JP5784731B2 - 変調周波数検出技術を用いたｌｅｄ制御 - Google Patents

Description

関連出願の参照
本出願は、２０１０年９月１日に出願された米国特許出願番号ＮＯ.１２/８７４,２０１、及び２０１１年３月３１日に出願された米国特許出願番号ＮＯ.１３/０７７,６６９に基づく優先権を主張し、これら両方の全内容が参照により本願明細書に組み込まれる。

本出願は、変調周波数検出技術を用いたＬＥＤ制御に関し、より端的には、個別のＬＥＤ列を駆動するために用いられる固有変調周波数に基づいたＬＥＤ輝度及び／又は色の制御に関する。

一般的にＬＥＤの動作環境（温度、電流安定性、他の光源の侵入等）がＬＥＤ装置の色や輝度に影響する場合があるため、ＬＥＤ製造バラツキの正確な制御のみによってＬＥＤ制御を達成することはできない。既知のフィードバック制御システムがＬＥＤの色や輝度の制御に用いられている。そのような既知のシステムの一つは、システム内の各色に調整されたマルチチャンネル光センサーの使用を包含する。例えば、典型的なＲＧＢシステムは、赤色ＬＥＤ群の列、緑色ＬＥＤの列、及び青色ＬＥＤ群の列を含む。マルチチャンネルＲＧＢ光センサーは、その光源の近傍、３つ全ての光源からの光束を受光するのに最適化された位置に配置される。そのセンサーは、平均全光束及びＲＧＢ系の色点を指標する信号を出力する。フィードバックコントローラーは、この情報を事前設定若しくはユーザー定義の値のセットと比較する。マルチチャンネルセンサーによりシステムデザイン及びアーキテクチャに複雑さやコスト増が追加され、多くの場合、光センサーとＬＥＤチャンネルの間の１：１の対応が欠如し、色点計算が複雑になり、かつその正確性が制限されてしまう。

別の既知のフィードバック制御システムは、広帯域センサーを用いてＬＥＤチャンネルからの光を検出する。個々の各チャンネルを制御するために、他の全てのチャンネルがターンオフされなくてはならず、これによりセンサーが単一色ずつ「注目」できる。

次の図面を併せて読まれる次の詳細な説明が参照され、ここで、同一の符号が同一の要素を示す。

図１は、本開示に整合するシステムの例示の一つの実施形態の図である。

図２Ａは、本開示に整合する変調電流信号の信号図である。

図２Ｂは、本開示に整合するパルス幅変調（ＰＷＭ）輝度信号の信号図である。

図２Ｃは、本開示に整合するパルスエリア信号の信号図である。

図３は、本開示に整合する周波数及び振幅検出回路の例示の一つの実施形態のブロック図である。

図４は、本開示に整合するエラープロセッサ回路の例示の一つの実施形態のブロック図である。

図５は、本開示に整合する例示の一つの方法のブロックフローチャートである。

図６は、本開示に整合するシステムの例示の別の実施形態の図である。

図７Ａは、本開示に整合する図６のシステムに対応する周波数及び振幅検出回路の例示の実施形態のブロック図である。 図７Ｂは、本開示に整合する図６のシステムに対応する周波数及び振幅検出回路の例示の実施形態のブロック図である。

図８は、本開示に整合する図６のシステムに対応するエラープロセッサ回路の例示の別の実施形態のブロック図である。

図９は、本開示に整合する例示の別の方法のブロックフローチャートである。

概して述べれば、本出願により、輝度及び／又は色の制御されていない変化を補償するためにＬＥＤの輝度を制御するためのシステム（及び方法）が提供される。ＬＥＤへの駆動電流のデューティーサイクルが一定に維持されるとしても、温度ドリフト、ＬＥＤ装置の老朽化、駆動電流の変動等のいずれかにより輝度が変化してしまう。１以上のＬＥＤチャンネルでの制御されていない輝度変化を補償するため、例示のあるシステムは、固有変調周波数で各ＬＥＤチャンネルを駆動する。システムの全ＬＥＤチャンネルからの複合光を検出する単一のフォトダイオードを活用し、各固有変調周波数での光強度の振幅値を決定し、事前設定及び／又はユーザー設定可能な値とその振幅値を比較してエラー信号を生成するフィードバック制御が提供される。各チャンネルのデューティーサイクルを順に制御し、検出したいずれの輝度変化を補償するために各エラー信号を用いても良い。実施形態によっては、ＬＥＤチャンネルの全てを同時又は連続的に制御しても良い。

図１は、本開示に整合するシステム１００の例示のある実施形態の図である。概して述べれば、システム１００は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）チャンネル１０２−１、１０２−２、・・・、１０２−Ｎ、光検出器１１２、及びＬＥＤコントローラー１１８を含む。個別の各ＬＥＤチャンネルは、パルス幅変調（ＰＷＭ）回路１０４−１、１０４−２、・・・、１０４−Ｎ、駆動回路１０６−１、１０６−２、・・・、１０６−Ｎ、及びＬＥＤ列１１０−１、１１０−２、・・・、１１０−Ｎを含む。個別のＰＷＭ回路１０４−１、１０４−２、・・・、１０４−Ｎは、各々が固有変調周波数ｆ１、ｆ２、・・・、ｆＮを有する個別のＰＷＭ信号を生成し、より詳細に以下に説明されるようにフィードバック情報に基づいて、個別のＰＷＭ信号のデューティーサイクルを設定するように構成される。各変調周波数ｆ１、ｆ２、・・・、ｆＮは、感知可能なフリッカー（ｆｌｉｃｋｅｒ）を低減若しくは除去するのに十分に大きく、例えば、数百から数万Ｈｚ（限定するわけではないが、例えば、１００ｋＨｚよりも大きい）程度に選択しても良い。また、あるチャンネルのオン／オフ時間が別チャンネルのオン／オフ時間に非常に近いことにより生じる検知可能な「ビート（ｂｅａｔ）」効果を低減若しくは除去するために、各変調周波数が、他の変調周波数の数百ヘルツ内には含まれないように設定される。

駆動回路１０６−１、１０６−２、・・・、１０６−Ｎは、個別の各ＬＥＤ列１１０−１、１１０−２、・・・、１１０−Ｎに電流供給するように構成される。駆動回路は、既知のＤＣ／ＤＣ変換回路トポロジー、例えば、ブースト、バック（ｂｕｃｋ）、バック−ブースト（ｂｕｃｋ−ｂｏｏｓｔ）、ＳＥＰＩＣ、フライバック及び／又は他の既知又は後で開発されるＤＣ／ＤＣ変換回路を含む。もちろん、駆動回路は、仮に、例えば、駆動回路の入力端がＡＣ電源に結合するならば、ＡＣ／ＤＣインバーター回路も含んでも良い。各駆動回路からの供給電流は、同一、若しくは、例えば個別の各ＬＥＤ列の電流要求に依存して異なる。典型的には、駆動回路１０６−１、１０６−２、・・・、１０６−Ｎは、最大の密度でＬＥＤ列に電力供給可能である最大駆動電流Ｉｄｒｉｖｅを生成するように構成される。動作時、駆動回路１０６−１、１０６−２、・・・、１０６−Ｎは、個別のＰＷＭ回路１０４−１、１０４−２、・・・、１０４−Ｎにより設定された個別のデューティーサイクルを有する個別の変調周波数ｆ１、ｆ２、・・・、ｆＮで変調された個別のＰＷＭ信号により変調された個別の変調電流１０８−１、１０８−２、・・・、１０８−Ｎを個別のＬＥＤ列１１０−１、１１０−２、・・・、１１０−Ｎへ供給するように構成される。図２Ａを簡単に参照すれば、第１チャンネル１０２−１の変調駆動電流１０８−１の一例が図示されている。本例の変調電流信号２０２は、周波数ｆ１で変調される。デューティーサイクル５０％とすれば、電流Ｉｄｒｉｖｅが、期間ｆ１の１番目半分のオン時間の間、ＬＥＤ列１１０−１に供給され、期間ｆ１の２番目半分のオフ時間の間、ＬＥＤ列１１０−１に電流が供給されない。各ＬＥＤ列での全体輝度を制御するために、個別の各ＰＷＭ信号のデューティーサイクルを調整しても良い。例えば、各チャンネルのデューティーサイクルが０％（完全オフ）から１００％（完全オン）に独立に範囲し、個別の各列の全体輝度（光度）を制御しても良い。色及び／又は輝度制御は、本願明細書に記載のように、他の列とは無関係に各ＬＥＤ列の輝度を制御することにより達成することができ、設けられた任意のＬＥＤ列の色が、そのＬＥＤ列の輝度に比例するだろう。

