JP2015525947A - 多重化超低電力led照明器具 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係る照明器具は、いかなる特定の時点においても、1つの画像のみが提供されているが、画像が一連の動きをしているように見える映画と同じ光学原理に基づいている。この場合、各LEDは、テレビスクリーンと同様に、同時に一時点の間点灯し、それを連続的に行う。
エネルギーを節約する試みは、例えばLED照明器具の使用等、新しい照明方法の研究をもたらした。LED照明器具は、タングステンランプおよび蛍光ランプのような従来の照明手段に対して利点を有している。これは、LED照明器具は、耐久年数が50000時間以上であり、甚大な熱を放射せず、従来の照明手段よりもエネルギーを90%まで引き下げるためである。
図1は、本発明に係る照明器具の構成部材を示す図である。
本発明に係る照明器具は、個別ユニットの電力制御装置を有する多重化LEDマトリクスである。この照明器具は、各々のLEDを同時に発光させるのではなく、供給された電力を制御して、LEDを1つずつミリ秒の間点灯させている。これは、使用されるLEDユニットおよび制御回路と同じエネルギー引出で同じ光品質を得ながらも当該LEDの光度を極大化するためである。本発明の他の特徴は、異なる表示パターンを表示するように照明器具の動作を制御することができることである。
マイクロコントローラ(1)は、図3に示すように、ステップシーケンスプログラムを有する。マイクロコントローラ(1)は、このプログラムを使用することによって、LEDマトリクス(3)を制御するために使用されるCMOS(7)およびCMOS NOTゲートアレイを制御する。
PIC(1)のプログラムの始まりにおいて、マイクロコントローラ(1)からFVC(8)への出力(I)、CMOS10進カウンタ(7)へのPIC(1)の出力(II)、CMOS(9)へのマイクロコントローラ(1)の出力ピン(IV)および制御入力としてのマイクロコントローラ(1)のピン(VI)に相当する出力および入力が構成される。
多重化サイクルは、照明器具のスイッチが切られるまでは無期限に動作する。最初の10回のサイクルにおいては、遅延機能における時間の減少に一貫した変化が生じるため、マイクロコントローラ(1)の内部発振器を安定させるための時間がある。サイクルは、出力(II)を高くすることで開始され、最初の出力ピン(IV)の出力状態を出力(VI)で読み出されたデータと一致させ、遅延によって規定された時間だけ待った後、Cnt2を減少させ、(II)および最初の出力ピン(IV)に戻り、遅延機能の最初の呼び出しポイントに戻る。Cnt2を比較する決定ポイントに戻る際、有効出力はもはや最初の出力ピン(IV)ではなく次のピン(IV)であるので、Cnt2の値には1つのユニットの減少があり、その後もマイクロコントローラの最後のピン(IV)に到達するまで同様である。
最終的な多重化サイクルにおいて、Cnt2=0であり、有効出力が最終出力ピン(IV)であるとき、決定ポイントCnt2>0は、2つ目の決定ポイントCnt>1へプログラムのポインタを送る。これは、プログラムの最初の9サイクルにおいては真となるが、9回目以降のサイクルでは常に偽となるため、プログラムのポインタをCnt2の再読込みへ移動することにより、多重化サイクルを再始動する。
図2に示すように、本発明に係る照明器具の一実施形態は、マイクロコントローラ(1)によって制御される5つの統合回路によって形成されている。上述のマイクロコントローラ(1)は、照明を多重化し、外部の信号を受け取るために使用されている。照明器具は、マイクロコントローラ(1)によって求められる電圧を連続的に供給するために使用される電圧レギュレータ(5)をさらに含む。供給される電圧は、5Vである。
マイクロコントローラ(1)は、図3に示すように、ステップシーケンスプログラムを含んでいる。当該プログラムを使うことにより、マイクロコントローラ(1)は、CI‐CMOS(A)(4)およびCI‐CMOS(B)(6)を制御し、これを受けてCI‐CMOS(A)(4)およびCI‐CMOS(B)(6)は、LEDマトリクス(3)の列を制御し、LEDマトリクス(3)の行に対して電力を供給する。
