている、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の回路。
【請求項１３】
前記光感知要素及び前記第２のＬＥＤ照明要素が、
前記第２のＬＥＤ照明デバイス及び前記光感知要素が実装された前記基板
を更に備え、
前記基板は孔を含み、前記第２のＬＥＤ照明要素が光を前記孔の中へ放射し、光検出のための前記光感知要素が前記孔からの光を受光する、請求項１２に記載の回路。
【請求項１４】
少なくとも第１のＬＥＤ照明要素及び第２のＬＥＤ照明要素並びに制御回路を設けるステップであって、前記第１のＬＥＤ照明要素及び前記第２のＬＥＤ照明要素は直列接続しており、前記制御回路は前記第１のＬＥＤ照明要素と並列接続しているか、又は前記第１のＬＥＤ照明要素及び前記第２のＬＥＤ照明要素は並列接続しており、前記制御回路は前記第１のＬＥＤ照明要素と直列接続している、ステップと、
前記第２のＬＥＤ照明要素から放射された光の少なくとも一部分に依存した光フィードバック信号を得るステップと、
前記光フィードバック信号に依存して前記第１のＬＥＤ照明要素の動作を制御するステップと、
を含む、ＬＥＤ照明要素を動作させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ照明要素を含む電気回路、及びＬＥＤ照明要素を動作させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ照明要素の動作のための１つの選択肢は、利用可能な電力を、ＬＥＤ照明要素によって必要とされる電圧値及び電流値に変換することである。例えば、ドライバ回路は、利用可能なＡＣ商用電力を、例えばステップダウンＳＭＰＳによって、好適な電圧／電流レベルに整流、安定化、及び変形することによって変換する。
【０００３】
代替的なアプローチとして、時間変動する入力電力を、一定値を達成するように変換する代わりに、現在利用可能な電源供給に合わせて負荷が適応させられる、タップ式線形駆動（ｔａｐｐｅｄ  ｌｉｎｅａｒ  ｄｒｉｖｉｎｇ、ＴＬＤ）が提案されている。これは、利用可能な総計数のＬＥＤ照明要素の一部のみを入力電力に接続することによって達成される。
【０００４】
適応性のある負荷を達成するために、ドライバ回路は、利用可能な電流又は電圧レベルを決定するための測定手段、ＬＥＤ要素の適当な部分を接続するためのスイッチング手段、及び検出された値に依存してスイッチング要素を適切に作動させるための制御回路機構を備える。それゆえ、ドライバ回路は比較的多数の構成要素を必要とし得る。
【０００５】
中国特許公告第１０３２６０２９６号は、枝路内に接続された複数の直列接続ＬＥＤに接続された多枝路線形ドライバを記載している。フィードバック制御モジュールが、枝路電流を制御するために設けられている。フィードバック制御モジュールはローパスフィルタリングを有効にする。フィードバック制御モジュールは、各枝路の電流が電流需要の荷重和を得るための荷重和モジュールを備える。
【０００６】
米国特許出願公開第２０１４０２９２２１８（Ａ１）号はトランジスタＬＥＤラダードライバを開示している。図５において、同公開は、ＬＥＤによって放射された光が、ラダードライバを制御するために用いられるトポロジを開示している。より具体的には、ＬＥＤ  Ｄ１及びＬＥＤ  Ｄ２が直列になっており、ＭＯＳＦＥＴ  Ｇ１／Ｑ１がＬＥＤ  Ｄ２と並列に存在する。ＬＥＤ  Ｄ２の光放射がフォトトランジスタＴ１によって検出され、Ｇ１及びＱ１の切断を確立する。このプロセスが、より高い区分のために自己反復する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
複雑さが低減された回路及び動作方法を提供することが目的であると考慮される。
【０００８】
この目的は、請求項１に記載の回路及び請求項１５に記載の動作方法によって解決される。従属請求項は本発明の好ましい実施形態に言及する。
【０００９】
発明者らは、ＬＥＤ照明要素を駆動及び／又は制御するために用いられる、従来より知られている回路に付随する多数の潜在的問題を特定した。本明細書における用語「ＬＥＤ照明要素」は、任意の種類の発光ダイオード、レーザダイオード、ＯＬＥＤなど、及びそれらの組み合わせ、特に、直列に、並列に、又は直列−並列構成で接続された個々のＬＥＤ要素の集団を含む、全ての異なる種類の固体照明要素を包含するように広い意味で用いられることに留意されたい。
【００１０】
従来技術の制御回路機構及び方法、特に、ＴＬＤドライバの問題は、部品数の多さ、構造の複雑さ、ドライバ損失によるエネルギー効率の低下、及び公差によるばらつき、経年劣化、及び構成要素特性の温度依存性のうちの１つ以上を含み得る。発明者らは、特に、ＴＬＤ構成の、即ち、制御信号に依存して選択的に作動させられるように接続された、ＬＥＤ照明要素のための、上述の問題のうちの少なくとも１つ、好ましくは２つ以上を解決する、改善された制御回路機構を提案することを目指した。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る回路は、その最も単純な形態において、少なくとも第１のＬＥＤ照明要素及び第２のＬＥＤ照明要素を備える。参照しやすさのために、第１のＬＥＤ照明要素はまた、被制御ＬＥＤ照明要素と呼ばれ、第２のＬＥＤ照明要素は被監視ＬＥＤ照明要素と呼ばれる。好ましい実施形態に関して後述され、明らかになるように、更なるＬＥＤ照明要素が存在してもよい。このような更なるＬＥＤ照明要素は、例えば、直列に、並列に、又は直列接続／並列接続の任意の組み合わせとして設けられる。例えば、少なくとも１つの更なるＬＥＤ照明要素が、第１のＬＥＤ照明要素、及び／又は第２のＬＥＤ照明要素と電気的に直列に設けられる。
【００１２】
