JP2022510040A - Hybrid drive scheme for RGB color tuning - Google Patents

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Abstract

装置は、入力電流を第1電流と第2電流とに分割するように構成されたアナログ電流分割回路と、複数のスイッチを含んだマルチプレクサアレイと、を含み、周期の第1部分の間、前記第1電流をLEDの3つの色のうちの第1の色へ、及び前記第2電流をLEDの3つの色のうちの第2の色へ同時に提供し、前記周期の第2部分の間、前記第1電流をLEDの3つの色のうちの前記第2の色へ、及び前記第2電流をLEDの3つの色のうちの第3の色へ同時に提供し、且つ前記周期の第3部分の間、前記第1電流をLEDアレイの3つの色のうちの前記第1の色へ、及び前記第2電流をLEDの3つの色のうちの前記第3の色へ同時に提供する。The apparatus includes an analog current dividing circuit configured to divide the input current into a first current and a second current, and a multiplexer array containing a plurality of switches, said during the first part of the cycle. The first current is simultaneously delivered to the first of the three colors of the LED and the second current to the second of the three colors of the LED during the second part of the cycle. The first current is simultaneously provided to the second color of the three colors of the LED and the second current to the third color of the three colors of the LED, and the third part of the cycle. During the same time, the first current is supplied to the first color of the three colors of the LED array, and the second current is supplied to the third color of the three colors of the LED at the same time.

Description

この出願は、2019年1月25日に出願された米国特許出願第16/258,193号に対する優先権の利益を主張するものである2019年8月16日に出願された米国特許出願第16/543,230号に対する優先権の利益を主張するとともに、2019年3月27日に出願された欧州特許出願第19165527.3号の利益を主張するものであり、これらの各々をその全体にてここに援用する。 This application claims priority benefit to US Patent Application No. 16 / 258,193 filed on January 25, 2019. US Patent Application No. 16 filed on August 16, 2019. It claims the benefit of priority over / 543,230 and the benefit of European Patent Application No. 191655277.3 filed on March 27, 2019, each of which in its entirety. Use here.

発光ダイオード(LED)は、電流がそれを流れるときに光を発する半導体光源である。適切な電流がLEDに与えられると、LED内で電子が電子正孔と再結合することができ、光子の形態でエネルギーを放出する。この効果はエレクトロルミネセンスと呼ばれている。発せられる光の色は、光子のエネルギーに対応し、半導体のエネルギーバンドギャップによって決定される。複数の半導体を用いること又は半導体デバイス上に波長変換材料の層を用いることによって、白色光が得られる。 A light emitting diode (LED) is a semiconductor light source that emits light when an electric current flows through it. When an appropriate current is applied to the LED, electrons can recombine with electron holes within the LED, releasing energy in the form of photons. This effect is called electroluminescence. The color of the emitted light corresponds to the energy of the photons and is determined by the energy bandgap of the semiconductor. White light can be obtained by using a plurality of semiconductors or by using a layer of wavelength conversion material on the semiconductor device.

LEDドライバとも称するLED回路は、適切な電流を提供することによってLEDに電力供給するのに使用される電気回路である。この回路は、必要な輝度でLEDを点灯させるのに十分な電流を提供しなければならないが、LEDを損傷してしまうことを防止するために電流を制限しなければならない。LEDに電力供給するのに十分な電流と、損傷を防止するために電流を制限することとの間のバランスが必要である。何故なら、LEDを横切る電圧降下は、広範囲の動作電流にわたって略一定であるからである。これは、印加電圧の小さい増加が電流を大幅に増加させることを引き起こす。 An LED circuit, also referred to as an LED driver, is an electrical circuit used to power an LED by providing an appropriate current. This circuit must provide sufficient current to light the LED with the required brightness, but must limit the current to prevent damaging the LED. There needs to be a balance between sufficient current to power the LED and limiting the current to prevent damage. This is because the voltage drop across the LED is substantially constant over a wide range of operating currents. This causes a small increase in the applied voltage to significantly increase the current.

赤-緑-青(RGB)カラーチューニングスキームにおいては頻繁に、複数のLEDの組み合わせが使用される。更なるLEDの増加、及びRGBカラーチューニングの中で各LEDに電力供給することの要件は、RGB LEDの駆動スキームに更なる複雑さを加える。 Multiple LED combinations are often used in red-green-blue (RGB) color tuning schemes. The further increase in LEDs and the requirement to power each LED in RGB color tuning add further complexity to the RGB LED drive scheme.

装置は、入力電流を第1電流と第2電流とに分割するように構成されたアナログ電流分割回路と、複数のスイッチを含んだマルチプレクサアレイと、を含み、周期の第1部分の間、前記第1電流をLEDの3つの色のうちの第1の色へ、及び前記第2電流をLEDの3つの色のうちの第2の色へ同時に提供し、前記周期の第2部分の間、前記第1電流をLEDの3つの色のうちの前記第2の色へ、及び前記第2電流をLEDの3つの色のうちの第3の色へ同時に提供し、且つ前記周期の第3部分の間、前記第1電流をLEDアレイの3つの色のうちの前記第1の色へ、及び前記第2電流をLEDの3つの色のうちの前記第3の色へ同時に提供する。 The apparatus includes an analog current dividing circuit configured to divide the input current into a first current and a second current, and a multiplexer array containing a plurality of switches, said during the first part of the cycle. The first current is simultaneously delivered to the first color of the three colors of the LED and the second current to the second color of the three colors of the LED during the second part of the cycle. The first current is simultaneously provided to the second color of the three colors of the LED and the second current to the third color of the three colors of the LED, and the third part of the cycle. During the same time, the first current is supplied to the first color of the three colors of the LED array, and the second current is supplied to the third color of the three colors of the LED at the same time.

添付の図面とともに例として与えられる以下の説明から、より詳細な理解が得られることになる。
色空間を表すCIE色度図を示している。 様々なCCT及びBBLに対するそれらの関係を説明する図を示している。 RGBチューニングのためのハイブリッド駆動回路の一回路例を示している。 アナログ回路よりも少ないPCBリソースで複雑な信号処理を扱う計算デバイス用のマイクロコントローラを示している。 赤色LED(又は赤色LEDのアレイ)が中心位置に配置された図1Cの回路のカラーチャートを示している。 緑色LED(又は緑色LEDのアレイ)が中心位置に配置された図1Cの回路のカラーチャートを示している。 青色LED(又は青色LEDのアレイ)が中心位置に配置された図1Cの回路のカラーチャートを示している。 他のハイブリッド駆動回路を示している。 赤色及び青色LED(又は赤色LEDのアレイと青色LEDのアレイ)がアナログ電流によって駆動される図1Hの回路のカラーチャートを示している。 赤色及び緑色LED(又は赤色LEDのアレイと緑色LEDのアレイ)がアナログ電流によって駆動される図1Hの回路のカラーチャートを示している。 青色及び緑色LED(又は青色LEDのアレイと緑色LEDのアレイ)がアナログ電流によって駆動される図1Hの回路のカラーチャートを示している。 他のハイブリッド駆動回路を示している。 全域カバレッジを提供する図1Lの回路のカラーチャートを示している。 RGBカラーチューニング駆動のためのハイブリッド駆動の方法を示している。 一実施形態に従った集積LED照明システム用のエレクトロニクス基板の上面図である。 一実施形態における、LEDデバイス取付け領域において基板にLEDアレイが取り付けられたエレクトロニクス基板の上面図である。 回路基板の2つの表面に電子部品が取り付けられた2チャンネル集積LED照明システムの一実施形態を示す図である。 ドライバ及び制御回路とは別個のエレクトロニクス基板上にLEDアレイがあるLED照明システムの一実施形態を示す図である。 ドライバ回路とは別個のエレクトロニクス基板上に電子回路の一部とともにLEDアレイを有するLED照明システムのブロック図である。 マルチチャンネルLEDドライバ回路を示すLED照明システム例の図である。 アプリケーションシステムの一例を示している。 LEDデバイスを示す図である。 複数のLEDデバイスを示す図である。
A more detailed understanding can be obtained from the following explanation given as an example together with the attached drawings.
A CIE chromaticity diagram showing a color space is shown. Figures are shown illustrating their relationship to various CCTs and BBLs. An example of a hybrid drive circuit for RGB tuning is shown. It shows a microcontroller for computing devices that handles complex signal processing with less PCB resources than analog circuits. Shown is a color chart of the circuit of FIG. 1C in which a red LED (or an array of red LEDs) is centrally located. Shown is a color chart of the circuit of FIG. 1C in which a green LED (or an array of green LEDs) is centrally located. Shown is a color chart of the circuit of FIG. 1C in which a blue LED (or an array of blue LEDs) is located in the center position. Other hybrid drive circuits are shown. Shown is a color chart of the circuit of FIG. 1H in which red and blue LEDs (or an array of red LEDs and an array of blue LEDs) are driven by analog current. Shown is a color chart of the circuit of FIG. 1H in which red and green LEDs (or an array of red LEDs and an array of green LEDs) are driven by analog current. Shown is a color chart of the circuit of FIG. 1H in which blue and green LEDs (or an array of blue LEDs and an array of green LEDs) are driven by analog current. Other hybrid drive circuits are shown. A color chart of the circuit of FIG. 1L that provides coverage over the entire area is shown. A hybrid drive method for RGB color tuning drive is shown. It is a top view of the electronics substrate for the integrated LED lighting system according to one Embodiment. It is a top view of the electronics board which attached the LED array to the board in the LED device mounting area in one Embodiment. It is a figure which shows one Embodiment of the 2-channel integrated LED lighting system which electronic components were attached to the two surfaces of a circuit board. It is a figure which shows one Embodiment of the LED lighting system which has an LED array on an electronic board which is separate from a driver and a control circuit. FIG. 6 is a block diagram of an LED lighting system having an LED array with a portion of an electronic circuit on an electronics substrate separate from the driver circuit. It is a figure of the LED lighting system example which shows the multi-channel LED driver circuit. An example of an application system is shown. It is a figure which shows the LED device. It is a figure which shows a plurality of LED devices.

以下、添付の図面を参照して、複数の異なる光照明システム及び/又は発光ダイオード(“LED”)実装の例がいっそう十分に説明される。これらの例は、相互に排他的なものではなく、更なる実装を達成するために、1つの例に見られる特徴を、1つ以上の他の例に見られる特徴と組み合わせることができる。従って、理解されることには、添付の図面に示される例は、単に例示の目的で提供されており、それらは決して本開示を限定することを意図していない。全体を通して、同様の要素は似通った符号で参照する。 Hereinafter, examples of different light lighting systems and / or light emitting diode (“LED”) implementations will be further described with reference to the accompanying drawings. These examples are not mutually exclusive and the features found in one example can be combined with the features found in one or more other examples to achieve further implementation. It is therefore understood that the examples shown in the accompanying drawings are provided solely for illustrative purposes and are by no means intended to limit this disclosure. Throughout, similar elements are referenced with similar codes.

理解されることには、様々な要素を記述するために、ここでは第1、第2、第3などの用語が使用されることがあるが、それらの要素はこれらの用語によって限定されるべきでない。これらの用語は、1つの要素を別の要素から区別するために使用され得る。例えば、本発明の範囲から逸脱することなく、第1の要素が第2の要素と称されてもよく、第2の要素が第1の要素と称されてもよい。ここで使用されるとき、用語“及び/又は”は、関連して列挙されるアイテムのうちの1つ以上のアイテムの任意の及び全ての組み合わせを含み得る。 It is understood that terms such as first, second, third, etc. may be used here to describe various elements, but these elements should be limited by these terms. Not. These terms can be used to distinguish one element from another. For example, the first element may be referred to as a second element and the second element may be referred to as a first element without departing from the scope of the present invention. As used herein, the term "and / or" may include any and all combinations of one or more of the items listed in association.

理解されることには、例えば層、領域、又は基板などの要素が他の要素の“上に”ある又は“上へと”延在するとして言及されるとき、それが直に他の要素の上にある又は直にその上へと延在してもよいし、あるいは、介在する要素も存在してもよい。対照的に、或る要素が他の要素の“直上に”ある又は“直に上へと”延在するとして言及されるときには、介在する要素は存在しないとし得る。これまた理解されることには、或る要素が他の要素に“接続される”又は“結合される”として言及されるとき、それは直に他の要素に接続又は結合されてもよいし、及び/又は、1つ以上の介在要素を介して他の要素に接続又は結合されてもよい。対照的に、或る要素が他の要素に“直に接続される”又は“直に結合される”として言及されるときには、その要素と他の要素との間に介在する要素は存在しない。理解されることには、これらの用語は、図に描かれる向きに加えて、異なる向きの要素を包含することが意図される。 It is understood that when an element, such as a layer, region, or substrate, is referred to as being "on" or "up" on another element, it is directly of the other element. It may be on or extend directly above it, or there may be intervening elements. In contrast, when one element is referred to as being "directly above" or "directly above" extending from another element, there may be no intervening element. It is also understood that when an element is referred to as being "connected" or "bonded" to another element, it may be directly connected or connected to another element. And / or may be connected or coupled to other elements via one or more intervening elements. In contrast, when an element is referred to as "directly connected" or "directly coupled" to another element, there is no intervening element between that element and the other element. To be understood, these terms are intended to include elements in different orientations in addition to the orientations depicted in the figure.

ここでは、図に示されるときの、1つの要素、層又は領域と別の要素、層又は領域との関係を記述するために、例えば“下方”、“上方”、“上側”、“下側”、“水平”又は“鉛直”などの相対的な用語が使用されることがある。理解されることには、これらの用語は、図に描かれる向きに加えて、異なる向きのデバイスを包含することが意図される。 Here, for example, "downward", "upper", "upper", "lower" to describe the relationship between one element, layer or region and another element, layer or region as shown in the figure. Relative terms such as "," horizontal "or" vertical "may be used. It is understood that these terms are intended to include devices in different orientations in addition to the orientations depicted in the figure.

また、LED、LEDアレイ、電気部品、及び/又は電子部品が、1つの、2つの、又はもっと多くのエレクトロニクス基板上に置かれるかは、設計上の制約及び/又は用途にも依存し得る。 Also, whether LEDs, LED arrays, electrical components, and / or electronic components are placed on one, two, or more electronic substrates may also depend on design constraints and / or applications.

半導体発光デバイス(LED)、又は例えば紫外線(UV)若しくは赤外線(IR)の光出力を放つデバイスなどの光出力放射デバイスは、現在利用可能な最も効率的な光源の中にある。これらのデバイスは、発光ダイオード、共振器型発光ダイオード、垂直共振器レーザダイオード、端面発光レーザ、又はこれらに類するものを含み得る。LEDは、例えば、それらの小型さ及びより低い電力要求により、数多くの様々な用途にとっての魅力的な候補であり得る。例えば、それらは、カメラ及び携帯電話などの手持ち式の電池駆動装置用の光源(例えば、フラッシュ光及びカメラフラッシュ)として使用され得る。それらはまた、例えば、自動車照明、ヘッドアップディスプレイ(HUD)照明、園芸照明、街路灯、ビデオ用のトーチ、一般照明(例えば、家庭、店舗、オフィス及びスタジオの照明、劇場/舞台の照明、及び建築照明)、拡張現実(AR)照明、仮想現実(VR)照明のために使用され、ディスプレイ用のバックライトとして使用され、また、IR分光法に使用され得る。単一のLEDでは白熱光源よりも明るくない光を提供することになり、従って、もっと明るいことが望まれる又は必要とされる用途では、マルチジャンクションデバイス又はLEDのアレイ(例えば、モノリシックLEDアレイ、マイクロLEDアレイなど)が使用され得る。 Light output emitting devices, such as semiconductor light emitting devices (LEDs), or devices that emit light output of, for example, ultraviolet (UV) or infrared (IR), are among the most efficient light sources currently available. These devices may include light emitting diodes, resonator type light emitting diodes, vertical resonator laser diodes, end face light emitting lasers, or the like. LEDs, for example, due to their small size and lower power requirements, can be attractive candidates for a number of different applications. For example, they can be used as light sources for handheld battery-powered devices such as cameras and mobile phones (eg, flash light and camera flash). They also include, for example, automotive lighting, head-up display (HUD) lighting, garden lighting, street lighting, torch for video, general lighting (eg, home, store, office and studio lighting, theater / stage lighting, and It is used for architectural lighting), augmented reality (AR) lighting, virtual reality (VR) lighting, used as a backlight for displays, and can also be used for IR spectroscopy. A single LED will provide less bright light than an incandescent light source, and therefore in applications where brighter is desired or required, a multi-junction device or array of LEDs (eg, monolithic LED array, micro). LED arrays, etc.) can be used.

