JP5847711B2 - Intelligent lighting device - Google Patents

Intelligent lighting device


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JP5847711B2 JP2012520587A JP2012520587A JP5847711B2 JP 5847711 B2 JP5847711 B2 JP 5847711B2 JP 2012520587 A JP2012520587 A JP 2012520587A JP 2012520587 A JP2012520587 A JP 2012520587A JP 5847711 B2 JP5847711 B2 JP 5847711B2
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    • H05B37/02Controlling
    • H05B37/0209Controlling the instant of the ignition or of the extinction
    • H05B37/0218Controlling the instant of the ignition or of the extinction by the ambient light
    • H05B37/00Circuit arrangements for electric light sources in general
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    • H05B37/0209Controlling the instant of the ignition or of the extinction
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    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies
    • Y02B20/40Control techniques providing energy savings
    • Y02B20/42Control techniques providing energy savings based on timing means or schedule
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies
    • Y02B20/40Control techniques providing energy savings
    • Y02B20/46Control techniques providing energy savings based on detection of the illumination level
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本出願は、以下の同時係属中である米国特許出願の優先権を主張し、米国出願全体を本明細書に組込むものとする。 This application claims priority to U.S. patent application is co-pending hereinafter, it is assumed that incorporated the entire United States, filed herein.
2009年7月12日付で、「インテリジェント照明装置(INTELLIGENT ILLUMINATION DEVICE)」)と題して出願した仮出願番号第61/224,904号 In July 2009 12 date, "intelligent lighting equipment (INTELLIGENT ILLUMINATION DEVICE)") and entitled provisional application number, filed with No. 61 / 224,904

本発明は、照明装置とその照明装置の制御に関する。 The present invention relates to a lighting device and a control of the illumination device.

従来の照明では、歴史的に白熱灯や蛍光灯が使用されてきたが、近年、青色LEDの発明と共にLEDライトが使用され始めた。 In conventional lighting, but historically incandescent and fluorescent lamps have been used, in recent years, LED lights have begun to be used with a blue LED invention. LEDライトの初期費用は高いが、長期的には消費電力が抑えられるため、全体の照明費用を大幅に下げることができる。 High initial cost of LED lights, but because in the long run is suppressed power consumption, it is possible to reduce the overall illumination costs significantly. 電力効率の良いLEDライトの初期費用が高い理由の一つは、電源からLEDへの電流を一定にするのに、特別な電子機器が必要となるためである。 One of the initial high cost reasons power efficient LED lights to the current from the power supply to the LED constant, because the special electronics required. しかしながら、そうした特別な電子機器を使えば、ライトの遠隔操作、調光、光検知、タイミング、調色等の機能が、極めて少ない追加費用で実行可能となる。 However, With such a special electronic equipment, lights remote control, dimming, light sensing, timing, functions such tone color, it is executed in a very small additional cost. 従来の照明に関するこうした機能は、ライトへの電力をオン/オフする別個の電子装置で実行しており、そのためより費用がかかり、複雑となっている。 These functions related to conventional illumination is performed in a separate electronic device to turn on / off the power to the lights, expensive than therefore has become complicated.

今日の殆どのLEDライトは、互いに直列及び/又は並列に接続された複数のLEDから構成され、スイッチング電源で駆動する。 Most LED light today is composed of a plurality of LED connected in series and / or parallel with each other, driven by a switching power supply. ライトに接続された商用交流電源では、電源電圧、85〜240VをLED用電流に変換し、一方、電池給電式ライトの電源では、電池電圧をLED用電流に変換する。 The commercial AC power supply connected to the light, converts the power supply voltage, the 85~240V the LED current, while in the power of the battery-powered light, converts the battery voltage to the LED current. こうした回路については、商用電源電圧接続用はOnSemi社やSupertex社、電池給電用はMaxim社といった会社から提供されている。 For such circuits, the commercial power supply voltage connected OnSemi Company and Supertex Inc., battery powered are available from companies such as Maxim Corporation.

それほど効率的でないLEDライトは、直列抵抗を通してLEDを電源に単に接続している。 LED light is not less efficient it is simply connect the LED to a power source through a series resistor. この場合、コストは安くはなるが、抵抗がかなりの電力を消費し、交流電源と接続すると、ライトの力率は低くなる。 In this case, the cost is cheaper but becomes, resistance consume considerable power, connecting an AC power source, the power factor of the light is low. LEDは、交流波形のピーク時にだけ導通するため、力率が悪い。 LED, in order to conduct only when the peak of the AC waveform, is poor power factor.

ライトにおけるLEDは、白を含む任意の色又は色の組合せとすることができる。 LED in the write may be any color or combination of colors, including white. 白色LEDは、通常一種の黄蛍光体で被覆した青色LEDを使って作製される。 White LED is fabricated using a blue LED coated with usual kind of yellow phosphor. LEDからの青色光の大部分は該蛍光体に吸収され、緑色、黄色、若干の赤色に対応する低周波数で再発光される。 Most of the blue light from the LED is absorbed in the phosphor, green, yellow, is re-emitted at low frequency corresponding to slightly red. このやり方の幾つかの長所としては、低コストである点や、より自然な連続スペクトル光となる点が挙げられる。 As the several advantages of the approach, a point and a low cost, and is a point which is a more natural continuous spectrum light. 短所としては、蛍光体における損失により効率が低下する点、LEDからは青み掛かった色が出る点、蛍光体の劣化によって信頼性が低下する点が挙げられる。 The disadvantages in that less efficient due to the loss in the phosphor, from LED point color took blue leaves, reliability include that decreases due to deterioration of the phosphor. Cree Lighting社や日亜化学株式会社といった会社が、そうした高輝度LEDを販売している。 Companies such as Cree Lighting Co., Ltd. and Nichia Corporation, sells such a high-brightness LED.

ある特定のCree社製品のスペクトルでは、LEDよって生成した青色光である450nm近辺で鋭いピークが見られ、蛍光体からの黄色である550〜600nm付近で幅広いピークが見られる。 Is the spectrum of specific Cree, Inc. product, a sharp peak is observed at 450nm around an LED Thus generated blue light, broad peak is observed in the vicinity of 550~600nm is yellow from the phosphor. 500nmと700nmでは、出力パワーはピーク電力の20%に過ぎない。 In 500nm and 700 nm, output power is only 20% of peak power. 対照的に、太陽光のスペクトルは、500nmの直下から700nmの直上まで実質的に平坦である。 In contrast, the spectrum of sunlight is substantially flat from just below the 500nm to just above the 700 nm.

スペクトルの赤色端でのエネルギ不足を解消するのに、Cree Lighting社は、赤色LED列と共に蛍光体でコーティングした青色LED列を含むオーバーヘッド用2色LEDランプを製造している。 To eliminate the deficiency energy at the red end of the spectrum, Cree Lighting manufactures a 2-color LED lamp for overhead including a blue LED columns coated with a phosphor with a red LED row. RGB光源と、Cree社の白色LEDと赤色LEDを合わせた解決策と、白熱灯の標準的出力とで発生させた其々のスペクトルを比較すると、RGBと白+赤色光のどちらのスペクトルも、白熱灯や太陽光のスペクトルにも十分に匹敵しないものの、白+赤色光は多くの用途に対して費用/性能の面で妥協できる。 And RGB light source, the solutions combined by Cree white LED and a red LED, and a comparison of spectra of 其 people that caused by the typical output of an incandescent lamp, both the spectrum of RGB and white + red light, although in the spectrum of an incandescent lamp or sunlight is not comparable enough, white + red light can compromise on cost / performance for many applications.

色スペクトルの見地からした理想的なLEDライトは、白熱灯又は太陽光に略近い光を生成するように、様々な電力レベルで動作する多数の異なる色のLEDから構成するものであろう。 Ideal LED light which is from the point of view of color spectrum, to generate light substantially close to incandescent or sunlight, would constitute a number of different colors of LED operating at various power levels. 赤色、黄色、緑色、青色の組合せが恐らく最少色数である。 Red, yellow, green, blue combination is probably the minimum number of colors. このやり方で良好なスペクトルが得られ、エネルギ効率が良くなり、信頼性も高くなるはずだが、各色の相対的な電力レベルの制御は、今日では実際問題として難しく、また高価である。 This way a good spectrum is obtained, the energy efficiency is improved, but should also reliable and the control of the relative power level of each color, today it is difficult in practice and expensive.

プロセス変動、温度、経年劣化などに対して色を制御する、たった3色(RGB)のLEDライトでさえ構築するのに課題がある。 Process variations, temperature, controls the color for such aging, there is a problem to build even LED light only three colors (RGB). 技術としては、3個の光学的にフィルタリングしたフォトダイオードを通してRGB駆動回路にフィードバックするものが挙げられる。 Techniques include those fed back to RGB drive circuit through three optically filtered photodiodes. 各フォトダイオードを、各LEDの色に調整して、ICの信号検出及び信号処理機能に接続する。 Each photodiode to adjust the color of each LED, connected to the signal detection and signal processing functions of the IC. 次に、信号処理装置で、赤色、緑色、青色の駆動電流をそれに応じて制御する。 Then, the signal processing device, the red, green, and controls accordingly the blue driving currents. こうしたカラーフィルタフォトダイオードは、浜松ホトニクス株式会社が提供しているが、比較的高価で、本来ならば受光ではなく光生成専用となるはずの基板空間を消費してしまう。 Such color filters photodiode is the Hamamatsu Photonics KK is provided, relatively expensive, consumes a substrate space should be a light-generating exclusive rather than receiving would otherwise.

National Semiconductor社は、液晶ディスプレイのバックライト用RGBのLEDドライバを提供している。 National Semiconductor Corporation, provides RGB LED driver for backlight of a liquid crystal display. 同社の商品LP5520は、LEDの光出力に関する初期変動を較正して、温度に応じて調節できるようになっている。 Its product LP5520 is to calibrate the initial variation regarding LED light output, so that the can be adjusted according to the temperature. しかしながら、これも経年劣化を補償するものではない。 However, this also does not compensate for aging. LEDの中には出力パワーが時間の経過と共に大きくなるものもあれば、小さくなるものもあるため、唯一の効果的な補償手段は、各照明部品の光パワーを実際に測定することを通して行うものである。 If in the LED is also what output power is increased over time, for some of which become smaller, only effective compensation means performs through to actually measure the optical power of each lighting components it is.