第２の（被監視）ＬＥＤ照明要素から放射された光の少なくとも一部分に依存した光フィードバック信号を送出するための光感知要素が配列されている。光感知要素は、光依存抵抗器、フォトトランジスタ、フォトダイオード、ＬＥＤ等などの、光に応答する任意の電気構成要素若しくは回路、又は電気構成要素若しくは回路の組み合わせであり得る。光フィードバック信号を生じさせる第２のＬＥＤ照明要素からの光の部分は、可視域内の光、及び赤外線若しくは紫外線などの、可視域外の光を含む、任意の光学波長又は波長域のものであり得る。光フィードバック信号は、第２の（被監視）ＬＥＤ照明要素から放射された全光束から、又はその一部分から導出される。光フィードバック信号は、現在放射されている光の瞬時値であってもよいか、又は時間的平均化などによって処理されてもよい。第２のＬＥＤ照明要素が、例えば並列又は直列に接続された複数のＬＥＤなどの、複数の構成要素で構成されている場合には、光フィードバック信号は、必ずしも全てのＬＥＤからでなくてもよいが、１つ以上のＬＥＤから導出される。
【００１３】
光感知要素は、別個に、又は第１のＬＥＤ照明要素の動作を制御するために提供された制御回路の一部として設けられる。これは、第１の（被制御）ＬＥＤ照明要素をターンオン又はターンオフすること、或いはその動作を複数の段階で、又は可変パラメータに従って制御することを含む。具体的には、第１の（被制御）ＬＥＤ照明要素は、電気動作電流の異なる値を第１のＬＥＤ照明要素に提供することによって制御される。
【００１４】
本発明によれば、第１のＬＥＤ照明要素の制御は光フィードバック信号に依存して有効にされる。それゆえ、本発明に係る制御経路は光学的部分を含む。
【００１５】
本発明によれば、それゆえ、光フィードバック信号に基づいて依存して、２つのＬＥＤ照明要素を動作させることが可能である。これは、特に、例えば、光束の変動を最小限に抑えるためなど、所望の照明結果を得るための利点をもたらし得る。関連する制御パラメータは、例えば電流又は電圧の電気測定を通じて得るよりも、このやり方で直接的に得ることができる。ドライバ回路及びＬＥＤ照明要素自体の両方の、構成要素の公差が、経年劣化及び温度の影響などの外的影響とともに、より容易に補償され得る。更に、本発明に基づき、異なる種類及び異なる数のＬＥＤ照明要素のために容易に適応可能である、柔軟な制御回路が提案される。２つのＬＥＤ照明要素の基本構成が複数のＬＥＤ照明要素へ縦続接続される。
【００１６】
制御回路の異なる実施形態は、異なる形式の制御挙動、即ち、光フィードバック信号に対する、第１の被制御ＬＥＤ照明要素の動作の異なる形式の依存性を提供し得る。制御回路の電気構成要素の選定によって規定される制御挙動は、例えば、規定の閾値を含み、それにより、光フィードバック信号が閾値に達した場合には、第１のＬＥＤ照明要素はターンオン又はターンオフさせられる。
【００１７】
本発明の方法は、第２の（被監視）ＬＥＤ照明要素から放射された光の少なくとも一部分に依存した光フィードバック信号を得、光フィードバック信号に依存して第１の（被制御）照明要素の動作を制御することを提案する。
【００１８】
本発明に係る回路及び方法は多くの異なる仕方で具体化され、多数の可能な適用を有し得る。光フィードバック信号を用いることは、第１若しくは第２のＬＥＤ照明要素、又はその両方が、変動する電圧又は電流値を送出する電力源に接続されている場合に、特に有利である。光フィードバック信号を通じた制御によって、回路は変動に適応し得る。これは、例えば、未知の変動を有する潜在的に信頼できない電源に該当するが、特に、周期的に変動する値を有する電源、又は所定の範囲内で変動する信号、例えば、所与の公差域内で変動する電圧値を有するＤＣ電圧に該当する。
【００１９】
本発明の好ましい一実施形態によれば、ＬＥＤ照明要素の少なくとも一方、好ましくは両方は、周期的に変動する電圧を有する電力源に接続されている。接続は直接的である必要はなく、即ち、一般的に、介在させた電気構成要素及び回路が存在してもよく、それらを通して電力源からの電力がＬＥＤ照明要素（単数又は複数）へ送出される。
【００２０】
以下に実施例がより詳細に説明される１つの好ましい構成では、第１及び第２のＬＥＤ照明要素は直列に電気接続されている。この場合も先と同様に、接続は直接的である必要はなく、更なる要素、構成要素及び回路を間に有して間接的であることもできるであろう。好ましくは、直列接続はタップを付けられる。即ち、制御回路は第１及び第２のＬＥＤ要素の間の相互接続点に接続される。直列接続は、変動する電圧を有する電力源によって電力を供給され、制御回路は、適応させた負荷を電力源に適用する機能を果たす。
【００２１】
制御回路は第１のＬＥＤ照明要素に並列に電気接続される。それゆえ、第１の（被制御）ＬＥＤ照明要素の制御は、電流を可変的に迂回させることによって有効にすることができるであろう。即ち、第１のＬＥＤ照明要素は、制御回路の低いインピーダンスによってターンオフさせ、インピーダンスの増大とともに徐々にターンオンさせ、制御回路が高いインピーダンスを有するか、又はもはや電流を全く導通しなくなった場合には、最大の完全動作までターンオンさせることができるであろう。
【００２２】
第２の（被監視）ＬＥＤ照明要素からの光フィードバック信号に対する第１の（被制御）ＬＥＤ照明要素の動作の依存性は、概して、回路、照明要素及び電力源の要件及び仕様に従って選定される。制御は、例えば、２つのステップ（オン／オフ）で、又は動作電力の増大とともに複数のステップで、或いは少なくとも値の１つの区間内で連続関数に従って徐々に有効にされる。
【００２３】
１つの好ましい実施形態では、制御回路は、光フィードバック信号の増大とともに、第１のＬＥＤ照明要素へ送出される増大する電力を提供するために配設されている。それゆえ、第２の（被監視）ＬＥＤ照明要素から放射され、光フィードバック信号に寄与する光が多くなるほど、多くの電力が第１の（被制御）ＬＥＤ照明要素の動作のために提供され得る。制御回路は、例えば、第１のＬＥＤ照明要素を電流及び／又は電圧源に接続するか、或いは電力の迂回路を閉じる制御可能スイッチによって、増大した電力が第１のＬＥＤ照明要素へ送出されることを可能にし得る。
【００２４】