本説明は、高い演色評価数(CRI)及び高い効率で白色を作り出して、特に、蛍光体変換カラーLEDを用いた色の混ぜ合わせに対処する、不飽和RGBカラーLEDを駆動するためのハイブリッド駆動スキームに向けられる。直接カラーLEDの順電圧は、主波長が長くなるにつれて低下する。これらのLEDが、マルチチャンネルDC/DCコンバータを用いて最良に駆動される。高い有効性及びCRIを狙う新しい蛍光体変換カラーLEDが作り出されて、相関色温度(CCT)チューニング用途のための新しい可能性をもたらす。これらの新しいカラーLEDは、不飽和の(淡い色合いの)カラーポイントを持っており、混ぜ合わせることで、広いCCTレンジにわたって90+のCRIを持つ白色を達成することができる。他のLEDは80のCRIを実現してもよく、また、70のCRIの実現も使用され得る。これらの可能性は、この潜在性を実現及び最大化するLED回路を必要とする。同時に、その制御回路は、市場での採用を容易にするためにシングルチャンネルの定電流ドライバと互換性があるものとし得る。 This description is a hybrid drive for driving an unsaturated RGB color LED that produces white with a high color rendering index (CRI) and high efficiency, especially dealing with color mixing using phosphor-converted color LEDs. Directed to the scheme. The forward voltage of the direct color LED decreases as the main wavelength becomes longer. These LEDs are best driven using a multi-channel DC / DC converter. New fluorescent conversion color LEDs aimed at high efficacy and CRI will be created, opening up new possibilities for correlated color temperature (CCT) tuning applications. These new color LEDs have unsaturated (pale shade) color points and can be mixed to achieve white with a 90+ CRI over a wide CCT range. Other LEDs may implement 80 CRIs, and 70 CRI implementations may also be used. These possibilities require LED circuits that realize and maximize this potential. At the same time, the control circuit may be compatible with a single channel constant current driver to facilitate market adoption.

一般に、LED駆動回路は、アナログアプローチ又はパルス幅変調(PWM)アプローチを用いて形成される。アナログドライバでは、全ての色が同時に駆動される。各LEDに異なる電流を提供することによって、各LEDが独立して駆動される。アナログドライバはあるカラーシフトを生じさせ、現在のところ電流を3通りにシフトさせる手法はない。アナログ駆動はしばしば、特定の色のLEDが低い電流モードに駆動されること、及びある時には非常に高い電流モードに駆動されることをもたらす。このような広いダイナミックレンジは、センシング及び制御のハードウェアに難題を課す。 Generally, the LED drive circuit is formed using an analog approach or a pulse width modulation (PWM) approach. With an analog driver, all colors are driven at the same time. By providing different currents to each LED, each LED is driven independently. The analog driver causes a certain color shift, and there is currently no way to shift the current in three ways. Analog drive often results in LEDs of a particular color being driven to a low current mode and, at times, to a very high current mode. Such wide dynamic range poses challenges to sensing and control hardware.

PWMでは、各色が高速に順番にオンにスイッチングされる。各色が同じ電流で駆動される。混合色は、各色のデューティサイクルを変えることによって制御される。すなわち、1つの色を別の色の2倍の長さで駆動して、混合色に付け加えることができる。人間の視覚は非常に速く変化する色を知覚することができないので、光は単一の色を持つように見える。 In PWM, each color is switched on in order at high speed. Each color is driven by the same current. The mixed color is controlled by changing the duty cycle of each color. That is, one color can be driven twice as long as another to add to the mixed color. Light appears to have a single color because human vision cannot perceive colors that change very quickly.

例えば、第1のLEDが、特定量の時間にわたって、ある電流で駆動され、次いで、第2のLEDが、特定の時間にわたって同じ電流で駆動され、そして、第3のLEDが、特定量の時間にわたってその電流で駆動される。各色のデューティサイクルを変えることによって混合色が制御される。例えば、RGB LEDを有していて、ある特定の出力を望む場合、人間の眼の知覚に基づいて、サイクルの一部分で赤が駆動され、サイクルの別の部分で緑が駆動され、そして、サイクルの更に別の部分で青が駆動され得る。より低い電流で赤色LEDを駆動する代わりに、より短い時間だけ同じ電流で駆動する。この例は、LEDが十分に利用されずに非効率さをもたらすというPWMのマイナス面を例証するものである。 For example, the first LED is driven with a certain current over a specific amount of time, then the second LED is driven with the same current over a specific time, and the third LED is driven with a specific amount of time. Driven by that current over. The mixed color is controlled by changing the duty cycle of each color. For example, if you have an RGB LED and want a particular output, based on the perception of the human eye, red is driven in one part of the cycle, green is driven in another part of the cycle, and then the cycle. Blue can be driven in yet another part of. Instead of driving the red LED with a lower current, it drives with the same current for a shorter period of time. This example illustrates the downside of PWM that LEDs are not fully utilized and result in inefficiencies.

これら2つの駆動スキームの比較を下の表1にまとめる。表1は、各駆動技術の長所と短所を例示している。示されるように、アナログ駆動は、良好なLED利用、全ての色によるピーク電流の共有、及び概して良好なLED有効性及び全体的有効性を提供する。PWMは、全てのLEDが比較的単純で効率的なコントローラによってピーク電流で駆動されるので、良好なカラーポイント予測可能性を提供する。

Figure 2022510040000002
A comparison of these two drive schemes is summarized in Table 1 below. Table 1 exemplifies the advantages and disadvantages of each drive technology. As shown, analog drive provides good LED utilization, peak current sharing by all colors, and generally good LED effectiveness and overall effectiveness. PWM provides good color point predictability as all LEDs are driven at peak currents by a relatively simple and efficient controller.
Figure 2022510040000002

本駆動スキームは、上述のアナログアプローチ及びPWMアプローチの組み合わされた利点を達成するハイブリッドスキームを含む。そのハイブリッドシステムは、PWMタイムスライシングに重ねるよう、2つの色のセットを仮想的なLEDとして扱いながら入力電流をその都度2つの色の間で分割する。この駆動スキームは、良好な色予測可能性を保持しながら、同数のLEDを用いて、アナログ駆動と同レベルの全体的有効性を達成する。ハイブリッド駆動スキームと比較して、PWM駆動スキームは、同じ有効性を達成するために50%も多くのLEDを必要とし得る。本ハイブリッド駆動スキームの利点を表1に追加して、以下の表2に提示する。ハイブリッド駆動は、含まれるPWM駆動のカラーポイント予測可能性及びコントローラの複雑さにおける利点の使用とともに、LEDの利用、電流定格、LED有効性及び全体的有効性におけるアナログ駆動の利点を捕らえる。

Figure 2022510040000003
The drive scheme includes a hybrid scheme that achieves the combined benefits of the analog and PWM approaches described above. The hybrid system divides the input current between the two colors each time, treating the two color sets as virtual LEDs so that they overlap the PWM time slicing. This drive scheme uses the same number of LEDs to achieve the same level of overall effectiveness as analog drive, while maintaining good color predictability. Compared to hybrid drive schemes, PWM drive schemes may require as much as 50% more LEDs to achieve the same effectiveness. The advantages of this hybrid drive scheme are added to Table 1 and presented in Table 2 below. Hybrid drive captures the advantages of analog drive in LED utilization, current rating, LED effectiveness and overall effectiveness, as well as the use of the included PWM drive color point predictability and controller complexity advantages.
Figure 2022510040000003

図1Aは、色空間を表すCIE色度図1を示している。色空間は三次元空間であり、すなわち、特定の均一な視覚刺激の色と明るさを規定する3つの数のセットによって色が規定される。それら3つの数は、国際照明委員会(CIE)座標X、Y、及びZ、又は例えば色相、彩度、及び輝度などの他の値とし得る。人間の眼は3つの異なるタイプの色感受性コーンを持つという事実に基づいて、眼の反応はこれらの3つの“三刺激値”の観点で最もよく説明される。 FIG. 1A shows CIE chromaticity FIG. 1 representing a color space. The color space is a three-dimensional space, that is, the color is defined by a set of three numbers that define the color and brightness of a particular uniform visual stimulus. These three numbers can be International Commission on Illumination (CIE) coordinates X, Y, and Z, or other values such as hue, saturation, and brightness. Based on the fact that the human eye has three different types of color-sensitive cones, the eye response is best explained in terms of these three "tristimulatory values".

色度図1は、輝度を無視した二次元空間に投影された色空間である。例えば、標準CIE XYZ色空間は、2つの色度座標x、yによって規定される色度空間に対応する。色度は、色の品質をその輝度にかかわらずに客観的に規定するものである。色度は、色相と彩度として規定されることが多い2つの独立したパラメータで構成される。彩度は代わりに飽和度、クロマ、強度、又は刺激純度として参照されることもある。色度図1は、人間の眼によって知覚可能な色を含んでいる。色度図1は、カラーの物体から放射される光のスペクトルパワー分布(SPD)に基づいた、そして、人間の眼に関して測定された感度曲線によって係数化された、パラメータを用いている。いずれの色も、2つの色座標x及びyの観点から正確に表され得る。所与の三原色のセット、すなわち、青、緑、及び赤の所与のセットを組み合わせることによって一致され得る色が、これら3つの色の座標、すなわち、赤座標3、緑座標4、及び青座標5を結ぶ三角形2によって色度図上に表される。三角形2は色域を表す。 Chromaticity FIG. 1 is a color space projected onto a two-dimensional space ignoring luminance. For example, the standard CIE XYZ color space corresponds to the chromaticity space defined by the two chromaticity coordinates x, y. Saturation objectively defines the quality of a color regardless of its brightness. Saturation consists of two independent parameters, often defined as hue and saturation. Saturation may be referred to instead as saturation, chroma, intensity, or stimulus purity. Saturation Figure 1 contains colors that are perceptible to the human eye. Saturation Figure 1 uses parameters that are based on the spectral power distribution (SPD) of light emitted from a colored object and that are coefficiented by a sensitivity curve measured for the human eye. Both colors can be accurately represented in terms of the two color coordinates x and y. The colors that can be matched by combining a given set of three primary colors, ie blue, green, and red, are the coordinates of these three colors, ie, red coordinates 3, green coordinates 4, and blue coordinates. It is represented on the chromaticity diagram by the triangle 2 connecting 5. The triangle 2 represents the color gamut.

色度図1は、プランク軌跡すなわち黒体軌跡(BBL)6を含んでいる。BBL6は、黒体の温度が変化するにつれて白熱黒体の色が特定の色度空間内で辿る経路又は軌跡である。それは、低温での深い赤色から橙色、黄色がかった白色、白色を通って、最終的に非常に高温での青みを帯びた白色となる。一般的に言えば、人間の眼は、BBL6からあまり離れていない白色カラーポイントを好む。BBL6よりも上のカラーポイントは過度に緑に見え、それよりも下のカラーポイントは過度に桃色に見えることになる。 Chromaticity FIG. 1 includes a plank locus or blackbody locus (BBL) 6. BBL6 is a path or locus that the color of an incandescent blackbody follows within a particular chromaticity space as the temperature of the blackbody changes. It passes through deep red to orange, yellowish white, and white at low temperatures, and finally becomes bluish white at very high temperatures. Generally speaking, the human eye prefers white color points that are not too far from BBL6. Color points above BBL6 will appear excessively green, and color points below it will appear excessively pink.

図1Bは、様々なCCT及びBBL6に対するそれらの関係を説明する図10を示している。三原色(R、G、B)を用い、2つの色を同時に駆動すると、本駆動スキームの色域2.1を生み出す3つの仮想カラーポイント(R-G、R-B、G-B)が作り出される。この新たな色域2.1は、古い色域2よりも小さい。2700Kと4000Kとの間で、色のラインが3STEP以内でBBL6の下を走っている。この逸脱は、温かいCCTに対してBBL6より僅かに下で人間が見る好みの範囲内である。当業者によって理解されるように、関心あるチューナブル帯域を色域2.1が完全に取り囲むように原色カラーポイントが調整され得る。電流が2つの色の間で分割されることを強いることにより、効率と利用性が向上される。 FIG. 1B shows FIG. 10 illustrating their relationship to various CCTs and BBL6. Using the three primary colors (R, G, B) and driving two colors at the same time creates three virtual color points (RG, RB, GB) that produce the color gamut 2.1 of this drive scheme. Is done. This new color gamut 2.1 is smaller than the old color gamut 2. Between 2700K and 4000K, the color line runs under BBL6 within 3 STEPs. This deviation is within the range of human preference slightly below BBL6 for warm CCT. As will be appreciated by those skilled in the art, the primary color points may be adjusted so that the color gamut 2.1 completely surrounds the tunable band of interest. Efficiency and availability are improved by forcing the current to be split between the two colors.

図1Cは、RGBチューニングのためのハイブリッド駆動回路の一回路例20を示している。回路20は、電圧レギュレータ24に電気的に接続され、一緒になって安定化電流loを生成するLEDドライバ25と、アナログ電流分割回路21、マルチプレクサアレイ22、及びLEDアレイ23とを含んでいる。 FIG. 1C shows a circuit example 20 of a hybrid drive circuit for RGB tuning. The circuit 20 includes an LED driver 25 that is electrically connected to a voltage regulator 24 and together generate a stabilized current lo, an analog current shunt circuit 21, a multiplexer array 22, and an LED array 23.

LEDアレイ23は、ハイブリッド駆動回路を用いてチューニングされるように設計された、1つ又は複数の第1色(カラー1)のLED26と、1つ又は複数の第2色(カラー2)のLED27と、1つ又は複数の第3色(カラー3)のLED28とを含み得る。回路20の一実施形態において、カラー1は緑であり、カラー2は赤であり、カラー3は青であるが、カラー1、カラー1、及びカラー3には任意の色のセットが使用され得る。理解されるように、特定のチャンネルへの色を割り当ては単に設計上の選択であり、他の設計も企図され得るが、本説明は、ここに記載されるハイブリッド駆動回路の完全な理解を提供するために、カラー1 LED26、カラー2 LED27、及びカラー3 LED28を使用するとともに、カラー1が緑として説明され、カラー2が赤として説明され、カラー3が青として説明される実施形態を記述するとし得る。 The LED array 23 has one or more first color (color 1) LEDs 26 and one or more second color (color 2) LEDs designed to be tuned using a hybrid drive circuit. And one or more third color (color 3) LEDs 28. In one embodiment of circuit 20, color 1 is green, color 2 is red, color 3 is blue, but any set of colors may be used for color 1, color 1, and color 3. .. As will be appreciated, assigning a color to a particular channel is merely a design choice and other designs may be intended, but this description provides a complete understanding of the hybrid drive circuits described herein. To describe an embodiment in which color 1 LED26, color 2 LED27, and color 3 LED28 are used, color 1 is described as green, color 2 is described as red, and color 3 is described as blue. Can be.