Cree社の白+赤色LEDランプは、2チェーンで6個の白色LEDと、30個の赤色LEDを並列/直列に組合せた1組との計36個のLEDを含む。 Cree, Inc. of White + Red LED lamp includes a six white LED with 2 chains, a set and a total of 36 pieces of LED in combination in parallel / series 30 red LED. また、同ランプは、米国特許出願公開第2008‐0309255号に記載したように、色を維持するために光検出器と温度センサを含む。 Further, the lamp, as described in U.S. Patent Application Publication No. 2008-0309255, includes a light detector and a temperature sensor in order to maintain the color. 波長選択性がある光検知器で、短い発光波長(緑色以下)をモニタして、それに応じて赤色LEDの輝度を調整する。 In photodetector is wavelength selective, and monitoring the short emission wavelength (green hereinafter) to adjust the brightness of the red LED accordingly. 同様に、温度も温度計測素子でモニタし、その温度を使用して、赤色LEDに対する駆動電流を調整し、温度上昇による輝度劣化を補償する。 Similarly, temperature monitored by the temperature measurement device, by using the temperature, adjust the drive current to a red LED, a compensating luminance deterioration due to temperature rise. 赤色LEDによって発生した光パワーも、緑色より波長が長い白色LEDによって発生した光パワーも、測定していない。 Optical power generated by the red LED, nor light power generated wavelength than green by a long white LED, not measured. 耐用年数に亘る赤色LEDの輝度変化については、全く補償されない。 The luminance change of the red LED over the useful life, not at all compensated. 色をよく識別でき、更なる光検出器や温度センサのための費用や基板空間を必要とせずに、異なる色のLEDを駆動、制御する、費用対効果が優れた解決方法があれば、有益であろう。 Can identify good color, without the need for cost and board space for further photodetectors, temperature sensors, driving a LED of different colors, to control, if any solutions that cost effective and excellent beneficial Will.

従来の調光スイッチは、商用交流電圧をそのサイクルの一部分中にのみ白熱灯に印加可能にするトライアック回路を使用する。 Conventional dimmer switch, use a triac circuit enabling application to the incandescent lamp only commercial AC voltage in a portion of the cycle. 例えば、半分のパワーに設定すると、ライトへと通過する電圧信号は、正弦波電圧の第1の90度に対してゼロとなり、ピーク振幅にジャンプし、第2の90度に対してゼロになるまで正弦波に従い、次の90度に対してゼロのままとなり、最終的に負のピーク電圧までジャンプして、正弦波に従いゼロに戻る。 For example, when set to a half of the power voltage signal to pass to the light becomes zero for the first 90 degrees of the sine wave voltage, jumps to peak amplitude, it becomes zero for the second 90 ° according sine wave to, it will remain zero for the next 90 degrees, finally jumps to a negative peak voltage returns to zero in accordance with a sine wave. このやり方は、抵抗性である白熱電球を消費者が調光するのに、安価で効果的な方法である。 This approach, to consumer incandescent light bulb is a resistance adjustment to light, it is an effective method at low cost.

トライアック調光器は電球の電力消費量を抑えるが、電力会社が発電しなければならない電力量は減少しない。 Triac dimmer is reduce the power consumption of the light bulb, the amount of power that the power company must power generation is not reduced. 電力会社では、電圧と同相にした電流を生成する。 In the electric power company, to generate a current that was to voltage and phase. 電圧が増大するにつれて、電流は増大する。 As the voltage increases, current increases. 発電所の全負荷を、トライアック回路で50%調光したライトで構成したとすると、正負サイクルの前半で発生する電流は電球には行かず、何処かに行くことになろう。 The full load of the power plant, if it is assumed that consists of a light that was 50 percent dimming triac circuit, current generated in the first half of the positive and negative cycle does not go to the light bulb, would be to go somewhere. 電力会社は、ライトが完全に点灯している、又は調光されているかに関係なく、同量の電力を発電しなければならず、送電系統における潜在的に危険な過渡現象に対処しなければならない。 Power companies light is completely lit, or tone regardless of whether being light, it is necessary to power the same amount of power, to cope potentially dangerous transients in grid not not.

LEDからの光を、所謂パルス幅変調(PWM)を使用して駆動電流を減少させる、又は電流を印加する時間を短縮することで、減光できる。 The light from the LED, decreasing the drive current using a so-called pulse width modulation (PWM), or to reduce the time for applying the current can dimming. 電流を、人間の目で知覚できない速さで、所望する光出力に比例したデューティサイクルで、オン/オフする。 Current, at a rate that can not be perceived by the human eye, with a duty cycle proportional to the desired light output and turned on / off. LEDが生成する光の波長は、駆動電流に従い変化するため、PWMによる調光が好ましい場合がある。 Wavelength of light emitted from the LED is generated to vary in accordance with the driving current, there is a case via PWM dimming is preferred. 白熱灯をLEDライトに取替えても、既存のトライアック調光器で、引続きライトに対する給電を調整できる。 Be replaced incandescent lamp LED light, in the existing triac dimmer can subsequently adjust the power supply to the lights. PWM調光を可能にするには、LEDライトの回路で、電源をフィルタリングし、電源のデューティサイクルを検出して、PWMのデューティサイクルをそれに応じて調整しなければならないが、そのために更に費用が掛かり、複雑になる。 To enable PWM dimming is a circuit of the LED lights, filter the power, by detecting the duty cycle of the power source, but the PWM duty cycle must be adjusted accordingly, further costs for their it takes, becomes complicated.

光センサは、室内の環境光又は屋外の日光を測定して、それに応じてランプの輝度を調節するのに、一般的に使用されている。 Light sensor measures the indoor ambient light or outdoor sunlight, to adjust the brightness of the lamp accordingly, are commonly used. 屋外灯は、夕暮れにオンにし、明け方にオフにしてもよく、屋内灯は、窓からの光とランプからの光との合計が一定になるように調光してもよい。 Outdoor lamp turns on at dusk, may be turned off at dawn, indoor lamps may be dimmed as the sum of the light from the light and the lamp from the window is constant. 既存の技術にでは、そうした光センサは、ランプからの光が光センサと干渉しないように、ランプから離して配置する必要がある。 In the existing technology, such light sensor, light from the lamp so as not to interfere with the optical sensor, it is necessary to place away from the lamp. 通常、光センサは、分離して設置する必要がある電子装置である。 Usually, the optical sensor is an electronic device that needs to be installed separately. ランプから出力した光の影響を受けず、全く配線を変更せずに済む内蔵光センサを有するランプは、有益であろう。 Not affected by the light output from the lamp, the lamp having a built-in optical sensors need not be at all changing the wiring would be beneficial. 更に、光センサ無しでそうした機能を提供可能なランプであれば、なお有益であろう。 Furthermore, if can provide lamps such a function without the optical sensor still it would be beneficial.

ライトをオン/オフするタイマは、通常、壁コンセントに差込んで、時刻に基づいて、取付けたライトへの給電を断接する。 Timer to turn on / off the lights typically crowded difference in wall outlet, based on the time and disengaging the power supply to the installed lights. こうした装置は、一般的に嵩張る。 Such devices, bulky generally. 備え付けのライト用ソケットは、大幅な配線変更無しにはタイマ用にはできない。 Light socket for equipped can not for the timer without significant wiring changes. 追加費用や配線変更の必要がないタイマ機能を内蔵した交換用電球は有益であろう。 Replacement light bulb with a built-in there is no need for additional costs or wiring change timer function would be beneficial.

新築家屋や商用建築物における電気配線と照明スイッチは、建設費のかなりの部分を占める。 Light switches and electrical wiring in new construction homes and commercial buildings, accounts for a significant portion of the construction costs. 更に、調光器を有するライト用スイッチは、単純なトグルスイッチより遥かに高価で、そのため滅多に使用されない。 Furthermore, the write switch with dimmer is much more expensive than simple toggle switch, not rarely used therefor. 例えば、テレビのリモコンのような装置で遠隔制御できるライトは、配線費用を大幅に軽減でき、且つ付加機能も提供できるため、有益であろう。 For example, lights can be remotely controlled by the apparatus such as a television remote control, wiring cost can be greatly reduced, since and additional functions may be provided, it would be beneficial.

発展途上諸国は、先進国の技術を発展段階を飛び越えて利用(leapfrogging)している。 Developing countries are using the advanced countries of the technology jump over the development stage (leapfrogging). 例えば、太陽光発電付きの家は、発展途上諸国(たとえば、ケニア、インド等)で広く普及している。 For example, a house with solar power, developing countries (for example, Kenya, India, etc.) are widely used in. 照明は、伝統的に薪で、最近では、灯油で行われてきたが、これらは非常に効率が悪い。 Lighting, traditionally firewood, in recent years, has been carried out in kerosene, these are very inefficient. ソーラーパネル、車のバッテリ、LEDライトを組合せて、遥かに優れた解決方法を提供できる。 Solar panels, car battery, by combining the LED lights, can provide a solution that much better. 日中に、ソーラーパネルでバッテリを充電しておき、夜間に、LEDライトで電力を消費する。 During the day, leave to charge the battery with solar panel, at night, to consume power in the LED light. 再充電システムの有効性によって、システムの有用性が左右される。 The effectiveness of the recharging system, the usefulness of the system is influenced. そのため如何なる太陽エネルギ効率化も重要となる。 Therefore any solar energy efficiency is also important. LEDを感光性とし、光に曝されると発電可能にする。 The LED and light sensitive, allowing power to be exposed to light. そうしたエネルギを利用するのは有益であろう。 It would be beneficial to take advantage of such energy.

本明細書に記載した本発明は、様々な実施形態で、上述した問題に対する解決方法を提供する。 The present invention described herein, in various embodiments, provides a solution to the problems described above.

ある例示的な実施形態では、改善した照明装置は、LEDランプの構成要素を使用して、極めて低コストで上記機能の一部又は全てを実行する。 In an exemplary embodiment, improved lighting device uses the components of the LED lamp, to perform some or all of the above functions at very low cost. 光を生成するLEDを、一時的に、例えば人の眼で知覚出来ない期間、ランプによりコマンドを光学的に受信するために、周期的にオフにすることができる。 The LED for generating light, temporarily, for example the period can not be perceived by the human eye, in order to receive commands optically by a lamp, can be periodically turned off. 光学的に送信われるコマンドは、例えばリモコンを使用して、ランプに送ることができる。 Transmitting dividing command optically, for example using remote control, it can be sent to the lamp. 照明装置は、オフ状態のLEDを使用して、データを受信し、次に、それに従い光を設定したり、光を測定したりする。 Lighting device uses the LED off, receives the data, then it to set the light in accordance with, or to measure the light. かかる光を、光センサ機能に関しては環境光とし、混色を調整するためには照明装置の他のLEDからの光とすることができる。 Such light, with respect to the optical sensor function is the ambient light, in order to adjust the color mixing can be light from other LED lighting device.