以下の特定の実施形態において示されるように、第２の（被監視）ＬＥＤ照明要素から検出される光の増大に伴う第１の（被制御）ＬＥＤ照明要素の増大動作は、変動する電力源、とりわけ、周期的に変動する電力源に接続された、２つのＬＥＤ照明要素の直列接続において特に適用性を有する。特に、この構成は、瞬間的に利用可能な電圧を測定する必要なく、少なくとも２段ＴＬＤの制御を実施するために用いられ得る。これは２段のみに限定されるわけではなく、多段制御を有効にするために、更なるＬＥＤ照明要素、更なる制御回路、及び／又は更なる光感知要素が設けられる。
【００２５】
１つの好ましい実施形態によれば、回路は、少なくとも１つの更なるＬＥＤ照明要素、及び更なるＬＥＤ照明要素の動作を制御するための制御回路を含む。更なる光感知要素は、第１のＬＥＤ照明要素から放射された光から導出された更なる光フィードバック信号を得るために配列され、更なる制御回路は更なる光フィードバック信号に依存して更なるＬＥＤ照明要素の動作を制御する。それゆえ、１つ以上の更なるＬＥＤ照明要素を第１及び第２のＬＥＤ照明要素と一緒に縦続接続構造内に配列することが可能である。
【００２６】
制御回路は、迂回電流が流れることを可能にする迂回電流経路、並びに光フィードバック信号の増大とともに、迂回電流を少なくとも低減するか、又は更に、迂回電流を完全にターンオフするための光フィードバック回路を備える。迂回電流は、特に、比較的低い電圧が送出された場合に、少なくとも第１及び第２のＬＥＤ照明要素の直列接続の少なくとも一部の動作が動作することを可能にする始動電流である。
【００２７】
直列に接続された第１及び第２のＬＥＤ照明要素の上述の構成に対する代替として、ＬＥＤ照明要素はまた、並列に電気接続される。この場合も先と同様に、両方のＬＥＤ照明要素が共通の電力源に接続されていることが好ましく、制御は、周期的に変動する電圧が供給される場合に、特に有利になり得る。第１及び第２のＬＥＤ照明要素の並列の接続は、直列又は並列の更なる回路要素、電気ヒューズ、温度ヒューズ、又は抵抗器、ツェナーダイオード等などの任意の負荷、ＬＥＤ照明要素の一方又は両方とともに、例えば、更なるＬＥＤ照明要素を含む。
【００２８】
制御回路は第１の（被制御）ＬＥＤ照明要素に直列に電気接続される。これは、第１及び第２のＬＥＤ照明要素が並列に接続された回路において特に好ましい。
【００２９】
制御回路は、光フィードバック信号の増大とともに、第１の（被制御）ＬＥＤ照明要素へ送出される電力を減少させるために配設される。制御回路は、例えば、例として、第１のＬＥＤ照明要素を供給電力から切断するか、或いは第１のＬＥＤ照明要素をより低い電流及び／又は電圧の電源に接続するか、或いは電力の迂回路を開く制御可能スイッチによって、減少した電力が第１のＬＥＤ照明要素へ送出されることを可能にし得る。これは、第１及び第２のＬＥＤ照明要素が並列に電気接続された構成において特に好ましくなり得る。このように、負荷は、変動する電力源に適応され得る。
【００３０】
概して、電力源によって第１及び／又は第２のＬＥＤ照明要素に直接又は間接的に供給される電流を制限するために接続された電流制限手段を設けることが好ましい。電流制限手段は、最も単純な場合には、抵抗器であるが、固定値電流源、又は更に、変調電流源として実現されることも可能であろう。
【００３１】
一実施形態では、監視のために用いられる光スペクトルは、照明の目的に用いられる光スペクトルと異なる。これは、例えば、広帯域放射を有するＬＥＤ照明要素、しかし、狭帯域感受性のみの光感知要素によって達成される。代替的に、少なくとも２つの別個のＬＥＤを、例えば、並列構成又は直列構成で有する第２のＬＥＤ照明要素を少なくとも設けることが可能である。２つのＬＥＤのうちの第１のものは、照明目的のための所望の放射スペクトル、特に、白色光を有する。第２のＬＥＤは、光感知要素を効率的に励起するための第２の概ねより狭い放射スペクトルを有する。例えば、第２のＬＥＤは青色ＬＥＤである。この第２のＬＥＤから出力された光を、例えば、光学シールドを設けることによって、光が光感知要素にのみ送出されるように遮蔽することが可能である。
【００３２】
本発明に係る回路の要素は別個のディスクリート電気構成要素である。しかし、１つの構成要素内での要素の２つ以上の組み合わせが可能である。例えば、第１及び第２のＬＥＤ照明要素（並びに任意選択的に、更なるＬＥＤ照明要素）は１つの構成要素内で組み合わせられるか、或いは一方又は両方のＬＥＤ照明要素は光感知要素（及び任意選択的に、制御回路の更なる構成要素）と組み合わせられる。組み合わせは、特に、共通の基板に設けられた要素のうちの２つ以上を含む。
【００３３】
本発明の別の態様は、例えば、第１の態様に係るライトユニットの照明デバイスと光センサとの間の、光結合を提供するための構造を提供する。この態様は、ＰＣＢ内の空洞を光伝搬経路として用いる。
【００３４】
上述の態様の一実施形態は、
−  電子デバイスであって、この電子デバイスは、
−  発光器と、
−  前記発光器によって放射された光を受光するように適合された受光器と、
−  前記発光器及び前記受光器が実装された基板と、
を備え、
前記基板は孔を含み、前記発光器が光を孔の中へ放射し、前記受光器が孔からの光を受光する、電子デバイスを提供する。
【００３５】
本実施形態では、孔が発光器と受光器との間の光伝搬を集束させることができ、それゆえ、それらの間の光結合を改善する。
【００３６】
更なる実施形態では、孔は貫通孔であり、受光器及び発光器は、基板の反対側において、孔のそれぞれの開口部上に実装されている。本実施形態では、発光器によって放射された光は孔を通過して受光器に達する。
【００３７】
代替的な一実施形態では、孔は、一方の端部に１つの開口部を有し、他方の端部に反射材料を有する止まり孔であり、受光器及び発光器は基板の同じ側に実装されており、孔の開口部に面している。本実施形態では、発光器によって放射された光は、反射材料によって受光器へ後方反射される。発光器及び受光器は同じ側にあるため、厚さを低減することができる。
【００３８】