回路20は、入力電流Iを2つの電流I、Iへと分割するアナログ電流分割回路21を含む。このようなアナログ電流分割回路21は、AN ARBITRARY-RATIO ANALOG CURRENT DIVISION CIRCUITと題された米国特許出願第16/145,053号に記載されており、その出願を、あたかもそれがその全体にて記載されているかのようにここに援用する。アナログ電流分割回路21は、2つの色の各々に等しい電流を提供する駆動回路の形態をとり得る。アナログ電流分割回路21は、各色における駆動電流の正確な制御を可能にしながら、異なる色のLED間の順電圧の不一致に対処し得る。あるいは、アナログ電流分割回路21は、電流の不等分な分割を可能にしてもよく、それは、双方のストリングを単にオンにスイッチングすることによってでは達成することができないものである。理解されるように、本発明の精神から逸脱することなく、他のアナログ電流分割回路も利用され得る。アナログ電流分割回路21は、ここに記載されるハイブリッド駆動回路を完全な理解のための例示的な分割器として提供されている。 The circuit 20 includes an analog current shunt circuit 21 that divides the input current I 0 into two currents I 1 and I 2 . Such an analog current shunt circuit 21 is described in US Patent Application No. 16 / 145,053 entitled AN ARBITRARY-RATIO ANALOG CURRENT DIVISION CIRCUIT, which is described as if it were in its entirety. Use here as if it were done. The analog current shunt circuit 21 may take the form of a drive circuit that provides equal current for each of the two colors. The analog current shunt circuit 21 can address forward voltage discrepancies between LEDs of different colors while allowing precise control of the drive current for each color. Alternatively, the analog current shunt circuit 21 may allow unequal shunting of current, which cannot be achieved by simply switching both strings on. As will be appreciated, other analog current divider circuits may also be utilized without departing from the spirit of the invention. The analog current shunt circuit 21 is provided as an exemplary shunt for a complete understanding of the hybrid drive circuit described herein.

アナログ電流分割回路21は、LEDドライバ25及びLEDアレイ23と共に動作するようにプリント回路基板(PCB)上にマウントされ得る。LEDドライバ25は、当該技術分野で知られる従来からのLEDドライバとし得る。アナログ電流分割回路21は、LEDドライバ25が、2つ以上のLEDアレイ23を利用する用途に使用されることを可能にし得る。 The analog current shunt circuit 21 may be mounted on a printed circuit board (PCB) to work with the LED driver 25 and the LED array 23. The LED driver 25 may be a conventional LED driver known in the art. The analog current shunt circuit 21 may allow the LED driver 25 to be used in applications that utilize two or more LED arrays 23.

アナログ電流分割回路21の各電流チャンネルは、センス抵抗を含み得る。例えば、2つの電流チャンネルを有する一実施形態において、アナログ電流分割回路21は、Vsense1にある第1電流チャンネル31の第1電圧を検知する第1センス抵抗(Rs1)29と、Vsense2にある第2電流チャンネル32の第2電圧を検知する第2センス抵抗(Rs2)30とを含む。Vsense1にある電圧は、第1センス抵抗(Rs1)29を流れる電流を表し、Vsense2にある電圧は、第2センス抵抗(Rs2)30を流れる電流を表す。 Each current channel of the analog current shunt circuit 21 may include a sense resistor. For example, in one embodiment having two current channels, the analog current shunt circuit 21 has a first sense resistor (Rs1) 29 in Vsense1 that detects the first voltage of the first current channel 31 and a second in Vsense2. It includes a second sense resistor (Rs2) 30 that detects the second voltage of the current channel 32. The voltage in Vsense1 represents the current flowing through the first sense resistor (Rs1) 29, and the voltage in Vsense2 represents the current flowing through the second sense resistor (Rs2) 30.

アナログ電流分割回路21は計算デバイス37を含んでいる。計算デバイス37は、第1検知電圧Vsense1と第2検知電圧Vsense2とを比較して設定電圧Vsetを決定するように構成される。第1検知電圧Vsense1が第2検知電圧Vsense2より低い場合、計算デバイス37はVsetを高めるように構成される。第1検知電圧Vsense1が第2検知電圧Vsense2より高い場合、計算デバイス37は設定電圧Vsetを低くするように構成される。 The analog current shunt circuit 21 includes a computing device 37. The calculation device 37 is configured to compare the first detection voltage Vsense1 and the second detection voltage Vsense2 to determine the set voltage Vset. When the first detection voltage Vsense1 is lower than the second detection voltage Vsense2, the calculation device 37 is configured to increase the Vset. When the first detection voltage Vsense1 is higher than the second detection voltage Vsense2, the calculation device 37 is configured to lower the set voltage Vset.

具体的には、計算デバイス37は、演算増幅器(オペアンプ)38、設定電圧Vsetの位置とグランドとの間のキャパシタ39、及びキャパシタ39に対して並列の抵抗41を含み得る。第1検知電圧Vsense1及び第2検知電圧Vsense2がオペアンプ38に送られる。計算デバイス37は、第1検知電圧Vsense1を第2検知電圧Vsense2から差し引くことによって、第1検知電圧Vsense1を第2検知電圧Vsense2と比較するように構成され得る。オペアンプ38が調整されたものであるときに、第1検知電圧Vsense1が第2検知電圧Vsense2より低いとき、計算デバイス37は、第1検知電圧Vsense1と第2検知電圧Vsense2との差を充電電流に変換し、キャパシタ39を充電して設定電圧Vsetを上昇させるように構成され得る。第1検知電圧Vsense1が第2検知電圧Vsense2より高いとき、計算デバイス37は、第1検知電圧Vsense1と第2検知電圧Vsense2との差を放電電流に変換し、設定電圧Vsetを低下させるように構成され得る。 Specifically, the computational device 37 may include an operational amplifier (op amp) 38, a capacitor 39 between the position of the set voltage Vset and ground, and a resistance 41 in parallel with the capacitor 39. The first detection voltage Vsense1 and the second detection voltage Vsense2 are sent to the operational amplifier 38. The computing device 37 may be configured to compare the first detection voltage Vsense1 with the second detection voltage Vsense2 by subtracting the first detection voltage Vsense1 from the second detection voltage Vsense2. When the first detection voltage Vsense1 is lower than the second detection voltage Vsense2 when the operational amplifier 38 is adjusted, the calculation device 37 uses the difference between the first detection voltage Vsense1 and the second detection voltage Vsense2 as the charging current. It may be configured to convert and charge the capacitor 39 to increase the set voltage Vset. When the first detection voltage Vsense1 is higher than the second detection voltage Vsense2, the calculation device 37 is configured to convert the difference between the first detection voltage Vsense1 and the second detection voltage Vsense2 into a discharge current and lower the set voltage Vset. Can be done.

従って、第1検知電圧Vsense1が第2検知電圧Vsense2より高い場合、計算デバイス37は設定電圧Vsetを低下させることができ、それが代わって、第1電流チャンネル31に電力を供給する第1ゲート電圧Vgate1を低下させる。言い換えると、オペアンプ38が調整されたものであるとき、第1検知電圧Vsense1は第2検知電圧Vsense2に略等しい。従って、定常状態の間、第2電流チャンネル32の電流に対する第1電流チャンネル31の電流の比は、第1センス抵抗Rs1の値に対する第2センス抵抗Rs2の値に等しく、次式が満たされる:
I_Rs1=V_set/R_s1 式1
I_Rs2=V_set/R_s2 式2
Therefore, when the first detection voltage Vsense1 is higher than the second detection voltage Vsense2, the computing device 37 can lower the set voltage Vset, which in turn supplies power to the first current channel 31. Reduces Voltage1. In other words, when the operational amplifier 38 is tuned, the first detection voltage Vsense1 is substantially equal to the second detection voltage Vsense2. Therefore, during the steady state, the ratio of the current of the first current channel 31 to the current of the second current channel 32 is equal to the value of the second sense resistor Rs2 to the value of the first sense resistor Rs1, and the following equation is satisfied:
I_Rs1 = V_set / R_s1 Equation 1
I_Rs2 = V_set / R_s2 Equation 2

従って、第1センス抵抗Rs1の値が第2センス抵抗Rs2の値に等しい場合、第1抵抗を流れる電流I_Rs1は、第2抵抗を流れる電流I_Rs2に等しく、電流分割回路21は、例えば電源電圧生成などの補助回路によって引き出される電流が無視できると仮定して、電流を二等分に分割する。なお、当業者によって理解されるように、図1Cに示した計算デバイス37は数多くの可能な実装のうちの1つである。 Therefore, when the value of the first sense resistor Rs1 is equal to the value of the second sense resistor Rs2, the current I_Rs1 flowing through the first resistor is equal to the current I_Rs2 flowing through the second resistor, and the current dividing circuit 21 generates, for example, a power supply voltage. Assuming that the current drawn by the auxiliary circuit such as is negligible, the current is divided into two equal parts. As will be appreciated by those skilled in the art, the computational device 37 shown in FIG. 1C is one of many possible implementations.

設定電圧Vsetは、第1オペアンプ33で実装され得るものである電圧制御式電流源に送られ得る。第1オペアンプ33は第1ゲート電圧Vgate1を提供し得る。第1ゲート電圧Vgate1は、駆動電流Iを提供するのに使用される第1トランジスタ34に入力され得る。第1トランジスタ34は、従来からの金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)とし得る。第1トランジスタ34はnチャネルMOSFETとし得る。 The set voltage Vset can be sent to a voltage controlled current source that can be implemented in the first operational amplifier 33. The first operational amplifier 33 may provide a first gate voltage Voltage 1. The first gate voltage Voltage 1 may be input to the first transistor 34 used to provide the drive current I 1 . The first transistor 34 may be a conventional metal oxide film semiconductor field effect transistor (PWM). The first transistor 34 may be an n-channel MOSFET.

第2トランジスタ35が駆動電流Iを提供し得る。第2トランジスタ35は、従来からのMOSFETとし得る。第2トランジスタ35はnチャネルMOSFETとし得る。第2トランジスタは、第1電流チャンネル31が調整されたものであるときにのみオンにスイッチングされ得る。第2ゲート電圧Vgate2が第2トランジスタ35にかかり得る。 The second transistor 35 may provide the drive current I 2 . The second transistor 35 may be a conventional MOSFET. The second transistor 35 may be an n-channel MOSFET. The second transistor can only be switched on when the first current channel 31 is tuned. The second gate voltage Voltage 2 may be applied to the second transistor 35.

第2ゲート電圧Vgate2は、シャントレギュレータ36のREF入力に供給され得る。一実施形態において、シャントレギュレータ36は、2.5Vの内部基準電圧を持つ。REFノードに与えられる電圧が2.5Vよりも高いとき、シャントレギュレータ36は大電流をシンクすることができる。REFノードに与えられる電圧が2.5Vよりも低いとき、シャントレギュレータ36は非常に小さい静止電流をシンクするのみであることができる。 The second gate voltage Voltage 2 may be supplied to the REF input of the shunt regulator 36. In one embodiment, the shunt regulator 36 has an internal reference voltage of 2.5V. When the voltage applied to the REF node is higher than 2.5V, the shunt regulator 36 can sink a large current. When the voltage applied to the REF node is lower than 2.5V, the shunt regulator 36 can only sink a very small quiescent current.

大きいシンク電流は、第2トランジスタ35のゲート電圧をその閾値より低いレベルまで引き下げることができ、それが第2トランジスタ35をオフにスイッチングさせ得る。シャントレギュレータ36はカソードをREFノードの下のダイオードの順電圧(Vf)よりも引っ張ることはできないとすることができる。従って、第2トランジスタ35は、2.5Vよりも高い閾値電圧を持ち得る。あるいは、例えば1.24Vなど、より低い内部基準電圧を有するシャントレギュレータが使用されてもよい。 A large sink current can reduce the gate voltage of the second transistor 35 to a level below its threshold, which can switch the second transistor 35 off. It can be said that the shunt regulator 36 cannot pull the cathode more than the forward voltage (Vf) of the diode under the REF node. Therefore, the second transistor 35 may have a threshold voltage higher than 2.5V. Alternatively, a shunt regulator with a lower internal reference voltage, such as 1.24V, may be used.

回路20は、3つのLED26、27、28のうちの2つを、アナログ電流分割回路21で作り出される2つの電流源I、Iに電気的に接続するマルチプレクサアレイ22を含んでいる。マルチプレクサアレイ22は、回路20内に示すように、スイッチとしても参照する4つのMOSFET S1(11)、S2(12)、S3(13)、S4(14)を含み得る。マルチプレクサアレイ22は、都度、I及びIをLEDアレイ23の複数のカラーのうちの2つに導く。下の表が示すように、MOSFET S1 11及びMOSFET S4 14の制御は、MOSFET S2 12及びMOSFET S3 13が当該MOSFET S1 11及びMOSFET S4 14の反転値(すなわち、S2=反転したS1、且つS3=反転したS4)であるようにされる必要がある。次式が規定される:
s1*I=Rs2*I 式3
=1+I 式4
The circuit 20 includes a multiplexer array 22 that electrically connects two of the three LEDs 26, 27, 28 to the two current sources I 1 and I 2 produced by the analog current shunt circuit 21. The multiplexer array 22 may include four MOSFETs S1 (11), S2 (12), S3 (13), S4 (14) also referred to as switches, as shown in circuit 20. The multiplexer array 22 leads I 1 and I 2 to two of the plurality of colors of the LED array 23 each time. As shown in the table below, the control of MOSFET S1 11 and MOSFET S414 is such that MOSFET S2 12 and MOSFET S3 13 have inverted values of MOSFET S1 11 and MOSFET S4 14 (that is, S2 = inverted S1 and S3 = It needs to be inverted S4). The following equation is specified:
R s1 * I 1 = R s2 * I 2 formula 3
I 0 = 1 1 + I 2 formula 4

動作について、このハイブリッド駆動スキームは、アナログ電流分割回路21を利用して、LEDアレイ23の2つの色を同時に駆動し、そして、LEDアレイ23の第3の色とのPWMタイムスライシングをかける。カラー1が緑、カラー2が赤、そしてカラー3が青である実施形態についてのアレイ23内のLEDの利用を表3に示す。

Figure 2022510040000004
For operation, this hybrid drive scheme utilizes an analog current shunt circuit 21 to drive two colors of the LED array 23 simultaneously and apply PWM time slicing with a third color of the LED array 23. Table 3 shows the use of LEDs in the array 23 for embodiments where color 1 is green, color 2 is red, and color 3 is blue.
Figure 2022510040000004

2つの色を同時に駆動する際、仮想カラーポイントが作り出される。電流I1とI2との間の比は予め定められ得る(すなわち、効率を最大化するために1:1である又は僅かに異なるとし得るが、任意の比が使用され得る)。LEDアレイ23の3つの色を用いて、3つの仮想カラーポイント(R-G、R-B、G-B)を、ある原色R/G/B(混ぜ合わせのための4番目のカラーポイント)に加えて、作り出すことができる。それら3つの仮想カラーポイント(R-G、R-B、G-B)によって形成される三角形が、この新しい駆動スキームの色域を画成する。 When driving two colors at the same time, a virtual color point is created. The ratio between the currents I1 and I2 can be predetermined (ie, it can be 1: 1 or slightly different to maximize efficiency, but any ratio can be used). Using the three colors of the LED array 23, three virtual color points (RG, RB, GB) are combined with a primary color R / G / B (fourth color point for mixing). In addition, it can be created. The triangle formed by these three virtual color points (RG, RB, GB) defines the color gamut of this new drive scheme.