再び図１を参照すると、各ＬＥＤ列１１０−１、１１０−２、・・・、１１０−Ｎは、１以上の個別のＬＥＤ装置を含む。各列は、例えば、赤、緑、青（ＲＧＢ）トポロジーの色毎に配置され、列１１０−１が、赤色光を発光する１以上のＬＥＤを含み、列１１０−２が緑色光を発光する１以上のＬＥＤを含み、列１１０−Ｎが、緑色光を発光する１以上のＬＥＤを含む。もちろん、これは単なる一例であり、本実施形態からかい離することなく、例えば、ＲＧＷ（赤、緑、白）、ＲＧＢＹ（赤、緑、青、黄）、赤外線等の他の配色も本明細書において同様に想定される。図１のシステムは、複数のＬＥＤ列１１０−１、１１０−２、・・・、１１０−Ｎを図示するが、代わりに本実施形態が単一のＬＥＤ列を含んでも良い。個別の各ＬＥＤ列の各ＬＥＤへの電力を個別の各変調周波数ｆ１、ｆ２、・・・、ｆＮにより変調するため、各ＬＥＤ列により出射される輝度信号が、その電力を変調するＰＷＭ信号と同様の特徴を有するだろう。

光検出器回路１１２は、ＬＥＤ列からの重畳ＰＷＭ輝度信号を検出し、重畳ＰＷＭ輝度信号に比例するＬＥＤ輝度信号１１４（例えば、電流信号）を生成するように構成される。システムの全ＬＥＤ列の同時制御を可能とするため、光検出器１１２が、全ＬＥＤ光源の結合した重畳ＰＷＭ輝度信号を検出するように構成される。チャンネル１０２−１のＰＷＭ輝度信号の例を図２Ｂに図示する。ここでもＰＷＭ信号がデューティーサイクル５０％とすれば、輝度信号２０４が周波数ｆ１で変調され、そして、チャンネル１０２−１のデューティーサイクルに応じて、Ｗｌｉｇｈｔ−１の振幅からゼロへ振幅するだろう。本例においては、Ｗｌｉｇｈｔ−１が、ＬＥＤ列１１０−１からの平均の出射光束に比例するだろう。システム１００における他のＬＥＤ列の夫々のＰＷＭ輝度信号は、図２Ｂに示したものと同様の特徴を有しても良く、また、システム１００におけるＬＥＤ群の全体輝度信号が、各々が個別の変調周波数（及び、概してそれ固有の特有のデューティーサイクル）を持つ個別の各輝度信号の重畳になる。重畳ＰＷＭ輝度信号は、従って、ＬＥＤ列１１０−１の輝度に比例する振幅を有し、チャンネル１０２−１に対応する周波数及びデューティーサイクルを有する第１ＰＷＭ輝度信号、ＬＥＤ列１１０−２の輝度に比例する振幅を有し、チャンネル１０２−２に対応する周波数及びデューティーサイクルを有する第２ＰＷＭ輝度信号、及びＬＥＤ列１１０−Ｎの輝度に比例する振幅を有し、チャンネル１０２−Ｎに対応する周波数及びデューティーサイクルを有する最大の第ＮのＰＷＭ輝度信号まで含む。輝度信号の振幅変化が、制御されていないＬＥＤ輝度の変化に比例すると理解されるだろう。図１に戻ると、光検出器回路１１２は、システム内の全ＬＥＤの全色スペクトルに亘る光学応答を具備し、変調周波数ｆ１、ｆ２、・・・、ｆＮの範囲に亘りやや「フラット（ｆｌａｔ）」な電気的周波数応答を有するように構成された広帯域光検出装置であっても良い。光検出器回路１１２がＬＥＤ列に十分近接して位置付けられ、検出回路１１２がＬＥＤ列からの光を受光及び検出することが可能になり、外部光源による干渉が低減若しくは除去される。ＬＥＤ光源において汎用されている光学的に半透明な散光器も用い、外部光源による干渉を低減若しくは除去しても良い。本開示に則って使用することができる既知の広帯域光検出器は、例えば、ＯＳＲＡＭオプトセミコンダクターフォトトランジスタＳＦＨ３７１０、ＶｉｓｈａｙフォトダイオードＴＥＭＴ６２００ＦＸ０１、及びＶｉｓｈａｙフォトダイオードＴＥＭＤ６２００ＦＸ０１を含む。光検出器回路１１２の出力１１４は、システム内のＬＥＤ光源群からの重畳ＰＷＭ輝度信号に比例する電子信号を含むと意味される複合輝度信号を含んでも良い。

ＬＥＤコントローラー回路１１８は、周波数及び振幅検出回路１２０及びエラープロセッサ回路１２４を含む。概要としては、コントローラー回路１１８は、（増幅器１１６により増幅される）ＬＥＤ輝度信号１１４を受信し、個別の各固有変調周波数のＬＥＤ輝度信号の範囲内で重畳された個別の各ＰＷＭ輝度信号の増幅値及びデューティーサイクルの積、以降、「パルスエリア」として参照される、を検出するように構成される。コントローラー回路１１８は、パルスエリアに比例した信号（「パルスエリア信号」）も生成し、ユーザー定義及び／又は事前設定輝度値とパルスエリア信号を比較し、検出輝度とユーザー定義及び／又は事前設定輝度値の間の差分に比例するエラー信号を生成する。周波数及び振幅検出回路１１８は、複数の物理的及び／又は論理的検出回路１２０−１、１２０−２、・・・、１２０−Ｎを含む。個別の各検出回路１２０−１、１２０−２、・・・、１２０−Ｎは、個別の各変調周波数ｆ１、ｆ２、・・・、ｆＮの信号１１４をフィルターし、個別の変調周波数の個別の各信号の振幅を検出するように構成される。従って、一例としては、回路１２０−１は、（重畳ＰＷＭ輝度信号の複合信号である）入力のＬＥＤ輝度信号１１４をフィルターし、（ＬＥＤ列１１０−１により出射された）周期数ｆ１のＰＷＭ輝度信号を除く全信号を除外するように構成される。適切なＰＷＭ輝度信号が信号１１４内の信号の集合から抽出されると、回路１２０−１が周波数ｆ１のＰＷＭ輝度信号のパルスエリアを検出するように構成される。回路１２０−１〜１２０Ｎの夫々が、同様に、これら各々の変調周波数でフィルター及び検出し、各々のＰＷＭ輝度信号のパルスエリアに比例するパルスエリア信号１２２−２〜１２２−Ｎを生成するように構成される。

図３は、本開示に整合する周波数及び振幅検出回路１２０の例示の実施形態のブロック図である。本実施形態においては、回路１２０が、信号１１４をデジタル化するように構成されたＡ／Ｄ変換回路３０２を含む。回路３０２のサンプリングレート及びビット深度は、例えば、デジタル信号の所望の分解能に基づいて選択される。この限りにおいて、サンプリングレートがエイリアシングを避けるように選択されると良く、すなわち、ｆ１、ｆ２、・・・、ｆＮのうち最大の変調周波数の２倍よりも大きく若しくは等しく設定される。回路１２０は、フィルター回路３０４も含む。フィルター回路３０４は、個別の変調周波数ｆ１、ｆ２、・・・、ｆＮで変調された個別の各ＰＷＭ輝度信号を抽出するべく信号をフィルターするように構成される。加えて、フィルター回路３０４は、信号１１４内の高周波成分を低減若しくは除去（例えば、ローパスフィルタリング技術）するべく入力する信号１１４をフィルターするように構成される。例えば、フーリエ変換（ＦＴ）、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、位相敏感検波方法等を含む既知のフィルタリング技術を用いることができる。

回路１２０は、パルスエリア検出回路３０６も含む。パルスエリア検出回路３０６は、個別の各変調周波数ｆ１、ｆ２、・・・、ｆＮ及び個別の各デューティーサイクルの個別の各ＰＷＭ輝度信号のパルスエリアを検出するように構成される。パルスエリア検出回路３０６の出力は、各チャンネルの各パルスエリアに比例する、すなわち、各チャンネルの各ＰＷＭ輝度信号の振幅及びデューティーサイクルの積に比例する複数のパルスエリア信号１２２−１、１２２−２、・・・、１２２−Ｎを含む。図２Ｃは、チャンネル１０２−１に関するパルスエリア信号２０６の一例を図示する。本例においては、信号１２２−１が、チャンネル１０２−１のＰＷＭ輝度信号のパルスエリアに比例する振幅を有する実質的にはＤＣ信号である。本例においては、信号１２２−１の振幅が値Ｓ１を有し、ここで、Ｓ１がＬＥＤ列１１０−１の出射光の（光束）強度とチャンネル１０２−１のデューティーサイクルの両方の関数である。もちろん、本システムの他のチャンネルからの各パルスエリア信号が、図２Ｃに示したものと同様の特徴を有していても良い。パルスエリア信号の変化（すなわち、ＤＣ値Ｓの変化）は、対象のＬＥＤ列の輝度の制御されない変化に比例するだろう。

