JP2010534162A - 発光ユニット構成及び制御システム並びに方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、発光ユニット10の光出力を制御する制御システム12であって、発光ユニットが少なくとも1つの発光ダイオード(LED)14を含み且つ少なくとも1つの色の光を発するように適合され、当該システムが、発光ユニットの光出力を検出し、対応するフィードバック信号を提供するように構成されるセンサユニット18と、改善された光出力を提供するために、フィードバック信号と所望な光出力を表す対応する信号との間の比較に基づき、発光ユニットの光出力を制御するように構成される制御ユニット22と、を含み、制御ユニットが、更に、ランダムスイッチング期間を決定し、改善された光出力を提供するための、ランダムスイッチング期間内でのLEDに関するオン時間を決定し、決定された期間及びオン時間に従いLEDのエネルギ供給を制御する、制御システムに関する。本発明は、LED発光ユニット回路、及びLED発光ユニットの光出力を制御する方法にも関する。

Description

本発明は、LED発光ユニットの光出力を制御するシステム、LED発光ユニット構成、及びLED発光ユニットの光出力を制御する方法に関する。
発光ユニットの多色LED(例えば、赤、緑、青)からの光は、白色又は色付きの光を得るために混合され得る。
しかし、LEDの出力(例えば、放射光束及びスペクトル分布など)は、例えば、(異なる)経年変化、温度影響及びビニングなどにより変化し得る。たとえば、赤色、緑色および青色のLEDを混合することによって白色光を生成する場合、温度効果は、温度の小さな上昇の後に視認可能な色の相違を既に生じさせ得る。
このために、このような発光ユニットの安定した出力(色)を得るための複数のモデルが提案されており、例えば、温度フィードフォワード(TFF)、色調整フィードバック(CCFB)、光束フィードバック(FFB)、又は光束フィードバック及び温度フィードバックの組み合わせ(FFB+TFF)などである。温度フィードバックにおいて、温度センサが、LEDの現在の温度を(例えば、LEDが装着される共通ヒートシンクの温度を測定することなどによって)検出するのに使用される。LED出力が温度とともにいかに変動するかを知ることによって、現在の温度は、発光ユニットの所望な光出力を達成するために、LEDの出力を調整するのに使用され得る。色調整フィードバックにおいては、現在のLEDの色が測定される。光束フィードバックにおいては、各LED又はLEDの色の現在の光束が測定される。現在の光束(フィードバック)は、その場合、所望な光束又は出力と比較され、これにより、LEDの出力は、発光ユニットの所望な光出力を達成するために適宜調整され得る。光束フィードバックにおいては、単一の光学センサが、LED又はLEDの色の出力を検出するために使用されることが好ましい。この目的のために、各LED色の出力を検出するように、センサは、全てのLEDの色にわたり時間多重化される。このことは、LEDの色が順次的にスイッチオン/オフされ、瞬間的な出力が各測定に関して全てのスイッチオンされたLEDについて決定されることを意味する。1つのフレーム又は期間Tに関する例示的なパターンは、図1aに例示される。測定m1に関しては、全てのLEDがスイッチオフにされ、バックグラウンド光が測定される。測定m2に関しては、青色LEDがスイッチオンにされ、青色出力がm2からm1を減算することによって決定され得る。測定m3に関しては、緑色LEDもスイッチオンにされ、緑色出力がm3からm2を減算することによって決定され得る。最終的に、測定m4に関しては、赤色LEDがスイッチオンにされ、赤色出力は、m4からm3を減算することによって決定され得る。このようにして、各LEDの現在の出力が単一のセンサを用いて決定され得る。
上述の(任意選択的に温度フィードフォワードと組み合わせた)光束フィードバック解決法は、一定の浮遊バックグラウンド光がセンサへ落ち込むような環境においては十分良好に機能し得る。すなわち、上述のモデルは、m1で検出されるバックグラウンド光が他の検出m2-m4に関して同一であることを維持することを仮定する。しかし、特定の実際の場合において、バックグラウンド光は、一定ではない。例えば、別の近接するLED発光ユニット(又はパルス化光源若しくはCRTスクリーン)が正確に一致し結果的に測定m4と干渉する周波数で動作することが想像される。すなわち、他のLED発光ユニットがm4においてオンであり、他の測定においてオフであり得る。この一定でない干渉は、上述のモデルにかなり影響を与え得、色及び輝度精度を低減させ得る。
この問題を解決する試みとして、国際特許出願公報第2006/054230 A1号は、少なくとも1つのLEDを有し且つ少なくとも1つの色の光を発する発光ユニットの光出力を制御する制御システム及び方法を開示し、このシステム及び方法は、基本的に、出力フィードバックモデルを使用する。1つの実施例において、発光ユニットのLEDは、図1bに例示されるように、非周期的に(a-periodically)エネルギ供給される。LEDを非周期的にエネルギ供給することによって、周期的にパルス化される外部光源によって生じられる干渉をかなり低減させる可能性が高いと言われている。
しかし、LED放射窓が変化され得る有余(すなわちフレーム)は制限され、このことは、発光ユニットと同様な又はより低い周波数を有するパルス化された外部光源は干渉を生じさせ得ることを意味する。
本発明の目的は、この問題を少なくとも部分的に解決すること、特に一定でない環境において働き得るような、このような環境において安定した光出力を提供するための、改善された制御システム、発光ユニット及び制御方法を提供することである。
以下の説明から明らかになるこれら及び他の目的は、添付の請求項1に記載の制御システム、請求項10に記載の発光ユニット、及び請求項11に記載の制御システムによって達成される。