更なる実施形態では、発光器及び受光器の少なくとも一方は孔の中に装着されている。本実施形態は発光器と受光器との間の距離を更に低減することができ、それゆえ、光結合を改善する。本実施形態を実現するために、電子デバイスはガルウィングブラケットを更に備え、ブラケットのウィング部分が孔の縁に取り付けられており、本体部分が孔の中へ延び、発光器又は受光器を保持している。
【００３９】
更なる実施形態では、孔は、発光器から放射された光を受光器へ向け直すように適合された、貫通ビアを備えるなど、孔の内壁は反射材料を備える。本実施形態では、孔の中に垂直に当たっていない放射光はビアの側壁によって反射され、光結合が改善される。
【００４０】
本発明のこれら及び他の態様は、以下において説明される実施形態から明白であり、それらを参照して明らかにされるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】ＬＥＤの直列接続を有する回路の第１の実施形態の部分的にシンボル化された回路図を示す。
【図２】ＬＥＤの並列接続を有する回路の第２の実施形態の部分的にシンボル化された回路図を示す。
【図３】直列接続した複数のＬＥＤを有する回路の第３の実施形態の部分的にシンボル化された回路図を示す。
【図４】第４の回路の回路図を示す。
【図５】図４の回路内の電流及び電圧の図を示す。
【図６】複数のＬＥＤ段を有する第５の実施形態を示す図である。
【図７】回路の第６の実施形態の回路図を示す。
【図８】回路の第７の実施形態を有する回路図を示す。
【図９】図８の回路の要素の概略断面図を示す。
【図１０】回路の第８の実施形態の部分的にシンボル化された回路図を示す。
【図１１】図１０の回路内の電流及び電圧の図を示す。
【図１２】本発明の第２の態様に係る光結合構造の異なる実施形態を示す図である。
【図１３】本発明の第２の態様に係る光結合構造の異なる実施形態を示す図である。
【図１４】本発明の第２の態様に係る光結合構造の異なる実施形態を示す図である。
【図１５】本発明の第２の態様に係る光結合構造の異なる実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１は、電力源Ｓ及び電流制限抵抗器ＲＬを備える回路１０の第１の例示的な実施形態を示す。第１のＬＥＤ照明要素２０及び第２のＬＥＤ照明要素３０が電流制限抵抗器ＲＬ及び電力源Ｓに直列に電気接続されている。制御回路５０が第１のＬＥＤ照明要素２０に並列に電気接続されている。制御回路５０は、第２のＬＥＤ照明要素３０の付近に配置された光センサ５２を備える。
【００４３】
制御回路５０はＬＥＤ照明要素２０、３０の間の相互接続点２８に接続されている。それゆえ、ＬＥＤ照明要素２０、３０は、それぞれ異なって制御され得る２つのセグメントを有するタップ構成として構成されている。
【００４４】
図１に示される回路１０の第１の実施形態は、直列構成の２つのＬＥＤ照明要素２０、３０の非常に単純な例である。本例では、ＬＥＤ照明要素は単一のＬＥＤ要素２０、３０である。図示の単一のＬＥＤ要素２０、３０の代わりに、例えば、直列接続された個々のＬＥＤ要素のグループを用いることも可能であろうことに留意されたい。
【００４５】
制御回路５０は、第１のＬＥＤ照明要素２０の動作を制御するように設けられており、それゆえ、第１のＬＥＤ照明要素２０は被制御ＬＥＤ照明要素２０と呼ばれる。制御回路５０は、迂回電流ＩＢが流れることを可能にすることができ、それゆえ、第１の被制御ＬＥＤ照明要素２０の動作電流Ｉ１を減らす。
【００４６】
光感知要素５２は、制御回路５０の一部であり、第２のＬＥＤ照明要素３０の光出力に依存した光フィードバック信号Ｌを発生する。それゆえ、第２のＬＥＤ照明要素３０の動作は監視され、そのため、それは被監視ＬＥＤ照明要素３０と呼ばれる。
【００４７】
図１の例では、電力源Ｓは、電流制限抵抗器ＲＬから被制御ＬＥＤ照明要素２０と被監視ＬＥＤ照明要素３０との直列接続にわたって印加される、正弦波的に変動する整流供給電圧Ｖを提供する。それゆえ、供給電圧Ｖは周期的に変動する。供給電圧Ｖが、ＬＥＤ照明要素２０、３０を両方とも動作させるために十分でない場合、即ち、電圧がそれらの順方向電圧（及び電流制限抵抗器ＲＬにおける電圧降下）の合計を下回る場合には、制御回路５０が用いられて、第１の被制御ＬＥＤ照明要素２０を迂回することによって第１の被制御ＬＥＤ照明要素２０を作動停止させ、迂回電流ＩＢが流れることを可能にする。
【００４８】
これは、第２の被監視ＬＥＤ照明要素３０の動作を可能にする。
【００４９】
電圧が増大し、第２の被監視ＬＥＤ照明要素３０が、増大する電流によって動作させられるのに従い、増大した光束が第２の被監視ＬＥＤ照明要素３０から得られる。第２のＬＥＤ３０照明要素から放射された光の一部分は、増大する光フィードバック信号Ｌを生じさせる。増大する光制御信号Ｌに応じて、制御回路５０は迂回電流経路を閉じ、かくして迂回電流ＩＢを低減させ、その結果、第１の被制御ＬＥＤ照明要素２０が、増大する動作電流Ｉ１によって動作させられることを可能にする。
【００５０】
サイクルの最後に、供給電圧Ｖが再び降下すると、第２の被監視ＬＥＤ３０の動作電流は減り、その結果、放射された光及び導出された光フィードバック信号Ｌは低減される。それに応じて、制御回路５０は迂回電流経路を再び開き、迂回電流ＩＢを増大させ、かくしてＩ１を減少させ、最終的に第１の被制御ＬＥＤ２０をターンオフする。
【００５１】
それゆえ、第１の実施形態に係る回路１０の非常に単純な例によって示されたように、セグメント内の利用可能なＬＥＤ照明要素を選択的に作動させること、即ち、本例では、利用可能な動作電圧Ｖに応じて、利用可能なＬＥＤ照明要素２０、３０の一方のみ又は両方を動作させることによって、適応性のある負荷が提供され得る。制御は、電圧Ｖ又は結果として生じる電流を直接測定することなく達成される。その代わりに、制御は、光フィードバック信号Ｌに依拠して、所望の適応性のある負荷を自動的に達成する。
【００５２】
図２は、第２の基本実施形態に係る回路４０を示す。第２の実施形態及び全ての更なる実施形態において、他の実施形態にも含まれる部分及び構成要素は同じ参照符号によって指定される。