周波数及び振幅検出回路１２０の上述の説明はデジタルフィルタリング及び検出を活用するものであるが、他の実施形態においては、回路１２０が、上述した動作を実行するように配線接続された回路を含んでも良い。例えば、既知の電子素子（トランジスタ、抵抗器、容量器、増幅器等）を用いてフィルター回路らを構成しても良く、それぞれが、特定周波数、例えば、ｆ１、ｆ２、・・・、ｆＮでフィルターするように調整されるだろう。同様に、振幅検出回路や乗算回路を上述の動作を実行するように配線接続された回路を用いて形成しても良い。

図４は、本開示に整合するエラープロセッサ回路１２４の例示の実施形態のブロック図である。本実施形態においては、回路１２４が、色座標変換回路４０２を含む。回路４０２は、パルスエリア信号１２２−１、１２２−２、・・・、１２２−Ｎのセットを標準測光量（ｓｔａｎｄａｒｄ ｐｈｏｔｏｍｅｔｒｉｃ ｑｕａｎｔｉｔｉｅｓ）単位で光源を規定するＮ個の値のセットへ変換するように構成される。例えば：Ｎ＝３においては、色座標変換器４０２の出力が、色度空間のｘ，ｙ点と単一の輝度値である。既知の色度空間ドメインの一例が、ｘｙｚ、ｕｖｗ、Ｌｕｖ Ｌａｂ等を含むが、他の既知又は後で開発される色度空間ドメインを用いても良い。例えば、回路４０２が、国際照明委員会（Ｃ．Ｉ．Ｅ）により定義された色度空間に適応若しくは適合するものであり、ここで、ＲＧＢ色空間を輝度（“Ｙ”）パラメータに定義し、ｘ及びｙの２つの色座標が既知の色度図上の点に相関する。（ｘ，ｙ，Ｙ）空間を一例として用いれば、回路４０２は、信号１２２−１、１２２−２、・・・、１２２−Ｎ、ここで、Ｎが３以上である、をｘ，ｙ，及びＹ座標の単一セット並びに最大Ｎ個のトータル値の追加の測光量に変換するように構成される。光度計又は類似装置（以下に説明）で光源をキャリブレーションして用意されたルックアップテーブル４０４（ＬＵＴ）が、選択の座標空間へ信号１２２−１、１２２−２、・・・、１２２−Ｎを関連付けるＮ×Ｎの数字の行列である。従って、更なる一例として：Ｎ＝４にとっては、回路４０２の出力が（ｘ，ｙ，Ｙ）ベクトルと、良く知られた測光量の光源の演色評価数（ＣＲＩ）を示す単一数である。

比較回路４０６は、回路４０２からの空間座標をユーザー定義及び／又は設定可能な値セット４１０と比較するように構成される。値４１０は、ＬＥＤ列の目標又は所望の全体輝度及び／又は色（温度）を示す。Ｎ＝３の上述の例に則れば、比較器４０６は、検出信号の（ｘ，ｙ，Ｙ）データポイントを事前設定及び／又はユーザー定義の値４１０の（ｘ，ｙ，Ｙ）データポイントと比較するように構成される。比較器４０６の出力が、選択された（ｘ，ｙ，Ｙ）空間のエラー信号４１２−１、４１２−２、４１２−３のセットである。従って、例えば、エラー信号４１２−１が、測定された光源のｘ色度値と事前設定及び／又はユーザー定義可能な値４１０の間の差分を示す値を含む。同様に、エラー信号４１２−２及び４１２−３が、ｙ及びＹ座標のために生成される。

エラー信号４１２−１、４１２−２、・・・、４１２−Ｎがターゲット及び実際の光源の設定点の差分を表示するが、これらの信号は、ＰＷＭ回路により使用可能な態様の信号へ変換されて戻される。この意味において、エラープロセッサ回路１２４は、エラー信号ｔｏ（トゥ）デューティーサイクル制御信号変換器回路４０８も含む。回路４０８は、選択された空間座標のエラー信号４１２−１、４１２−２、・・・、４１２−Ｎを受信し、これらの信号を個別のＰＷＭ回路１０４−１、１０４−２、・・・、１０４−Ｎにより使用可能な態様の個別の制御信号１２６−１、１２６−２、・・・１２６−Ｎへ変換するように構成される。この意味において、回路１２４は、選択された色度空間のエラー信号をＤＣ値へ相関するために回路４０８が使用する第２ＬＵＴ４１２を含む。ある実施形態においては、ＬＵＴ４１２がＬＵＴ４０４と同一情報を含むが、反転態様で表示され、回路４０８が入力に基づいてＤＣ値を決定することができる（すなわち、ＬＵＴ４１２は、ＬＵＴ４０４に正反対である）。このように、制御信号１２６−１、１２６−２、・・・１２６−Ｎは、比較器回路４０６により検出されたエラーに基づいた値を有するＤＣ信号である。動作においては、制御信号１２６−１、１２６−２、・・・１２６−Ｎにより個別のＰＷＭ回路１０４−１、１０４−２、・・・、１０４−Ｎが制御され、各測光量の検出エラーに比例して個別のデューティーサイクルが調整される。本用途に利用できるエラープロセッサ回路の一例は、マイクロチップテクノロジー社により製造され、かつマイクロチップテクノロジー社により出版されたマイクロチップ活用ノートＡＮ１２５７に記述されたＰＩＣ２４Ｆ ＭＣＵファミリーのマイクロプロセッサである。

本願明細書に開示のフィードバック特性の光源のキャリブレーションは、図４に開示のＬＵＴ４０４及びＬＵＴ４１２の生成のために行われる。ＬＵＴは、光源のＮ個のパルスエリア信号１２２−１、１２２−２、・・・、１２２−ＮをＮ個の標準測光量へマップ化する。Ｎ個の測光量は、ｘ，ｙ座標、Ｙ輝度、ＣＲＩ、相関色温度（ＣＣＴ）等を含むことが出来る。キャリブレーションは、他の全てを除外する光源の各色の選択的活性化と共に行われる。各色は、１００％輝度レベルにて活性化される。例えば、各ＬＥＤ列１、２、・・・Ｎの測光特性を測定するようにキャリブレーションされた装置、例えば光度計を用い、Ｎ個の値（ｓ₁，ｓ₂，・・・ｓ_N）のＮ個のベクトルを生成する。次に、Ｎ個のベクトルは、ＬＵＴを定義するＮ×Ｎ行列を生成することに用いられる。例えば、Ｎ＝３の場合、マイクロチップテクノロジー社により出版されたマイクロチップ活用ノートＡＮ１２５７には、この種類のキャリブレーション処理が詳細に説明されている。キャリブレーションは、典型的には、ＬＥＤ列が実装され、若しくは１以上の列が交換されるときに行われる。

図５は、本開示に整合する例示のある方法のブロックフローチャート５００である。本実施形態の方法は、複数のＬＥＤチャンネル５０２の夫々に固有変調周波数を選択する、を含む。各固有変調周波数は、各チャンネル上のフリッカーを低減若しくは除去し、かつチャンネル間のビート効果を低減若しくは除去するように選択される。動作５０４が、個別の固有変調周波数で変調された電流で個別のＬＥＤチャンネルを駆動する、を含む。各変調電流信号が、個別のデューティーサイクルを有し、制御可能な電流がＬＥＤチャンネルへ供給される。動作が、ＬＥＤチャンネルの複合輝度信号を検出することも含み、複合輝度信号が、個別の変調周波数５０６の関数として各ＬＥＤチャンネルの重畳輝度信号を含む。従って、ある実施形態においては、各ＬＥＤチャンネルの輝度信号が、同時に検出される。

本実施形態の方法にかかる動作は、各チャンネルのために、変調周波数５０８の輝度信号のパルスエリアを決定することも含む。パルスエリアは、輝度信号の振幅値と輝度信号のデューティーサイクルを乗算した積に比例する。方法が、各チャンネルのために、パルスエリア５１０に比例するパルスエリア信号を生成することも含む。本実施形態にかかる動作は、各チャンネルのために、所定値５１２とパルスエリア信号を比較することによりエラー信号を生成することも含む。所定値は、例えば、事前設定又はユーザー設定可能な輝度及び／又は色の値である。エラー信号は、パルスエリア信号と所定値の間の差分を示すだろう。本実施形態に係る動作は、個別のエラー信号５１４に基づいて個別の変調周波数のデューティーサイクルを調整することも含む。この動作は、ＰＷＭ信号生成器を制御し、エラー信号に基づいてＰＷＭ信号のデューティーサイクルを制御する、を含む。本実施形態においては、方法が、５０４での継続動作によりＬＥＤチャンネルの連続及び同時のフィードバック制御を可能にするだろう。