本発明の一つの態様に従うと、発光ユニットの光出力を制御する制御システムであって、前記発光ユニットが少なくとも1つの発光ダイオード(LED)を含み且つ少なくとも1つの色の光を発するように適合され、当該システムが、前記発光ユニットの前記光出力を検出し、対応するフィードバック信号を提供するように構成されるセンサユニットと、改善された光出力を提供するために、前記フィードバック信号と所望な光出力を表す対応する信号との間の比較に基づき、前記発光ユニットの前記光出力を制御するように構成される制御ユニットと、を含み、前記制御ユニットが、更に、ランダムスイッチング期間を決定し、前記改善された光出力を提供するための、前記ランダムスイッチング期間内での前記LEDに関するオン時間を決定し、決定された前記期間及びオン時間に従い前記LEDのエネルギ供給を制御する、制御システム。
スイッチング期間は、概して、LEDが、特定の出力を提供するために特定の時間(オン時間)に関してエネルギ供給される又はスイッチオン/オフされる時間フレームであり、ランダムスイッチング期間は、ランダムな持続時間又は長さを有することを意味する。この場合に、本発明は、スイッチング期間をランダム化することによって、LEDがランダムスイッチング周波数で動作され得、周期的固定周波数外部光源によって引き起こされる干渉を大幅に低減することが出来る可能性が高いという理解に基づく。また、本発明は、他の近傍の光源への干渉も低減し得る。
上述の国際特許出願公報第2006/054230号において、LEDは非周期的にエネルギ供給されるが、フレーム期間は非ランダムであり、PWMにおいて所定の固定値又は持続時間を有する。
ランダム期間は、制御ユニットの既存の乱数発生器を用いて決定されることが好ましく、これにより、ハードウェアコストを増加させない。代替的に、疑似乱数又は乱数テーブルなどが使用され得る。
本発明の発光ユニットは、いかなる種類の1つ以上のLEDをも含むいかなるユニットでもあり得る。例えば、発光ユニットは、出力が白色又は色付きの光に固定され得る、1つ又は複数の赤色、緑色及び青色のLEDを含み得る。更に、発光ユニットの応用例は、照明ユニット、イルミネーションユニット、ランプ、ディスプレイユニット(OLED及びPolyLEDディスプレイも)及びバックライトを含むがこれらに制限されない。更に、フィードバックは、光束フィードバック、色制御フィードバック等であり得る。更に、センサユニットは、1つ又は複数のセンサを含み得る。
一つの実施例において、前記ランダム期間が1/fRNDであり、ここで、fRND=f1+f2×RNDであり、f1はしきい値周波数であり、f2は許容周波数変動であり、RNDは0と1との間の乱数である。しきい値周波数は、好ましくは、それより上であると人間の目に対して見え得るフリッカが避けられる周波数である。これのために、上述の数式は、(ランダム)周波数がしきい値周波数より下に決して落ちないことを保証する。しきい値周波数は、約500Hzのオーダであり得、許容周波数変動は、約500Hzのオーダであり得、約500〜1000Hzの周波数範囲を生じさせる。上述の数式の代わりに、例えば、特定周波数の前後におけるガウス分布などの、異なるランダムスキームが使用され得る。
一つの実施例において、前記ランダム期間は前記少なくとも1つのLEDを制御するのに使用されるパルス幅変調(PWM)信号の期間である。言い換えると、PWM周波数はランダム化される。PWMは、通常、LEDへの電力の供給を制御するために使用される。PWMの代わりに、周波数変調又は時間変調駆動の他の形式が、例えば、使用され得る。
一つの実施例において、前記制御ユニットが、前記ランダム期間を前記発光ユニットの電力増加に設定されるように更に構成される。したがって、発光ユニットがオンにされる度に、次回発光ユニットがスイッチオンされる時にいかなる干渉外部パルス化光源も発光ユニットを干渉しないように、新しい期間が割り当てられる。代替的に又は補完的に、ランダム期間は、発光ユニットの動作において反復的に設定され得る。期間の長さは、例えば、毎秒(1Hz)毎に若しくは期間毎に一度、又はランダムな時間に、変更され得る。前者の場合、いずれの干渉も、限定された時間(例えば、1秒又は1期間)に関してのみ発生し得る。このことは、発光ユニットが長時間オンである場合に特に有利である。
一つの実施例において、前記センサユニットは、更に、前記ランダム期間における前記オン時間に従い前記発光ユニットの前記光出力を検出するように構成される。すなわち、センサのポーリング又はサンプリング周波数は、適時な検出を維持するために、LEDの現在の周波数に一致される。
一つの実施例において、前記制御ユニットは、各色に関してランダム期間を設定するように更に構成される一方で、代替的な実施例において、全ての又は少なくとも特定の色が、同一の期間の長さを割り当てられるべきである。全ての色に関して同一の期間を用いる後者の場合、個々の色の検出は、前者の場合よりも直接的である。
一つの実施例において、動作における各色に関する所定の値を越える前記フィードバック信号値が、前記参照信号との比較の前にフィルタ除去される。ローパスフィルタが、例えばこの目的に関して使用され得る。このようにして、センサユニットが隣接するパルス化光源がオンにされる瞬間に色をサンプリングするということが原因であり得るフィードバック信号のいかなる異常高測定値も、除去される。このことは、更に、いかなる干渉効果も低減し得る。
別の実施例において、動作における特定の期間に関する各色に関するフィードバック信号極値は、前記参照信号との比較の前に除去される。すなわち、特定の期間において検出されるフィードバック信号の最高及び最低測定値が破棄されるが、これらの測定値は、誤測定の結果であり得る。このことも、いかなる干渉効果をも低減し得、これに適切に適合される制御ユニットによって動作において実行され得る。
本発明の別の態様に従うと、発光ユニット回路であって、少なくとも1つのLEDを含み、少なくとも1つの色の光を発するように適合される発光ユニットと、上述の制御システムと、を含む発光ユニット回路が提供される。この態様は、本発明の上述の態様と同様な有利な点を呈し得る。