表4は、3チャンネルLED駆動向けのハイブリッド駆動スキームの動作のタイミングシーケンスをまとめている。当業者によって理解されるように、色の具体的な順序は必ずしも重要なわけではない。ハイブリッド駆動スキームの実装にて、PWMロジック実装の複雑さを最小化するようにして複数のカラーペア(color duplets)が構成又は構成変更され得る。サンプルのタイミングシーケンスを提供するために、表4を以下に示す。サブインターバルT1の間、赤-緑のカラーペアが電力供給され得る。サブインターバルT2の間、緑-青のカラーペアが電力供給され得る。サブインターバルT3の間、赤-青のカラーペアが電力供給され得る。サブインターバルT1、T2及びT3の合計が組み合わさって、スイッチング周期Tを実質的にカバーする。

Figure 2022510040000005
Table 4 summarizes the timing sequence of operation of the hybrid drive scheme for 3-channel LED drive. As will be appreciated by those skilled in the art, the specific order of colors is not always important. In implementing a hybrid drive scheme, multiple color duplets can be configured or reconfigured to minimize the complexity of PWM logic implementation. Table 4 is shown below to provide a timing sequence for the samples. A red-green color pair may be powered during the sub-interval T1. A green-blue color pair may be powered during the sub-interval T2. A red-blue color pair may be powered during the sub-interval T3. The sum of the sub-intervals T1, T2 and T3 is combined to substantially cover the switching period T.
Figure 2022510040000005

図1Dは、上述のアナログ回路よりも少ないPCBリソースで複雑な信号処理を扱うために計算デバイス37に利用され得るマイクロコントローラ40を示している。マイクロコントローラ40は、入力信号と、S1及びS4の動作を扱う。マイクロコントローラ40は、入力15においてVSENSE1を検知することによって入力電流の絶対値をモニタし得るとともに、NTC17で基板温度をモニタし得る。入力15でのVSENSE1とNTC17との、これらの2つの読み取り値を、駆動電流及び温度によるカラーシフトを補償するために使用することができる。0-10Vは、制御入力16を表している。マイクロコントローラ40がCCTチューニングカーブにマッピングされ得る。マイクロコントローラ40は、入力命令をマルチプレクサアレイ22の動作に変換する。具体的には、マイクロコントローラ40は、スイッチS1を制御するための第1出力信号11と、スイッチS4を制御するための第2出力信号14とを提供し得る。 FIG. 1D shows a microcontroller 40 that can be used in a computing device 37 to handle complex signal processing with less PCB resources than the analog circuits described above. The microcontroller 40 handles the input signal and the operations of S1 and S4. The microcontroller 40 can monitor the absolute value of the input current by detecting VSENSE1 at the input 15, and can monitor the substrate temperature with the NTC17. These two readings of VSENSE1 and NTC17 at input 15 can be used to compensate for color shifts due to drive current and temperature. 0-10V represents the control input 16. The microcontroller 40 may be mapped to the CCT tuning curve. The microcontroller 40 converts the input instructions into the operation of the multiplexer array 22. Specifically, the microcontroller 40 may provide a first output signal 11 for controlling the switch S1 and a second output signal 14 for controlling the switch S4.

図1Eは、赤色LED(又は赤色LEDのアレイ)が中心位置に配置された回路20のカラーチャート42を示している。カラーチャート42は、図1Bのカラーチャートに重ねられる。カラーチャート42は、2700Kから6000Kの回路20におけるRB-RG-BGの使用からの到達可能な色域43(図1Bからの色域2.1に一致する)と、2500K以下の回路20におけるRG-RB-Rの使用からの色域44とを描いている。色域43は、高い効率で提供され得る。色域44は、低下した効率で提供され得る。回路20からの色域43と色域44との組み合わせが、図1Aに関して上述した色域2に近いものとなる。色域43と色域44との組み合わせは、色域2の全てを完全にはカバーしないが、色域43と色域44との組み合わせは数多くの用途で十分であることができ、ハイブリッド回路20によって達成される効率向上に対する妥当なトレードオフであるとし得る。 FIG. 1E shows a color chart 42 of a circuit 20 in which a red LED (or an array of red LEDs) is located at the center. The color chart 42 is superimposed on the color chart of FIG. 1B. The color chart 42 shows a reachable color gamut 43 from the use of RB-RG-BG in circuit 20 from 2700K to 6000K (corresponding to color gamut 2.1 from FIG. 1B) and RG in circuit 20 below 2500K. -The color gamut 44 from the use of RB-R is drawn. The color gamut 43 can be provided with high efficiency. The color gamut 44 may be provided with reduced efficiency. The combination of the color gamut 43 and the color gamut 44 from the circuit 20 is close to the color gamut 2 described above with respect to FIG. 1A. The combination of the color gamut 43 and the color gamut 44 does not completely cover all of the color gamut 2, but the combination of the color gamut 43 and the color gamut 44 can be sufficient for many applications, and the hybrid circuit 20 It can be considered a reasonable trade-off for the efficiency gains achieved by.

図1Fは、緑色LED(又は緑色LEDのアレイ)が中心位置に配置された回路20のカラーチャート45を示している。カラーチャート45は、図1Bのカラーチャートに重ねられる。カラーチャート45は、2700Kから6000Kの回路20におけるRB-RG-BGの使用からの到達可能な色域43(図1Bからの色域2.1に一致する)と、BBLよりも上の回路20におけるRG-GB-Gの使用からの色域46とを描いている。色域43は、高い効率で提供され得る。色域46は、低下した効率で提供され得る。回路20からの色域43と色域46との組み合わせが、図1Aに関して上述した色域2に近いものとなる。色域43と色域46との組み合わせは、色域2の全てを完全にはカバーしないが、色域43と色域46との組み合わせは数多くの用途で十分であることができ、ハイブリッド回路20によって達成される効率向上に対する妥当なトレードオフであるとし得る。 FIG. 1F shows a color chart 45 of a circuit 20 in which a green LED (or an array of green LEDs) is arranged at a central position. The color chart 45 is superimposed on the color chart of FIG. 1B. The color chart 45 shows the reachable color gamut 43 from the use of RB-RG-BG in circuit 20 from 2700K to 6000K (corresponding to color gamut 2.1 from FIG. 1B) and circuit 20 above BBL. The color gamut 46 from the use of RG-GB-G in. The color gamut 43 can be provided with high efficiency. The color gamut 46 may be provided with reduced efficiency. The combination of the color gamut 43 and the color gamut 46 from the circuit 20 is close to the color gamut 2 described above with respect to FIG. 1A. The combination of the color gamut 43 and the color gamut 46 does not completely cover all of the color gamut 2, but the combination of the color gamut 43 and the color gamut 46 can be sufficient for many applications, and the hybrid circuit 20 It can be considered a reasonable trade-off for the efficiency gains achieved by.

図1Gは、青色LED(又は青色LEDのアレイ)が中心位置に配置された回路20のカラーチャート47を示している。カラーチャート47は、図1Bのカラーチャートに重ねられる。カラーチャート47は、2700Kから6000Kの回路20におけるRB-RG-BGの使用からの到達可能な色域43(図1Bからの色域2.1に一致する)と、6500Kを超える回路20におけるGB-RB-Bの使用からの色域48とを描いている。色域43は、高い効率で提供され得る。色域48は、低下した効率で提供され得る。回路20からの色域43と色域48との組み合わせが、図1Aに関して上述した色域2に近いものとなる。色域43と色域48との組み合わせは、色域2の全てを完全にはカバーしないが、色域43と色域48との組み合わせは数多くの用途で十分であることができ、ハイブリッド回路20によって達成される効率向上に対する妥当なトレードオフであるとし得る。 FIG. 1G shows a color chart 47 of a circuit 20 in which a blue LED (or an array of blue LEDs) is located at the center. The color chart 47 is superimposed on the color chart of FIG. 1B. The color chart 47 shows the reachable color gamut 43 from the use of RB-RG-BG in circuit 20 from 2700K to 6000K (corresponding to color gamut 2.1 from FIG. 1B) and GB in circuit 20 above 6500K. -The color gamut 48 from the use of RB-B is drawn. The color gamut 43 can be provided with high efficiency. The color gamut 48 may be provided with reduced efficiency. The combination of the color gamut 43 and the color gamut 48 from the circuit 20 is close to the color gamut 2 described above with respect to FIG. 1A. The combination of the color gamut 43 and the color gamut 48 does not completely cover all of the color gamut 2, but the combination of the color gamut 43 and the color gamut 48 can be sufficient for many applications, and the hybrid circuit 20 It can be considered a reasonable trade-off for the efficiency gains achieved by.

図1E、1F、1Gから明らかなことには、単に回路20の中心に配置されるLEDを変えることによって、色域2の全ての部分が到達され得る。LEDの各構成で、色域2.1が、色域2のうちの更なる部分を加えてカバーされる。このようなカバレッジは、数多くの用途で十分であることができ、効率向上に対するトレードオフであるとし得る。 Obviously from FIGS. 1E, 1F and 1G, all parts of the color gamut 2 can be reached by simply changing the LED located in the center of the circuit 20. In each configuration of the LED, the color gamut 2.1 is covered by adding an additional portion of the color gamut 2. Such coverage can be sufficient for many applications and can be considered a trade-off for efficiency gains.

図1Hは、他のハイブリッド駆動回路50を示している。回路50は、回路20からの増大された色域を提供し得る。回路50は、ここで図1Cに関して上述したような、アナログ電流分割回路21、LEDアレイ23、電圧レギュレータ24、及びLEDドライバ25を含んでいる。図1Cにおいてのように、LEDアレイ23は、ハイブリッド駆動回路を用いてチューニングされるように設計された、1つ又は複数のカラー1のLED26と、1つ又は複数のカラー2のLED27と、1つ又は複数のカラー3のLED28とを含み得る。回路50ではマルチプレクサアレイ52が使用される。回路50の一実施形態において、カラー1は緑であり、カラー2は赤であり、カラー3は青であるが、カラー1、カラー1、及びカラー3には任意の色のセットが使用され得る。理解されるように、特定のチャンネルへの色を割り当ては単に設計上の選択であり、他の設計も企図され得るが、本説明は、ここに記載されるハイブリッド駆動回路の完全な理解を提供するために、カラー1 LED26、カラー2 LED27、及びカラー3 LED28を使用するとともに、カラー1が緑として説明され、カラー2が赤として説明され、カラー3が青として説明される実施形態を記述するとし得る。 FIG. 1H shows another hybrid drive circuit 50. Circuit 50 may provide an increased color gamut from circuit 20. The circuit 50 includes an analog current shunt circuit 21, an LED array 23, a voltage regulator 24, and an LED driver 25, as described herein with respect to FIG. 1C. As in FIG. 1C, the LED array 23 has one or more color 1 LEDs 26 and one or more color 2 LEDs 27 and 1 designed to be tuned using a hybrid drive circuit. It may include one or more color 3 LEDs 28. Circuit 50 uses a multiplexer array 52. In one embodiment of circuit 50, color 1 is green, color 2 is red, color 3 is blue, but any set of colors may be used for color 1, color 1, and color 3. .. As will be appreciated, assigning a color to a particular channel is merely a design choice and other designs may be intended, but this description provides a complete understanding of the hybrid drive circuits described herein. To describe an embodiment in which color 1 LED26, color 2 LED27, and color 3 LED28 are used, color 1 is described as green, color 2 is described as red, and color 3 is described as blue. Can be.

マルチプレクサアレイ52は、3つのLED26、27、28のうちの2つを、アナログ電流分割回路21で作り出される2つの電流源I、Iに電気的に接続する。マルチプレクサアレイ52は、回路50内に示すように、スイッチとしても参照する5つのMOSFET S1(51)、S2(53)、S3(54)、S4(56)、S5(57)を含み得る。マルチプレクサアレイ52は、都度、I及びIをLEDアレイ23の複数のカラーのうちの2つに導く。MOSFET S1 51、MOSFET S4 56、及びXの制御は、MOSFET S2 53及びMOSFET S3 54が当該MOSFET S1 51及びMOSFET S4 56の反転値であり且つMOSFET S5 57がMOSFET S1 51とMOSFET S2 53との組み合わせの反転であるようにされる必要がある。具体的には、

Figure 2022510040000006
である。 The multiplexer array 52 electrically connects two of the three LEDs 26, 27, 28 to the two current sources I 1 and I 2 created by the analog current shunt circuit 21. As shown in the circuit 50, the multiplexer array 52 may include five MOSFETs S1 (51), S2 (53), S3 (54), S4 (56), S5 (57) also referred to as switches. The multiplexer array 52 leads I 1 and I 2 to two of the plurality of colors of the LED array 23 each time. For the control of MOSFET S151, MOSFET S456, and X, MOSFET S2 53 and MOSFET S3 54 are inverted values of MOSFET S151 and MOSFET S456, and MOSFET S5 57 is a combination of MOSFET S1 51 and MOSFET S2 53. Should be made to be an inversion of. In particular,
Figure 2022510040000006
Is.

表5は、回路50によって提供される取り得る組み合わせを示している。カラー1が緑、カラー2が赤、そしてカラー3が青である実施形態についてのアレイ23内のLEDの利用を表5に示す。

Figure 2022510040000007
Table 5 shows the possible combinations provided by circuit 50. Table 5 shows the use of LEDs in the array 23 for embodiments where color 1 is green, color 2 is red, and color 3 is blue.
Figure 2022510040000007

図1Iは、赤色及び青色LED(又は赤色LEDのアレイと青色LEDのアレイ)がアナログ電流によって駆動される回路50のカラーチャート55を示している。カラーチャート55は、図1Bのカラーチャートに重ねられる。カラーチャート55は、到達可能な色域43(図1Bからの色域2.1に一致する)、色域44、及び色域48を描いている。色域43は、高い効率で提供され得る。色域44、48は、低下した効率で提供され得る。回路50からの色域43、44、48の組み合わせが、図1Aに関して上述した色域2に近いものとなる。色域43、44、48の組み合わせは、色域2の全てを完全にはカバーしないが、色域43、44、48の組み合わせは数多くの用途で十分であることができ、ハイブリッド回路50によって達成される効率向上に対する妥当なトレードオフであるとし得る。 FIG. 1I shows a color chart 55 of a circuit 50 in which red and blue LEDs (or an array of red LEDs and an array of blue LEDs) are driven by an analog current. The color chart 55 is superimposed on the color chart of FIG. 1B. The color chart 55 depicts a reachable color gamut 43 (corresponding to color gamut 2.1 from FIG. 1B), color gamut 44, and color gamut 48. The color gamut 43 can be provided with high efficiency. The color gamuts 44, 48 may be provided with reduced efficiency. The combination of the color gamuts 43, 44, 48 from the circuit 50 is close to the color gamut 2 described above with respect to FIG. 1A. The combination of color gamuts 43, 44, 48 does not completely cover all of color gamut 2, but the combination of color gamuts 43, 44, 48 can be sufficient for many applications and is achieved by the hybrid circuit 50. It could be a reasonable trade-off for the efficiency gains made.

図1Jは、赤色及び緑色LED(又は赤色LEDのアレイと緑色LEDのアレイ)がアナログ電流によって駆動される回路50のカラーチャート60を示している。カラーチャート60は、図1Bのカラーチャートに重ねられる。カラーチャート60は、到達可能な色域43(図1Bからの色域2.1に一致する)、色域44、及び色域46を描いている。色域43は、高い効率で提供され得る。色域44、46は、低下した効率で提供され得る。回路50からの色域43、44、46の組み合わせが、図1Aに関して上述した色域2に近いものとなる。色域43、44、46の組み合わせは、色域2の全てを完全にはカバーしないが、色域43、44、46の組み合わせは数多くの用途で十分であることができ、ハイブリッド回路50によって達成される効率向上に対する妥当なトレードオフであるとし得る。 FIG. 1J shows a color chart 60 of a circuit 50 in which red and green LEDs (or an array of red LEDs and an array of green LEDs) are driven by an analog current. The color chart 60 is superimposed on the color chart of FIG. 1B. The color chart 60 depicts a reachable color gamut 43 (corresponding to color gamut 2.1 from FIG. 1B), color gamut 44, and color gamut 46. The color gamut 43 can be provided with high efficiency. The color gamuts 44, 46 may be provided with reduced efficiency. The combination of the color gamuts 43, 44, 46 from the circuit 50 is close to the color gamut 2 described above with respect to FIG. 1A. The combination of color gamuts 43, 44, 46 does not completely cover all of color gamut 2, but the combination of color gamuts 43, 44, 46 can be sufficient for many applications and is achieved by the hybrid circuit 50. It could be a reasonable trade-off for the efficiency gains made.