図５は一つの実施形態の例示の動作を開示するが、本開示の他の実施形態が、図５に開示された動作のサブコンビネーション及び／又は本明細書に開示の追加の動作を含み得るものと理解されるべきである。従って、本明細書に提示の請求項が、１以上の図面に図示された構成要素及び／又は動作の全て又は一部に向けられたものである。加えて、逆のことが述べられる場合を除き、図５に図示され、又は本明細書のどこかに開示された動作が提示された順番で生じる必要があるという要求は存在しない。

別の実施形態においては、本開示が、少なくとも２つの変調周波数（例えば、１以上の公称変調周波数と、プローブ変調周波数）を用いて複数のＬＥＤ列の夫々の光強度を検出し、制御されない輝度の変化を補償するシステム及び方法（図６乃至９）に関する。図６のシステム６００は、複数（Ｎ個）のＬＥＤチャンネル６０２−１、６０２−２、・・・、６０２−Ｎ、光検出器６１４、及びＬＥＤチャンネルの一つの輝度を選択及び調整するように構成された発光ダイオード（ＬＥＤ）コントローラー６１８を含む。

概要としては、ＬＥＤコントローラー６１８が、チャンネル選択回路６３２、検出回路６２０、及びエラープロセッサ回路６２４を含む。チャンネル選択回路６３２は、公称変調周波数ｆ_nomでＮ個のＬＥＤチャンネル６０２−１、６０２−２、・・・、６０２−ＮのＮ−１個のＬＥＤチャンネルを駆動し、プローブ変調周波数ｆ_pでＮ個のＬＥＤチャンネル６０２−１、６０２−２、・・・、６０２−Ｎの選択された一つを駆動するように構成される。検出回路６２０が、Ｎ個のＬＥＤチャンネル６０２−１、６０２−２、・・・、６０２−Ｎからの複数の輝度信号に対応する複合輝度信号６１４を単一の光検出器６１４から受信するように構成される。検出回路６２０は、更に、複合輝度信号６１４をフィルターし、プローブ周波数ｆ_pの選択ＬＥＤチャンネルの輝度に対応する選択輝度信号６２２を生成するように構成される。エラープロセッサ回路６２４は、選択輝度信号６２２とユーザー定義及び／又は事前設定の測光量と比較し、選択ＬＥＤチャンネル６０２の輝度調整のために制御信号６２６−１、６２６−２、・・・、６２６−Ｎを生成する。各ＬＥＤチャンネル６０２−１、６０２−２、・・・、６０２−Ｎのための制御信号を生成するために、各ＬＥＤチャンネル６０２−１、６０２−２、・・・、６０２−Ｎが（例えば、順に）選択される。有利なことに、２つの（公称及びプローブ）変調周波数を使用することにより、かなり単純な回路となり、更に、複数の周波数の間での干渉及び／又はビートの影響が減じられる。

ある例示の実施形態によれば、個別の各ＬＥＤチャンネル６０２−１、６０２−２、・・・、６０２−Ｎが、ＬＥＤ列６１０−１、６１０−２、・・・、６１０−Ｎ、駆動回路６０６−１、６０６−２、・・・、６０６−Ｎ、及び変調回路（例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）回路）６０４−１、６０４−２、・・・、６０４−Ｎを含む。ＬＥＤ列６１０−１、６１０−２、・・・、６１０−Ｎは、１以上（例えば、複数）のＬＥＤを含む。１以上のＬＥＤ列６１０−１、６１０−２、・・・、６１０−Ｎは、本明細書に記述のように異波長の光を出射する。駆動回路６０６−１、６０６−２、・・・、６０６−Ｎは、個別の各ＬＥＤ列６１０−１、６１０−２、・・・、６１０−Ｎへ電流供給するように構成される。本明細書で議論のように、個別の各ＬＥＤ列６１０−１、６１０−２、・・・、６１０−Ｎへの供給電流が、駆動回路６０６−１、６０６−２、・・・、６０６−Ｎへ供給される個別のデューティーサイクルにより、及び／又は駆動回路６０６−１、６０６−２、・・・、６０６−Ｎによる供給電流の振幅調整により調整される。

各ＰＷＭ回路６０４−１、６０４−２、・・・、６０４−Ｎは、本明細書に記述のように制御信号６２６−１、６２６−２、・・・、６２６−Ｎに基づいて、個別の各ＰＷＭ信号を生成し、かつ（必要に応じて）各ＰＷＭ信号の個別のデューティーサイクルを設定するように構成される。ＰＷＭ回路６０４−１、６０４−２、・・・、６０４−Ｎにより生成されたＰＷＭ信号は、公称変調周波数（ｆ_nom）又はプローブ変調周波数（ｆ_p）のいずれかを含む変調周波数を有する。公称変調周波数ｆ_nom及びプローブ変調周波数ｆ_pは、感知可能なフリッカーを低減又は除去するのに十分に大きい、例えば、数百から数万Ｈｚ（例えば、限定するわけではないが、１００ｋＨｚを超える）程度に選択される。

光検出器回路６１２が、ＬＥＤチャンネル６０２−１、６０２−２、・・・、６０２−Ｎの全てからの複数の輝度信号に対応する複合ＬＥＤ輝度信号６１４を生成するように構成される。複合ＬＥＤ輝度信号６１４が、重畳された選択輝度運事項（すなわち、ｆ_pで変調されたＬＥＤチャンネル６０２に対応する輝度信号）と非選択輝度信号（すなわち、ｆ_nomで変調されたＮ−１個のＬＥＤチャンネル６１０に対応する輝度信号）を含み得る。

ＬＥＤコントローラー回路６１８が、検出回路６２０、チャンネル選択回路６３２、及びエラープロセッサ６２４を含む。端的には、検出回路６２０が、（増幅器６１６により増幅される）複合ＬＥＤ輝度信号６１４を受信し、非選択ＬＥＤ列の成分をフィルター除去し（すなわち、プローブ変調周波数ｆ_pを通過させ、公称変調周波数ｆ_nomを遮断（減衰）する）、本明細書に記述のようにＬＥＤ輝度信号に重畳した選択輝度信号に対応する、振幅とデューティーサイクルの積（以下、「パルスエリア」として呼ばれる）を決定する。パルスエリアは、限定するわけではないが周波数選択ＲＭＳといった平方自乗平均（ＲＭＳ）といった指標を含み得るものと理解されるべきである。

チャンネル選択回路６３２は、（選択ＬＥＤチャンネルのデューティーサイクルを制御するために、及び／又は駆動回路６０６−１、６０６−２、・・・、６０６−Ｎにより供給される電流の振幅を調整するために用いられる）関連の制御信号６２６を決定するために、複数のＬＥＤ列６１０−１、６１０−２、・・・、６１０−Ｎのどれをプローブ変調周波数で変調するかを（例えば、所定間隔で順を追って）選択するように構成される。例えば、チャンネル選択回路６３２が、２つのとり得る状態（例えば、ハイ及びロー）の出力信号６５０−１、６５０−２、・・・、６５０−Ｎを各ＰＷＭ回路６０４−１、６０４−２、・・・、６０４−Ｎへ供給するように構成される。プロービングのための特定のＬＥＤチャンネル６０２−１、６０２−２、・・・、６０２−Ｎを選択するために、チャンネル選択回路６３２は、Ｎ−１個の非選択ＰＷＭ回路６０４の夫々へハイ出力信号６５０を、そして選択したＰＷＭ回路６０４へロー出力信号６５０を供給する。

チャンネル選択回路６３２は、出力信号６５０−１、６５０−２、・・・、６５０−Ｎの値を制御することにより各ＰＷＭ回路６０４−１、６０４−２、・・・、６０４−Ｎを順に選択し得る。もちろん、他の技術を活用して輝度検出のためにＰＷＭ回路６０４を選択しても良い。各ＰＷＭ回路６０４−１、６０４−２、・・・、６０４−Ｎは、次に、チャンネル選択回路の信号６５０に応じて関連のその変調周波数を調整するように構成される。非選択チャンネルに対応のＰＷＭ回路６０４は、公称変調周波数ｆ_nomの出力を供給するように構成され、選択チャンネルに対応のＰＷＭ回路６０４は、プローブ変調周波数ｆ_pの出力を供給するように構成される。チャンネル選択回路６３２は、選択のＬＥＤチャンネル６０２−１、６０２−２、・・・、６０２−Ｎに対応の識別子６３０をエラープロセッサ６２４へ供給するようにも構成され得る。