本発明の別の態様に従うと、発光ユニットの光出力を制御する方法であって、前記発光ユニットが少なくとも1つの発光ダイオード(LED)を含み且つ少なくとも1つの色の光を発するように適合され、当該方法が、前記発光ユニットの前記光出力を検出し、対応するフィードバック信号を提供するステップと、改善された光出力を提供するために、前記フィードバック信号と所望な光出力を表す対応する信号との間の比較に基づき、前記発光ユニットの前記光出力を制御するステップと、ランダムスイッチング期間を決定するステップと、前記改善された光出力を提供するための、前記ランダムスイッチング期間内での前記LEDに関するオン時間を決定するステップと、決定された前記期間及びオン時間に従い前記LEDのエネルギ供給を制御するステップと、を含む、方法が提供される。この態様は、本発明の上述の態様と同様な有利な点を呈し得る。本発明の方法は、上述の制御システムを用いて実行され得る。
本発明のこれら及び他の態様は、本発明の現時点での好ましい実施例を示す添付の図面を参照にして、以下により詳細に説明され得る。
図1aは、従来技術の解決法の時系図である。 図1bは、従来技術の解決法の更なる時系図である。 図2は、本発明の実施例に従う発光ユニット及び制御システムを例示する概略ブロック図である。 図3aは、本発明の異なる実施例の時系図である。 図3bは、本発明の更に異なる実施例の時系図である。
図2は、本発明の実施例に従う発光ユニット回路における発光ユニット10及び制御システム12を例示する概略的ブロック図である。発光ユニット10及び制御システム12は、プリント基板(PCB)又は同様なもの(図示されず)に実装され得る。
発光ユニット10は、LED14のアレイを含み、例えば、1つ以上のLED14aは赤色光を発するように適合され、1つ以上のLED14bは緑色光を発するように適合され、1つ以上のLED14cは青色光を発するように適合される。LED14は、LED14を点す、すなわちエネルギ供給するための電源ユニット16へ接続される。
制御システム12は、発光ユニット10のLED14から発される光の光束、強度又は放射力を検出するように概して適合されるセンサユニット18を含み、現在又は瞬間的な光束を示すフィードバック信号を提供する。センサユニット18は、異なる色(R、G、B)の光束を検出するように時間多重化される、フォトダイオードなどの、光学センサを含み得る。制御システム12は、更に、各LEDの色(R,G,B)に関する所望な出力光束を表わす参照信号を提供するように適合される参照ユニット20を含む。参照信号は、例えば、発光ユニット10によって出力されるべき所望な全体色に基づき得、この所望な色は、ユーザインターフェイスを介して設定され得る。追加的に、制御システム12は、センサユニット18へ接続されフィードバック信号を受信するための1つの入力部と、参照ユニットへ接続され参照信号を受信するための1つの入力部と、電源ユニット16へ接続される1つの入力部と、を含む。制御ユニット22は、マイクロプロセッサなどであり得る。制御ユニット22は、フィードバック信号によって示される現在の光束と参照信号によって示される所望な光束との間の比較に基づき、電源ユニット16を介し且つPWMを用いて、LED14の出力を制御するように概して適合される。
より正確には、図3aを参照して説明される例示的な動作において、制御ユニット22は、各色に関するPWM信号を用いて各フレーム又はスイッチング期間Tにおいて各色のLED14をスイッチオン及びオフするように、電源ユニット16に命令する。第1の期間T1において、測定m1に関して、全てのLEDはスイッチオフされ、バックグラウンド光束がセンサユニット18を用いて測定される。測定m2に関しては、少なくとも1つの青色のLED14cが青色に関するPWM信号に従いスイッチオンされ、青色光束は、m2からm1を減算することによって決定される。測定m3に関しても、少なくとも1つの緑色LEDが緑色に関するPWM信号に従いスイッチオンされ、緑色光束は、m3からm2を減算することによって決定される。そして、測定m4に関しても、少なくとも1つの赤色LEDが赤色に関するPWM信号に従いスイッチオンされ、赤色出力は、m4からm3を減算することによって決定される。最終的に、LED14はオフにされる。各色の少なくとも1つのLEDがオンにされる期間Tの部分は、LED14の減光レベルを決定する(PWM)デューティサイクルである。各色R,G,Bに関してセンサユニット18によって測定される現在の光束(フィードバック信号)は、その後、制御ユニット22によって、参照ユニット20から供給される参照信号によって示される各色R,G,Bに関する所望な光束と比較され、制御ユニット22は、発光ユニット10の改善される光出力を提供するために、実際の値と所望な値との間に差がある場合、デューティサイクルを適切に調整する。当業者が理解し得るように、図3aに示される以外の、時間分解LED出力測定を達成するスキームも使用され得る。測定は、例えば、いくつかの期間にわたり拡張され得る。
本発明に従うと、制御ユニット22は、更に、スイッチング期間Tのランダム長を決定し、改善される光出力を提供するためのランダムスイッチング期間内のLEDオン時間を決定し、決定された期間及びオン時間に従いLEDのエネルギ供給を制御するように適合される。言い換えると、デューティサイクルが有効であるスイッチング期間又は時間スロットの長さは、変更される。PWM期間がPWM周波数の逆数であるようなPWM制御の文脈において、このことは、PWM周波数(LED14を制御するように使用されるPWM信号の周波数)はランダム化されることを意味する。