【００５３】
回路４０内では、第１の（被制御）ＬＥＤ照明要素２０及び第２の（被監視）ＬＥＤ照明要素３０が電流制限抵抗器ＲＬを介して電力源Ｓに接続されている。第１の実施形態とは対照的に、第１及び第２のＬＥＤ照明要素２０、３０は並列に電気接続されており、第１のＬＥＤ照明要素２０の動作を制御するための制御回路５０は第１のＬＥＤ照明要素２０に直列に接続されている。
【００５４】
第１の実施形態の場合と同様に、光フィードバック信号Ｌが光感知要素５２によって得られ、制御回路５０は、光フィードバック信号Ｌに依存した制御を有効にする。
【００５５】
電力源Ｓによって正弦波的な整流電圧として送出される供給電圧Ｖは、ＬＥＤ照明要素２０、３０の並列接続に印加される。低い利用可能電圧においては、制御回路５０は導通する。即ち、動作電流Ｉ１が第１の被制御ＬＥＤ照明要素２０内を流れることを可能にする。
【００５６】
増大した電流Ｉ２が第２のＬＥＤ照明要素３０内を流れ、光束が増大するのに従い、増大する光フィードバック信号Ｌが得られる。増大する光フィードバック信号Ｌに応じて、制御回路５０は第１の被制御ＬＥＤ照明要素２０の動作電流Ｉ１を低減する。
【００５７】
例えば、第２の被監視ＬＥＤ照明要素３０は、第１のＬＥＤ照明要素２０よりも大きい順方向電圧を有する。例えば、第１のＬＥＤ照明要素３０は個々のＬＥＤの列であり、第１のＬＥＤ照明要素２０は、単一のＬＥＤ、又はより少数のＬＥＤの列である。
【００５８】
第２の被監視ＬＥＤ照明要素３０の順方向電圧未満の低い電圧Ｖにおいては、電流Ｉ２が流れることはなく、そのため、第１の被制御ＬＥＤ照明要素２０のみが動作することになる。電圧Ｖが増大して第２の被監視ＬＥＤ照明要素３０の順方向電圧を上回り、その動作を有効にすると、制御回路５０は、増大する光フィードバック信号Ｌに応じて第１のＬＥＤ２０の動作を停止する。十分に高い電圧Ｖを有する期間の部分の最中は、次に、第２の被監視ＬＥＤ３０のみが、電圧がその順方向電圧未満に再び下がるまで動作させられる。
【００５９】
それゆえ、第２の代替的な実施形態についても、変動電圧Ｖに応じて可変負荷が達成される。制御は、供給電圧Ｖを測定する必要なく、光フィードバック信号Ｌを通じて自動的に有効にされる。
【００６０】
図３は回路１２の第３の実施形態を示す。第３の実施形態に係る回路１２は、図１の第１の実施形態の場合と同様に、直列構成を備える。以下においては、相違点のみが説明される。
【００６１】
第３の実施形態では、第１の被制御ＬＥＤ照明要素２０及び第２の被監視ＬＥＤ照明要素３０の両方が、直列に接続された個々のＬＥＤ要素の列で構成されている。
【００６２】
図示の例では、第１及び第２のＬＥＤ照明要素２０、３０と直列接続した更なるＬＥＤが設けられている。電流制限抵抗器ＲＬと第１のＬＥＤ照明要素２０との間に、１つのＬＥＤ２２が接続されている。第１及び第２のＬＥＤ照明要素２０、３０の間に、ＬＥＤ要素２４の列が直列に接続されている。第２の被監視ＬＥＤ３０と電力源Ｓとの間に、ＬＥＤ２６が接続されている。
【００６３】
本実施形態によって示されるように、利用可能な全ＬＥＤ負荷は、図３に示されるＬＥＤ２２、２４、２６などの、更なるＬＥＤを備える。図示の例では、監視されている第２のＬＥＤ３０からの光のみが光フィードバック信号Ｌに寄与することになる。それゆえ、本例における更なるＬＥＤ２２、２４、２６は制御回路５０によって監視されることも、直接制御されることもない。
【００６４】
図４は、第１及び第２のＬＥＤ照明要素２０、３０が、正弦波的に変動する整流電圧Ｖを、電流制限抵抗器ＲＬを通じて送出する電力源Ｓに接続されているＬＥＤ負荷を有する回路１４の第３の実施形態を示す。第１及び第２のＬＥＤ照明要素２０、３０は各々、直列接続された個々のＬＥＤ要素の列である。
【００６５】
制御回路５０が第１のＬＥＤ照明要素２０に並列に接続されており、第２のＬＥＤ照明要素３０から放射された光の一部分によって照明される、光感知構成要素５２としてのフォトトランジスタＱ３を備える。
【００６６】
第４の実施形態に係る回路１４では、制御回路１５はバイポーラトランジスタＱ１、Ｑ２を用いて実現されている。また、フォトトランジスタＱ３もバイポーラトランジスタである。
【００６７】
制御回路５０は、作動した場合には、トランジスタＱ１を通る迂回電流ＩＢのための電流経路を備える。第１のＬＥＤ２０を通る電流はＩ１であり、第２のＬＥＤ３０を通る電流はＩ２である。
【００６８】
トランジスタＱ１、Ｑ２は、抵抗器Ｒ２、Ｒ３を伴い、ダーリントン回路の形で相互接続されている。トランジスタＱ２のベースは抵抗器Ｒ１を通じて電流制限抵抗器ＲＬに接続されている。抵抗器Ｒ１の抵抗値は比較的高く、例えば１０ｋΩである。両トランジスタＱ１、Ｑ２のコレクタは電流制限抵抗器ＲＬに直接接続されている。第２のダーリントントランジスタＱ１のエミッタは第１及び第２のＬＥＤ２０、３０の間の相互接続点２８に接続されている。
【００６９】
フォトトランジスタＱ３は、Ｑ２のベースと相互接続点２８との間に、及びそれゆえ、第１の抵抗器Ｒ１と直列に接続されており、この直列接続はダーリントン回路と並列に配列されている。
【００７０】
抵抗器Ｒ１の抵抗値はいくらかの「プルアップ」電流を生じさせ、その一方で、フォトトランジスタＱ３はいくらかの「プルダウン」電流を流す。抵抗器Ｒ２及びＲ３との組み合わせで、これは制御挙動を規定する。
【００７１】
図５は、電力源Ｓによって供給される整流正弦波電圧Ｖのサイクルの前半における供給電圧Ｖ及び電流Ｉ１、Ｉ２を示す。
【００７２】
両方のＬＥＤ照明要素２０、３０の順方向電圧を下回る低電圧値に対しては、電流は流れず、そのため、ＬＥＤ照明要素２０、３０のどちらによっても光は放射されない。第２のＬＥＤ照明要素３０は動作しておらず、それゆえ、フォトトランジスタＱ３上への光は存在しない。その結果、Ｑ３は作動停止させられ、コレクタとエミッタとの間に高抵抗を呈する。
【００７３】