図1Kは、青色及び緑色LED(又は青色LEDのアレイと緑色LEDのアレイ)がアナログ電流によって駆動される回路50のカラーチャート65を示している。カラーチャート65は、図1Bのカラーチャートに重ねられる。カラーチャート65は、到達可能な色域43(図1Bからの色域2.1に一致する)、色域46、及び色域46を描いている。色域43は、高い効率で提供され得る。色域46、48は、低下した効率で提供され得る。回路50からの色域43、46、48の組み合わせが、図1Aに関して上述した色域2に近いものとなる。色域43、46、48の組み合わせは、色域2の全てを完全にはカバーしないが、色域43、46、48の組み合わせは数多くの用途で十分であることができ、ハイブリッド回路50によって達成される効率向上に対する妥当なトレードオフであるとし得る。 FIG. 1K shows a color chart 65 of a circuit 50 in which blue and green LEDs (or an array of blue LEDs and an array of green LEDs) are driven by an analog current. The color chart 65 is superimposed on the color chart of FIG. 1B. The color chart 65 depicts a reachable color gamut 43 (corresponding to color gamut 2.1 from FIG. 1B), a color gamut 46, and a color gamut 46. The color gamut 43 can be provided with high efficiency. The color gamuts 46, 48 may be provided with reduced efficiency. The combination of the color gamuts 43, 46, and 48 from the circuit 50 is close to the color gamut 2 described above with respect to FIG. 1A. The combination of color gamuts 43, 46, 48 does not completely cover all of color gamut 2, but the combination of color gamuts 43, 46, 48 can be sufficient for many applications and is achieved by the hybrid circuit 50. It could be a reasonable trade-off for the efficiency gains made.

図1Lは、他のハイブリッド駆動回路70を示している。回路70は、回路20、50からの増大された色域を提供し得る。回路70は、ここで図1Cに関して上述したような、アナログ電流分割回路21、LEDアレイ23、電圧レギュレータ24、及びLEDドライバ25を含んでいる。図1Cにおいてのように、LEDアレイ23は、ハイブリッド駆動回路を用いてチューニングされるように設計された、1つ又は複数のカラー1のLED26と、1つ又は複数のカラー2のLED27と、1つ又は複数のカラー3のLED28とを含み得る。回路70ではマルチプレクサアレイ72が使用される。回路70の一実施形態において、カラー1は緑であり、カラー2は赤であり、カラー3は青であるが、カラー1、カラー1、及びカラー3には任意の色のセットが使用され得る。理解されるように、特定のチャンネルへの色を割り当ては単に設計上の選択であり、他の設計も企図され得るが、本説明は、ここに記載されるハイブリッド駆動回路の完全な理解を提供するために、カラー1 LED26、カラー2 LED27、及びカラー3 LED28を使用するとともに、カラー1が緑として説明され、カラー2が赤として説明され、カラー3が青として説明される実施形態を記述するとし得る。 FIG. 1L shows another hybrid drive circuit 70. Circuit 70 may provide an increased color gamut from circuits 20, 50. The circuit 70 includes an analog current shunt circuit 21, an LED array 23, a voltage regulator 24, and an LED driver 25, as described herein with respect to FIG. 1C. As in FIG. 1C, the LED array 23 has one or more color 1 LEDs 26 and one or more color 2 LEDs 27 and 1 designed to be tuned using a hybrid drive circuit. It may include one or more color 3 LEDs 28. A multiplexer array 72 is used in circuit 70. In one embodiment of circuit 70, color 1 is green, color 2 is red, color 3 is blue, but any set of colors may be used for color 1, color 1, and color 3. .. As will be appreciated, assigning a color to a particular channel is merely a design choice and other designs may be intended, but this description provides a complete understanding of the hybrid drive circuits described herein. To describe an embodiment in which color 1 LED26, color 2 LED27, and color 3 LED28 are used, color 1 is described as green, color 2 is described as red, and color 3 is described as blue. Can be.

マルチプレクサアレイ72は、3つのLED26、27、28のうちの2つを、アナログ電流分割回路21で作り出される2つの電流源I、Iに電気的に接続する。マルチプレクサアレイ72は、回路70内に示すように、スイッチとしても参照する6つのMOSFET S1、S2、S3、S4、S5、S6を含み得る。マルチプレクサアレイ72は、都度、I及びIをLEDアレイ23の複数のカラーのうちの2つに導く。MOSFET S1、MOSFET S4、及びX、Xの制御は、MOSFET S2及びMOSFET S3が当該MOSFET S1及びMOSFET S4の反転値であり且つMOSFET S4及びMOSFET S6がMOSFET S4とMOSFET S5との組み合わせの反転であるようにされる必要がある。具体的には、

Figure 2022510040000008
である。 The multiplexer array 72 electrically connects two of the three LEDs 26, 27, 28 to the two current sources I 1 and I 2 created by the analog current shunt circuit 21. The multiplexer array 72 may include six MOSFETs S1, S2, S3, S4, S5, S6 also referred to as switches, as shown in circuit 70. The multiplexer array 72 leads I 1 and I 2 to two of the plurality of colors of the LED array 23 each time. For the control of MOSFETs S1, MOSFETs S4, and X1 and X2 , MOSFETs S2 and MOSFETs S3 are inverted values of MOSFETs S1 and MOSFETs S4, and MOSFETs S4 and MOSFETs S6 are inverted values of the combination of MOSFETs S4 and MOSFETs S5. Need to be. In particular,
Figure 2022510040000008
Is.

表6は、回路70によって提供される取り得る組み合わせを示している。カラー1が緑、カラー2が赤、そしてカラー3が青である実施形態についてのアレイ23内のLEDの利用を表6に示す。

Figure 2022510040000009
Table 6 shows the possible combinations provided by circuit 70. Table 6 shows the use of LEDs in the array 23 for embodiments where color 1 is green, color 2 is red, and color 3 is blue.
Figure 2022510040000009

I1とI2との間の同じ色を交番させることにより、例えばチョッピングなどにより、I1とI2との間の如何なる不一致も平均化されて除かれ得る。 By alternating the same color between I1 and I2, any discrepancy between I1 and I2 can be averaged and removed, for example by chopping.

図1Mは、色域2のフルカバレッジを提供する回路70に関するカラーチャート75を示している。カラーチャート75は、図1Bのカラーチャートに重ねられる。カラーチャート75は、図1Aに関して上述した色域に一致する完全な到達可能色域43、44、46、48を描いている。 FIG. 1M shows a color chart 75 for circuit 70 that provides full coverage of color gamut 2. The color chart 75 is superimposed on the color chart of FIG. 1B. The color chart 75 depicts the complete reachable color gamuts 43, 44, 46, 48 that match the color gamuts described above with respect to FIG. 1A.

図1Nは、RGBカラーチューニング駆動のためのハイブリッド駆動の方法80を示している。方法80は、ここに記載されるような1/2色域、3/4色域、及びフル色域の出力を生成するために、回路20、回路50、又は回路70と共に使用され得る。方法80は、ステップ82にて、アナログ電流分割回路により、入力電流を第1電流と第2電流とに分割する。ステップ84にて、方法80は、マルチプレクサアレイにより、周期の第1部分の間、第1電流をLEDの3つの色のうちの第1の色に、及び第2電流をLEDの3つの色のうちの第2の色に同時に提供する。ステップ86にて、方法80は、マルチプレクサアレイにより、周期の第2部分の間、第1電流をLEDの3つの色のうちの第2の色に、及び第2電流をLEDの3つの色のうちの第3の色に同時に提供する。ステップ88にて、方法80は、マルチプレクサアレイにより、周期の第3部分の間、第1電流をLEDの3つの色のうちの第1の色に、及び第2電流をLEDの3つの色のうちの第3の色に同時に提供する。方法80においては、第1電流及び第2電流をLEDの異なるペアにつなぐことが、LEDの3つの色のうちの第3の色に対する駆動が提供するためのパルス幅変調(PWM)タイムスライシングを用いて行われ得る。方法80において、PWMは、LEDの3つの色のうちの第1の色とLEDの3つの色のうちの第2の色との組み合わせと、LEDの3つの色のうちの第3の色との間で、実質的に等しくされてもよいし、あるいはLEDの所望の駆動特性に異なるようにされてもよい。 FIG. 1N shows a hybrid drive method 80 for RGB color tuning drive. Method 80 can be used with circuit 20, circuit 50, or circuit 70 to produce 1/2 color gamut, 3/4 color gamut, and full color gamut outputs as described herein. In the method 80, in step 82, the input current is divided into a first current and a second current by an analog current dividing circuit. In step 84, the method 80 uses a multiplexer array to transfer the first current to the first of the three colors of the LED and the second current to the three colors of the LED during the first part of the cycle. Provided at the same time for our second color. In step 86, the method 80 uses a multiplexer array to transfer the first current to the second of the three colors of the LED and the second current to the three colors of the LED during the second part of the cycle. Provided at the same time for our third color. In step 88, the method 80 uses a multiplexer array to transfer the first current to the first of the three colors of the LED and the second current to the three colors of the LED during the third part of the cycle. Provided at the same time for our third color. In method 80, connecting the first and second currents to different pairs of LEDs provides pulse width modulation (PWM) time slicing for driving to the third of the three colors of the LEDs. Can be done using. In method 80, the PWM is a combination of the first color of the three colors of the LED and the second color of the three colors of the LED and the third color of the three colors of the LED. They may be substantially equal or different from each other to the desired drive characteristics of the LED.

図2は、一実施形態に従った集積LED照明システム用のエレクトロニクス基板310の上面図である。代わりの実施形態において、2つ以上のエレクトロニクス基板がLED照明システムに使用されてもよい。例えば、LEDアレイが別個のエレクトロニクス基板上にあってもよいし、あるいはセンサモジュールが別個のエレクトロニクス基板上にあってもよい。図示した例において、エレクトロニクス基板310は、電力モジュール312と、センサモジュール314と、接続及び制御モジュール316と、基板320へのLEDアレイの取り付けのためにとっておかれたLED取付け領域318とを含んでいる。 FIG. 2 is a top view of the electronics substrate 310 for an integrated LED lighting system according to one embodiment. In an alternative embodiment, two or more electronic boards may be used in the LED lighting system. For example, the LED array may be on a separate electronics board, or the sensor module may be on a separate electronics board. In the illustrated example, the electronics substrate 310 includes a power module 312, a sensor module 314, a connection and control module 316, and an LED mounting area 318 reserved for mounting the LED array on the substrate 320. ..

基板320は、例えばトラック、トレース、パッド、ビア、及び/又はワイヤなどの導電コネクタを用いて電気部品、電子部品、及び/又は電子モジュールを機械的に支持するとともにそれらへの電気的結合を提供することが可能な任意のボードとし得る。基板320は、例えば誘電体複合材料などの非導電性材料の1つ以上の層の間又は上に配置された1つ以上のメタライゼーション層を含み得る。電力モジュール312は、電気素子及び/又は電子素子を含み得る。一実施形態例において、電力モジュール312は、AC/DC変換回路、DC/DC変換回路、調光回路、及びLEDドライバ回路を含む。回路20、50、70のうちの1つが、電力モジュール312の中に含められ得る。 The substrate 320 mechanically supports and provides electrical coupling to electrical components, electronic components, and / or electronic modules using conductive connectors such as tracks, traces, pads, vias, and / or wires. It can be any board that can be. The substrate 320 may include one or more metallization layers arranged between or above one or more layers of a non-conductive material, such as a dielectric composite material. The power module 312 may include electrical and / or electronic elements. In one embodiment, the power module 312 includes an AC / DC conversion circuit, a DC / DC conversion circuit, a dimming circuit, and an LED driver circuit. One of the circuits 20, 50, 70 may be included in the power module 312.

センサモジュール314は、LEDアレイが実装される用途に必要なセンサを含み得る。センサの例は、光学センサ(例えば、IRセンサ及びイメージセンサ)、モーションセンサ、熱センサ、機械センサ、近接センサ、又はタイマでさえも含み得る。一例として、街路灯、一般照明、園芸照明用途におけるLEDが、例えば検出されたユーザの存在、検出された周囲照明条件、検出された気象条件などの幾つかの異なるセンサ入力に基づいて、あるいは昼/夜の時間に基づいて、ターンオフ/オン及び/又は調節され得る。これは、例えば、光出力の強度、光出力の形状、光出力の色を調節すること、及び/又はエネルギーを節約するためにライトを点灯若しくは消灯することを含み得る。AR/VR用途では、ユーザの動きを検出するためにモーションセンサが使用され得る。モーションセンサ自体が、例えばIR検出器LEDなどのLEDであってもよい。他の一例として、カメラフラッシュ用途では、イメージセンサ及び/又は他の光センサ若しくはピクセルを用いて、キャプチャされるシーンの照明を測定することができ、それにより、フラッシュ照明の色、強度照明パターン、及び/又は形状を最適に較正し得る。代わりの実施形態では、エレクトロニクス基板310はセンサモジュールを含まない。 The sensor module 314 may include the sensors required for the application in which the LED array is mounted. Examples of sensors may include optical sensors (eg, IR and image sensors), motion sensors, thermal sensors, mechanical sensors, proximity sensors, or even timers. As an example, LEDs in streetlights, general lighting, garden lighting applications may be based on several different sensor inputs such as the presence of detected users, detected ambient lighting conditions, detected weather conditions, or during the day. / Can be turned off / on and / or adjusted based on night time. This may include, for example, adjusting the intensity of the light output, the shape of the light output, the color of the light output, and / or turning the light on or off to save energy. In AR / VR applications, motion sensors may be used to detect user movements. The motion sensor itself may be an LED such as an IR detector LED. As another example, in camera flash applications, image sensors and / or other light sensors or pixels can be used to measure the illumination of the captured scene, thereby the color of the flash illumination, the intensity illumination pattern, and so on. And / or the shape can be optimally calibrated. In an alternative embodiment, the electronics substrate 310 does not include a sensor module.

接続及び制御モジュール316は、システムマイクロコントローラと、外部装置から制御入力を受け取るように構成された何らかのタイプの有線又は無線モジュールとを含み得る。例として、無線モジュールは、bluetooth(登録商標)、Zigbee、Zウェイブ、メッシュ、WiFi、近距離無線通信(NFC)を含むことができ、及び/又はピアツーピアモジュールが使用されてもよい。マイクロコントローラは、LED照明システムに組み込まれ且つLEDシステム内の有線若しくは無線モジュール又は他のモジュールから入力(例えばセンサデータ及びLEDモジュールからフィードバックされるデータなど)を受け取ってそれに基づいて他のモジュールへの制御信号を提供するように構成された又は構成可能な任意のタイプの専用コンピュータ又はプロセッサとし得る。特殊目的のプロセッサによって実装されるアルゴリズムが、特殊目的のプロセッサによる実行のために非一時的なコンピュータ読み取り可能記憶媒体に組み込まれたコンピュータプログラム、ソフトウェア、又はファームウェアにて実装されてもよい。非一時的なコンピュータ読み取り可能記憶媒体の例は、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、レジスタ、キャッシュメモリ、及び半導体メモリデバイスを含む。メモリは、マイクロコントローラの一部として含められてもよいし、あるいは別の場所に、エレクトロニクス基板310上で又はそれから離してのいずれかで実装されてもよい。回路20、50、70のうちの1つが、接続及び制御モジュール316の中に含められてもよい。 The connection and control module 316 may include a system microcontroller and some type of wired or wireless module configured to receive control inputs from an external device. As an example, the radio module can include bluetooth®, Zigbee, Z-wave, mesh, WiFi, Near Field Communication (NFC), and / or peer-to-peer modules may be used. The microcontroller is built into the LED lighting system and receives input from a wired or wireless module or other module within the LED system (eg sensor data and data fed back from the LED module) and based on it to the other module. It can be any type of dedicated computer or processor configured or configurable to provide control signals. Algorithms implemented by special purpose processors may be implemented in computer programs, software, or firmware embedded in non-temporary computer readable storage media for execution by special purpose processors. Examples of non-temporary computer readable storage media include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), registers, cache memory, and semiconductor memory devices. The memory may be included as part of the microcontroller or may be mounted elsewhere, either on or away from the electronics substrate 310. One of the circuits 20, 50, 70 may be included in the connection and control module 316.

モジュールという用語は、ここで使用されるとき、1つ以上のエレクトロニクス基板310に半田付けされ得る個々の回路基板上に配置された電気部品及び/又は電子部品を指し得る。しかしながら、モジュールという用語はまた、同様の機能を提供するが、同一の領域内又は複数の異なる領域内で1つ以上の回路基板に個別に半田付けされ得る電気部品及び/又は電子部品を指すこともある。 The term module, as used herein, may refer to electrical and / or electronic components located on individual circuit boards that may be soldered to one or more electronic boards 310. However, the term module also refers to electrical and / or electronic components that provide similar functionality but can be individually soldered to one or more circuit boards within the same region or within different regions. There is also.