エラープロセッサ６２４は、ＬＥＤチャンネル６０２−１、６０２−２、・・・、６０２−Ｎに対応する検出回路６２０からのパルスエリアを受信して処理し、ＬＥＤ列６１０−１、６１０−２、・・・、６１０−Ｎの輝度を調整するために制御信号６２６−１、６２６−２、・・・、６２６−Ｎを生成するように構成される。制御回路６１８は、本明細書に記述のように複数のＬＥＤチャンネル６０２−１、６０２−２、・・・、６０２−Ｎの夫々のためのエラー信号を格納する。制御信号６２６−１、６２６−２、・・・、６２６−Ｎは、本明細書に記述のようにＰＷＭ回路６０４−１、６０４−２、・・・、６０４−Ｎにより供給されるデューティーサイクルを制御するために用いられる。代替として（又は追加として）、制御信号６２６−１、６２６−２、・・・、６２６−Ｎは、駆動回路６０６−１、６０６−２、・・・、６０６−Ｎにより生成される電流（例えば、電流の振幅）を制御するために用いられる。ＬＥＤ列６１０−１、６１０−２、・・・、６１０−Ｎが同時に制御されるが、個別の各エラー信号が、順に決定され、そして、例えば、ＬＥＤコントローラー回路６１８により格納される。

ここで図７Ａ及び７Ｂを参照すると、（光検出器６１２からの）複合ＬＥＤ輝度信号６１４に基づいてパルスエリアを決定するための検出回路の２つの例示の実施形態６２０ａ、６２０ｂが概略的に図示される。端的には、図７Ａでは、検出回路６２０ａが、受信した複合ＬＥＤ輝度信号６１４をデジタル化するように構成されたアナログ−デジタル変換器Ａ／Ｄ７０２ａを含む。デジタル化されたＬＥＤ信号が、非選択ＬＥＤ列（つまり、公称変調周波数ｆ_nomで変調されたＬＥＤ列６１０）と選択ＬＥＤ列（つまり、プローブ変調周波数ｆ_pで変調されたＬＥＤ列６１０）の両方の成分を含む。フィルター７０４ａが、非選択ＬＥＤ列６１０の成分をフィルター除去するように構成される。換言すれば、フィルター７０４ａが、プローブ変調周波数ｆ_pで変調されたＬＥＤ列６１０に対応する輝度信号の通過を許し、他方、公称変調周波数ｆ_nomで変調されたＬＥＤ列６１０に対応する輝度信号を遮断（減衰）するように構成される。本明細書に記述のように、フィルター７０４ａがデジタルフィルターであり得る。フィルター７０４ａがローパスフィルター、バンドパスフィルター、バンドストップフィルター、又はハイパスフィルターであり得る。例えば、もしプローブ変調周波数ｆ_pが公称変調周波数ｆ_nomよりも大きければ、フィルター７０４ａがバンドパス又はハイパスフィルターであり得る。選択ＬＥＤチャンネルからの成分を含む、フィルター及びデジタル化されたＬＥＤ信号が、次にパルスエリア検出器７０６へ供給される。パルスエリア検出器７０６が、本明細書に記述のように、パルスエリア６２２を決定するように構成される。フィルター及びデジタル化されたＬＥＤ信号の変調周波数が、プローブ変調周波数ｆ_pに対応する。パルスエリア６２２が、次に、エラープロセッサ回路６２４へ供給される。

図７Ｂでは、検出回路６２０ｂが、複合ＬＥＤ輝度信号６１４をフィルターするように構成されたフィルター７０４ｂを含む。フィルター７０４ａと同様に、フィルター７０４ｂが、プローブ変調周波数ｆ_pで変調されたＬＥＤ列６１０に対応する輝度信号の通過を許し、他方、公称変調周波数ｆ_nomで変調されたＬＥＤ列６１０に対応する輝度信号を遮断（減衰）するように構成される。フィルター７０４ｂがローパスフィルター、バンドパスフィルター、バンドストップフィルター、又はハイパスフィルターであり得る。フィルター７０４ｂは、アナログフィルターであり、能動素子（例えば、１以上のトランジスタ及び／又はオペアンプ）と同様に受動素子（例えば、１以上の抵抗器、容量器、及び／又はインダクタ）も含む。選択のＬＥＤ列６１０からの成分を含むフィルターされたＬＥＤ信号が、次に、アナログデジタル変換器Ａ／Ｄ７０２ｂによりデジタル化される。フィルター及びデジタル化されたＬＥＤ信号が、次に、パルスエリア検出器７０６へ供給される。パルスエリア検出器７０６が、本明細書に記述のように、パルスエリア６２２を決定するように構成される。フィルター及びデジタル化されたＬＥＤ信号の変調周波数が、プローブ変調周波数ｆ_pに対応する。パルスエリア６２２が、次に、エラープロセッサ回路６２４へ供給される。

図８を参照すると、エラープロセッサ回路６２４の一つの例示の実施形態が概略的に図示される。図８のエラープロセッサ回路６２４は、本明細書に記述のように、図４のエラープロセッサ回路６２４と同様である。エラープロセッサ回路６２４が選択ＬＥＤチャンネル６１０（つまり、ｆ_pで変調されたＬＥＤチャンネル６１０）に対応のパルスエリア信号６２２を受信するように構成され、他方、エラープロセッサ回路１２４が複数のＬＥＤチャンネル１１０−１、１１０−２、・・・、１１０−Ｎに対応するパルスエリア信号１２２−１、１２２−２、・・・、１２２−Ｎを受信するように構成されることが異なる。従って、エラープロセッサ回路６２４が、順に（つまり、一度に一つのＬＥＤチャンネル）ＬＥＤチャンネル６１０に対応するパルスエリアを受信して処理するように構成される。

色座標変換回路８０２が、例えば、本明細書に記述のようにＬＵＴ８０４を用いて標準測光量を単位として光源を規定する値に検出回路６２０からのパルスエリア信号６２２を変換するように構成される。比較回路８０６は、色座標変換回路８０２の出力とユーザー定義及び／又は設定可能な値セット８１０と比較し、出力としてエラー信号を生成するように構成される。値８１０がＬＥＤ列の目標又は所望の全体輝度及び／又は色（温度）を指標する。ストレージ８１４は、各ＬＥＤチャンネル６１０が検出のために選択されるに応じて比較回路８０６の出力（エラー信号）を順に受信し、かつ識別子６３０により指定される領域に比較回路８０６の各エラー信号を格納するように構成される。ストレージ８１４に格納された複数のエラー信号は、次に、（図４の回路４０８に概して対応する）エラー信号−トゥ−デューティーサイクル制御信号変換回路８０８へ供給される。本明細書に記述のようにＬＥＤ列６１０−１、６１０−２、・・・、６１０−Ｎの輝度を調整するために、回路８０８は、次にＬＵＴ８１２を用いて順に制御信号６２６−１、６２６−２、・・・、６２６−Ｎを生成する。

図９は、本開示に整合する別の例示の方法のブロック図９００である。この実施形態に係る方法が、個別の各ＬＥＤチャンネルの輝度を検出するための掃引間隔を選択する９０２、を含む。掃引間隔が複数のＬＥＤチャンネルの輝度を検出する間の時間に対応し、個別の各チャンネルのためのデューティーサイクルが輝度のいずれの検出変化も補償するように調整される。状況に応じて、掃引間隔が、複数のＬＥＤチャンネルのための検出シーケンスの継続期間に対応し、若しくは、掃引間隔が、この期間よりも長い。掃引間隔が、事前設定され、及び／又は調整可能である。

動作９０４が、公称変調周波数ｆ_nomにより変調され、個別のデューティーサイクルを有する電流で個別の各ＬＥＤチャンネルを駆動する、を含む。選択されたチャンネルが無いならば、複数のＬＥＤチャンネルが、個々に、公称変調周波数ｆ_nomで駆動される。個別の各ＬＥＤが、対応のデューティーサイクルを有する。各ＬＥＤチャンネルに対応のデューティーサイクルが、本明細書に記述のように、そのＬＥＤチャンネルの輝度の検出に応じて調整されている。動作９０６が、輝度を検出するためにＬＥＤチャンネルを選択する、を含む。動作９０８にて、選択ＬＥＤチャンネルの変調周波数がプローブ変調周波数ｆ_pに設定される。動作９１０にて、選択ＬＥＤチャンネルの輝度信号が検出される。動作９１２にて、選択ＬＥＤチャンネルの輝度信号のパルスエリアが決定される。パルスエリアは、振幅とデューティーサイクルを掛けた積に準拠（例えば比例）する。動作９１４にて、パルスエリアに基づくパルスエリア信号が選択ＬＥＤチャンネルのために生成される。動作９１６が、選択ＬＥＤチャンネルのためのパルスエリアと所定値を比較することによりエラー信号を生成する、を含む。動作９１８にて、選択されたチャンネルのデューティーサイクルがエラー信号に基づいて調整される。動作９２０にて、選択ＬＥＤチャンネルの変調周波数が公称変調周波数ｆ_nomに設定される。動作９０６乃至９２０が、複数のＬＥＤチャンネルの残りの個別の各ＬＥＤチャンネルのために繰り返される。各掃引間隔の終了の時、動作９０６乃至９２０が、複数のＬＥＤチャンネルの個別の各ＬＥＤチャンネルのために実行される。この実施形態においては、この方法により、掃引間隔に依存するインターバルで決定されるエラー信号でＬＥＤチャンネルの連続的なフィードバック制御が可能になる。