図3aに示される実施例において、発光ユニット10がオンにされる毎に、新しいランダムPWM周波数(期間)が生成され設定される。図3aにおいて、発光ユニット10は、初めに、期間T1からTmにおいてオンにされ、その後オフにされる。その後、再び、発光ユニット10は、期間TnからTxにおいてオンにされ、制御ユニット22は、LED14のオン/オフスイッチングに関してT1-TmにおいてPWM周波数として使用するランダム周波数fRND1を生成する。一方で、Tn-Txに関して、制御ユニットは、新しいランダムPWM周波数fRND2を生成し、したがって、制御ユニットは、これをLED14のオン/オフスイッチングに関してTn-TxにおいてPWM周波数として使用する。fRND2>fRND1である場合、各期間すなわち時間スロットTn-Txは、図3aにおけるように、各期間T1-Txより短い。しかし、デューティサイクルは、発光ユニット10の意図される光出力が変更されない限りは、同一であり(パルス幅はランダム周波数/フレームに従い拡大縮小される)、これにより、エネルギすなわち減光レベルは同一を維持する。(新しい)周波数は、好ましくは、(図2において点線24によって示されるように)センサユニット18へ供給され、これにより、センサユニット18は、自身のサンプリング周波数をLED14の周波数へ一致させ得るようにされる。
本発明の有利な点は、発光ユニット10及び制御システム12の近傍に位置される外部パルス化光源を導入するすることによって例証される。外部パルス化光源は、周期的に、固定周波数で干渉し得る光を周期的に発する。偶然にも、外部パルス化光源の周波数はfRND1と一致し、T1-Tmにおいて、センサユニット18のセンサが赤色光束(測定m4)を決定するために検出を行うちょうどその時に、外部パルス化光源が光(「y」で示される)を発する。したがって、センサユニット18が近傍の外部パルス化光源の光束も捕捉する場合、測定m4に関するバックグラウンド光は、他の測定のバックグラウンド光とは異なり得る。したがって、m4からのm3の減算は、高すぎる値になり得、現在の赤色光束はT1-Tmにおいて誤りになり得、そして、制御ユニット22にLED14を誤って調整させることになる。しかし、次に発光ユニット10がオンにされる場合(期間Tn-Tx)、発光ユニット10は周波数fRND2で動作し、これにより、外部パルス化光源が以前の期間の間におけるように干渉し得る可能性は、大幅に低減される。その結果は、一層の干渉耐性システムになる。
図3bにおいて示される実施例において、新しいランダム周波数は、発光ユニット10がオンにされる時間において、反復的に生成され設定される。図3bにおいて、新しいランダムPWM周波数(期間)は、期間T毎において生成及び設定されるが、代替的に、固定周波数(例えば、1Hz、すなわち毎秒1回)で又はランダムな周波数ででも設定され得る。図3bにおける各期間に関する新しいランダムPWM周波数は、期間T1, T2,…が異なる(ランダム)持続時間を有することを意味する。これにより、外部パルス化光源が各期間における測定と干渉する場合、外部パルス化光源が他の期間において干渉し得る可能性は、ランダムPWM周波数により大幅に低減される。
上述のランダム周波数は、好ましくは、数式fRND=f1+f2×RNDに従い生成され、ここで、f1はしきい値周波数であり、f2は許容周波数変動であり、RNDは0〜1の間の乱数である。しきい値周波数f1は、好ましくは、それより上であれば人間の目に対して見え得るフリッカが避けられる周波数である。しきい値周波数f1は、約500Hzのオーダであり得、許容周波数変動f2は、約500Hzのオーダであり得、これにより、約500〜1000Hzの周波数範囲を生じさせる。乱数RNDは、好ましくは、制御ユニット22の既存の乱数発生器を用いて発生される。
干渉耐性システムを提供する追加的な対策として、ローパスフィルタ(図示されず)などが、制御ユニット22において参照信号と比較する前に、各色に関する所定の値より上のフィードバック信号値をフィルタ除去するために導入され得る。ローパスフィルタは、好ましくは、制御ユニット22において実施化される。このようにして、センサユニット18が隣接するパルス化光源がオンにされる瞬間に色をサンプリングするということが原因であり得るフィードバック信号のいかなる異常高測定値も、除去される。このことは、更に、いかなる干渉効果も低減し得る。更に、特定の期間(例えば、特定の持続時間又は特定の期間の数)各色に関するフィードバック信号の最高及び最低測定値は、制御ユニット22において参照信号と比較する前に、破棄され得る。このような極端な値は、誤測定の結果であり得、結果的にこのような誤測定の効果は除去される。
本発明の制御システム及び発光ユニット回路並びに方法は、いずれのフィードバックも必要とすることなく実施化され得ることを特記されるべきである。この場合、有益な点は、近傍の他の光源に対する干渉の低減である。この場合においても、センサユニット及び制御ユニットの関連付けられるフィードバック関数(又は対応する方法のステップ)も省略され得、発光ユニットは、LED又はTLなどの1つ以上の(PWM制御)光源を含み得る。
当業者は、本発明が、上述の好ましい実施例に全く制限されないことを理解する。対照的に、添付の請求項の範囲内において、多くの修正態様及び変更態様が可能である。
例えば、図3a−3bにおいて、全ての色は、同一のランダム周波数を割り当てられるが、代替的に1つのランダム周波数が各色に関して設定され得る。
また、上述のようにLEDへの電力の供給を制御するためにPWMを使用する代わりに、周波数変調なども使用され得る。周波数変調において、パルス幅は、概して、同一の絶対値を有するが、期間は変化する。このことは、オン時間は固定されるが、オフ時間は所与の期間に関して変化することを意味する。本発明のランダム期間を用いると、オン時間及びオフ時間の両方の幅は、同一値を用いて拡大縮小され、したがって、同一のエネルギ(デューティサイクル)を与える。
FFBの文脈で説明されてきたものの、本発明は、FFB+TFF又はCCFBなどにおいても実施化され得る。

Claims (19)

  1. 発光ユニットの光出力を制御する制御システムであって、前記発光ユニットが少なくとも1つの発光ダイオード(LED)を含み且つ少なくとも1つの色の光を発するように適合され、当該システムが、