図3Aは、一実施形態における、LEDデバイス取付け領域318において基板320にLEDアレイ410が取り付けられたエレクトロニクス基板310の上面図である。エレクトロニクス基板310はLEDアレイ410と共にLED照明システム400Aを表す。また、電力モジュール312が、Vin497で電圧入力を受け取り、トレース418B上で接続及び制御モジュール316からの制御信号を受け取り、トレース418A上でLEDアレイ410に駆動信号を提供する。LEDアレイ410は、電力モジュール312からの駆動信号によってターンオン及びターンオフされる。図3Aに示す実施形態において、接続及び制御モジュール316は、トレース418C上でセンサモジュール314からのセンサ信号を受信する。回路20、50、70のうちの1つ以上が、電力モジュール312及び/又は接続及び制御モジュール316の中に含められ得る。 FIG. 3A is a top view of the electronic board 310 in which the LED array 410 is mounted on the board 320 in the LED device mounting area 318 in one embodiment. The electronics substrate 310, along with the LED array 410, represents the LED lighting system 400A. Further, the power module 312 receives a voltage input at Vin497, receives a control signal from the connection and control module 316 on the trace 418B, and provides a drive signal to the LED array 410 on the trace 418A. The LED array 410 is turned on and off by a drive signal from the power module 312. In the embodiment shown in FIG. 3A, the connection and control module 316 receives a sensor signal from the sensor module 314 on the trace 418C. One or more of the circuits 20, 50, 70 may be included in the power module 312 and / or the connection and control module 316.

図3Bは、回路基板499の2つの表面に電子部品が取り付けられた2チャンネル集積LED照明システムの一実施形態を示している。図3Bに示すように、LED照明システム400Bは、調光器信号及びAC電力信号を受信するための入力を有する第1の表面445Aを含み、その上にAC/DCコンバータ回路412が取り付けられている。LEDシステム400Bは第2の表面445Bを含み、その上に、調光器インタフェース回路415、DC-DCコンバータ回路440A及び440B、マイクロコントローラ472を有する接続及び制御モジュール416(この例では無線モジュール)、及びLEDアレイ410が取り付けられている。LEDアレイ410は、2つの独立したチャンネル411A及び411Bによって駆動される。代わりの実施形態では、単一チャンネルを使用してLEDアレイに駆動信号を提供してもよく、あるいは、任意数の複数のチャンネルを使用してLEDアレイに駆動信号を提供してもよい。例えば、図3Eは、3つのチャンネルを持つLED照明システム400Eを例示しており、更に詳細に後述する。 FIG. 3B shows an embodiment of a two-channel integrated LED lighting system in which electronic components are mounted on two surfaces of a circuit board 499. As shown in FIG. 3B, the LED lighting system 400B includes a first surface 445A having an input for receiving a dimmer signal and an AC power signal, on which an AC / DC converter circuit 412 is mounted. There is. The LED system 400B includes a second surface 445B, on which a connection and control module 416 (wireless module in this example), which comprises a dimmer interface circuit 415, DC-DC converter circuits 440A and 440B, a microcontroller 472. And the LED array 410 is attached. The LED array 410 is driven by two independent channels 411A and 411B. In an alternative embodiment, a single channel may be used to provide the drive signal to the LED array, or any number of channels may be used to provide the drive signal to the LED array. For example, FIG. 3E illustrates an LED lighting system 400E with three channels, which will be described in more detail below.

LEDアレイ410は、2つのグループのLEDデバイスを含み得る。一実施形態例において、グループAのLEDデバイスは第1のチャンネル411Aに電気的に結合され、グループBのLEDデバイスは第2のチャンネル411Bに電気的に結合される。2つのDC-DCコンバータ回路440A及び440Bの各々が、それぞれLEDアレイ410内のグループAのLED及びグループBのLEDを駆動するために、単一のチャンネル411A及び411Bを介して、それぞれの駆動電流を提供し得る。これらのLEDグループのうちの1つグループのLEDは、第2のLEDグループのLEDとは異なるカラーポイントを持つ光を放つように構成され得る。それぞれ単一のチャンネル411A及び411Bを介して個々のDC/DCコンバータ回路440A及び440Bによって与えられる電流及び/又はデューティサイクルを制御することによって、LEDアレイ410によって放たれる光の合成カラーポイントの制御が、ある範囲内で調整され得る。図3Bに示す実施形態は(図2及び図3Aに記載した)センサモジュールを含んでいないが、代わりの一実施形態はセンサモジュールを含み得る。 The LED array 410 may include two groups of LED devices. In one embodiment, the Group A LED device is electrically coupled to the first channel 411A and the Group B LED device is electrically coupled to the second channel 411B. Each of the two DC-DC converter circuits 440A and 440B has their respective drive currents via a single channel 411A and 411B to drive the Group A and Group B LEDs in the LED array 410, respectively. Can be provided. The LEDs of one group of these LED groups may be configured to emit light with a different color point than the LEDs of the second LED group. Controlling the combined color points of the light emitted by the LED array 410 by controlling the current and / or duty cycle given by the individual DC / DC converter circuits 440A and 440B via a single channel 411A and 411B, respectively. However, it can be adjusted within a certain range. The embodiment shown in FIG. 3B does not include the sensor module (shown in FIGS. 2 and 3A), but an alternative embodiment may include a sensor module.

図示したLED照明システム400Bは、LEDアレイ410と、LEDアレイ410を動作させるための回路とが単一のエレクトロニクス基板上に設けられた集積システムである。回路基板499の同じ表面上のモジュール間の接続は、モジュール間で例えば電圧、電流、及び制御信号を交換するために、例えばトレース431、432、433、434、及び435などの表面上若しくは表面下の相互接続又はメタライゼーション(図示せず)によって、電気的に結合され得る。回路基板499の反対側の表面上のモジュール間の接続は、例えばビア及びメタライゼーション(図示せず)などの基板貫通相互接続によって電気的に結合され得る。 The illustrated LED lighting system 400B is an integrated system in which an LED array 410 and a circuit for operating the LED array 410 are provided on a single electronic substrate. Connections between modules on the same surface of circuit board 499 are above or below the surface, such as traces 431, 432, 433, 434, and 435, for exchanging, for example, voltage, current, and control signals between modules. Can be electrically coupled by interconnection or metallization (not shown). Connections between modules on the opposite surface of circuit board 499 can be electrically coupled, for example, through board penetration interconnects such as vias and metallization (not shown).

図3Cは、ドライバ及び制御回路とは別個のエレクトロニクス基板上にLEDアレイがあるLED照明システムの一実施形態を示している。LED照明システム400Cは、LEDモジュール490とは別個のエレクトロニクス基板上にある電力モジュール452を含んでいる。回路20、50、70のうちの1つが電力モジュール452の中に含められ得る。電力モジュール452は、第1のエレクトロニクス基板上に、AC/DCコンバータ回路412、センサモジュール414、接続及び制御モジュール416、調光器インタフェース回路415、及びDC/DCコンバータ回路440を含み得る。LEDモジュール490は、第2のエレクトロニクス基板上に、埋込LED較正及び設定データ493、及びLEDアレイ410を含み得る。電力モジュール452とLEDモジュール490との間で、これら2つのモジュールを電気的に且つ通信可能に結合し得るワイヤを介して、データ、制御信号及び/又はLEDドライバ入力信号485が交換され得る。埋込LED較正及び設定データ493は、LEDアレイ内のLEDがどのように駆動されるかを制御するための所与のLED照明システム内の他のモジュールによって必要とされる任意のデータを含み得る。一実施形態において、埋込較正及び設定データ493は、LED A及びBの各グループに、例えばパルス幅変調(PWM)信号を用いて、電力を供給するようにドライバに指示する制御信号を生成又は変更するためにマイクロコントローラによって必要とされるデータを含み得る。この例において、較正及び設定データ493は、例えば、使用される電力チャンネルの数、LEDアレイ410全体によって提供されるべき混合光の所望カラーポイント、及び/又はAC/DCコンバータ回路412によって提供される電力のうち各チャンネルに提供すべき割合に関して、マイクロコントローラ472に通知し得る。 FIG. 3C shows an embodiment of an LED lighting system with an LED array on an electronics substrate separate from the driver and control circuit. The LED lighting system 400C includes a power module 452 on an electronics substrate separate from the LED module 490. One of the circuits 20, 50, 70 may be included in the power module 452. The power module 452 may include an AC / DC converter circuit 412, a sensor module 414, a connection and control module 416, a dimmer interface circuit 415, and a DC / DC converter circuit 440 on a first electronics substrate. The LED module 490 may include embedded LED calibration and configuration data 493, and an LED array 410 on a second electronics substrate. Data, control signals and / or LED driver input signals 485 can be exchanged between the power module 452 and the LED module 490 via wires that can electrically and communically couple the two modules. Embedded LED calibration and configuration data 493 may include any data required by other modules in a given LED lighting system to control how the LEDs in the LED array are driven. .. In one embodiment, the embedded calibration and configuration data 493 generates or directs the driver to power each group of LEDs A and B, eg, using a pulse width modulation (PWM) signal. It may contain the data needed by the microcontroller to make changes. In this example, the calibration and configuration data 493 is provided, for example, by the number of power channels used, the desired color point of mixed light to be provided by the entire LED array 410, and / or by the AC / DC converter circuit 412. The microcontroller 472 may be notified about the proportion of power to be provided to each channel.

図3Dは、ドライバ回路とは別個のエレクトロニクス基板上に電子回路の一部とともにLEDアレイを有するLED照明システムのブロック図を示している。LEDシステム400Dは、電力変換モジュール483と、別個のエレクトロニクス基板上に位置するLEDモジュール481とを含んでいる。回路20、50、70のうちの1つが電力変換モジュール483の中に含められ得る。電力変換モジュール483は、AC/DCコンバータ回路412、調光器インタフェース回路415、及びDC-DCコンバータ回路440を含むことができ、LEDモジュール481は、埋込LED較正及び設定データ493、LEDアレイ410、センサモジュール414、並びに接続及び制御モジュール416を含むことができる。これら2つのエレクトロニクス基板間の有線接続を介して、電力変換モジュール483がLEDアレイ410にLEDドライバ入力信号485を提供し得る。 FIG. 3D shows a block diagram of an LED lighting system having an LED array with a portion of the electronic circuit on an electronics board separate from the driver circuit. The LED system 400D includes a power conversion module 483 and an LED module 481 located on a separate electronics substrate. One of the circuits 20, 50, 70 may be included in the power conversion module 483. The power conversion module 483 can include an AC / DC converter circuit 412, a dimmer interface circuit 415, and a DC-DC converter circuit 440, and the LED module 481 includes embedded LED calibration and setting data 493, an LED array 410. , Sensor module 414, and connection and control module 416. The power conversion module 483 may provide the LED driver input signal 485 to the LED array 410 via a wired connection between these two electronic boards.

図3Eは、マルチチャンネルLEDドライバ回路を示すLED照明システム400Eの一例の図である。図示した例において、システム400Eは、電力モジュール452と、埋込LED較正及び設定データ493並びに3つのグループのLED494A、494B及び494Cを含むLEDモジュール481とを含んでいる。図3Eには3つのグループのLEDが示されているが、当業者が認識することには、ここに記載される実施形態と一致して任意数のグループのLEDが使用され得る。また、各グループ内の個々のLEDが直列に構成されているが、それらは一部の実施形態において並列に構成され得る。 FIG. 3E is an example of an LED lighting system 400E showing a multi-channel LED driver circuit. In the illustrated example, the system 400E includes a power module 452 and an LED module 481 including embedded LED calibration and configuration data 493 and three groups of LEDs 494A, 494B and 494C. Although three groups of LEDs are shown in FIG. 3E, one of skill in the art will recognize that any number of groups of LEDs may be used in line with the embodiments described herein. Also, although the individual LEDs in each group are configured in series, they can be configured in parallel in some embodiments.

LEDアレイ491は、相異なるカラーポイントを持つ光を提供する複数のLEDグループを含み得る。例えば、LEDアレイ491は、第1グループのLED494Aによる温白色光源と、第2グループのLED494Bによる冷白色光源と、第3グループのLED494Cによる中間白色光源とを含み得る。第1グループのLED494Aによる温白色光源は、およそ2700KのCCTを持つ白色光を提供するように構成された1つ以上のLEDを含み得る。第2グループのLED494Bによる冷白色光源は、およそ6500KのCCTを持つ白色光を提供するように構成された1つ以上のLEDを含み得る。第3グループのLED494Cによる温白色光源は、およそ4000KのCCTを持つ白色光を提供するように構成された1つ以上のLEDを含み得る。この例では様々な白色LEDが記載されているが、当業者が認識することには、LEDアレイ491から様々な全体色を持つ混合光出力を提供するよう、ここに記載される実施形態と一貫性を持って他の色の組み合わせが可能である。 The LED array 491 may include a plurality of LED groups that provide light with different color points. For example, the LED array 491 may include a warm white light source by the LED 494A of the first group, a cold white light source by the LED 494B of the second group, and an intermediate white light source by the LED 494C of the third group. The warm white light source with the first group of LEDs 494A may include one or more LEDs configured to provide white light with a CCT of approximately 2700K. A cold white light source with a second group of LEDs 494B may include one or more LEDs configured to provide white light with a CCT of approximately 6500K. A warm white light source with a third group of LEDs 494C may include one or more LEDs configured to provide white light with a CCT of approximately 4000K. Although various white LEDs are described in this example, those skilled in the art will recognize that the LED array 491 is consistent with the embodiments described herein to provide mixed light outputs with different overall colors. Other color combinations are possible with sex.

電力モジュール452は、3つの別々のチャンネル(図3Eでは、LED1+、LED2+、及びLED3+として示す)上でLEDアレイ491に電力を供給するように構成され得るものであるチューナブル光エンジン(図示せず)を含み得る。より具体的には、チューナブル光エンジンは、第1のチャンネルを介して例えば温白色光源などの第1グループのLED494Aに第1のPWM信号を供給し、第2のチャンネルを介して第2グループのLED494Bに第2のPWM信号を供給し、且つ第3のチャンネルを介して第3グループのLED494Cに第3のPWM信号を供給するように構成され得る。それぞれのチャンネルを介して供給される各信号が、対応するLED又はLEDグループに電力供給するために使用され得るとともに、信号のデューティサイクルが、各それぞれのLEDのオン及びオフ状態の全体的な持続時間を決定し得る。オン及びオフ状態の持続時間は、当該持続時間に基づく光特性(例えば、相関色温度(CCT)、カラーポイント又は輝度)を持ち得る全体での光効果をもたらし得る。動作において、チューナブル光エンジンは、第1、第2及び第3の信号のデューティサイクルの相対的な大きさを変化させることで、LEDアレイ491からの所望の発光を有する混合光を提供するよう複数のLEDグループの各々のそれぞれの光特性を調節し得る。上述のように、LEDアレイ491の光出力は、複数グループのLED494A、494B及び494Cの各々からの発光の組み合わせ(例えば、混合)に基づくカラーポイントを持ち得る。 The power module 452 is a tunable optical engine (not shown) that can be configured to power the LED array 491 on three separate channels (shown as LED1 +, LED2 +, and LED3 + in FIG. 3E). ) Can be included. More specifically, the tunable optical engine supplies the first PWM signal to the LED 494A of the first group, such as a warm white light source, via the first channel, and the second group via the second channel. The second PWM signal may be supplied to the LED 494B of the third group, and the third PWM signal may be supplied to the LED 494C of the third group via the third channel. Each signal supplied through each channel can be used to power the corresponding LED or LED group, and the duty cycle of the signal is the overall duration of the on and off states of each LED. The time can be determined. The duration of the on and off states can result in an overall light effect that can have light characteristics (eg, correlated color temperature (CCT), color point or brightness) based on that duration. In operation, the tunable optical engine is intended to provide mixed light with the desired emission from the LED array 491 by varying the relative magnitude of the duty cycles of the first, second and third signals. The light characteristics of each of the plurality of LED groups can be adjusted. As mentioned above, the light output of the LED array 491 may have a color point based on a combination (eg, mixing) of light emission from each of the plurality of groups of LEDs 494A, 494B and 494C.