ある例示的な実施形態では、照明装置は、LEDを使用して光を生成し、且つ従来の照明では不可能な節電機能を実行する制御装置との双方向通信を提供する。 In an exemplary embodiment, the lighting device generates light using the LED, and the conventional lighting provides two-way communication with the control unit to perform the non-power saving functions. 例えば、照明装置を、リモコンからの変調光でプログラミングして、オン/オフしたり、輝度や色を調整したり、環境光又はタイマのカウント値の変化に応じてオン/オフしたりできる。 For example, a lighting device, programming in the modulated light from the remote controller, or the on / off, or adjust the brightness and color can or on / off in accordance with a change of the count value of the ambient light or a timer. 通常運転中には照明を生成するLEDを、周期的にオフにして、人の目で知覚不可能な短い間隔中に、制御装置からの変調光を受信する。 The LED During normal operation of generating illumination, and off periodically, in short intervals imperceptible to the human eye, receives the modulated light from the controller. リモコンからのコマンドに応じて、照明装置はデータに従って変調した光を生成できる。 In response to a command from the remote control, the lighting device can generate light modulated according to the data. また、リモコンをオフにし、太陽光に曝すと、制御装置のLEDにより、トリクル充電電流を供給して、電池残量を満杯に維持できる。 Further, to turn off the remote control, when exposed to sunlight, the LED of the control unit, by supplying a trickle charge current can be maintained battery level full capacity.

ある態様では、本発明は、インテリジェント照明装置システムと、場合によっては、リモコンを提供する。 In certain embodiments, the present invention includes a intelligent lighting system, in some cases, providing a remote control. 商用交流電源に通常接続する照明装置は、通常電池式のリモコンから、光を介して、コマンドを受信できる。 Lighting device normally connected to a commercial AC power source, usually a battery-powered remote control, via the light, you can receive commands. 次に、リモコンは、タイマ又は光検出動作するランプをプログラムする。 Next, the remote controller programs the timer or light detection operation for the lamp. 例えば、日が暮れると、ランプはオンになり、その後消え、電源スイッチをオンにすると、ライトが着き、一定時間が経つと消え、ライトは一定時間で着いたり、消えたりし、ライトは夕暮れに着き、夜明けに消えるようにできる。 For example, In the evening, the lamp is turned on, disappear and then, when you turn on the power switch, the lights arrived, disappeared constant over time, lights or arrived at a certain time, or disappear, the lights in the evening arrived, it can be as disappear at dawn. また、調光を有効又は無効にできたり、環境光に基づいて自動的に調整できたりする。 It can also be a dimming enabled or disabled, or can be automatically adjusted based on ambient light.

オンにすると、照明装置は、周期的にLEDをオフにして、コマンドが送られているかを判定する、又は環境光を測定する。 When on, the lighting device is to periodically turn off the LED, and determines whether the command is being sent, or to measure the ambient light. リモコンは、そうした一時的なライトのオフと同期し、ユーザが指示すれば、コマンドを送る。 Remote control is synchronized and off such temporary light, if the user instructs, sends a command. コマンドは、オン/オフ、調光、タイマ、フォトセル(光電管/光電池)、色等とすることができる。 Command, can be turned on / off, dimming, timer, photocell (phototube / photocell), the color, or the like. リモコンでライトをオフにしても、交流電源は引続き有効である。 Turning off the light on the remote control, AC power supply is still valid. 装置は低パワーモードとなる。 Apparatus comprises a low-power mode. リモコンでライトをオンにすると、入射光線がLEDを駆動して、ライトをオン可能にできる。 When you turn on the lights on the remote control, incident light by driving the LED, you can write on capable. また、ライトを、交流電源を除去してオフにでき、交流電源をオンにしてオンにできる。 Also, write, can be turned off by removing the AC power supply can be turned on to turn on the AC power supply. あるシーケンスで電力を循環させることで、光をデフォルト状態にリセットできる。 By circulating power in a sequence, to reset the light to a default state.

ある実施形態では、照明装置は、感光性LED(即ち、赤色LED)を使用して、光出力を一時的にオフにする間隔中に、受信データ又は直流光を検出する。 In some embodiments, the lighting device, a photosensitive LED (i.e., red LED) using, during the interval to temporarily turn off the light output, for detecting the received data or direct light. 多色ライトに関しては、照明装置は、最も長波長のLED(即ち、赤色LED)のチェーンを使用して、他色の出力パワーを検出できる。 For the multi-colored lights, lighting apparatus, the longest wavelength of the LED (i.e., red LED) using a chain of, can detect the output power of the other colors. 最も長波長のLEDの2チェーンでは、各チェーンは、他方の連の出力パワーを測定でき、それによりフィードバックループが、各色や配合した混色の出力パワーを制御可能になる。 The 2 chains LED of the longest wavelength, each chain can measure the output power of the other communication, whereby a feedback loop allows controlling the output power of each color and blend color mixing.

調光スイッチに接続してもよい、又はしなくてもよい既存のソケットに、照明装置(即ち、「ランプ」)を設置したなら、照明装置をリモコンで調光できる。 May be connected to the dimmer switch, or to an existing socket need not be, the illumination device (i.e., "lamp") if was installed, can dim the lighting device on the remote control. リモコンは、短い「オフ」期間中に、出力光レベルを増大又は減少させるコマンドを送る。 Remote control, in short "off" period, sends a command to increase or decrease the output light level. 調光機能を、好適には、スイッチングレギュレータ周波数にロックされたスイッチング周波数でLED駆動電流のパルス幅を変調して、或は単にLED駆動電流を調整して、実行できる。 The dimming function, preferably, by modulating the pulse width of the LED drive current at the switching frequency locked to the switching regulator frequency, or simply to adjust the LED drive current can be performed.

光検出を可能にした場合、短い光オフ期間中に、最も長波長のLEDチェーンを使用して、環境光を測定できる。 If you allow light detection, in short light-off period, using the LED chain of longest wavelength, it can measure the ambient light. これを行うために、LEDを、光起電力モードに設定し、入射光線に比例する電圧を生成してもよい。 To do this, the LED, and set the photovoltaic mode, it may generate a voltage proportional to the incident light. 電圧がコマンドで指定したレベルを超えた場合は、ランプはそれに応じてオフにできる。 If the voltage exceeds the level specified by the command, the lamp can be turned off accordingly. 電圧が指定レベルより低くなった場合は、ランプはオンにできる。 If the voltage is lower than the specified level, the lamp can be turned on. こうしたメカニズムにより、ライトを夜間にオンにし、日中にオフにすることができる。 Through these mechanisms, and to turn on the lights at night, it can be turned off during the day. タイマと組合せて、ライトを夕暮れにオンにし、指定した時間後にオフにすることもできる。 In combination with a timer to turn on the lights at dusk, it is also possible to turn off after a specified time.

タイマを有効にすると、ランプは、様々な時刻にオン/オフでき、又はオンにしてから指定した時間後にオフにすることができる。 Enabling timer, the lamp can be in different times to be turned on / off or off after a specified time from turn on. ランプは、遠隔操作で、スイッチによって給電することで、又は光センサ機能で、オンにできる。 Lamp, remotely, by powered by a switch, or an optical sensor function, can be turned on. アプリケーションに接続した商用電源では、タイマを、正確な周波数基準に対して交流周波数と同期させる。 In the commercial power supply connected to an application, the timer is synchronized with the AC frequency for accurate frequency reference.

電池で駆動すると、感光性LEDチェーンは、トリクル電流を供給して、電池を再充電できる。 When driven by a battery, a photosensitive LED chain supplies a trickle current can recharge the battery. 30個の赤色LEDによるチェーン(例えば、CREE社製ランプにおける)では、使用頻度が少ない非常灯等の用途で、充電式電池を充電状態に維持できる略1mWのパワーを生成できる。 Chain according to 30 red LED (e.g., in CREE Co. lamp), the in applications such as less frequently used emergency lights can generate a power of approximately 1mW to maintain the rechargeable battery state of charge. 発展途上国で一般的な太陽電池式やオフグリッドシステム等の用途に関しては、ランプの充電能力により、太陽光パネルの充電能力を増大させることができる。 For the application of such general solar powered and off-grid systems in developing countries, the charging capability of the lamp, it is possible to increase the charge capacity of the solar panels.

添付図面を参照することにより、本発明について一層良く理解でき、本発明の多数の目的、特徴、効果が、当業者に明白になろう。 By reference to the accompanying drawings, the present invention can better understood, a number of objects, features, effects, will become apparent to those skilled in the art.

照明装置及びリモコンの例示的な系統図である。 Illumination device and an exemplary system diagram of a remote control. 例示的な照明装置で実行可能な機能の例示的なリストである。 Is an exemplary list of functions available in the exemplary lighting device. 照明装置とリモコン間のデータ通信に関する例示的なタイミング図である。 It is an exemplary timing diagram for data communication between the lighting device and the remote control. 照明装置とリモコン間でデータをやり取りするビットタイミングとコード構成の例示的なタイミング図である。 An exemplary timing diagram of the bit timing and code configured to exchange data between the lighting device and the remote control. 例示的な照明装置のブロック図である。 It is a block diagram of an exemplary lighting device.

異なる図面で同じ参照記号を使用していれば、同等の、又は同一のアイテムを意味するものとする。 If using the same reference symbols in different drawings, similar or intended to mean the same item. 本発明は、様々な変更例や別の形を取ることができるが、本発明の特定の実施形態について、図面で一例として示し、本明細書で詳細に説明する。 The present invention can take various modifications and alternative forms, specific embodiments of the present invention, shown as an example in the drawings and will herein be described in detail. しかしながら、当然、図面やそれに対する詳細な説明は、開示した特別な形に本発明を限定するものではなく、逆に、付記したクレームで規定した本発明の趣旨及び範囲に入る、全ての変更例、均等物、変形例を包含するものとする。 However, of course, a detailed description drawings and thereto are not intended to limit the invention to the particular form disclosed, conversely, within the spirit and scope of the invention as defined by the appended with claims, all modifications It is intended to encompass equivalents, modifications.

ここで図面を参照すると、図1は、照明装置11とリモコン12を含むインテリジェント照明装置システム10の一実施例である。 Referring now to the drawings, FIG. 1 shows an embodiment of an intelligent lighting system 10 including an illumination apparatus 11 and the remote control 12. 好適には、リモコン12を、懐中電燈やテレビのリモコンのような電池式とし、リモコン12を使用して、変調光で照明装置11をプログラムする。 Preferably, the remote control 12, a battery-powered, such as flashlights and TV remote control, by using the remote control 12, to program the lighting device 11 with modulated light. 照明装置11を、好適には、電気ソケット(例えば、エジソン式ソケット)の商用交流電源で駆動すると、照明装置11をリモコン12で制御できる。 The lighting device 11, preferably, electrical socket (e.g., Edison type socket) is driven by a commercial AC power source, a lighting device 11 can be controlled by the remote control 12. 照明装置11を光生成可能にする(即ち、「オンにする」又は「光を生成させる」)と、照明装置11は、リモコン12からのコマンドもしくは環境からの環境光を検出する、又は多色照明装置11の色を較正するために、一時的に及び周期的に発光を停止する。 The illumination device 11 allows light generated (i.e., "turn on" or "to produce a light"), the illumination device 11 detects the ambient light from the command or the environment from the remote controller 12, or multicolor to calibrate the color of the illumination device 11, temporarily stop and periodically emitting. 照明装置11を、商用交流電源で駆動するが、光を生成可能にしない(即ち、「オフにする」)と、照明装置は低パワー状態になる。 The lighting apparatus 11 will be driven by a commercial AC power source, does not allow generating a light (i.e., "turned off"), the lighting device is in a low power state. この状態では、リモコン12からのコマンドを、照明装置11によって引続き検出できる。 In this state, a command from the remote control 12, can be subsequently detected by the lighting device 11. 照明装置11は、データに従い変調した光を即座に生成して、リモコン12に応答する。 Lighting device 11 generates a modulated light in accordance with data in real responds to the remote control 12. 照明装置11をデフォルト状態にリセットするのに、照明装置11への電力を、特定のシーケンスで循環させる。 To reset the illumination device 11 to a default state, the power to the lighting device 11, is circulated in a particular sequence.