    −前記発光ユニットの前記光出力を検出し、対応するフィードバック信号を提供するように構成されるセンサユニットと、
    −改善された光出力を提供するために、前記フィードバック信号と所望な光出力を表す対応する信号との間の比較に基づき、前記発光ユニットの前記光出力を制御するように構成される制御ユニットと、
    を含み、前記制御ユニットが、更に、
    −ランダムスイッチング期間を決定し、
    −前記改善された光出力を提供するための、前記ランダムスイッチング期間内での前記LEDに関するオン時間を決定し、
    −決定された前記期間及びオン時間に従い前記LEDのエネルギ供給を制御する、
    制御システム。
  2. 請求項1に記載の制御システムであって、前記ランダム期間が1/fRNDであり、ここで、fRND=f1+f2×RNDであり、f1はしきい値周波数であり、f2は許容周波数変動であり、RNDは0と1との間の乱数である、制御システム。
  3. 請求項1または2に記載の制御システムであって、前記ランダム期間が前記少なくとも1つのLEDを制御するのに使用されるパルス幅変調(PWM)信号の期間である、制御システム。
  4. 請求項1ないし3のいずれか一項に記載の制御システムであって、前記制御ユニットが、前記ランダム期間を前記発光ユニットの電力増加に設定されるように更に構成される、制御システム。
  5. 請求項1ないし4のいずれか一項に記載の制御システムであって、前記制御システムは、更に、前記発光ユニットの動作においてランダム期間を反復的に設定するように構成される、制御システム。
  6. 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の制御システムであって、前記センサユニットは、更に、前記ランダム期間における前記オン時間に従い前記発光ユニットの前記光出力を検出するように構成される、制御システム。
  7. 請求項1ないし6のいずれか一項に記載の制御システムであって、前記制御ユニットは、ランダム期間を各色に関して設定するように更に構成される、制御ユニット。
  8. 請求項1ないし7のいずれか一項に記載の制御システムであって、動作における各色に関する所定の値を越える前記フィードバック信号値が、前記参照信号との比較の前にフィルタ除去される、制御システム。
  9. 請求項1ないし8のいずれか一項に記載の制御システムであって、動作における特定の期間に関する各色に関するフィードバック信号極値は、前記参照信号との比較の前に除去される、制御システム。
  10. 発光ユニット回路であって、
    −少なくとも1つの発光ダイオード(LED)を含み、少なくとも1つの色の光を発するように適合される発光ユニットと、
    −請求項1ないし9のいずれか一項に記載の制御システムと、
    を含む発光ユニット回路。
  11. 発光ユニットの光出力を制御する方法であって、前記発光ユニットが少なくとも1つの発光ダイオード(LED)を含み且つ少なくとも1つの色の光を発するように適合され、当該方法が、
    −前記発光ユニットの前記光出力を検出し、対応するフィードバック信号を提供するステップと、
    −改善された光出力を提供するために、前記フィードバック信号と所望な光出力を表す対応する信号との間の比較に基づき、前記発光ユニットの前記光出力を制御するステップと、
    −ランダムスイッチング期間を決定するステップと、
    −前記改善された光出力を提供するための、前記ランダムスイッチング期間内での前記LEDに関するオン時間を決定するステップと、
    −決定された前記期間及びオン時間に従い前記LEDのエネルギ供給を制御するステップと、
    を含む、方法。
  12. 請求項11に記載の方法であって、前記ランダム期間が1/fRNDであり、ここで、fRND=f1+f2×RNDであり、f1はしきい値周波数であり、f2は許容周波数変動であり、RNDは0と1との間の乱数である、方法。
  13. 請求項11または12に記載の方法であって、前記ランダム期間が前記少なくとも1つのLEDを制御するのに使用されるパルス幅変調(PWM)信号の期間である、方法。
  14. 請求項11ないし13のいずれか一項に記載の方法であって、前記制御ユニットが、前記ランダム期間を前記発光ユニットの電力増加に設定されるように更に構成される、方法。
  15. 請求項11ないし14のいずれか一項に記載の方法であって、ランダム期間が、前記発光ユニットの動作において反復的に設定される、方法。
  16. 請求項11ないし15のいずれか一項に記載の方法であって、前記発光ユニットの前記光出力が、前記ランダム期間における前記オン時間に従い検出される、方法。
  17. 請求項11ないし16のいずれか一項に記載の方法であって、ランダム期間が各色に関して設定される、制御ユニット。
  18. 請求項11ないし17のいずれか一項に記載の方法であって、各色に関する所定の値を越えるフィードバック信号値が、前記参照信号との比較の前にフィルタ除去される、方法。
  19. 請求項11ないし18のいずれか一項に記載の方法であって、特定の期間に関する各色に関するフィードバック信号極値が、前記参照信号との比較の前に除去される、方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101361294B1 (ko) 2011-06-09 2014-02-11 한라비스테온공조 주식회사 차량용 공조 시스템에 적용되는 디스플레이 장치 및 그 장치의 제어방법

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050259424A1 (en) 2004-05-18 2005-11-24 Zampini Thomas L Ii Collimating and controlling light produced by light emitting diodes