マイクロコントローラのプログラムのステップシーケンスが始まると、出力ピン(a),(b),(d)〜(m)は、入力ピン(c)のように構成される(図2参照)。Cnt1およびCnt2は10に切り替えられ、Cnt1の値によって待ち時間が規定される遅延機能は呼び出され、多重化サイクルが開始される。
多重化サイクルは、照明器具のスイッチが切られるまでは無期限に動作する。最初の10回のサイクルにおいては、遅延機能における時間の減少に一貫した変化が生じるため、マイクロコントローラ(1)の内部発振器を安定させるための時間がある。サイクルは、出力(b)を高くすることで開始され、出力(d)の出力状態を出力(c)で読み出されたデータと一致させ、遅延によって規定された時間だけ待った後、遅延機能の最初の呼び出しポイントに戻る前に、Cnt2を減少させ、(b)および(d)を低位にスイッチバックする。Cnt2を比較する決定ポイントに戻る際、有効出力はもはや(d)ではなく(e)であるため、Cnt2の値には1つのユニットの減少があり、その後も(m)に到達するまで同様である。
最終的な多重化サイクルにおいて、Cnt2=0であり、有効出力が(m)であるとき、決定ポイントCnt2>0は、2つ目の決定ポイントCnt>1へプログラムのステップを送る。これは、プログラムの最初の9サイクルにおいては真となるが、9回目以降のサイクルでは常に偽となるため、プログラムのステップをCnt2の再読込みへ移動することにより、多重化サイクルを再始動する。
(実施例1)
本発明に係る多重化LED照明器具(JCDLLM08)は、50Wのダイクロイックランプと比較された。本実施例では、ダイクロイックランプは、1メートルの距離で650ルーメンの光束を供給した。本発明に係るLED照明器具(JCDLLM08)は、20個のLEDからなるマトリクスを使用し、0.82Wの電力を消費するものであり、1メートルの距離で546ルーメンの光束を供給した。以下の表は、比較結果を示している。
本発明に係る多重化LED照明(JCDLLM08)は、18Wの蛍光省エネルギー電球と比較された。当該省エネルギー電球は、1メートルの距離で750ルーメンの光束を供給した。本発明に係る照明器具(JCDLLM08)は、100個のLEDからなるマトリクスを使用し、1.42Wの電力を消費するものであり、1メートルの距離で600ルーメンの光束を供給した。以下の表は、比較結果を示している。
Claims (6)
- 多重化超低電力LED照明器具であって、
LEDマトリクス(3)と、
多重化サイクルの管理および全プロセスの制御の管理をするマイクロコントローラ(1)と、
上記マイクロコントローラ(1)に求められる電圧を供給する電圧レギュレータ(5)と、
上記LEDマトリクス(3)の電力を制御するCMOS10進カウンタ(7)およびCMOS NOTゲートアレイ(9)と、
上記CMOS(9),(7)の電力供給を制御する周波数電圧変換器(FVC)(8)と、
を備え、
上記照明器具は、Vssのスイッチが入れられると、上記電圧レギュレータ(5)および上記FVC(8)に6から15VDCのグリッド電圧を供給し、続いて上記レギュレータは、上記マイクロコントローラ(1)に5VDCの電力を一定に供給して上記マイクロコントローラ(1)のプログラムのステップシーケンスを発動させ、上記ステップシーケンスにより、周波数変化によって上記FVC(8)から出力された電圧を制御すると共に、上記CMOS(9),(7)を通して上記LEDマトリクス(3)に供給される電圧を制御された方法で増加させるものであり、
上記マイクロコントローラ(1)は、
i.上記FVC(8)への上記マイクロコントローラ(1)の出力(I)、上記CMOS10進カウンタ(7)への上記マイクロコントローラ(1)の出力(II)、および上記CMOS NOT(9)への上記マイクロコントローラ(1)の出力ピン(IV)に相当する出力および入力の構成から始まり、上記マイクロコントローラ(1)への入力(VI)を構成し、上記カウンタCnt1およびCnt2をロードするステップと、