図９は、ある実施形態に係る例示の動作を図示するが、本開示の他の実施形態が、図９に図示した動作及び／又は本明細書に記述の追加の動作のサブコンビネーションを包含するものと理解されるべきである。従って、本願に提示の請求項が、１以上の図面に開示された要素及び／又は動作の全部又は一部を対象としたものであり得る。加えて、逆のことが述べられる場合を除き、図９に図示された又は本明細書の他の箇所に記述の動作が、提示の順番で生じる必要があるという要求は存在しない。

加えて、例示の実施形態が、ＰＷＭ信号を用いてＬＥＤ光学列を変調することを記述したが、当業者は、限定するわけではないが、正弦波、非正弦波（例えば、限定するわけではないが、ノコギリ波、又は三角波）、又は同種の波形といった他の周期波形を用いてＬＥＤ光学列を変調できると理解するだろう。例えば、ＰＷＭ回路６０４が、例えば、限定するわけではないが、正弦波発振器、及び／又は緩和発振器により代替される。

更に、例示の実施形態が、ＬＥＤ列６１０の出力の輝度に比例する輝度信号６１４を生成するように構成された光検出器６１２を記述したが、輝度信号６１４が非線形応答であると理解され得る。コントローラー６１８が、既知の応答曲線（群）に非線形輝度信号６１４を関連付けるように構成され得る。加えて、多くの用途においては、非線形輝度信号６１４が、セットポイントの周りで小さく変位する線形であるとも考えられる（例えば、限定するわけではないが、テーラー関数級数といった級数展開技術を参照）。

本明細書の全ての実施形態において用いられているように、「回路」は、例えば、単一又は任意の組み合わせのハードワイヤード回路、プログラマブル回路、ステートマシーン回路、及び／又はプログラマブル回路により実行可能な指令を格納したファームウェアを包含する。少なくとも１つの実施形態においては、コントローラー６１８、光検出器６１２、ＰＷＭ回路６０４、及び／又は駆動回路６０６が、全体に又は個別に１以上の集積回路を包含する。「集積回路」は、デジタル、アナログ、又は信号混在の半導体装置及び／又は、例えば、限定するわけではないが、半導体集積回路チップといったマイクロエレクトロニクス装置である。

本明細書に記述の方法の実施形態が、１以上のプロセッサ及び／又は他のプログラマブル装置を活用して実行される。この限りにおいては、本明細書に記述の動作が、１以上のプロセッサにより実行される時に動作を実現するそこに格納された指令を有する有体のコンピューター読取可能媒体上にて実施される。従って、例えば、コントローラー１１８は、本明細書に記述の動作を実行するため（例えば、ファームウェア又はソフトウェアの）指令を格納するストレージ媒体（不図示）を包含する。ストレージ媒体は、任意の種類の有体の媒体を包含し、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、光学ディスク、コンパクトディスクリードオンリーメモリー（ＣＤ−ＲＯＭｓ）、コンパクトディスクリライタブル（ＣＤ−ＲＷｓ）、及び磁気光学ディスク、リードオンリーメモリー（ＲＯＭｓ）、ダイナミック及びスタティックＲＡＭｓといったランダムアクセスメモリー（ＲＡＭｓ）、消去可能プログラム可能リードオンリーメモリー（ＥＰＲＯＭｓ）、電気的消去可能プログラム可能リードオンリーメモリー（ＥＥＰＲＯＭｓ）、フラッシュメモリー、磁気又は光学カード、又は電子指令の格納に適する任意の種類のメディアといった半導体装置を包含する。

逆のことが端的に述べられる場合を除いて、「動作」、「処理」、「計算」、「算出」、「比較」、「生成」、「決定」又は同様の表現が、例えば電子といった物理量で表現される、例えば、レジスタ及び／又はメモリー内のデータを同様にレジスタ及び／又はメモリー内で物理量にて表現される他のデータに操作及び／又は変換する処理システム、ハードワイヤード電子機器、又は電子計算機又は装置の動作及び／又は処理を意味する。

従って、ある実施形態においては、本開示が、チャンネル選択回路、検出回路、及びエラープロセッサ回路を含むＬＥＤコントローラーを提供する。チャンネル選択回路が、複数（Ｎ個）のＬＥＤチャンネルのＮ−１個のＬＥＤチャンネルを公称変調周波数で駆動し、Ｎ個のＬＥＤチャンネルの選択された一つをプローブ変調周波数で順に駆動するように構成される。検出回路が、Ｎ個のＬＥＤチャンネルからの輝度信号に対応する複合輝度信号を受信するように構成される。検出回路は、更に、複合輝度信号をフィルターし、プローブ変調周波数の選択ＬＥＤチャンネルの輝度に対応する選択輝度信号を生成するように構成される。エラープロセッサ回路は、選択輝度信号とユーザー定義及び／又は事前設定の測光量を比較して、選択ＬＥＤチャンネルの輝度を調整するために制御信号を生成するように構成される。

別の実施形態においては、本開示が、複数（Ｎ個）のＬＥＤチャンネルを制御するための方法を提供する。方法が、Ｎ個のＬＥＤチャンネルのＮ−１個のＬＥＤチャンネルを公称変調周波数で駆動し、Ｎ個のＬＥＤチャンネルの選択された一つをプローブ変調周波数で順に駆動し、Ｎ個のＬＥＤチャンネルからの輝度信号に対応する複合ＬＥＤ輝度信号を受信し、複合輝度信号をフィルタリングして、プローブ変調周波数の選択ＬＥＤチャンネルの輝度に対応する選択輝度信号を生成し、選択輝度信号とユーザー定義及び／又は事前設定の測光量の比較に基づいて、選択ＬＥＤチャンネルの輝度を調整するために制御信号を生成する、を含む。

別の実施形態においては、本開示が、そこに格納された個別又は組み合わせの指令を有する少なくとも１つのストレージ媒体を包含する装置を提供する。少なくとも１つのプロセッサにより実行されると、その指令が、次の動作を生じさせる：複数（Ｎ個）のＬＥＤチャンネルのＮ−１個のＬＥＤチャンネルを公称変調周波数で駆動し；Ｎ個のＬＥＤチャンネルの選択された一つをプローブ変調周波数で順に駆動し；Ｎ個のＬＥＤチャンネルからの輝度信号に対応する複合ＬＥＤ輝度信号を受信し；複合輝度信号をフィルタリングして、プローブ変調周波数の選択ＬＥＤチャンネルの輝度に対応する選択輝度信号を生成し；選択輝度信号とユーザー定義及び／又は事前設定の測光量の比較に基づいて、選択ＬＥＤチャンネルの輝度を調整するために制御信号を生成する。

また別の実施形態においては、本開示が、複数（Ｎ個）の発光ダイオード（ＬＥＤ）チャンネル、光検出器回路、及びＬＥＤコントローラーを含むシステムを提供する。各ＬＥＤチャンネルが、少なくとも１つのＬＥＤを有するＬＥＤ列、プローブ変調周波数又は公称変調周波数のいずれかで変調信号を生成するように構成された変調回路、及びＮ個のＬＥＤ列に電流供給するように構成された駆動回路を含む。光検出器回路が、Ｎ個のＬＥＤチャンネルからの輝度信号に対応する複合ＬＥＤ輝度信号を生成するように構成される。ＬＥＤコントローラーが、チャンネル選択回路、検出回路、及びエラープロセッサ回路を含む。チャンネル選択回路が公称変調周波数でＮ−１個のＬＥＤチャンネルを駆動し、プローブ変調周波数でＮ個のＬＥＤチャンネルの選択された一つを順に駆動するように構成される。検出回路が、複合輝度信号をフィルターし、プローブ変調周波数の選択ＬＥＤチャンネルの輝度に対応する選択輝度信号を生成するように構成される。エラープロセッサ回路は、選択輝度信号とユーザー定義及び／又は事前設定の測光量を比較し、選択ＬＥＤチャンネルの輝度を調整するために制御信号を生成する。