US7766511B2 (en) 2006-04-24 2010-08-03 Integrated Illumination Systems LED light fixture
US7729941B2 (en) 2006-11-17 2010-06-01 Integrated Illumination Systems, Inc. Apparatus and method of using lighting systems to enhance brand recognition
US8013538B2 (en) 2007-01-26 2011-09-06 Integrated Illumination Systems, Inc. TRI-light
US8742686B2 (en) 2007-09-24 2014-06-03 Integrated Illumination Systems, Inc. Systems and methods for providing an OEM level networked lighting system
US8255487B2 (en) 2008-05-16 2012-08-28 Integrated Illumination Systems, Inc. Systems and methods for communicating in a lighting network
DE102008064149A1 (de) * 2008-12-19 2010-07-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronische Vorrichtung
US8585245B2 (en) 2009-04-23 2013-11-19 Integrated Illumination Systems, Inc. Systems and methods for sealing a lighting fixture
GB2469821B (en) * 2009-04-28 2011-08-10 Alistair Macfarlane Improved light source
US8779685B2 (en) 2009-11-19 2014-07-15 Intematix Corporation High CRI white light emitting devices and drive circuitry
US8946998B2 (en) * 2010-08-09 2015-02-03 Intematix Corporation LED-based light emitting systems and devices with color compensation
CN102387627B (zh) * 2010-09-03 2015-07-29 奥斯兰姆有限公司 发光二极管驱动及调光的方法和装置、以及照明系统
US20120127210A1 (en) * 2010-11-19 2012-05-24 Au Optronics Corporation Random PWM Dimming Control for LED Backlight
US9066381B2 (en) 2011-03-16 2015-06-23 Integrated Illumination Systems, Inc. System and method for low level dimming
US9967940B2 (en) 2011-05-05 2018-05-08 Integrated Illumination Systems, Inc. Systems and methods for active thermal management
JP5807200B2 (ja) * 2011-06-22 2015-11-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 照明装置
US9521725B2 (en) 2011-07-26 2016-12-13 Hunter Industries, Inc. Systems and methods for providing power and data to lighting devices
US20150237700A1 (en) 2011-07-26 2015-08-20 Hunter Industries, Inc. Systems and methods to control color and brightness of lighting devices
US9609720B2 (en) 2011-07-26 2017-03-28 Hunter Industries, Inc. Systems and methods for providing power and data to lighting devices
US10874003B2 (en) 2011-07-26 2020-12-22 Hunter Industries, Inc. Systems and methods for providing power and data to devices
US11917740B2 (en) 2011-07-26 2024-02-27 Hunter Industries, Inc. Systems and methods for providing power and data to devices
US8710770B2 (en) 2011-07-26 2014-04-29 Hunter Industries, Inc. Systems and methods for providing power and data to lighting devices
US8894437B2 (en) 2012-07-19 2014-11-25 Integrated Illumination Systems, Inc. Systems and methods for connector enabling vertical removal