図1は、多くの可能なインテリジェント照明装置システムのほんの一例である。 Figure 1 is just one example of many possible intelligent lighting system. 例えば、照明装置11を電池で駆動できる、又はリモコン12を商用交流電源で駆動できる。 For example, the lighting device 11 can be driven by a battery, or drive the remote control 12 in a commercial AC power source. 別の実施例では、照明装置11を設計又は製造する際にプログラムするなら、リモコン12は全く不要である。 In another embodiment, if programmed in designing or manufacturing the lighting device 11, the remote controller 12 is not required at all. 事前にプログラムする装置の例として、事前に設定された常夜灯や、オンにしてから例えば1時間(又は、他の遅延時間)後に自動的にオフになるライトが挙げられる。 Examples of pre-programmed into the device, night light and which is set in advance, for example, 1 hour after the ON (or other delay time) automatically include lights turned off later. そのような場合は、照明装置の機能を減らしてもよい。 In such a case, it may be reduced functionality of the lighting device.

別の実施例では、プログラミング中に、リモコン12からの光で、無電源照明装置11を駆動できる。 In another embodiment, during programming, with light from the remote controller 12, to drive the non-powered lighting device 11. 例えば、消費者は、こうしたリモコンを含む電球交換品を購入できる。 For example, a consumer can purchase a light bulb replacement, including such remote control. その後、消費者は、電球をリモコンにかざして、電球をオンにしてから35分後にオフにするよう設定し、次に、プログラムした電球を、何処かのソケットに持って行き、螺着できる。 After that, consumers, by holding a light bulb on the remote control, set to turn off from the time you turned on the light bulb after 35 minutes, then, the program was light bulb, take it somewhere in the socket, it can be screwed. こうした電源内蔵式変形例でなければ、電球をプログラムするために、通電したソケットに螺着する必要があり、これは可能ではあるものの少し不便かも知れない。 If not such self-powered modification, to program the bulb must be screwed to the energized socket, this may be a bit inconvenient though possible is.

更なる実施例では、使用していない時には、リモコンの電池を、太陽光又は環境光によって充電できる。 In a further embodiment, the when not in use, the battery of the remote control, can be charged by sunlight or ambient light. また、複数の照明装置11は互いに通信できる。 The plurality of illumination devices 11 can communicate with each other. 例えば、様々な政府は、近年、人が存在しているか否かに基づいて自動的にオン/オフするインテリジェントライトを特定の建物に設ける義務を導入している。 For example, various government has recently introduced an obligation to provide an intelligent light to automatically turn on / off based on whether or not there is a person in a specific building. 大手照明会社の中には、動作検出器付きランプと、900MHzのRFトランシーバから成るシステムを提供する会社もある。 Some major lighting companies, there are a motion detector with lamps, also companies that provide a system of 900MHz of RF transceiver. 部屋の1個のランプが動作を検出すると、残りのライトにオンするよう伝える。 When one lamp in the room is detected the operation transmits to turn on the rest of the light. このやり方についての2つの課題は:(1)ライトが高価である点と、(2)RF信号が壁を通過し、人が居ない他の部屋まで届く点である。 Two problems for this approach: (1) passing through light and that it is expensive, a (2) RF signals walls is that reach other rooms that absent person. 本明細書に記載した装置は、(1)RF回路の費用を必要とせず(2)壁も通過しない光を介して互いに通信できる。 Device described herein can communicate with each other via the light not even pass through cost without the need (2) wall (1) RF circuit. また、調光や色制御のような機能は、ランプが互いに通信することから利益を得られる。 Also, features such as dimming and color control, benefit from the lamp to communicate with each other. 例えば、ユーザは、1個のランプをプログラムして、その後、当該ランプで他のランプを再設定できる。 For example, the user programs the one lamp then be reset and another lamp in the lamp. 更なる用途としては、2個のランプを絶えず互いに通信させるセキュリティがある。 As further applications, there is always a security to communicate with each other two lamps. 侵入者が該ランプ間を通り、一瞬でも光を遮ると、ランプがこれを検出し、建物の他のランプに、中央警備システムへのデイジーチェインのような方式で、情報を送信する。 If an intruder passes between the lamp, it blocks the light even momentarily, the lamp will detect this, in addition to the lamp of the building, in such a way daisy chained to the central security system, to transmit information.

表2は、リモコン12に照明装置11をオン/オフ可能にさせ、出力を調節可能にさせ、色を3つの異なる設定の1つに変更可能にさせる、照明装置11に対するコマンド14のリスト例である。 Table 2 is an illumination device 11 in the remote controller 12 on / off possible, is adjustable output, makes it possible to change the color to one of three different settings, a list example of a command 14 to the illuminating device 11 is there. また、照明装置11を、特定のカウントに達した時刻カウンタに応じて、又は環境光が特定レベルより下がると自動的にオンするように、及び照明装置11がオンしてからタイマが特定のカウントに到達した後に、又は環境光が特定レベルより上がると自動的にオフするように、設定することができる。 Further, the lighting device 11, according to the time counter reaches a certain count, or as ambient light automatically turned drops below a specific level, and counts the lighting device 11 from the ON timer particular to after reaching or as ambient light automatically turned off when raised above a certain level can be set. この実施例では、色の混合について常時自動的に測定し、特定の設定に調整する。 In this embodiment, automatically measure constantly the color mixing is adjusted to a particular setting. コマンド14のセット例では、4ビットを使用して、16進コード13を作成できる。 The example set of commands 14, using 4 bits, can create a hexadecimal code 13.

好適には、16進コード13の前に同期パターンを付けて、その後にパリティを付けて、8ビットの転送シーケンスを作成する。 Preferably, with a synchronization pattern in front of the hexadecimal code 13, and then with a parity, to create the 8 bits of the transfer sequence. また、時間を設定するコマンドが、実際の時刻に追従しなければならない。 In addition, the command to set the time, must follow the actual time. 1日は1440分あるので、分解能1分とした時間には11ビットが必要で、この11ビットを、コマンド後に連続した2回の転送で送信できる。 Since a day is 1440 minutes, the time was 1 minute resolution requires 11 bits, the 11 bits can be transmitted in the transfer of two consecutive after the command.

表2は、多くの可能なコマンド14と16進コード13のセットのほんの一例である。 Table 2 is just one example of a set of many possible commands 14 hexadecimal code 13. 例えば、多色ライトにおいて、個々の構成要素を調光できる、又は色較正を可能/不可能にできる。 For example, multi-color lights, it dimming individual components, or the color calibration possible / impossible. 別の実施例として、時刻カウンタで、曜日もカウントすることができる。 As another example, in the time counter, day can also be counted. 照明装置11は、これらの機能のサブセットを有することができる、又はストローブや連続的に色を変化させる等の様々な他の機能を有することができる。 Illumination apparatus 11 can have can have a subset of these features, or various other functions such as changing the strobe or continuous color. また、照明装置11の状態やレジスタ内容を読出すこともできる。 It is also possible to read the state and register contents of the lighting device 11. 更に、コマンド14に対する16進コード13の割り付けを、完全に違うものにしてもよく、コマンド14の数に応じて、より多い又は少ないビットを含んでもよい。 Furthermore, the allocation of hexadecimal code 13 to the command 14, may be completely different things, depending on the number of commands 14 may include more or fewer bits.

図3は、照明装置11が光を生成している際に、照明装置11とリモコン12との間でコマンド14を通信するタイミング図の例である。 3, when the lighting apparatus 11 is generating light, an example of a timing diagram for communicating commands 14 between the illumination device 11 and the remote control 12. 光を生成しないと、照明装置11からのパルス幅変調光PWM20を、ギャップ21によって周期的に遮断する。 If not generate light, a pulse width modulated light PWM20 from the illumination device 11, periodically interrupted by a gap 21. 本実施例のギャップ周期22は1秒である。 Gap period 22 of this embodiment is one second. ギャップ時間23を、商用電源周期の半分、即ち60Hzで8.33ミリ秒と等しくする。 The gap time 23, half of the commercial power supply period, that is equal to 8.33 msec 60 Hz. リモコン12は、照明装置11からのPWM20光のギャップ21に同期し、ギャップ21中に、コマンドCMD24を送信できる。 Remote control 12 is synchronized with the gap 21 of PWM20 light from the illumination device 11, in the gap 21, you can send commands CMD24. CMD24をリモコン12から送信し、照明装置11が正しく受信すると、照明装置11は、CMD24直後に応答RSP25を提供する。 It sends a CMD24 from the remote controller 12, when the illumination apparatus 11 correctly receives the illumination device 11 provides a response RSP25 immediately CMD24. 好適には、リモコン12を、狭い範囲に集光させて(懐中電灯のように)、複数のかかる照明装置を有する部屋で、ユーザが、特定の照明装置に向けてリモコンのコマンドを送るのを助けるようにしてもよい。 Preferably, the remote control 12, by focusing on a narrow range (as a flashlight), in a room having a plurality of such lighting devices, the user, send a remote control command for a particular lighting device it may be help. ユーザは、光線を視認して、その光線で直接1個のライトに照らすようにできる。 The user visually recognizes the light can be to illuminate directly a single light at its light. このようにして、リモコンからの光を照明装置に集光したり、照明装置からの光をリモコンの検出器に集光したりする。 In this manner, or it condenses the light from the remote control to the lighting device, or focuses the light from the illumination device to the remote control of the detector.

この実施例では、照明装置11からの光を、商用電源周波数を16回、即ち60Hz交流で960Hzにパルス幅変調して、LED波長を変えずに調光可能にする。 In this embodiment, the light from the illumination device 11, the commercial power frequency 16 times, that is, the pulse width modulated 960Hz in 60Hz AC, to dimmable without changing the LED wavelength. 最大輝度では、オフ時間を非常に短くする、又は全く存在させず、低光レベルでは、オン時間を短くする。 The maximum brightness, very short off-time, or at all in the absence, in the low light level, to shorten the on-time. パルスの周波数は固定したままにする。 Frequency of the pulse is to remain fixed. リモコン12を照明装置11との同期を喪失しないために、ギャップ21直前の照明装置11からのパルスを、好適には、リモコン12が検出可能な最小幅より狭くしないようにする。 In order not to lose synchronization with the illuminating device 11 the remote control 12, a pulse from the illumination device 11 of the gap 21 immediately before, preferably, the remote controller 12 to block the narrower than the detectable minimum width.