Ｑ１が、Ｑ２及びＲ１を介して作動させられ、それにより、迂回電流ＩＢのための迂回電流経路が有効になる。したがって、第１のＬＥＤ２０は迂回され、作動停止させられる。
【００７４】
電圧Ｖが、図５に示されるように、時間ｔ１において、Ｖ１が第２のＬＥＤ照明要素３０の順方向電圧と等しくなる電圧値Ｖ１まで増大すると（ここでは、ＲＬ及びＱ１にわたる電圧降下を無視している）、図示のように電流Ｉ２が流れ、増大し始める。
【００７５】
中央回路５０の構成要素の構成要素値及び特性、特に、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３によって規定される制御挙動は、Ｖ１が、必要とされる順方向電圧を上回る十分に高い値に達した後に、Ｉ２が流れ始めるように選定されている。
【００７６】
その結果、第２のＬＥＤ照明要素３０が光を放射する。光束はＩ２の増大とともに増大することになる。
【００７７】
全光束の一部分がフォトトランジスタＱ３に到達することになり、光電流をベース内に生み出し、コレクタ／エミッタ電流を有効にする。この電流はＱ２及びＱ１のための駆動信号を低減することになり、最後には、Ｑ１を完全にターンオフする。
【００７８】
それゆえ、第２のＬＥＤ照明要素３０から放射される光が多くなるほど、迂回電流ＩＢのための電流経路は大きく閉じられる。これは、結果として、第１のＬＥＤ照明要素２０はもはや迂回されなくなり、今度は作動させられることを意味する。抵抗器Ｒ１の高い抵抗値のおかげで、Ｑ３を通る電流の流れは無視できる。
【００７９】
その結果、時間ｔ２から先は、電源Ｓによって送出される電流、及びそれゆえ、電力がＬＥＤ２０、３０の列全体を流れることになる。
【００８０】
これは、時間ｔ２において送出される供給電圧が両ＬＥＤ照明要素２０、３０の順方向電圧の合計に少なくとも等しくなければならないことを必要とする。この依存性は、Ｑ１を駆動するための制御回路のＶ／Ｉ特性に反映されるべきである。それゆえ、この場合には、制御信号は、光学的測定値、即ち、Ｑ３のコレクタ−エミッタ抵抗として送出される光フィードバック信号、及びまた、電気パラメータ、即ち、第１のＬＥＤ照明要素２０の必要とされる順方向電圧に一部基づく。
【００８１】
好ましい設計では、Ｑ１をターンオフするための光電流を発生するために十分に高い、第１のＬＥＤ照明要素２０を通る電流を可能にするために、第２のＬＥＤ照明要素３０の順方向電圧と等しい電圧がＱ１間に存在しなければならない。
【００８２】
それゆえ、図４に示される回路１４は、利用可能な電圧Ｖに依存して、この電圧を実際に測定することなく、選択的に作動させられる、２つの異なるＬＥＤ照明要素２０、３０のＴＬＤ制御を効果的に実現する。
【００８３】
本提案の回路は、フィードバック信号が、被監視ＬＥＤ照明要素３０によって放射された実際の光束に基づいており、それにより、放射効率の変化が自動的に考慮されるという利点を更に有する。
【００８４】
図４に示される回路１４は、第２の被監視ＬＥＤ照明要素３０の瞬時光束に基づく光フィードバックを提供するが、代替的な実施形態は、例えば、時間平均光束に基づく制御を有効にする。例えば、Ｑ１のための駆動信号が、第２の被監視ＬＥＤ照明要素３０によって発生された光の平均に依存することになるように、キャパシタ（図示されていない）をＱ３のコレクタ／エミッタと並列に設置することができるであろう。なお更なる代替例として、例えば、ＲＣ回路網などの、より洗練されたフィルタが、遅延などを実施するために用いられる。
【００８５】
図６は、第５の実施形態に係る回路１６を示す。第１、第３及び第４の実施形態に対応して、第５の実施形態に係る回路１６はＬＥＤの直列配列に基づく。視認できるように、図６に示される回路１６は、図４において回路１４の一部として示される制御回路５０と同じ構造の複数の制御回路を備える。実際に、図４の回路１４は、上述されたように、２つの別個のＬＥＤ（又はＬＥＤセグメント）のための光フィードバックを用いたＴＬＤドライバを実装しているが、図６に示される回路１６は同じコンセプトを、４つのＬＥＤ（又はＬＥＤセグメント）を有するＴＬＤドライバに適用する。
【００８６】
回路１６は、電流制限抵抗器ＲＬから、直列接続されたＬＥＤ照明要素３２、３４、３６、３８にわたる（整流）正弦波電圧を送出する電源Ｓを備える。各ＬＥＤ照明要素３２〜３８は個々のＬＥＤの列として実現されている。
【００８７】
各ＬＥＤ照明要素３２〜３８は、ＬＥＤ照明要素３２を除き、各ＬＥＤ照明要素３３〜３８に並列に接続された制御回路５０を有する。ＬＥＤ照明要素３２は被監視ＬＥＤ照明要素であり、放射された光の一部分は、隣接するＬＥＤ照明要素３４の制御回路５０のフォトトランジスタＱ３を照明する。
【００８８】
ＬＥＤ照明要素３４〜３８及びそれらのそれぞれの制御回路５０は縦続的に配列されている。ＬＥＤ照明要素３４、３６は両方とも、被制御且つ被監視ＬＥＤであり、ＬＥＤ照明要素３４は光フィードバックを、隣接するＬＥＤ３６の照明要素の制御回路５０に提供し、ＬＥＤ３６は光フィードバックを、隣接するＬＥＤ３８の制御回路５０に提供する。ＬＥＤ照明要素３８は被制御ＬＥＤ照明要素である。
【００８９】
当業者が各々の個々の制御回路５０の機能の上述の説明から認識するように、回路１６は４つのＬＥＤ照明要素３２〜３８のためのＴＬＤドライバを実装している。電源Ｓから送出される電圧が０から増大するのに従い、制御回路５０は迂回電流経路を提供し、それにより、まず、ＬＥＤ照明要素３２がターンオンさせられる。次に、隣接するＬＥＤ照明要素３４の制御回路５０に提供された光フィードバック信号が、ＬＥＤ照明要素３２に加えて、ＬＥＤ照明要素３４の作動を徐々に生じさせる。電圧が更に増大し、光束、ひいては光フィードバック信号が増大するのに伴い、ＬＥＤ照明要素３２及び３４に加えて、ＬＥＤ照明要素３６及び３８が相次いでターンオンさせられる。
【００９０】
電圧が再び減少するのに従い、減少する光フィードバック信号がＬＥＤ照明要素３８、３６及び３４のその後の作動停止を生じさせる。
【００９１】