FR2995491A1 (fr) * 2012-09-11 2014-03-14 Zedel Lampe electrique portative dotee d'un dispositif de regulation automatique de l'eclairage
US9379578B2 (en) 2012-11-19 2016-06-28 Integrated Illumination Systems, Inc. Systems and methods for multi-state power management
US9420665B2 (en) 2012-12-28 2016-08-16 Integration Illumination Systems, Inc. Systems and methods for continuous adjustment of reference signal to control chip
US9485814B2 (en) 2013-01-04 2016-11-01 Integrated Illumination Systems, Inc. Systems and methods for a hysteresis based driver using a LED as a voltage reference
TWI503810B (zh) * 2014-05-05 2015-10-11 Ultimate Image Corp 有機發光二極體發光模組及使用其之發光裝置與互動發光牆
US9578702B2 (en) * 2014-05-09 2017-02-21 Osram Sylvania Inc. Synchronized PWM-dimming with random phase
US10918030B2 (en) 2015-05-26 2021-02-16 Hunter Industries, Inc. Decoder systems and methods for irrigation control
US10228711B2 (en) 2015-05-26 2019-03-12 Hunter Industries, Inc. Decoder systems and methods for irrigation control
US10060599B2 (en) 2015-05-29 2018-08-28 Integrated Illumination Systems, Inc. Systems, methods and apparatus for programmable light fixtures
US10030844B2 (en) 2015-05-29 2018-07-24 Integrated Illumination Systems, Inc. Systems, methods and apparatus for illumination using asymmetrical optics
CN110062492B (zh) * 2018-01-19 2021-11-19 朗德万斯公司 具有降低的可听噪声的pwm调光
US10801714B1 (en) 2019-10-03 2020-10-13 CarJamz, Inc. Lighting device
US11561281B2 (en) 2020-06-29 2023-01-24 Waymo Llc Selective deactivation of light emitters for interference mitigation in light detection and ranging (lidar) devices

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61149879A (ja) * 1984-12-24 1986-07-08 Meisei Electric Co Ltd 受信パルス誤検出防止装置
JPH0815415A (ja) * 1994-06-28 1996-01-19 Mitsubishi Electric Corp 距離測定装置
JPH08221700A (ja) * 1995-02-17 1996-08-30 Suzuki Motor Corp ストップランプ認識装置
JP2002156226A (ja) * 2000-11-20 2002-05-31 Honda Motor Co Ltd 距離測定装置
JP2003288054A (ja) * 2002-03-27 2003-10-10 Clarion Co Ltd 表示装置及びその制御方法
US20050254248A1 (en) * 2004-05-17 2005-11-17 Gabor Lederer Candle light emulation
WO2006054230A1 (en) * 2004-11-19 2006-05-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. A feedback control system for controlling the light output of a led unit
WO2007069149A1 (en) * 2005-12-16 2007-06-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination device and method for controlling an illumination device

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5661645A (en) * 1996-06-27 1997-08-26 Hochstein; Peter A. Power supply for light emitting diode array
AU1047599A (en) * 1997-11-12 1999-05-31 Scintillate Limited Improvements relating to jewellery illumination