動作において、電力モジュール452は、ユーザ入力及び/又はセンサ入力に基づいて生成された制御入力を受け取り、そして、該制御入力に基づいて、LEDアレイ491によって出力される光の合成色を制御するための信号を個々のチャンネルを介して提供し得る。一部の実施形態において、ユーザは、例えばセンサモジュール(図示せず)の一部とし得るノブを回したりスライダを動かしたりすることによって、DC/DCコンバータ回路の制御用の入力をLEDシステムに提供し得る。加えて、あるいは代わりに、一部の実施形態において、ユーザは、所望の色の指示を無線モジュール(図示せず)に送信しるために、スマートフォン及び/又は他のエレクトロニクス装置を用いてLED照明システム4000への入力を提供し得る。 In operation, the power module 452 receives a control input generated based on user input and / or sensor input, and controls the composite color of light output by the LED array 491 based on the control input. Signals may be provided via individual channels. In some embodiments, the user provides the LED system with an input for controlling a DC / DC converter circuit, for example by turning a knob or moving a slider that may be part of a sensor module (not shown). Can be. In addition, or instead, in some embodiments, the user uses a smartphone and / or other electronic device to illuminate the LED to send the desired color instructions to the wireless module (not shown). It may provide input to system 4000.

図4は、アプリケーションプラットフォーム560、LED照明システム552及び556、並びに二次光学系554及び558を含むシステム550の一例を示している。LED照明システム552は、矢印561Aと561Bとの間に示す光ビーム561を生成する。LED照明システム556は、矢印562Aと562Bとの間の光ビーム562を生成し得る。図4に示す実施形態において、LED照明システム552から放たれた光は二次光学系554を通り抜け、LED照明システム556から放たれた光は二次光学系558を通り抜ける。代わりの実施形態では、光ビーム561及び562は如何なる二次光学系も通らない。二次光学系は、1つ以上の光ガイドである又はそれを含むことができる。該1つ以上の光ガイドは、エッジリット型であってもよいし、光ガイドの内部エッジを画成する内部開口を有していてもよい。LED照明システム552及び/又は556は、1つ以上の光ガイドの内部開口に挿入されて1つ以上の光ガイドの内部エッジ(内部開口型の光ガイド)に光を注入することができ、あるいは、外部エッジ(エッジリット型の光ガイド)に光を注入することができる。LED照明システム552及び/又は556内のLEDは、光ガイドの一部であるベースの周囲を囲んで配置されてもよい。一実装によれば、ベースは熱伝導性とし得る。一実装によれば、ベースは、光ガイドの上に配置された放熱素子に結合され得る。放熱素子は、LEDによって生成された熱を熱伝導性のベースを介して受け取り、受け取った熱を放散するように構成され得る。上記1つ以上の光ガイドは、LED照明システム552及び556によって放たれた光が、例えば勾配、面取り分布、狭い分布、広い分布、角度分布、又はこれらに類するものなどで、所望のように整形されることを可能にし得る。 FIG. 4 shows an example of a system 550 that includes an application platform 560, LED lighting systems 552 and 556, and secondary optical systems 554 and 558. The LED lighting system 552 produces a light beam 561 shown between arrows 561A and 561B. The LED lighting system 556 may generate a light beam 562 between arrows 562A and 562B. In the embodiment shown in FIG. 4, the light emitted from the LED lighting system 552 passes through the secondary optical system 554, and the light emitted from the LED lighting system 556 passes through the secondary optical system 558. In an alternative embodiment, the light beams 561 and 562 do not pass through any secondary optical system. The secondary optical system may be or may include one or more optical guides. The one or more optical guides may be of the edge lit type or may have an internal opening that defines the internal edges of the optical guides. The LED lighting system 552 and / or 556 can be inserted into the internal openings of one or more light guides to inject light into the internal edges of the one or more light guides (internal opening type light guides), or , Light can be injected into the outer edge (edge lit type light guide). The LEDs in the LED lighting system 552 and / or 556 may be arranged around a base that is part of a light guide. According to one implementation, the base can be thermally conductive. According to one implementation, the base may be coupled to a heat dissipation element located on the optical guide. The heat dissipation element may be configured to receive the heat generated by the LED through a thermally conductive base and dissipate the received heat. The one or more light guides are such that the light emitted by the LED lighting systems 552 and 556 is shaped as desired, for example by gradient, chamfer distribution, narrow distribution, wide distribution, angular distribution, or the like. It can be possible to be done.

実施形態例において、システム550は、携帯電話のカメラフラッシュシステム、屋内住宅又は商業照明、街路灯などの屋外照明、自動車、医療装置、AR/VR装置、及びロボット装置とし得る。図3Aに示した集積LED照明システム400A、図3Bに示した集積LED照明システム400B、図3Cに示したLED照明システム400C、及び図3Dに示したLED照明システム400Dは、実施形態例におけるLED照明システム552及び556を例示するものである。 In an embodiment, the system 550 may be a camera flash system for a mobile phone, indoor residential or commercial lighting, outdoor lighting such as street lights, automobiles, medical equipment, AR / VR equipment, and robotic equipment. The integrated LED lighting system 400A shown in FIG. 3A, the integrated LED lighting system 400B shown in FIG. 3B, the LED lighting system 400C shown in FIG. 3C, and the LED lighting system 400D shown in FIG. 3D are LED lighting in the embodiment. The systems 552 and 556 are exemplified.

実施形態例において、システム550は、携帯電話のカメラフラッシュシステム、屋内住宅又は商業照明、街路灯などの屋外照明、自動車、医療装置、AR/VR装置、及びロボット装置とし得る。図3Aに示した集積LED照明システム400A、図3Bに示した集積LED照明システム400B、図3Cに示したLED照明システム400C、及び図3Dに示したLED照明システム400Dは、実施形態例におけるLED照明システム552及び556を例示するものである。 In an embodiment, the system 550 may be a camera flash system for a mobile phone, indoor residential or commercial lighting, outdoor lighting such as street lights, automobiles, medical equipment, AR / VR equipment, and robotic equipment. The integrated LED lighting system 400A shown in FIG. 3A, the integrated LED lighting system 400B shown in FIG. 3B, the LED lighting system 400C shown in FIG. 3C, and the LED lighting system 400D shown in FIG. 3D are LED lighting in the embodiment. The systems 552 and 556 are exemplified.

アプリケーションプラットフォーム560は、ここで説明するように、ライン565又は他の適用可能な入力を介する電力バスを介して、LED照明システム552及び/又は556に電力を供給し得る。さらに、アプリケーションプラットフォーム560は、LED照明システム552及びLED照明システム556の動作のために、ライン565を介して入力信号を提供することができ、この入力は、ユーザ入力/嗜好、センシングされた読み取り、予めプログラムされるか自律的に決定されるかした出力、又はこれらに類するものに基づき得る。1つ以上のセンサは、アプリケーションプラットフォーム560のハウジングの内部にあってもよいし、外部にあってもよい。 The application platform 560 may power the LED lighting system 552 and / or 556 via a power bus via line 565 or other applicable inputs, as described herein. In addition, the application platform 560 can provide an input signal via line 565 for the operation of the LED lighting system 552 and the LED lighting system 556, which is a user input / preference, sensed read, It may be based on pre-programmed or autonomously determined output, or the like. The one or more sensors may be inside or outside the housing of the application platform 560.

様々な実施形態において、アプリケーションプラットフォーム560のセンサ、及び/又はLED照明システム552及び/又は556のセンサが、例えば視覚データ(例えば、LIDARデータ、IRデータ、カメラを介して収集されたデータなど)、音声データ、距離ベースのデータ、移動データ、環境データなど、若しくはこれらに類するもの、又はこれらの組み合わせなどの、データを収集し得る。該データは、例えば物体、個人、車両などの物理的なアイテム又はエンティティと関係し得る。例えば、ADAS/AVベースのアプリケーション用に物体近接データをセンシング装置が収集することができ、それが、物理的なアイテム又はエンティティの検出に基づいて、検出及びその後の動作を優先させることができる。データは、例えばIR信号などの光信号を例えばLED照明システム552及び/又は556によって放射し、そして、放射された光信号に基づくデータを収集することに基づいて収集され得る。データは、データ収集のために光信号を放射するコンポーネントとは異なるコンポーネントによって収集されてもよい。この例を続けるに、自動車上にセンシング装置を配置することができ、それが、垂直共振器面発光レーザ(VCSEL)を用いてビームを放射し得る。1つ以上のセンサが、放射されたビームに対する応答又は他の適用可能な入力をセンシングし得る。 In various embodiments, the sensors of the application platform 560 and / or the sensors of the LED lighting system 552 and / or 556 are, for example, visual data (eg, LIDAR data, IR data, data collected via a camera, etc.). Data may be collected, such as voice data, distance-based data, travel data, environmental data, or the like, or a combination thereof. The data may relate to physical items or entities such as objects, individuals, vehicles and the like. For example, object proximity data can be collected by a sensing device for ADAS / AV based applications, which can prioritize detection and subsequent actions based on the detection of physical items or entities. Data can be collected on the basis of radiating an optical signal, such as an IR signal, by, for example, an LED lighting system 552 and / or 556, and collecting data based on the emitted optical signal. Data may be collected by a different component than the component that emits the optical signal for data collection. Continuing this example, a sensing device can be placed on the vehicle, which can emit a beam using a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL). One or more sensors may sense a response to the emitted beam or other applicable input.

実施形態例において、アプリケーションプラットフォーム560は自動車を表すことができ、LED照明システム552及びLED照明システム556は自動車ヘッドライトを表すことができる。様々な実施形態において、システム550は、複数のLEDを選択的に起動して操縦可能な光を提供するというステアラブルライトビームを備えた自動車を表し得る。例えば、LEDのアレイを用いて、形状又はパターンを画成又は投影したり、道路の選択された部分のみを照らしたりすることができる。一実施形態例において、LED照明システム552及び/又は556内の赤外線カメラ又は検出器ピクセルは、照明を必要とするシーンの部分(道路、横断歩道など)を識別するセンサとし得る。 In an embodiment, the application platform 560 can represent a car and the LED lighting system 552 and the LED lighting system 556 can represent a car headlight. In various embodiments, the system 550 may represent a vehicle equipped with a steerable light beam that selectively activates a plurality of LEDs to provide steerable light. For example, an array of LEDs can be used to image or project a shape or pattern, or to illuminate only selected parts of a road. In one embodiment, the infrared camera or detector pixels in the LED lighting system 552 and / or 556 can be sensors that identify parts of the scene that require lighting (roads, pedestrian crossings, etc.).

図5Aは、一実施形態例におけるLEDデバイス200の図である。LEDデバイス200は、基板202、活性層204、波長変換層206、及び一次光学系208を含み得る。他の実施形態において、LEDデバイスは、波長コンバータ層及び/又は一次光学系を含まないことがある。複数の個々のLEDデバイス200が、例えば上述のLED照明システムのうちのいずれかなどのLED照明システム内のLEDアレイに含められ得る。 FIG. 5A is a diagram of the LED device 200 in one embodiment. The LED device 200 may include a substrate 202, an active layer 204, a wavelength conversion layer 206, and a primary optical system 208. In other embodiments, the LED device may not include a wavelength converter layer and / or primary optical system. A plurality of individual LED devices 200 may be included in an LED array within an LED lighting system, such as, for example, one of the LED lighting systems described above.

図5Aに示すように、活性層204は、基板202に隣接することができ、励起されたときに光を発する。基板202及び活性層204を形成するのに使用される好適な材料は、サファイア、SiC、GaN、シリコンを含み、より具体的には、以下に限られないがAlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaSb、InN、InP、InAs、InSbを含むIII-V族半導体、以下に限られないがZnS、ZnSe、CdSe、CdTeを含むII-VI族半導体、以下に限られないがGe、Si、SiCを含むIV族半導体、又はこれらの混合物若しくは合金から形成され得る。 As shown in FIG. 5A, the active layer 204 can be adjacent to the substrate 202 and emit light when excited. Suitable materials used to form the substrate 202 and the active layer 204 include sapphire, SiC, GaN, silicon, and more specifically, but not limited to, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN. III-V semiconductors including, GaP, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, II-VI semiconductors including, but not limited to ZnS, ZnSe, CdSe, CdTe, but not limited to Ge, Si. , A group IV semiconductor containing SiC, or a mixture or alloy thereof.

波長変換層206は、活性層204から離れていてもよいし、活性層204に近接していてもよいし、あるいは直上にあってもよい。活性層204は、波長変換層206内に光を放つ。波長変換層206は、活性層204によって放たれた光の波長を更に変更するように作用する。波長変換層を含むLEDデバイスは、しばしば、蛍光体変換LED(“PCLED”)として参照される。波長変換層206は、例えば、透明若しくは半透明のバインダ若しくはマトリックス内の蛍光体粒子、又はセラミック蛍光体素子などの、ある波長の光を吸収して異なる波長の光を発する任意のルミネセント材料を含み得る。 The wavelength conversion layer 206 may be separated from the active layer 204, may be close to the active layer 204, or may be directly above the active layer 204. The active layer 204 emits light into the wavelength conversion layer 206. The wavelength conversion layer 206 acts to further change the wavelength of the light emitted by the active layer 204. LED devices that include a wavelength conversion layer are often referred to as phosphor conversion LEDs (“PCLEDs”). The wavelength conversion layer 206 may be any luminescent material that absorbs light of one wavelength and emits light of a different wavelength, such as a transparent or translucent binder or phosphor particles in a matrix, or a ceramic phosphor element. Can include.

一次光学系208が、LEDデバイス200の1つ以上の層上又はその上方にあってもよく、活性層204及び/又は波長変換層206からの光が、一次光学系208を通ることを可能にし得る。一次光学系208は、これら1つ以上の層を保護するように、及び少なくとも部分的にLEDデバイス200の出力を整形するように構成された、レンズ又は封入材とし得る。一次光学系208は、透明及び/又は半透明な材料を含み得る。実施形態例において、一次光学系を介した光はランバート分布パターンに基づいて放射され得る。理解されることには、ランバート分布パターンとは異なる配光パターンを生成するように一次光学系208の1つ以上の特性が変更されてもよい。 The primary optical system 208 may be on or above one or more layers of the LED device 200, allowing light from the active layer 204 and / or the wavelength conversion layer 206 to pass through the primary optical system 208. obtain. The primary optical system 208 may be a lens or encapsulant configured to protect these one or more layers and at least partially shape the output of the LED device 200. The primary optical system 208 may include transparent and / or translucent materials. In embodiments, light through the primary optical system can be emitted based on the Lambert distribution pattern. It is understood that one or more properties of the primary optical system 208 may be modified to produce a light distribution pattern that is different from the Lambert distribution pattern.

図5Bは、一実施形態例における、ピクセル201A、201B、及び201Cを有するLEDアレイ210並びに二次光学系212を含む照明システム220の断面図を示している。LEDアレイ210は、各々がそれぞれの波長変換層206B、活性層204B及び基板202Bを含んだピクセル201A、201B、及び201Cを含んでいる。LEDアレイ210は、ウエハレベル処理技術を用いて製造されるモノリシックLEDアレイ、500ミクロン未満の寸法を持つマイクロLED、又はこれらに類するものとし得る。LEDアレイ210内のピクセル201A、201B、及び201Cは、アレイセグメンテーションを使用して形成されてもよいし、それに代えてピックアンドプレース技術を使用して形成されてもよい。 FIG. 5B shows a cross-sectional view of the lighting system 220 including the LED array 210 having pixels 201A, 201B, and 201C and the secondary optical system 212 in one embodiment. The LED array 210 includes pixels 201A, 201B, and 201C, each containing a wavelength conversion layer 206B, an active layer 204B, and a substrate 202B, respectively. The LED array 210 may be a monolithic LED array manufactured using wafer level processing technology, micro LEDs with dimensions less than 500 microns, or the like. The pixels 201A, 201B, and 201C in the LED array 210 may be formed using array segmentation or instead may be formed using pick-and-place technology.