別の実施形態においては、発光ダイオード（ＬＥＤ）コントローラーが提供される。ＬＥＤコントローラーは、各々がデューティーサイクルと固有変調周波数を有する複数の重畳ＰＷＭ輝度信号を有するＬＥＤ輝度信号を受信するように構成された検出回路、ここで、各ＰＷＭ輝度信号が、個別のＬＥＤチャンネルの輝度に比例し、検出回路が、個別の各ＰＷＭ輝度信号のためにパルスエリアを決定するように更に構成され、パルスエリアが、個別の各固有周波数での個別の各ＰＷＭ輝度信号の振幅とデューティーサイクルの積に比例し；検出回路が、個別のパルスエリアに比例する個別のパルスエリア信号を生成するように更に構成される；及び個別のパルスエリア信号をユーザー定義及び／又は事前設定の測光量と比較し、個別のパルスエリア信号とユーザー定義及び／又は事前設定の測光量の差分に比例する個別のエラー信号を生成するように構成されたエラープロセッサ回路を含む。

関連実施形態においては、エラープロセッサ回路が、個別のエラー信号に基づいて個別の制御信号を生成するように構成され、制御信号が、個別のＬＥＤチャンネルの個別の固有変調周波数の個別のデューティーサイクルを制御するように構成される。別の関連実施形態においては、各固有変調周波数が少なくとも５００ヘルツに選択され、かつ各固有周波数が他の固有周波数から少なくとも２００ヘルツ離れるように選択される。また別の関連実施形態においては、エラープロセッサ回路が、パルスエリア信号を測光量に変換するように更に構成され、ここで、エラープロセッサ回路が、パルスエリア信号のパラメータをユーザー定義及び／又は事前設定の対応のパラメータと比較するように更に構成される。また別の関連の実施形態においては、検出回路が、各ＰＷＭ輝度信号を同時に隔離するように各固有周波数のＬＥＤ輝度信号をフィルターするように更に構成され、また更に別の関連の実施形態においては、コントローラーが、複数のＬＥＤチャンネル夫々からのＰＷＭ輝度信号を受信し、ＬＥＤ輝度信号に比例する信号を出力するように構成された広帯域光検出器回路を含み、光検出器回路が、固有変調周波数の範囲に亘り相対的にフラットな周波数応答を有するように更に構成される。

別の実施形態においては方法が提供される。方法は、各々がデューティーサイクルと固有変調周波数を有する複数の重畳ＰＷＭ輝度信号を有するＬＥＤ輝度信号を受信し、ここで、各ＰＷＭ輝度信号が、個別のＬＥＤチャンネルの輝度に比例する；個別の各固有周波数の各ＰＷＭ輝度信号のパルスエリアを決定し、ここで、パルスエリアが個別の各固有周波数での個別の各ＰＷＭ輝度信号の振幅とデューティーサイクルの積に比例する；個別のパルスエリアに比例する個別のパルスエリア信号を生成し；個別のパルスエリア信号をユーザー定義及び／又は事前設定の測光量と比較し、個別のパルスエリア信号とユーザー定義及び／又は事前設定の測光量の差分に比例する個別のエラー信号を生成する、を含む。

別の関連実施形態においては、方法が、各固有変調周波数を少なくとも５００ヘルツに選択し、かつ各固有周波数を他の固有周波数から少なくとも２００ヘルツ離れるように選択する、を更に含む。別の関連実施形態においては、方法が、個別のエラー信号に基づいて個別の制御信号を生成することを更に含み、制御信号が個別のＬＥＤチャンネルの個別の固有変調周波数の個別のデューティーサイクルを制御するように構成される。また別の関連の実施形態においては、方法が、パルスエリア信号を測光量に変換し；パルスエリア信号のパラメータをユーザー定義及び／又は事前設定の測光量の対応のパラメータと比較する、を更に含む。また別の関連の実施形態においては、方法が、各ＰＷＭ輝度信号を同時に隔離するように各固有周波数のＬＥＤ輝度信号をフィルターする、を更に含む。また別の関連の実施形態においては、方法が、各ＬＥＤチャンネルのためにエラー信号を同時に生成する、を更に含む。

別の実施形態においては、１以上のプロセッサにより実行される時に次の動作を生じさせる、そこに格納された個別又は組み合わせの指令を有する１以上のストレージ媒体を含む装置が提供される：各々がデューティーサイクルと固有変調周波数を有する複数の重畳ＰＷＭ輝度信号を有するＬＥＤ輝度信号を受信し、ここで、各ＰＷＭ輝度信号が、個別のＬＥＤチャンネルの輝度に比例する；個別の各固有周波数の各ＰＷＭ輝度信号のパルスエリアを決定し、ここで、パルスエリアが個別の各固有周波数での個別の各ＰＷＭ輝度信号の振幅とデューティーサイクルの積に比例する；個別のパルスエリアに比例する個別のパルスエリア信号を生成し；個別のパルスエリア信号をユーザー定義及び／又は事前設定の測光量と比較し、個別のパルスエリア信号とユーザー定義及び／又は事前設定の測光量の差分に比例する個別のエラー信号を生成する。

別の関連実施形態においては、指令が１以上のプロセッサにより実行される時に次の追加の動作を生じさせる：各固有変調周波数を少なくとも５００ヘルツに選択し、かつ各固有周波数を他の固有周波数から少なくとも２００ヘルツ離れるように選択する。別の関連実施形態においては、指令が１以上のプロセッサにより実行される時に次の追加の動作を生じさせる：個別のエラー信号に基づいて個別の制御信号を生成し、ここで、制御信号が個別のＬＥＤチャンネルの個別の固有変調周波数の個別のデューティーサイクルを制御するように構成される。また別の関連の実施形態においては、指令が１以上のプロセッサにより実行される時に次の追加の動作を生じさせる：パルスエリア信号を測光量に変換し、パルスエリア信号のパラメータをユーザー定義及び／又は事前設定の測光量の対応のパラメータと比較する。また別の関連の実施形態においては、指令が１以上のプロセッサにより実行される時に次の追加の動作を生じさせる：各ＰＷＭ輝度信号を同時に隔離するように各固有周波数のＬＥＤ輝度信号をフィルターする。また別の関連の実施形態においては、各ＬＥＤチャンネルのためにエラー信号が同時に生成される。

別の実施形態においてはシステムが提供される。システムは、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）チャンネルであって、各チャンネルが、固有変調周波数及びデューティーサイクルのＰＷＭ信号を生成するように構成されたパルス幅変調（ＰＷＭ）回路と、個別のＰＷＭ信号により変調され、かつデューティーサイクルにより制御される電流を生成するように構成された駆動回路と、駆動回路により駆動され、ＰＷＭ信号のデューティーサイクルに対応する輝度を有するＰＷＭ輝度信号を生成するように構成されたＬＥＤ列を含む；各ＬＥＤ列からの各輝度信号を受信し、かつ各々がデューティーサイクルと固有変調周波数を有する複数の重畳ＰＷＭ輝度信号を含む比例のＬＥＤ輝度信号を生成するように構成され光検出器回路；比例のＬＥＤ輝度信号を受信し、個別の各固有周波数の各ＰＷＭ輝度信号のパルスエリアを決定し、ここで、パルスエリアが個別の各固有周波数での個別の各ＰＷＭ輝度信号の振幅とデューティーサイクルの積に比例する；及び、個別のパルスエリアに比例する個別のパルスエリア信号を生成し、個別のパルスエリア信号とユーザー定義及び／又は事前設定の測光量を比較して、個別のパルスエリア信号とユーザー定義及び／又は事前設定の測光量の差分に比例する個別のエラー信号を生成するように構成されたＬＥＤコントローラーを備える。

関連の実施形態においては、ＬＥＤコントローラーは、個別の制御信号を個別のエラー信号に基づいて生成するように更に構成され、個別の制御信号がＰＷＭ回路を制御するように構成され、個別のＬＥＤチャンネルの個別の固有変調周波数の個別のデューティーサイクルを調整する。別の関連実施形態においては、各固有変調周波数が少なくとも５００ヘルツに選択され、かつ各固有周波数が他の固有周波数から少なくとも２００ヘルツ離れるように選択される。別の関連実施形態においては、ＬＥＤコントローラーが、パルスエリア信号を測光量に変換し、パルスエリア信号のパラメータをユーザー定義及び／又は事前設定の測光量の対応のパラメータと比較するように更に構成される。また別の関連の実施形態においては、ＬＥＤコントローラーが、各ＰＷＭ輝度信号を同時に隔離するように各固有周波数の比例のＬＥＤ輝度信号をフィルターするように更に構成される。また別の関連の実施形態においては、光検出器回路が、固有変調周波数の範囲に亘り相対的にフラットな周波数応答を有するように構成された広帯域光検出器回路を含む。また更に別の関連の実施形態においては、駆動回路が、定常ＤＣ電流を生成するように構成された電流制御ＤＣ／ＤＣ変換回路を含む。