図７は、第６の実施形態に係る回路１８を示す。第１及び第２のＬＥＤ照明要素２０、３０が直列に配置されている。直列接続に電力を供給する電力源Ｓ及び電流制限抵抗器ＲＬは図７に示されていない。
【００９２】
回路１８内のＬＥＤ照明要素２０、３０は各々、２つの個々のＬＥＤの直列接続として実装されている。本例では、第１のＬＥＤ照明要素２０は、異なる色の２つの異なるＬＥＤ  Ｄ１、Ｄ２で構成されている。Ｄ１は、利用可能な光、即ち、照明を目的とした高光束の光を放射する白色ＬＥＤであるのに対して、Ｄ２は、光検出器５２の役割を果たすフォトダイオードＤ３の効率的励起のための青色ＬＥＤである。
【００９３】
制御回路５０は第１のＦＥＴ４４及び第２のＦＥＴ４６を備える。第１のＦＥＴ４４は、ドレイン及びソースがＬＥＤ２０、３０の相互接続点２８と大地との間に接続されている。第１のＦＥＴ４４のゲートは第１の抵抗器４２にわたる供給電圧に接続されている。
【００９４】
第２のＦＥＴ４６は、ドレイン及びソースが第１のＦＥＴ４４のゲートと大地との間に接続されている。第２のＦＥＴ４６のゲートは第２の抵抗器４８を介して大地に、及びフォトダイオードＤ３に接続されている。
【００９５】
第１の抵抗器４２は、十分な正電圧が印加される場合に第１のＦＥＴ４４を導電性にするプルアップ抵抗器の役割を果たす。プルアップ抵抗器４２は第１のＦＥＴ４４のデフォルトのオン挙動を規定し、それにより、最初は第１のＬＥＤ照明要素２０がターンオンさせられ、第２のＬＥＤ照明要素３０は、ＦＥＴ４４によって迂回されるために、ターンオフさせられる。
【００９６】
２つのＦＥＴ４４、４６は、インバータ回路を形成するように効果的に接続されている。第１のＬＥＤ照明要素２０が動作させられ、増大する光束を有する光を放射するのに従い、Ｄ２から放射された青色光はフォトダイオードＤ３内に光電流を生じさせ、光フィードバック信号Ｌを生み出す。光フィードバック信号は第２のＦＥＴ４６を作動させ、かくして、インバータ回路のゆえに第１のＦＥＴ４４をターンオフさせる。
【００９７】
それゆえ、今度は、第２のＬＥＤ照明要素３０が第１のＬＥＤ照明要素２０に加えて作動される。
【００９８】
代替的に、２つのＦＥＴ４４、４６及び抵抗器によって形成されたインバータ回路の逆変換機能は、単一のディプリーションモードＦＥＴで置換することができ、その結果、構成要素数が低減される。欠点として、エンハンスメントモードＦＥＴと比べて、ディプリーションモードＦＥＴの選択候補は限られている。
【００９９】
図８は、第６の実施形態において実現され、以上において説明された基本概念を、２つのみのＬＥＤ照明要素の代わりに、多数のＬＥＤセグメントにどのように適用することができるのかを例示する、第７の実施形態に係る回路１９を示す。各ドライバ回路５０は、最初は閉じられて導通しており、信号Ｌが印加された場合には、開かれ得る、制御可能スイッチング要素に接続されたフォトダイオードとして用いられるＬＥＤ５２を備える。
【０１００】
可変電圧が電源端子間に印加された場合には（電力源は上述のものと同じであってもよく、ここでは図示されていない）、ＬＥＤ照明要素は、電圧が増大するにつれて、図８における上から下へ点灯することになる。各フォトダイオードは光フィードバック信号Ｌを送出し、十分に高い信号レベルに達するとすぐに、関連付けられた制御可能スイッチを開く。制御可能スイッチが開く正確なレベルは、ＬＥＤ５６、５８を作動させるために必要とされる順方向電圧に従って選定されることになる。
【０１０１】
図９はダイ５４上における構成要素の装着を略図で示す。ここで概略的に示されるように、照明の目的のために用いられる白色ＬＥＤ５６が、監視のために用いられる青色ＬＥＤ５８の隣に装着される。ＬＥＤ５６、５８は直列に接続される。被監視ＬＥＤ５８はフォトダイオード５２の隣に装着されており、それにより、被監視ＬＥＤ５８が作動状態である時に、光フィードバック信号Ｌが得られる。更なるＬＥＤが同じダイ上に装着される。
【０１０２】
図１０は回路６０の第８の実施形態を示す。第８の実施形態に係る回路６０は、電流制限抵抗器ＲＬを介して共通の電力源Ｓに接続された、ＬＥＤの並列配列の一実装形態である。
【０１０３】
複数の、図示の例では４つのＬＥＤ列６２、６４、６６、６８が並列に接続されている。列６２〜６８は異なる数の個々のＬＥＤを有する。第１の列６２は、最多数のＬＥＤ、及びそれゆえ、最も高い順方向電圧を有する。第２、第３及び第４の列６４〜６８は、ここでは光信号によって作動させられる制御可能スイッチとしてのみ示されている制御回路５０に、直列に電気接続されている。
【０１０４】
列６２〜６８は縦続接続の形で配列されており、第１の列６２は第２の列６４の制御回路５０への光フィードバック信号Ｌを提供し、第２の列６４は第３の列６６の制御回路５０への光フィードバック信号Ｌを送出するなどのようになっている。
【０１０５】
図１１は、時間ｔにわたる、電圧Ｖ、及び個々の列６２〜６８を通る電流Ｉ１〜Ｉ４の図を示す。供給される電圧Ｖは、整流正弦波電圧である。
【０１０６】
最初は、全ての制御回路５０が、対応する列６４〜６８を作動させている。即ち、光制御信号Ｌはなく、スイッチは閉じられている。
【０１０７】
最も低い順方向電圧を下回る最初の期間では、電流が流れることはない。時間ｔ１において、第４の列６８の順方向電圧Ｖ１に達し、それにより、電流Ｉ４が流れ、増大する。
【０１０８】
時間ｔ２において、電圧Ｖは、第３の列６６の順方向電圧と等しい値Ｖ２に達し、それにより、電流Ｉ３が流れ始める。列６６のＬＥＤは作動させられて光を放射し、光制御信号Ｌを生じさせる。光制御信号Ｌの増大に伴い、第４の列６８の制御回路５０は、第４の列６８を通る電流Ｉ４の流れを減少させ、それにより、第４の列６８は最終的にターンオフされる。
【０１０９】
時間ｔ３において、電圧Ｖが、第２の列６４の順方向電圧と等しい電圧値Ｖ３に達すると、この列６４の作動は光制御信号Ｌを介して第３の列６６の作動停止を生じさせる。同じように、ｔ４から開始して、電圧Ｖが、第１の列６２の順方向電圧と等しい値Ｖ４に達すると、第２の列６４は作動停止させられる。