LEDデバイス200Bの1つ以上のピクセル201A、201B、及び201Cの間に示される空間203は、空隙を含んでいてもよいし、あるいは、例えばコンタクト(例えば、nコンタクト)とし得る金属材料などの材料によって充填されてもよい。 The space 203 shown between one or more pixels 201A, 201B, and 201C of the LED device 200B may include voids or may be a material such as a metallic material which may be a contact (eg, n-contact), for example. May be filled with.

二次光学系212が、レンズ209及び導波路207の一方又は両方を含み得る。理解されることには、図示の例に従って二次光学系を説明しているが、実施形態例において、二次光学系212は、入射光を広げるため(発散光学系)、又は入射光をコリメートビームへと集めるため(コリメート光学系)に使用され得る。実施形態例において、導波路207は、集光器であってもよく、例えば放物線形状、円錐形状、斜面形状、又はこれらに類するものなどの、光を集中させるための任意の適用可能な形状を有し得る。導波路207は、入射光を反射又は再方向付けするために使用される誘電体材料、メタライゼーション層、又はこれらに類するものでコーティングされてもよい。代わりの実施形態において、照明システムは、変換層206B、一次光学系208B、導波路207、及びレンズ209のうちの1つ以上を含まないことがある。 The secondary optical system 212 may include one or both of the lens 209 and the waveguide 207. It is understood that the secondary optical system is described according to the illustrated example, but in the embodiment, the secondary optical system 212 is used to spread the incident light (divergent optical system) or collimate the incident light. It can be used to collect into a beam (colimating optics). In an embodiment, the waveguide 207 may be a condenser and may have any applicable shape for concentrating light, such as a parabolic shape, a conical shape, a slope shape, or the like. May have. The waveguide 207 may be coated with a dielectric material, a metallization layer, or the like used to reflect or reorient the incident light. In an alternative embodiment, the illumination system may not include one or more of the conversion layer 206B, the primary optical system 208B, the waveguide 207, and the lens 209.

レンズ209は、以下に限られないが例えばSiC、酸化アルミニウム、ダイヤモンド、若しくはこれらに類するもの、又はこれらの組み合わせなどの、任意の適用可能な透明材料から形成され得る。レンズ209は、レンズ209からの出力ビームが所望の測光仕様を効率的に満たすことになるように、レンズ209に入力される光ビームを変更するために使用され得る。さらに、レンズ209は、例えば、LEDアレイ210のLEDデバイス201A、201B及び/又は201Cの点灯及び/又は非点灯の外観を決定することによってなどで、1つ以上の審美的な目的を果たし得る。 The lens 209 can be formed from any applicable transparent material, such as, but not limited to, SiC, aluminum oxide, diamond, or the like, or a combination thereof. The lens 209 can be used to modify the light beam input to the lens 209 so that the output beam from the lens 209 effectively meets the desired photometric specifications. Further, the lens 209 may serve one or more aesthetic objectives, for example by determining the on and / or unlit appearance of the LED devices 201A, 201B and / or 201C of the LED array 210.

実施形態を詳細に説明してきたが、当業者が理解することには、ここに記載された実施形態には、本明細書を所与として、発明概念の精神から逸脱することなく、変更が為され得る。従って、発明の範囲が、図示して記述した特定の実施形態に限定されるという意図はない。 Although embodiments have been described in detail, those skilled in the art will appreciate that the embodiments described herein are subject to modification given the specification without departing from the spirit of the concept of the invention. Can be done. Therefore, there is no intention that the scope of the invention is limited to the specific embodiments described in the illustration.

Claims (20)

発光ダイオード(LED)カラーチューニング装置であって、
マルチカラーLEDアレイに結合されるハイブリッド駆動回路を有し、当該ハイブリッド駆動回路は、
少なくとも2つのLED電流駆動源に対する電流を生成するアナログ電流分割回路と、
前記アナログ電流分割回路と前記マルチカラーLEDアレイとの間に結合されるスイッチングアレイであり、当該スイッチングアレイは、所定量の時間にわたって、周期的に、前記少なくとも2つのLED電流駆動源のうちの少なくとも1つからの電流を前記マルチカラーLEDアレイの少なくとも2つの色へ実質的に同時に提供するように構成される、スイッチングアレイと、
を有する、
LEDカラーチューニング装置。
Light emitting diode (LED) color tuning device
It has a hybrid drive circuit coupled to a multi-color LED array, and the hybrid drive circuit is
An analog current shunt circuit that generates current for at least two LED current drives,
A switching array coupled between the analog current split circuit and the multicolor LED array, wherein the switching array periodically spans a predetermined amount of time and is at least one of the at least two LED current drive sources. A switching array configured to provide current from one to at least two colors of the multicolor LED array substantially simultaneously.
Have,
LED color tuning device.
当該LEDカラーチューニング装置は更に、電圧レギュレータに電気的に結合されたLEDドライバを有し、前記電圧レギュレータは、前記マルチカラーLEDアレイに対して電圧信号を提供し、前記LEDドライバと前記電圧レギュレータとの組み合わせが、安定化させた電流を、前記アナログ電流分割回路への入力として提供する、請求項1に記載のLEDカラーチューニング装置。 The LED color tuning device further comprises an LED driver electrically coupled to the voltage regulator, the voltage regulator providing a voltage signal to the multicolor LED array, the LED driver and the voltage regulator. The LED color tuning apparatus according to claim 1, wherein the combination of the above provides a stabilized current as an input to the analog current dividing circuit. 前記スイッチングアレイはマルチプレクサアレイを有する、請求項1に記載のLEDカラーチューニング装置。 The LED color tuning apparatus according to claim 1, wherein the switching array has a multiplexer array. 前記少なくとも2つのLED電流駆動源に対する電流を生成する前記アナログ電流分割回路に電流を供給するように構成された電圧制御式電流源、を更に有する請求項1に記載のLEDカラーチューニング装置。 The LED color tuning apparatus according to claim 1, further comprising a voltage-controlled current source configured to supply current to the analog current shunt circuit that generates current for the at least two LED current drive sources. 前記スイッチングアレイは、
周期の第1部分の間、前記少なくとも2つのLED電流駆動源のうちの第1のものからの第1電流を前記マルチカラーLEDアレイの3つの色のうちの第1の色へ、及び前記少なくとも2つのLED電流駆動源のうちの第2のものからの第2電流を前記マルチカラーLEDアレイの3つの色のうちの第2の色へ、実質的に同時に提供し、
前記周期の第2部分の間、前記第1電流を前記マルチカラーLEDアレイの3つの色のうちの前記第2の色へ、及び前記第2電流を前記マルチカラーLEDアレイの3つの色のうちの第3の色へ、実質的に同時に提供し、且つ
前記周期の第3部分の間、前記第1電流を前記マルチカラーLEDアレイの3つの色のうちの前記第1の色へ、及び前記第2電流を前記マルチカラーLEDアレイの3つの色のうちの前記第3の色へ、実質的に同時に提供する、
ように構成される、請求項1に記載のLEDカラーチューニング装置。
The switching array is
During the first part of the cycle, the first current from the first of the at least two LED current drives goes to the first of the three colors of the multicolor LED array, and at least. The second current from the second of the two LED current drive sources is provided substantially simultaneously to the second of the three colors of the multicolor LED array.
During the second part of the cycle, the first current is to the second color of the three colors of the multicolor LED array and the second current is to the three colors of the multicolor LED array. To the third color of the multicolor LED array, and to the first color of the three colors of the multicolor LED array, and said A second current is provided substantially simultaneously to the third color of the three colors of the multicolor LED array.
The LED color tuning apparatus according to claim 1.
前記周期の前記第1部分、前記第2部分、及び前記第3部分は、パルス幅変調(PWM)タイムスライシングを用いて選択可能である、請求項5に記載のLEDカラーチューニング装置。 The LED color tuning apparatus according to claim 5, wherein the first portion, the second portion, and the third portion of the cycle can be selected by using pulse width modulation (PWM) time slicing. 前記第1電流と前記第2電流との和が、LEDドライバから前記アナログ電流分割回路に供給される入力電流と実質的に等しい、請求項5に記載のLEDカラーチューニング装置。 The LED color tuning apparatus according to claim 5, wherein the sum of the first current and the second current is substantially equal to the input current supplied from the LED driver to the analog current dividing circuit. 前記少なくとも2つのLED電流駆動源の各々が実質的に等量の電流を前記マルチカラーLEDアレイに供給するように構成される、請求項5に記載のLEDカラーチューニング装置。 The LED color tuning apparatus according to claim 5, wherein each of the at least two LED current drive sources is configured to supply a substantially equal amount of current to the multicolor LED array. 前記少なくとも2つのLED電流駆動源の各々が等しくない量の電流を前記マルチカラーLEDアレイに供給するように構成される、請求項5に記載のLEDカラーチューニング装置。 The LED color tuning apparatus according to claim 5, wherein each of the at least two LED current drive sources is configured to supply an unequal amount of current to the multicolor LED array. 前記マルチカラーLEDアレイは、少なくとも1つの赤色LEDと、少なくとも1つの緑色LEDと、少なくとも1つの青色LEDとを有する、請求項1に記載のLEDカラーチューニング装置。 The LED color tuning apparatus according to claim 1, wherein the multi-color LED array includes at least one red LED, at least one green LED, and at least one blue LED. 前記マルチカラーLEDアレイは、少なくとも1つの不飽和赤色LEDと、少なくとも1つの不飽和緑色LEDと、少なくとも1つの不飽和青色LEDとを有する、請求項1に記載のLEDカラーチューニング装置。 The LED color tuning apparatus according to claim 1, wherein the multi-color LED array includes at least one unsaturated red LED, at least one unsaturated green LED, and at least one unsaturated blue LED. 前記スイッチングアレイは、少なくとも4つのスイッチングデバイスを有する、請求項1に記載のLEDカラーチューニング装置。 The LED color tuning apparatus according to claim 1, wherein the switching array has at least four switching devices. 前記ハイブリッド駆動回路は更に、前記マルチカラーLEDアレイの選択されたLEDにパルス幅変調(PWM)タイムスライシング信号を供給するように構成される、請求項1に記載のLEDカラーチューニング装置。 The LED color tuning apparatus according to claim 1, wherein the hybrid drive circuit is further configured to supply a pulse width modulation (PWM) time slicing signal to selected LEDs in the multicolor LED array. 発光ダイオード(LED)カラーチューニング装置であって、
少なくとも1つの不飽和赤色LED、少なくとも1つの不飽和緑色LED、及び少なくとも1つの不飽和青色LEDを有するマルチカラーLEDアレイと、
前記マルチカラーLEDアレイに結合されたハイブリッド駆動回路と、
を有し、
前記ハイブリッド駆動回路は、
少なくとも2つのLED電流駆動源に対する電流を生成するアナログ電流分割回路と、
前記アナログ電流分割回路と前記マルチカラーLEDアレイとの間に結合されるスイッチングアレイであり、当該スイッチングアレイは、所定量の時間にわたって、周期的に、前記少なくとも2つのLED電流駆動源のうちの少なくとも1つからの電流を前記マルチカラーLEDアレイの少なくとも2つの色へ実質的に同時に提供するように構成される、スイッチングアレイと、
を有する、
LEDカラーチューニング装置。
Light emitting diode (LED) color tuning device
A multicolor LED array with at least one unsaturated red LED, at least one unsaturated green LED, and at least one unsaturated blue LED.
The hybrid drive circuit coupled to the multi-color LED array and
Have,
The hybrid drive circuit is
An analog current shunt circuit that generates current for at least two LED current drives,
A switching array coupled between the analog current split circuit and the multicolor LED array, wherein the switching array periodically spans a predetermined amount of time and is at least one of the at least two LED current drive sources. A switching array configured to provide current from one to at least two colors of the multicolor LED array substantially simultaneously.
Have,
LED color tuning device.
前記少なくとも2つのLED電流駆動源に対する電流を生成する前記アナログ電流分割回路に電流を供給するように構成された電圧制御式電流源、を更に有する請求項14に記載のLEDカラーチューニング装置。 The LED color tuning apparatus according to claim 14, further comprising a voltage-controlled current source configured to supply current to the analog current shunt circuit that generates current for the at least two LED current drive sources. 当該LEDカラーチューニング装置は更に、第1の検知電圧VSENSE1と第2の検知電圧VSENSE2とを比較して設定電圧VSETを決定及び供給するように構成された計算装置、を有し、前記設定電圧は前記電圧制御式電流源の入力電圧である、請求項15に記載のLEDカラーチューニング装置。 The LED color tuning device further includes a calculation device configured to compare the first detection voltage V SENSE1 and the second detection voltage V SENSE2 to determine and supply the set voltage VSET . The LED color tuning device according to claim 15, wherein the set voltage is an input voltage of the voltage-controlled current source. 前記ハイブリッド駆動回路は更に、前記マルチカラーLEDアレイの選択されたLEDにパルス幅変調(PWM)タイムスライシング信号を供給するように構成される、請求項14に記載のLEDカラーチューニング装置。 The LED color tuning apparatus according to claim 14, wherein the hybrid drive circuit is further configured to supply a pulse width modulation (PWM) time slicing signal to selected LEDs in the multicolor LED array. 当該LEDカラーチューニング装置は更に、電圧レギュレータに電気的に結合されたLEDドライバを有し、前記電圧レギュレータは、前記マルチカラーLEDアレイに対して電圧信号を提供し、前記LEDドライバと前記電圧レギュレータとの組み合わせが、安定化させた電流を、前記アナログ電流分割回路への入力として提供する、請求項14に記載のLEDカラーチューニング装置。 The LED color tuning device further comprises an LED driver electrically coupled to the voltage regulator, the voltage regulator providing a voltage signal to the multicolor LED array, the LED driver and the voltage regulator. The LED color tuning apparatus according to claim 14, wherein the combination of the above provides a stabilized current as an input to the analog current dividing circuit. マルチカラー発光ダイオード(LED)アレイをチューニングする方法であって、
電圧制御式電流源の入力電圧として設定電圧を決定して供給し、
入力電流を第1電流と第2電流とに分割し、
色温度の決定に基づいて、
周期の第1部分の間、実質的に同時に前記第1電流を前記マルチカラーLEDアレイの3つの色のうちの第1の色へ提供するとともに前記第2電流を前記マルチカラーLEDアレイの3つの色のうちの第2の色へ提供し、
前記周期の第2部分の間、実質的に同時に前記第1電流を前記マルチカラーLEDアレイの3つの色のうちの前記第2の色へ提供するとともに前記第2電流を前記マルチカラーLEDアレイの3つの色のうちの第3の色へ提供し、且つ
前記周期の第3部分の間、実質的に同時に前記第1電流を前記マルチカラーLEDアレイの3つの色のうちの前記第1の色へ提供するとともに前記第2電流を前記マルチカラーLEDアレイの3つの色のうちの前記第3の色へ提供する、
ことを有する、マルチカラーLEDアレイをチューニングする方法。
A method of tuning a multicolor light emitting diode (LED) array.
The set voltage is determined and supplied as the input voltage of the voltage-controlled current source.
The input current is divided into a first current and a second current,
Based on the color temperature determination
During the first part of the cycle, the first current is delivered to the first color of the three colors of the multicolor LED array and the second current is delivered to the three colors of the multicolor LED array at substantially the same time. Offer to the second of the colors,
During the second part of the cycle, the first current is delivered to the second color of the three colors of the multicolor LED array and the second current is delivered to the multicolor LED array at substantially the same time. The first color of the three colors of the multicolor LED array provides the third color of the three colors and delivers the first current substantially simultaneously during the third part of the cycle. And also provides the second current to the third color of the three colors of the multicolor LED array.
How to tune a multi-color LED array.
前記マルチカラーLEDアレイのうちの異なるペアへの前記第1電流の提供及び前記第2電流の提供は、パルス幅変調(PWM)タイムスライシングを用いて行われる、請求項19に記載のマルチカラーLEDアレイをチューニングする方法。
19. The multicolor LED according to claim 19, wherein the provision of the first current and the provision of the second current to different pairs of the multicolor LED arrays is performed using pulse width modulation (PWM) time slicing. How to tune an array.
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