別の実施例では、連続するコマンドをより速く通信可能にするように、照明装置11とリモコン12が第1CMD24を通信した後に、1秒のギャップ周期22を、例えば200ミリ秒に短縮することができる。 In another embodiment, to enable communication faster command continuous, after the lighting device 11 and the remote controller 12 has communicated the first 1CMD24, it is possible to shorten the gap period 22 of 1 second, for example, 200 milliseconds it can. 低パワーと高パワーとの間に多数のパワーレベル段階が存在することもあるため、これは調光にとって重要でありうる。 Since many power level stages between the low power and high power may exist, which may be important for dimming. リモコン12がコマンド送信を停止したなら、ギャップ周期22は元の1秒間隔まで広くなる。 If the remote controller 12 stops sending command, the gap period 22 becomes wider to the original 1-second intervals.

照明装置11が光を生成していない場合には、リモコン12は、ギャップ21を検出せずに、コマンドCMD24をいつでも送信できる。 When the illumination device 11 does not generate light, the remote control 12, without detecting the gap 21, you can send commands CMD24 anytime. 図3に示したプロトコルは、トランザクション前後に照明装置11がPWM20光を出力しない点を除いて、変わらない。 Protocol shown in Figure 3, the illumination device 11 back and forth transaction except that no output PWM20 light, unchanged.

コマンドCMD24を送信しない場合、又は照明装置11が光を生成していない場合には、照明装置11はギャップ21中に環境光を測定できる。 If you do not send commands CMD24, or when the lighting apparatus 11 is not generating light, illumination device 11 can measure the ambient light in the gap 21. コマンドCMD24を送信する場合には、環境光レベルを受光から減算して、その結果を使用して、照明装置11をオン/オフするタイミングを、光センサの機能を有効にする際に、決定する。 When sending commands CMD24 is the ambient light level is subtracted from the received and uses the result, the timing of turning on / off the lighting apparatus 11, when enabling the function of the optical sensor, to determine . 更に具体的には、照明装置がコマンドを受信している際に、背景光又は環境光により、LED(又はフォトダイオード)全体の光誘起電圧で直流オフセットが発生する。 More specifically, when the illumination device is receiving a command, the background light or environmental light, LED (or photodiode) DC offset across the photoinduced voltage is generated. コマンドが全く送信されない時にギャップ21中に光誘起電圧を測定して、コマンドを受信する時に該測定電圧を誘起電圧から減算することにより、この直流オフセットを除去できる。 By measuring the light induced voltage in the gap 21 when the command is not transmitted at all, by subtracting the measured voltage from the induced voltage when receiving commands, you can remove the DC offset. 又は、照明装置内の受信機により、誘起電圧を高域フィルタリングして、直流オフセットを除去できる。 Or, by the receiver in the lighting device, the induced voltage and high-pass filtering, can remove the DC offset. データ転送速度は遅いので、受信機は直流阻止(及び等化)用デジタルフィルタを使用してもよい。 Since the data transfer rate is slow, the receiver may use a digital filter for DC blocking (and equalization). 直流オフセットについてコマンドを受信する前に分かれば、デジタルフィルタの初期状態をそれに応じて設定でき、整定時間を短縮できる。 Knowing before receiving the command for the DC offset, the initial state of the digital filter can be set accordingly, possible to shorten the settling time. 光センサの機能を有効にした場合、照明装置が光を生成している時には、環境光をギャップ21中に測定し、光を生成していない時には、常時測定する。 If you enable the function of the optical sensor, when the illumination device is generating light, the ambient light is measured in the gap 21, when not generating light is constantly measured.

また、多色照明装置11では、ギャップ21中又は照明装置11が光を生成していない時に、個々の色の強度を測定できる。 Further, in the multicolor illumination device 11, when the gap 21 or in the illumination device 11 does not generate light, it is possible to measure the intensity of the individual colors. 例えば、照明装置11をオンにすると、照明装置11は、各色の強度を簡単に測定して後に、所望する光を生成できる。 For example, turning on the illumination device 11, the lighting device 11, after a brief measuring the intensity of each color can produce the desired light. その後、例えば照明装置が暖まると、周期的に、ギャップ21中に色成分を測定できる。 Then, for example, when the illumination device warms up, periodically, to measure the color component in the gap 21.

図3は、多くの可能なタイミング図のほんの一例である。 Figure 3 is just one example of many possible timing diagram. ギャップ周期22及びギャップ時間23は、用途に応じて、大幅に異なるものにできる。 Gap period 22 and the gap time 23, depending on the application, can be significantly different. 応答RSP25を、異なる時間で送信できる、又は全く送信しないこともできる。 Responding RSP25, it can be transmitted at different times, or no may be not transmitted. コマンドCMD24は、PWMサイクルがオフの間でも送信でき、応答RSP25は、PWMデューティサイクル中にバラツキが出てもよい。 Command CMD24 may also be transmitted between PWM cycle is off, the response RSP25 may exit variation in PWM duty cycle. 更なるエラー防御を提供するために、コマンドCMD24を、1回又は複数回繰返して後に、有効にできる。 To provide further error protection, commands CMD24, after repeated one or more times, can be enabled. 多様なタイミング図と通信プロトコルを実行できる。 It can execute communication protocol with various timing diagrams. 電池又は商用交流電源の代わりにリモコン12からの光で駆動する照明装置11に関しては、プロトコルは、コンデンサに、例えば照明装置11を駆動し、データを通信するための電荷を十分に蓄積して、十分な照明持続時間を含むことができる。 For the lighting device 11 that is driven by the light from the remote controller 12 in place of the battery or a commercial AC power source, the protocol, the capacitor, for example, to drive a lighting device 11, the charge for communicating data with sufficiently accumulated, It may include sufficient illumination duration.

図4は、照明装置11が光を生成している時の、照明装置11とリモコン12とのビットレベルの通信について説明しているタイミング図の例である。 4, when the lighting apparatus 11 is generating light, an example of a timing diagram that describes communication of bit levels of the lighting device 11 and the remote control 12. 通信は、照明装置11がPWM20の出力を停止することで開始する。 Communications, lighting apparatus 11 starts by stopping the output of the PWM 20. 照明装置の同期IDSYNC30パルスが、ギャップ21の前に照明装置11が生成する最後のPWMパルスとなる。 Synchronization IDSYNC30 pulses of the illumination device, the last PWM pulse illuminating device 11 in front of the gap 21 is produced. IDSYNC30の幅を、リモコン12が検出可能な最小パルス幅より大きくする。 The width of IDSYNC30, remote controller 12 is larger than the detectable minimum pulse width. 短い一連のパルスといった他の同期シーケンスも、各ギャップ21前に生成してもよい。 Other synchronization sequence such short sequence of pulses may also be generated for each gap 21 before. リモコン12からのCMD24は、同期パターンSYNC 31の3つの1と、16進コード13と、偶数パリティビットP32とを含み、これらをバイフェーズ符号化する。 CMD24 from the remote controller 12 includes three primary synchronization pattern SYNC 31, the hexadecimal code 13, and a even parity bits P32, to biphase encoding them. この実施例では、コマンド14を、「ライトをオフにする」とする。 In this example, the command 14, and "to turn off the lights." 照明装置11で適切にCMD24を受信した場合、応答RSP25は、CMD24を構成したのと同じバイフェーズ符号化したSYNC 31、16進コード13、パリティP32を含む。 When properly receive CMD24 by the illumination device 11, the response RSP25 includes SYNC 31,16 binary code 13 was the same biphase coding as that constituting the CMD24, parity P32.

照明装置11が光を生成していない場合には、図4で示したプロトコルは、照明装置がトランザクション前後でPWM20光(又はIDSYNC30)を出力しない点を除いて、変わらない。 When the illumination device 11 does not generate light, the protocol shown in Figure 4, except that the lighting device does not output PWM20 light (or IDSYNC30) before and after the transaction, does not change.

図4は、多くの可能なビットタイミング図のほんの一例である。 Figure 4 is just one example of many possible bit timing diagrams. このプロトコルは、バイフェーズ符号化の代わりに、4b5b、8b10b、NRZ等の多くの公知な符号化方式のいずれを使用することもできる。 This protocol may in place of the biphase coding, 4B5B, 8b10b, also use any of a number of known encoding schemes NRZ like. SYNC31は、全く何もないものも含む、様々な長さ及びシーケンスを有することができる。 SYNC31 is quite also include those nothing can have various lengths and sequences. 16進コード13は、より多くの又は少ないビットを有することができ、パリティP32は偶数又は奇数、2ビット以上、又は全く無くすることができる。 Hexadecimal code 13 may have more or fewer bits, parity P32 can be eliminated even or odd, 2 bits or more, or at all. CRCコードを、エラー検出に使用できる。 The CRC code can be used for error detection. リモコン12からの光で駆動する照明装置11に関しては、プロトコルを大幅に異なるものにできる。 For the lighting device 11 that is driven by the light from the remote controller 12, it can be provided with significantly different protocols. 特に、リモコン12から発光した光によって、例えば照明装置11から送信したビット間で照明装置11のコンデンサを再充電しながら、データを一度に1ビットずつ、照明装置11からリモコン12に送信する必要があるかも知れない。 In particular, the light emitted from the remote control 12, for example, while recharging the capacitor of the lighting device 11 between transmitted from the illumination device 11 bits, one bit data at a time, it must be transmitted from the illumination device 11 to the remote control 12 there might be. これを行うために有用なトランシーバ技術が、米国特許出願第12/360,467号(2009年1月27日付で、デヴィッド・ジェイ・ナップ(David J.Knapp)氏が「ノード間の双方向ポイントツーポイント通信リンクを利用したフォールトトレラントなネットワーク(Fault Tolerant Network Utilizing Bi-Directional Point-to-Point Communications Links Between Nodes)」と題して出願)と、米国特許仮出願第61/094,595号(2008年9月5日付で、デヴィッド・ジェイ・ナップ氏が「光通信装置、方法、及びシステム(Optical Communication Device, Method and Sy Useful transceiver technology to do this is, in US Patent Application No. 12 / No. 360,467 (January 2009 dated 27, two-way point between David J. Knapp (David J.Knapp) Mr. "node to-point communication link fault tolerant network using (fault tolerant network utilizing Bi-Directional point-to-point communications links between Nodes) "entitled to application), U.S. provisional application No. 61 / 094,595 (2008 in the year September 5 date, David Jay Knapp is "optical communication apparatus, method, and system (Optical Communication device, method and Sy tem)」と題して出願)と、米国特許出願第12/584,143号(2009年9月1日付で、デヴィッド・ジェイ・ナップ氏が「光通信装置、方法、及びシステム(Optical Communication Device, Method and System)」と題して出願)に記載されており、夫々を全体として参照により本明細書に組込むものとする。 And tem) "and entitled to application), in US patent application Ser. No. 12 / 584,143 No. (September 1, 2009, David Jay Knapp is" optical communication apparatus, method, and system (Optical Communication Device, Method and System) "entitled to is described in the application), which is incorporated herein by reference in its entirety, respectively.