ii.以下のステップを含む上記多重化サイクルを開始するステップと、
A.Cnt1の値によって規定された時間を有する遅延機能を1回目に呼び出すステップ
B.上記CMOS(7)へクロックパルスを送るステップ
C.上記CMOS(9)への上記マイクロコントローラ(1)の出力(IV)を連続的に有効化させるステップ
D.有効出力(IV)の状態を、上記マイクロコントローラ(1)の入力(VI)から読み出された値と一致させるステップ
E.Cnt1の値によって規定された時間を有する上記遅延機能を2回目に呼び出すステップ
F.上記1回目の遅延機能の呼び出しのステップAに戻るステップ
iii.Cnt1の値を1と比較し、当該Cnt1の値が1以上の場合は、Cnt1を減少させてステップ(II)に戻り、当該Cnt1の値が1未満の場合は、直接ステップ(II)に戻って上記多重化サイクルを再始動するステップと、
を含むプログラムステップによって、上記照明器具のスイッチが切られるまで無期限に動作する上記多重化サイクルを制御することを特徴とする照明器具。 - 上記電圧レギュレータ(5)によって上記マイクロコントローラ(1)へ供給される電圧は、5Vであることを特徴とする請求項1に記載の照明器具。
- 上記10進カウンタ(7)は、CI‐CMOS(A)10進分配器(4)であり、上記CMOS NOTゲートアレイ(9)は、CI‐CMOS(B)論理NOTゲート(6)に相当することを特徴とする請求項1または2に記載の照明器具。
- 上記マイクロコントローラ(1)は、ピン(d)から(m)に相当する、上記CI‐CMOS(B)への10個の出力ピンを有していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。
- 上記FVC(8)は、周波数‐電圧変換器(2)(FVC)(2)として構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の照明器具。
- 上記マイクロコントローラ(1)の上記プログラムの上記ステップは、
i.上記マイクロコントローラ(1)のピン(a),(b),(d),(e),(f),(g),(h),(i),(j),(k),(l),(m),(c)に相当する出力および入力を構成することを開始するステップと、
ii.Cnt1を10と等しくさせるステップと、
iii.Cnt2を10と等しくさせるステップと、
iv.Cnt2の値を0と比較し、上記照明器具のスイッチが切られるまで動作する上記多重化サイクルであって、以下のステップを含む上記多重化サイクルを開始するステップと、
A.Cnt1の値によって規定された時間を有する上記遅延機能を1回目に呼び出すステップ
B.上記マイクロコントローラ(1)の出力(b)を1に等しくさせるステップ
C.上記マイクロコントローラ(1)のピン(d)から(m)のうちの1つに相当する出力を有効化させ、Cnt2が10に等しいとき、有効出力を(d)とするステップ
D.上記有効出力の状態を、上記マイクロコントローラの入力(c)から読み出された値と一致させるステップ
E.Cnt1の値によって決定された時間を有する上記遅延機能を2回目に呼び出すステップ
F.Cnt2を減少させ、各減少ユニットが、上記有効出力を上記照明電力レギュレータ(9)への上記マイクロコントローラ(1)の次の出力ピンにするステップ
G.上記マイクロコントローラ(1)の出力(b)および上記有効出力を0に等しくさせるステップ
H.上記1回目の遅延機能の呼び出しのステップAに戻るステップ
v.Cnt1の値を1と比較し、当該Cnt1の値が1以上の場合は、Cnt1を減少させて上記多重化サイクルの始まりに戻り、当該Cnt1の値が1未満の場合は、直接上記多重化サイクルに戻るステップと、
を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の照明器具。
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