【０１１０】
それゆえ、図１０の回路６０は、供給電圧Ｖの測定を行うことなく、供給電圧Ｖに依存して選択的に作動させられるＬＥＤの可変負荷を達成する。
【０１１１】
上述の実施形態は本発明を限定しているのではなく、例示していること、及び当業者は、添付の請求項の範囲から逸脱することなく、多くの代替的な実施形態を設計することができるであろうことに留意されたい。例えば、上述の回路は、２つの別個のＬＥＤ若しくはＬＥＤセグメントのどちらかを通じて適応させられるか、又はより多数のＬＥＤ若しくはＬＥＤセグメントに縦続接続されてもよく、かくして、例えば、異なる数の別個に動作可能な段を有するＴＬＤ構成を実現する。
【０１１２】
直列構成及び並列構成への上述の適用のほかに、本コンセプトは、電気制御マトリックス線形駆動から知られているように、ＬＥＤの直列／並列混合配列（マトリックス）に適用される。フリッカ低減方法が蓄電キャパシタを用いて適用される。
【０１１３】
本発明は、供給電圧の直接測定を行わない動作を可能にするが、有効にされる制御は、光フィードバック信号のほかに、電圧、電流又は電力の電気測定、及び／或いは、例えば温度、環境光レベルなどの環境測定にも基づき得る。それゆえ、異なる制御方略及び制御入力が、本提案のコンセプトの恩恵を損なうことなく、基礎をなす光学的制御手法と組み合わせられる。
【０１１４】
粒度、即ち、別個に動作可能なＬＥＤセグメントの数、及び光フィードバック信号に対する感受性は、様々な適用、特に、異なる入力電圧レンジとの適合性をカバーするように選定される。一例として、７０Ｖの順方向電圧を有する４つの構成単位は各々、整流された２３０Ｖ幹線送電網から電力を供給されることが可能であり、その一方で、３５Ｖを有する４つの構成単位は各々、整流された１１５Ｖ幹線送電網から電力を供給されることが可能である。
【０１１５】
本発明の別の態様は、例えば第２のＬＥＤ照明要素と光感知要素との間の、光結合を提供するための構造を提供する。この態様は、ＰＣＢ内の空洞を光伝搬経路として用いる。
【０１１６】
図１２は、上述の態様に係る一実施形態の断面／側面図を示す。電子デバイス７は、発光器７０と、前記発光器７０によって放射された光を受光するように適合された受光器７２と、前記発光器７０及び前記受光器７２が上に実装された基板７４と、を備え、前記基板７４は孔７６を含み、前記発光器７０が光を孔７６内へ放射し、前記受光器７４が孔７６からの光を受光する。
【０１１７】
図示の実施形態では、孔７６は貫通孔であり、受光器７２及び発光器７０は、基板７４の反対側において、孔７６のそれぞれの開口部上に実装されている。より具体的には、基板７４はＰＣＢである。参照符号７８はＰＣＢ上の銅層／トレースを示す。より具体的には、本提案の光結合は、例えば、発光器ＬＥＤを含む、ＬＥＤ負荷表面実装デバイス（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ、ＳＭＤ）を含む、高電圧構成要素を上側に有するＰＣＢ内のドリル孔を用いて作り出される。下側には、受光器としての検出器ＬＥＤを含む低電圧構成要素がある。
【０１１８】
図１３に示される代替的な一実施形態では、孔７６’は、一方の端部に１つの開口部を有し、他方の端部に反射材料を有する止まり孔である。本実施形態では、孔７６’の他方の端部は銅層７８である。受光器７２及び発光器７０は基板７４の同じ上部側に実装されており、孔７６’の開口部に面している。
【０１１９】
更なる実施形態では、発光器及び受光器の少なくとも一方は孔の中に装着されている。図１４に示されるように、発光器は孔の中に実装されている。本実施形態は発光器と受光器との間の距離を更に低減することができ、それゆえ、光結合を改善する。本実施形態を実現するために、電子デバイスはガルウィングブラケット９０を更に備え、ブラケットのウィング部分が孔７６の縁に取り付けられており、本体部分が孔の中へ延び、発光器７０を保持している。代替的に、又は追加的に、受光器もまた、同様のガルウィングブラケット上に実装され、孔の中に装着されることも可能であろうことを理解されたい。
【０１２０】
図１５に示される更なる実施形態では、孔の内壁は、発光器７０から放射された光を受光器７２へ向け直すように適合された貫通ビア１００などの反射材料を備える。本実施形態では、孔の中に垂直に当たっていない放射光はビアの側壁によって反射され、光結合が改善される。反射材料を孔の内壁上にコーティングする他の種類の技術もまた適用可能であることを理解されたい。
【０１２１】
本提案の光結合構造は、上述の光学タップ式線形ドライバとともに用いることができる。また、本提案の光結合構造は、光学タップ式線形ドライバと無関係に用いることもでき、高電圧及び低電圧回路機構の間の絶縁が必要とされ、且つ光結合ができるだけ高くなければならず、その一方でＰＣＢ領域が大きくなりすぎないようにするという状況で用いることもできる。この新たな実装形態を用いれば、余分な封入材料はもはや必要とされない。
【０１２２】
請求項において、括弧内に付された任意の参照符号は、範囲を限定するものと解釈されてはならない。単語「〜を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、請求項において列挙されたもの以外の要素又はステップの存在を除外しない。要素に先行する単語「ａ」又は「ａｎ」は複数のこのような要素の存在を除外しない。特定の方策は、相互に異なる従属請求項に記載されているという事実のみをもって、これらの方策の組み合わせを有利に用いることができないことが指示されるわけではない。
【図１】
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【図２】
2018501628.tif 000004
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2018501628.tif 000017
【国際調査報告】
2018501628.tif 000018
2018501628.tif 000019