図5は、例示的な照明装置11に関するブロック図の例であり、該照明装置11は、EMIフィルタ及び整流器41、交流/直流変換器、分圧器、集積回路IC54、LEDチェーン53を含む。 Figure 5 is an example of a block diagram of an exemplary illumination device 11, the lighting device 11 includes EMI filter and rectifier 41, the AC / DC converter, a voltage divider, the integrated circuit IC 54, LED chain 53. EMIフィルタ及び整流器41とで、全波整流バージョンの商用交流電源VAC40を構成し、商用電源に対する過渡障害が整流電力に影響を与えることや、照明装置11のスイッチングノイズが商用電源に影響を与えることを抑制する。 In the EMI filter and rectifier 41, constitutes a commercial AC power source VAC40 of the full-wave rectification version, and the transient fault affects the commutation power for commercial power supply, the switching noise of the lighting device 11 affects the commercial power supply to suppress. 分圧器は、抵抗R42及びR43を含み、IC54に対する減電圧バージョンの整流した商用電源信号である信号S57を生成する。 The voltage divider comprises a resistor R42 and R43, generates a signal S57 is a commercial power supply signal rectified in reduced voltage version for IC 54. 交流/直流交換器は、インダクタ44及び45(本明細書ではまたインダクタL44及びL45とも表す)、コンデンサ46及び47(また「コンデンサC46及びC47」)、ダイオード(また「ダイオードD48」)、Nチャンネルのスイッチトランジスタ49(また「スイッチN49」)、集積回路54(IC54)上の電力制御装置62を含む。 AC / DC exchanger, inductors 44 and 45 (herein also represents also an inductor L44 and L45), a capacitor 46 and 47 (also "the capacitors C46 and C47"), a diode (also "diode D48"), N-channel switch transistor 49 (also "switch N49"), including a power control device 62 on the integrated circuit 54 (IC 54). 本実施例では、LEDチェーン53を示しており、該チェーンは、LED50、LED51、LED52から成り、LED52とLED53との間を点線にして、LEDチェーン53が多数のLEDを含むことを示している。 In the present embodiment shows an LED chain 53, the chain consists of LED 50, LED 51, LED 52, and the dotted line between the LED 52 and the LED 53, indicates that the LED chain 53 includes a plurality of LED . この構造は、単色ライト、又は青色LEDに蛍光体コーティングを施して作製する白色ライトに典型的なものである。 This structure, monochromatic light, or a blue LED is typical for white light to produce by subjecting a phosphor coating. 多色照明装置は、通常、各色別にLEDチェーンを有する。 Multicolored lighting device usually has an LED chain for each color.

IC54は、メモリ及び制御装置60、PLL及びタイミング61、電源制御装置62、受信機63、出力ドライバ64を含む。 IC54 includes a memory and a controller 60, PLL and timing 61, the power supply control unit 62, a receiver 63, an output driver 64. メモリ及び制御装置60は、タイマや光センサを有効にする等の設定情報を保存する不揮発性メモリと、調光等の設定のための揮発性(又は不揮発性)メモリを含む。 Memory and controller 60 includes a non-volatile memory for storing configuration information, such as to enable the timer and light sensor, a volatile (or nonvolatile) memory for settings such as dimming. また、メモリ及び制御装置60は、リモコン12とのデータ転送を管理し、パルス幅変調(PWM)LEDドライブ信号S59を生成し、タイマと、IC54と照明装置11の全機能を制御する状態機械とを実行する論理を含む。 Further, the memory and controller 60 manages the data transfer between the remote controller 12, it generates a pulse width modulated (PWM) LED drive signal S59, a timer, and a state machine that controls all functions of the lighting device 11 and the IC54 to run, including the logic.

PLL及びタイミング61は、照明装置を駆動する際にS57に位相ロックされる高周波クロックを生成する位相ロックループを含む。 PLL and timing 61 includes a phase locked loop for generating a high frequency clock which is phase locked to S57 when driving a lighting device. R42及びR43から成る分圧器は、IC54の電圧定格を超えない、且つPLLがそれに対してロックする低電圧バージョンの整流商用電源電圧S57を提供する。 Voltage divider consisting of R42 and R43 does not exceed the voltage rating of the IC 54, and the PLL to provide a rectified commercial power supply voltage S57 in the low-voltage versions to lock thereto. IC54上の他の全回路は、PLL及びタイミング61の出力(図示せず)に同期させる。 All other circuitry on the IC54 synchronizes the output of the PLL and timing 61 (not shown).

PLL及びタイミング61により、商用電源の周波数にロックして、照明装置11を、時刻タイマ機能に関して正確な時間基準を維持可能にする。 The PLL and timing 61, to lock the frequency of the commercial power source, a lighting device 11, allowing maintain accurate time reference with respect to time timer function. 同様に、ギャップ周期22とギャップ時間23を、VAC40のタイミングに正確に一致させられる。 Similarly, the gap period 22 and the gap time 23, is matched exactly to the timing of VAC40. そうしたタイミングにより、複数の照明装置11を、光を用いて互いに同期させ、直接通信可能にできる。 By such timing, a plurality of illumination devices 11, using the light in synchronism with each other, can be directly communicably. 例えば、複数の照明装置(即ち「ID」)は、光を生成する直前にGAP(例えば、ギャップ21)をまず探すことで、互いに同期できる。 For example, a plurality of illumination devices (i.e. "ID") is, immediately before generating a light GAP (e.g., gap 21) by a first look, can be synchronized with each other. 適切なGAPを見つけたなら、照明装置はそれらと同期する。 If found suitable GAP, the illumination device is synchronized with them. ギャップを全く見つけられない場合は、同期するものがなく、当該照明装置が、他の照明装置がオンになる時にロック対象となるタイミングマスタになる。 If you can not find any gap, there is nothing to synchronize, the lighting device, the timing master targeted for locking when other illuminating device is turned on. 好適には、かかる照明装置は、同期が失われた場合でも検出可能に、また再ロック可能にすべきである。 Preferably, the illumination device, can be detected even when the synchronization is lost, also should allow re-lock. 照明装置及びシステムに関する、並びに可視光通信システム及び方法に関する更なる実施形態が、米国特許仮出願第61/336,242号(2010年1月19日付で、デヴィッド・ジェイ・ナップ(David J.Knapp)氏が「照明装置及び関連システム及び方法(Illumination Devices and Related Systems and Methods)」と題して出願)と、米国特許仮出願第61/339,273号(2010年3月2日付で、デヴィッド・ジェイ・ナップ氏他が「可視光通信のシステム及び方法(Systems and Methods for Visible Light Communication)」と題して出願)に記載されており、夫々を全体として参照により本明細書に組込む Illuminating an apparatus and system, as well as a further embodiment relates to a visible light communication system and method, in U.S. Provisional Patent Application No. 61 / 336,242 (January 2010 dated 19, David J. Knapp (David J.Knapp ) and Mr. "illumination device and related systems and methods (illumination devices and Related systems and methods)" entitled to application), U.S. provisional application No. 61 / 339,273 (March 2010 2 date, David Jay said Knapp other is described in the "visible light communication system and method (systems and methods for visible Light Communication)" entitled to application), incorporated herein by reference in its entirety, respectively ものとする点に、更に注目されたい。 To point to things, it should be further noted. ディスプレイ関連システム及び方法、ディスプレイキャリブレーションシステム及び方法、LEDキャリブレーションシステム及び方法について、米国特許仮出願第61/273,518号(2009年8月5日付で、デヴィッド・ジェイ・ナップ氏が、「ディスプレイ及び光ポインタシステム、及び関連方法(Display and Optical Pointer Systems and Related Methods)」と題して出願)と、米国特許仮出願第61/273,536号(2009年8月5日付で、デヴィッド・ジェイ・ナップ氏が、「ディスプレイキャリブレーションシステム及び関連方法(Display Calibration Systems and Related Methods)」と題して出願)と、米国 Display-related systems and methods, display calibration system and method, the LED calibration systems and methods, in the United States Provisional Patent Application Serial No. 61 / 273,518 (2009 August 5 date, Mr. David J. Knapp, " display and optical pointer systems, and related methods and (display and optical pointer systems and Related methods) "entitled to application), US provisional Patent application No. 61 / 273,536 (August 2009 5 date, David Jay Mr. Knapp is, the application entitled "display calibration systems and related methods (display calibration systems and Related methods)"), the United States 許仮出願第61/277,871号(2009年9月30日付で、デヴィッド・ジェイ・ナップ氏が、「LEDキャリブレーションシステム及び関連方法(LED Calibration Systems and Related Methods)」と題して出願)と、米国特許仮出願第61/281,046号(2009年11月12日付で、デヴィッド・ジェイ・ナップ氏が、「LEDキャリブレーションシステム及び関連方法(LED Calibration Systems and Related Methods)」と題して出願)に記載されており、夫々を全体として参照により本明細書に組込むものとする点に、更に注目されたい。 Patent Provisional Application No. 61 / 277,871 (September 30, 2009, Mr. David J. Knapp is, "LED calibration systems and related methods (LED Calibration Systems and Related Methods)" and entitled to application) and , in the United States provisional Patent application Serial No. 61 / 281,046 (2009 November 12, date, Mr. David J. Knapp is, titled "LED calibration systems and related methods (LED calibration systems and Related methods)" application ) are described in, in that shall be incorporated herein by reference in its entirety, respectively, it should be further noted.

VAC40をオフにしても、コンデンサC47により、若干の期間IC54への給電を維持できる。 Turning off VAC40, the capacitor C47, can maintain the power supply to some period IC 54. VAC40をこの期間内でオフ/オンした場合、IC54は給電状態に保たれる。 When turning off / on the VAC40 within this period, IC 54 is kept powered state. 照明装置11をデフォルト状態にリセットするには、VAC40を、指定した期間中何度もオン/オフできる。 To reset the illumination device 11 to a default state, the VAC40, may on / off repeatedly in a specified time period. 例えば、リセットのシーケンスを、オンとオフを短い間隔で3回繰返し、その後それより長い間隔でオンとオフを3回繰返し、最後に短い間隔でオンとオフを更に3回繰返すものとする。 For example, the sequence of reset, repeated 3 times on and off at short intervals, then three times on and off at longer intervals, it is assumed that repeated three more times on and off the end at short intervals. PLL及びタイミング61で、信号S57、信号IC54を監視して、信号S57がローであれば、低電力状態に入れると共に、短いVAC40のオン/オフ周期の時間を測定する。 In PLL and timing 61, the signal S57, and monitors the signal IC 54, the signal S57 is if low, the placed in a low power state, measuring the on / off period of the short VAC40 time. PLL及びタイミング61により、適切なVAC40のオン/オフシーケンスを検出すると、IC54をデフォルト状態にリセットする。 The PLL and timing 61, upon detecting the proper VAC40 on / off sequence, resets the IC54 to a default state.