このように本明細書に記述の実施形態が、エラー信号に比例する１以上のＬＥＤチャンネルのデューティーサイクルを変更することにより、負のフィードバックを介して１以上のＬＥＤチャンネルでの意図しない輝度の変化を補償するように構成され、これにより、全エラー信号がゼロに減じられる。有利なことに、２つの変調周波数（公称及びプローブ）を活用することにより、かなり簡単な回路になる。２つの周波数を用いることは、更に、干渉の影響が減じられ、及び／又は多数の周波数間でのビートも減じられる。

当業者による修正や置換は、本開示のスコープの範囲内であると考えられ、次の請求項以外により限定されることは無い。

Claims (15)

1. 発光ダイオード（ＬＥＤ）コントローラー（６１８）であって、
   複数（Ｎ個）のＬＥＤチャンネル（６０２−１〜６０２−Ｎ）のＮ−１個のＬＥＤチャンネルを１以上の公称変調周波数で駆動し、前記Ｎ個のＬＥＤチャンネル（６０２−１〜６０２−Ｎ）から選択された一つをプローブ変調周波数で選択的に駆動するために、Ｎ個のＬＥＤチャンネル（６０２−１〜６０２−Ｎ）の一つを選択するように構成されるチャンネル選択回路（６３２）にして、前記プローブ変調周波数が前記１以上の公称変調周波数とは異なる、チャンネル選択回路（６３２）と、
   前記Ｎ個のＬＥＤチャンネル（６０２−１〜６０２−Ｎ）からの輝度信号に対応する複合輝度信号を受信するように構成される検出回路（６２０）にして、前記複合輝度信号をフィルターし、前記プローブ変調周波数の選択ＬＥＤチャンネルの輝度に対応する選択輝度信号を生成するように更に構成される、検出回路（６２０）と、
   前記選択輝度信号とユーザー定義及び／又は事前設定の測光量を比較して、前記選択ＬＥＤチャンネルの前記輝度を調整するために制御信号を生成するように構成されるエラープロセッサ回路（６２４）と、
   を備える、ＬＥＤコントローラー。
2. 前記制御信号が、前記選択ＬＥＤチャンネルのデューティーサイクルを制御する若しくは前記選択ＬＥＤチャンネルへ供給される駆動電流の振幅を制御するように構成される、請求項１に記載のＬＥＤコントローラー。
3. 順に選択される各ＬＥＤチャンネルのために、前記検出回路（６２０）が、前記選択輝度信号の振幅及びデューティーサイクルの積に基づいてパルスエリア信号を決定するように更に構成される、請求項１に記載のＬＥＤコントローラー。
4. 前記プローブ変調周波数が前記公称変調周波数よりも大きい、請求項１に記載のＬＥＤコントローラー。
5. 前記複合輝度信号を出力するように構成された広帯域光検出器回路を更に備える、請求項１に記載のＬＥＤコントローラー。
6. 複数（Ｎ個）のＬＥＤチャンネル（６０２−１〜６０２−Ｎ）を制御する方法であって、
   前記Ｎ個のＬＥＤチャンネル（６０２−１〜６０２−Ｎ）のＮ−１個のＬＥＤチャンネルを１以上の公称変調周波数で駆動し、
   前記Ｎ個のＬＥＤチャンネル（６０２−１〜６０２−Ｎ）から選択された一つを前記１以上の公称変調周波数とは異なるプローブ変調周波数で選択的に駆動するために前記Ｎ個のＬＥＤチャンネル（６０２−１〜６０２−Ｎ）の一つを選択し、
   前記Ｎ個のＬＥＤチャンネル（６０２−１〜６０２−Ｎ）からの輝度信号に対応する複合輝度信号を受信し、
   前記複合輝度信号をフィルタリングし、前記プローブ変調周波数の選択ＬＥＤチャンネルの輝度に対応する選択輝度信号を生成し、
   前記選択輝度信号とユーザー定義及び／又は事前設定の測光量の比較に基づいて、前記選択ＬＥＤチャンネルの前記輝度を調整するために制御信号を生成する、方法。
7. 更に、前記制御信号に基づいて前記選択ＬＥＤチャンネルのデューティーサイクルを調整する；若しくは
   前記制御信号に基づいて前記選択ＬＥＤチャンネルへ供給される駆動電流の振幅を調整する、請求項６に記載の方法。
8. 更に、順に選択される各ＬＥＤチャンネルのために、前記選択輝度信号の振幅及びデューティーサイクルの積に基づいてパルスエリア信号を決定する；若しくは
   広帯域光検出器回路（６１２）を用いて前記複合輝度信号を生成する、請求項６に記載の方法。
9. 更に、前記Ｎ個のＬＥＤチャンネル（６０２−１〜６０２−Ｎ）のどれを前記プローブ変調周波数で駆動するのかを順に選択するために掃引間隔を選択する、請求項６に記載の方法。
10. 個別又は組み合わせの指令が格納された１以上のストレージ媒体を備える装置（６１８）であって、１以上のプロセッサにより前記指令が実行される時に次の動作を生じさせる：
    複数（Ｎ個）のＬＥＤチャンネル（６０２−１〜６０２−Ｎ）のＮ−１個のＬＥＤチャンネルを１以上の公称変調周波数で駆動し、前記Ｎ個のＬＥＤチャンネル（６０２−１〜６０２−Ｎ）の選択された一つを前記１以上の公称変調周波数とは異なるプローブ変調周波数で選択的に駆動するために前記Ｎ個のＬＥＤチャンネル（６０２−１〜６０２−Ｎ）の一つを選択し；
    前記Ｎ個のＬＥＤチャンネル（６０２−１〜６０２−Ｎ）からの輝度信号に対応する複合輝度信号を受信し；
    前記複合輝度信号をフィルタリングして、前記プローブ変調周波数の選択ＬＥＤチャンネルの輝度に対応する選択輝度信号を生成し；
    前記選択輝度信号とユーザー定義及び／又は事前設定の測光量の比較に基づいて、前記選択ＬＥＤチャンネルの前記輝度を調整するために制御信号を生成する、装置。
11. 請求項１０に記載の装置（６１８）であって、１以上の前記プロセッサにより前記指令が実行される時に次の追加の動作、前記Ｎ個のＬＥＤチャンネル（６０２−１〜６０２−Ｎ）のどれを前記プローブ変調周波数で駆動するかを順に選択するために掃引間隔を選択する、を生じさせる、装置。
12. 請求項１０に記載の装置（６１８）であって、１以上の前記プロセッサにより前記指令が実行される時に次の追加の動作、前記制御信号に基づいて前記選択ＬＥＤチャンネルのデューティーサイクルを調整する；若しくは
    前記制御信号に基づいて前記選択ＬＥＤチャンネルへ供給される駆動電流の振幅を調整する、を生じさせる、装置。
13. 請求項１０に記載の装置（６１８）であって、１以上の前記プロセッサにより前記指令が実行される時に次の追加の動作、順に選択される各ＬＥＤチャンネルのために、前記選択輝度信号の振幅及びデューティーサイクルの積に基づいてパルスエリア信号を決定する；若しくは
    広帯域光検出器回路（６１２）を用いて前記複合輝度信号を生成する、を生じさせる、装置。
14. 複数（Ｎ個）の発光ダイオード（ＬＥＤ）チャンネル（６０２−１〜６０２−Ｎ）にして、各ＬＥＤチャンネルが、少なくとも１つのＬＥＤを含むＬＥＤ列（６１０−１〜６１０−Ｎ）；プローブ変調周波数又は１以上の公称変調周波数のいずれかで変調信号を生成するように構成された変調回路（６０４−１〜６０４−Ｎ）；及び前記Ｎ個のＬＥＤ列へ電流を供給するように構成された駆動回路（６０６−１〜６０６−Ｎ）を備える、複数のＬＥＤチャンネルと、
    前記Ｎ個のＬＥＤチャンネルからの輝度信号に対応する複合輝度信号を生成するように構成された光検出器回路（６１２）と、
    請求項１に記載のＬＥＤコントローラー（６１８）を備える、システム。
15. 請求項１４に記載のシステム（６００）であって、
    前記ＬＥＤコントローラー（６１８）が、順に選択される各ＬＥＤチャンネルのために、前記選択輝度信号の振幅及びデューティーサイクルの積に基づいてパルスエリア信号を決定するように更に構成され、
    前記制御信号が、前記選択ＬＥＤチャンネルの輝度を調整するために前記選択ＬＥＤチャンネルへ前記駆動回路（６０６−１〜６０６−Ｎ）により供給される電流を調整するように構成される、システム。

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