US6596977B2 (en) * 2001-10-05 2003-07-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Average light sensing for PWM control of RGB LED based white light luminaries
AU2003211809A1 (en) * 2002-03-01 2003-09-16 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device and display unit using the light emitting device and reading device
ES2378067T3 (es) * 2002-05-08 2012-04-04 Phoseon Technology, Inc. Fuente de luz de estado sólido de alta eficacia y métodos de uso y fabricación
US20050273237A1 (en) * 2004-05-21 2005-12-08 Jyh-Haur Huang Control method and control structure for lighting system
US20070273290A1 (en) * 2004-11-29 2007-11-29 Ian Ashdown Integrated Modular Light Unit
EP1734502A1 (en) * 2005-06-13 2006-12-20 Sony Ericsson Mobile Communications AB Illumination in a portable communication device
KR20080079269A (ko) * 2005-11-22 2008-08-29 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Led 조명 시스템, led 조명 제어 시스템, 및 led조명 유닛 제어 방법
JP5717947B2 (ja) * 2005-12-20 2015-05-13 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 電子デバイスに供給される電流を制御するための方法および装置
US7649327B2 (en) * 2006-05-22 2010-01-19 Permlight Products, Inc. System and method for selectively dimming an LED
US20080012820A1 (en) * 2006-07-11 2008-01-17 Chun-Chieh Yang System and method for achieving desired operation illumination condition for light emitters
WO2008029324A2 (en) * 2006-09-06 2008-03-13 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Generating light by color mixing
TW200839692A (en) * 2007-03-21 2008-10-01 Delta Electronics Inc Liquid crystal display apparatus, backlight module and light source driving device thereof

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61149879A (ja) * 1984-12-24 1986-07-08 Meisei Electric Co Ltd 受信パルス誤検出防止装置
JPH0815415A (ja) * 1994-06-28 1996-01-19 Mitsubishi Electric Corp 距離測定装置
JPH08221700A (ja) * 1995-02-17 1996-08-30 Suzuki Motor Corp ストップランプ認識装置
JP2002156226A (ja) * 2000-11-20 2002-05-31 Honda Motor Co Ltd 距離測定装置
JP2003288054A (ja) * 2002-03-27 2003-10-10 Clarion Co Ltd 表示装置及びその制御方法
US20050254248A1 (en) * 2004-05-17 2005-11-17 Gabor Lederer Candle light emulation
WO2006054230A1 (en) * 2004-11-19 2006-05-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. A feedback control system for controlling the light output of a led unit
WO2007069149A1 (en) * 2005-12-16 2007-06-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination device and method for controlling an illumination device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101361294B1 (ko) 2011-06-09 2014-02-11 한라비스테온공조 주식회사 차량용 공조 시스템에 적용되는 디스플레이 장치 및 그 장치의 제어방법

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