電源制御装置62は、外部構成要素のインダクタL44とL45、コンデンサC46とC47、ダイオードD48、スイッチN49、及び出力ドライバ64からの電流検出フィードバックと共に、交流/直流交換器の機能を実行する。 Power control unit 62 includes an inductor L44 of the external components and L45, capacitors C46 and C47, diodes D48, together with the current sense feedback from the switch N49, and an output driver 64, to perform the functions of the AC / DC exchanger. こうして実行する構成は、周知のSEPIC(Single Ended Primary Inductor Converter)となる。 Thus configured to execute is a well-known SEPIC (Single Ended Primary Inductor Converter). スイッチN49を、1MHz等の比較的高い周波数で、デューティサイクルを変えながら、電源制御装置62によってオン/オフして、LEDチェーン53に流す所望の電流を発生させる。 The switch N49, at a relatively high frequency of 1MHz, etc., and variable duty cycle, turned on / off by the power controller 62 to generate the desired current flowing through the LED chain 53. スイッチN49を閉じると、L44とL45からの電流がスイッチN49を通り引込まれ、コンデンサC46に蓄積した電荷でLEDチェーン53に電流を供給する。 Closing the switch N49, current from L44 and L45 is drawn through the switch N49, supplying current to the LED chain 53 by the charge accumulated in the capacitor C46. スイッチN49を開くと、インダクタL44とL45を通る電流がダイオードD48を通り、LEDチェーン53及びC47に流れる。 Opening switch N49, the current through the inductor L44 and L45 passes through the diode D48, it flows to the LED chains 53 and C47.

電源制御装置62は、出力ドライバ64からの電圧フィードバック信号Vfb65と、内部基準電圧とを比較して、スイッチN49に接続した制御信号S58のデューティサイクルを調整するエラー信号を生成する。 Power control unit 62 includes a voltage feedback signal Vfb65 from output driver 64, by comparing the internal reference voltage, and generates an error signal for adjusting the duty cycle of the control signal S58 which is connected to the switch N49. LEDチェーン53の電流が出力ドライバ64の小型抵抗(図示せず)を通り流れて、信号Vfb65を生成する。 Current of the LED chain 53 to flow through the small resistance of the output driver 64 (not shown), and generates a signal Vfb65. LEDチェーン53をオフにすると、Vfb65は、分割バージョンのV+55となるが、該V+55は、データを受信する時、及びPWM調光をオフにした時間中に発生する。 When the LED chains 53 turn off, Vfb65 is a split version of V + 55, the V + 55, when receiving the data, and occurs during the time you turn off the PWM dimming. 制御ループは、LEDチェーン53がオンの際と同じ電圧でV+55を維持するように、フィードバック分割器を調整する。 Control loop, as LED chains 53 to maintain the V + 55 at the same voltage as the time of ON, adjusts the feedback divider.

出力ドライバ64によりLEDチェーン53への電流をオン又はオフすると、電源制御装置62が新たな信号S58のデューティサイクルに調整できる前に、大量の過渡電圧がV+55で発生することがある。 It is turned on or off the current to the LED chain 53 by an output driver 64, before the power control unit 62 can adjust the duty cycle of the new signal S58, a large amount of transient voltage may occur at V + 55. LEDチェーン53の電流をオフにすると、S58のデューティサイクルが減少するまでV+55が上昇し、またLEDチェーン53の電流をオフにすると、S58のデューティサイクルが増加するまでV+55が低下する。 Turning off the current in the LED chains 53, V + 55 is raised to the duty cycle step S58 is reduced, and when to turn off the current of the LED chains 53, V + 55 is lowered to the duty cycle step S58 increases. かかる過渡現象を抑制するには、そうした変化が発生する前に、電源制御装置62でメモリ及び制御装置60から情報を受信し、かかる変化が必要となる時点で、S58のデューティサイクルを調整する。 To suppress such transients, before such change occurs, it receives the information from the memory and control device 60 in the power supply control unit 62, when such a change is required, to adjust the duty cycle of the S58. 出力ドライバ64がLEDチェーン53の電流をオフにする直前に、電源制御装置62により、S58のデューティサイクルを測定して、その結果を保存する。 Just before the output driver 64 turns off the current of the LED chains 53, the power supply control unit 62 measures the duty cycle of the S58, and stores the result. V+55が急激に上昇するのを防ぐために、次回LEDチェーン53の電流がオフにされると直ぐに、このデューティサイクルに戻す。 To prevent the V + 55 rises rapidly, as soon as the next current of the LED chain 53 is turned off, return to the duty cycle. 同様に、LED電流をオンにすると、S58のデューティサイクルを測定し、その結果を保存し、その後V+55が急激に低下するのを防ぐために、該デューティサイクルに戻す。 Similarly, turning on LED current to measure the duty cycle of the S58, stores the results, in order to prevent subsequent to V + 55 decreases rapidly, back to the duty cycle.

スイッチを接地(図示せず)した状態で、出力ドライバ64で、LEDチェーン53の電流をオン/オフする。 Switch while the ground (not shown) and the output driver 64 to turn on / off the current of the LED chains 53. スイッチをオンにすると、電流はV+55からLEDチェーン53とスイッチを通してアース端子に流れ、スイッチをオフにすると、電流は流れない。 When the switch is turned on, current flows to the ground terminal through the LED chain 53 and the switch from V + 55, when switched off, no current flows. スイッチをオンにすると、スイッチと直列の小型抵抗は、Vfb65を生成する。 When the switch is turned on, a small resistance of the switch in series generates Vfb65. スイッチをオンにすると、制御ループは、V+55からの可変分圧器の出力をVfb65と比較し、出力がVfb65と等しくなるまで、分圧器を調整する。 When the switch is turned on, the control loop is compared with Vfb65 the output of the variable divider from V + 55, until the output becomes equal to the Vfb65, adjusting the voltage divider. また、LEDチェーン53の電流をオフにすると、V+55の分圧器ループもオフにされ、分圧器は一定のままとなる。 Also, turning off the current of the LED chains 53, also a voltage divider loop V + 55 is turned off, the voltage divider remains constant. LEDチェーン53の電流がオフの間、この分圧したバージョンのV+55を、Vfb65を通じて電源制御装置62に送る。 During current of the LED chain 53 is off, and sends the divided version of the V + 55, the power supply control unit 62 via Vfb65.

LEDチェーン53の電流を出力ドライバ64がオフにすると、受信機63は、リモコン12からデータを受信する。 When output driver 64 the current of the LED chain 53 is turned off, the receiver 63 receives the data from the remote controller 12. リモコン12からの変調光を、LEDチェーン53によって電圧信号S59に変換するが、LEDチェーン53は、太陽光パネルにおけるような、光起電力モードで動作する。 The modulated light from the remote controller 12 is converted by the LED chain 53 to a voltage signal S59 but, LED chain 53, such as in solar panels, operating in the photovoltaic mode. 受信機63は、S59を高域フィルタリングして、環境光からの直流成分を遮断し、光起電力LEDチェーン53の低帯域幅をキャンセルする。 The receiver 63, S59 to high-pass filtering, blocking the DC component from the ambient light, to cancel the low bandwidth of the photovoltaic LED chain 53. かかる帯域幅は、通常1Kビット/秒(1Kbps)までサポートするが、適切な等化フィルタを使って、データ転送速度を、10倍以上に速くできる。 Such bandwidth will be supported until normal 1K bits / sec (1 Kbps), using the appropriate equalization filter, the data transfer rate can be faster than 10 times. 図3及び図4のプロトコルをサポートするには、2Kbpsは必要である。 To support the protocol of FIGS. 3 and 4, 2 kbps is required. 受信機63は、交流/直流変換器とデジタルフィルタを含み、信号S59を等化する。 The receiver 63 includes an AC / DC converter and the digital filter, to equalize the signal S59. データをリモコン12から、IC54がロックされる商用交流電源の周波数と同期させて送信するため、タイミング回復は不要となる。 The data from the remote controller 12, IC 54 because the transmitting in synchronism with the frequency of the commercial AC power source to be locked, the timing recovery is not required. デジタルフィルタの出力を、適切な時期に単にサンプリングするだけである。 The output of the digital filter is simply sampled at the appropriate time.

照明装置11が光を生成していない時に、リモコン12はギャップ21の有無を検出する。 When the lighting apparatus 11 does not generate light, the remote controller 12 detects the presence or absence of the gap 21. リモコン12は、照明装置からのギャップ21と同期しないため、またリモコン12は電池式であるため、リモコン12からのデータは、照明装置11のタイミングとは同期しない。 Remote control 12 is, because it is not synchronized with the gap 21 from the lighting device, also the remote control 12 for a battery powered, data from the remote controller 12, the timing of the lighting device 11 is not synchronized. リモコン12が水晶振動子等の精確な発振器を有すると仮定すると、リモコン12と照明装置11の基準クロックは、通常互いに200〜300ppmとなる。 When the remote controller 12 is assumed to have an accurate oscillator such as a crystal oscillator, the reference clock of the remote controller 12 and the lighting device 11 is a normally 200~300ppm each other. 照明装置11は、タイマを、高周波でSYNC31の第3パルスの立ち下がりエッジで刻時するようリセットし、このタイマを使用して、受信データをサンプリングし、送信データを生成する。 Illumination device 11, the timer resets to clocked by the third falling edge of the pulse of the high frequency at SYNC31, using this timer, samples the received data to generate a transmission data. 1転送に費やす16ミリ秒中での2基準クロック間のドリフトは、僅かである。 Drift between the second reference clock within 16 milliseconds to spend on one transfer is slight.

照明装置11は、ギャップ21中に、また照明装置11が光を生成していない時に、受信機63の交流/直流変換器で信号S59の平均電圧を測定することによって、環境光を測定する。 Lighting device 11 in the gap 21, also when the lighting apparatus 11 does not generate light, by measuring the average voltage of the signal S59 in the AC / DC converter of the receiver 63 to measure the ambient light. 交流/直流変換器を、周知のチョッパ安定化構造等の直流誤差が小さくなるよう設計して、極めて低い光レベルを測定できるようにすべきである。 AC / DC converter, and designed to direct errors such as the well-known chopper-stabilized structure is reduced, it should be able to measure very low light levels.

図5は、多くの可能な照明装置11のブロック図のほんの一例である。 Figure 5 is just one example of a block diagram of a number of possible lighting device 11. 例えば、多色ライトのための照明装置11の構造は、各構成色用のLEDチェーン53と出力ドライバ64から構成する。 For example, the structure of the lighting device 11 for a multi-colored light is composed of LED chains 53 and output drivers 64 for each component color. 例示的な色の組合せとして、赤、緑、青、又は赤、黄、緑、青、又は赤と白から構成することができる。 As a combination of exemplary color can be constituted of red, green, blue, or red, yellow, green, blue, or red and white. ギャップ21中、また照明装置11が光を生成していない時に、低光周波数LEDにより、互いの光強度、及び高光周波数LEDの光強度を測定できる。 Among gap 21, also when the lighting apparatus 11 does not generate light, a low optical frequency LED, it can be measured mutual light intensities, and the light intensity of the high light frequency LED. 例えば、赤と白色の照明装置では、例えば、ギャップ21中に、白色のLEDチェーンが光を生成できると共に、赤色のLEDチェーンを受信機に接続でき、光パワーを測定できる。 For example, a lighting device with red and white, for example, in the gap 21, together with the white LED chains can generate light, can be connected to the red LED chain receiver can measure the optical power. 赤色LEDを別々の出力ドライバを有する2つの別々のチェーンに構築した場合、例えばギャップ21中に、片方の赤色LEDチェーンで、他方の光パワーを測定できる。 When building the red LED into two separate chains having a separate output driver, for example in the gap 21, with one red LED chain can be measured and the other of the optical power. 各LEDチェーンからの光パワーを測定することで、照明装置は、異なるLEDチェーンへの電流を調整して、特定の色点を、例えばLEDの変化、温度変化、LEDの耐用年数に対して維持することができる。 By measuring the optical power from each LED chain, lighting apparatus, by adjusting the current to the different LED chains, maintain a certain color point, for example a change in LED, temperature change, relative to the LED life can do. 単一の受信機63を、異なる時間で、異なるLEDチェーンに共有、接続できる、又は複数の受信機63を実装することもできる。 A single receiver 63, at different times, sharing different LED chains, can be connected, or a plurality of receivers 63 can also be implemented.

設定中にリモコン12によって駆動できる照明装置に関する、別の例の照明装置11のブロック図では、第2の極めて低パワーの受信機を含むことができる。 An illumination device that can be driven by remote control 12 during configuration, the block diagram of the illumination device 11 of another example, may include a receiver of the second extremely low power. 第2受信機は、変調光を受光するLEDチェーンによって駆動でき、非揮発性メモリに設定情報を保存できる。 The second receiver can be driven by an LED chain for receiving modulated light, you can store configuration information in non-volatile memory. 通常、光によってLEDチェーン全体に誘起する平均電圧は、同じLEDチェーンから光を生成するのに必要な電圧よりかなり低い。 Usually, the average voltage induced across LED chains by light is much lower than the voltage needed from the same LED chains to generate light. 誘導電圧は、コンデンサC47全体に蓄えられ、LEDチェーン53の小片(segment)を、出力ドライバ64に接続して、リモコン12に応答を発することができる。 Induced voltage is stored across capacitor C47, a small piece of LED chain 53 (segment), connected to the output driver 64 may issue a response to the remote control 12. 駆動していない際に照明装置11を設定するための通信プロトコルは、図3とは異なり、夫々が光パルスを発した後に、コンデンサC47を再充電可能にする。 Communication protocol for setting the illumination device 11 when not driven, unlike FIG. 3, after the respectively emitted light pulses, enabling recharge the capacitor C47. それを行うのに有用な技術については、前述の米国特許出願第12/360,467号と、前述の米国特許仮出願第61/094,595号に記載されている。 For a useful technique to do it, and U.S. Patent Application Serial No. 12 / 360,467 mentioned above, it is described in U.S. Provisional Patent Application No. 61 / 094,595 mentioned above.

商用交流電源の代わりに電池で駆動する照明装置11に関するブロック図では、電池と、可能性があるものとして周知のバック、ブースト、バックブースト(boost buck)、又はフライバック等様々な種類のスイッチング電源とが設けられるであろう。 The block diagram of an illumination device 11 which is driven by a battery in place of the commercial AC power source, a battery and a well-known back as potential, boost, buck-boost (boost buck), or flyback, etc. various types of switching power supply capital would be provided. 充電式電池を用いて、LEDに入射する環境光や太陽光で電力を生成して、電池を再充電できる。 Using rechargeable batteries, and generates power in ambient light or sunlight incident on the LED, it can recharge the battery. そうした照明装置11のブロック図では、充電装置を管理する第2の電源制御装置62を有することができる。 The block diagram of such a lighting device 11 may have a second power supply control unit 62 that manages the charging device. また、商用交流電源で駆動する照明装置には、バックブーストやフライバックといった多様な異なる交流/直流変換器を有することもできる。 Further, the lighting apparatus driven by a commercial AC power source can also have a variety of different AC / DC converter such as a buck-boost or flyback. また、そうした照明装置は、電気が切れた場合でも照明装置が時刻カウンタを維持可能なバックアップ用充電式電池を有することもできる。 Moreover, such illumination device can also be lighting device even if the electricity is cut off has a backup rechargeable battery capable of maintaining time counter. また、照明装置11のタイミングを、例えば、商用電源周波数の代わりに、局部水晶発振器に基づいて計ることもできる。 Further, the timing of the lighting device 11, for example, instead of a commercial power frequency, it is also possible to measure on the basis of the local crystal oscillator.

更なる実施例として、データを受信するのに、例えばLEDの代わりにシリコンフォトダイオードを使用する照明装置のブロック図では、受信機63をLEDチェーン53の代わりにフォトダイオードに接続する。 As a further example, to receive data, for example, in the block diagram of a lighting apparatus using the LED silicon photodiode instead of connecting to the photodiode receiver 63 in place of the LED chains 53. そうした構造は、特に光起電力モードで上手く作動しない、蛍光体でコーティングした白色LEDだけを使用する照明装置に有用となろう。 Such structure is particularly not operate well in the photovoltaic mode, will be useful in the lighting apparatus using only the white LED coated with phosphor. シリコンフォトダイオードは、リモコン12からコマンド24を受信し、環境光を測定し、LEDチェーンから発した光を測定できる。 A silicon photodiode receives a command 24 from the remote controller 12 to measure the ambient light can be measured light emitted from the LED chains.

また、複数の照明装置は、互いに通信することもできる。 The plurality of illumination devices may also communicate with one another. この実施例では、照明装置11は、他の照明装置と同期し、且つ伝送帯域幅に関して調停(arbitrate)するように、プロトコルを実行することができる。 In this embodiment, the lighting device 11 is synchronized with the other illumination device, and to arbitrate regard transmission bandwidth (Arbitrate), it is possible to execute the protocol. オンにすると、照明装置11は、環境光をモニタして、適切なギャップ周期22とギャップ時間23を有するギャップ21を捜し、見つけた場合、当該ギャップ21と同期させることができる。 When on, the lighting device 11 monitors the ambient light, looking for a gap 21 having an appropriate gap period 22 and the gap time 23, when found, can be synchronized with the gap 21. 全照明装置を商用交流電源に接続する場合、極めて正確な同期が可能である。 When connecting all the lighting devices to a commercial AC power source, it is possible very accurate synchronization. 照明装置は、多くの周知の調停プロトコルの何れかに従い帯域幅を調停することができる。 Lighting device can arbitrate bandwidth accordance with any of a number of well-known arbitration protocol. 例えば、2台の照明装置が同時に送信した場合、両照明装置は、衝突を検出し、任意の期間待機させて後に再度通信を試みる。 For example, if two illumination device transmits at the same time, both the lighting device detects a collision, attempts to communicate again after by waiting an arbitrary period. 別の可能性として、CMD24は、衝突の場合、どちらの照明装置が送信を停止するかを示す優先コードを含むことができる。 Another possibility, CMD24 the case of a collision, both of the lighting device can include a priority code indicating whether to stop transmission.

本明細書では、照明装置とは、通常、人間が知覚できる種類の一般的な光だが、場合によっては、赤外線又は他の波長の光を生成するもの、と考える。 In this specification, an illumination device, usually a human but general optical type which can be perceived, in some cases, which produce light in the infrared or other wavelengths considered. 光を生成可能な(即ち、「オンである」)照明装置とは、上述したように、ギャップ中やPWM信号のオフ時間中といった、光源が一時的にオフにされ、実際に発光していない極めて短い期間が存在したとしても、「オン状態」に設定される(即ち、照明状態をオン状態に設定させる)ものと見なしてもよい。 Capable of generating light (i.e., "a on") the lighting device, as described above, such as during the off-time in the gap and the PWM signal, the light source is temporarily turned off, is not actually emit light even very short period exists, it is set to "oN state" (i.e., to set the lighting state to the oN state) may be regarded as. 照明装置のオン状態とオフ状態については、上述した文脈で明らかで、実際の光源のオン/オフ状態と混同しないはずである。 The on and off states of the lighting device, evident in the context described above, it should not be confused with the actual source of the ON / OFF state.

照明装置を、照明装置への電力の供給/除去等(照明装置を挿嵌したライトソケットを通電することによって等)数回のイベントによって、タイマイベントによって、環境光の制御によって、及びリモートコマンドによって、オン状態又はオフ状態に設定してもよい。 An illumination device, the number of times an event (such as by applying a current a light socket that fitted a lighting device) power supply / removal, etc. of the lighting device, the timer event, the control of the ambient light, and by remote command it may be set to an oN state or an oFF state.

本明細書では例示的なブロック図を表したが、照明装置に関する他のブロック分割を提供してもよい。 In the present specification represents the exemplary block diagram, it may provide other block division relates to a lighting device. 本明細書で用いたように、照明装置の属性とは、照明装置に関する操作状態又は設定パラメータを表してもよい。 As used herein, an attribute of the lighting device, may represent the operational state or setting parameters relating to the lighting device. 例として、照明装置内の1つ又は複数の光源夫々の、照明状態、タイマ設定、遅延の設定、色設定、光検出モード設定、調光設定、時刻等が挙げられる。 As an example, the one or more light sources each of the illumination devices people, lighting conditions, the timer setting, setting of the delay, the color setting, the light detection mode setting, dimmer setting, time and the like.

本発明は、様々な変更例や変形例が可能だが、本発明の特定の実施形態について、一例として示し、説明した。 The present invention, but susceptible to various modifications and changes, for certain embodiments of the present invention, shown as an example has been described. しかしながら、当然、それらに対する図面や詳細な説明は、開示した特定の形に本発明を限定するものではない。 However, of course, described drawings and detailed for them are not intended to limit the invention to the specific forms disclosed.

Claims (15)

  1. 照明装置をオン状態に設定すると、照明を提供するように構成した光源と、 Setting a lighting device in the ON state, a light source configured to provide illumination,
    前記照明装置の外からの入射光線に応じて前記光源を制御するように構成した光制御回路と、 A light control circuit configured to control said light source in response to incident light from the outside of the lighting device,
    を含み、 It includes,
    前記光制御回路を、前記照明装置をオン状態に設定すると、照明に周期的なギャップを生成するために前記光源を周期的かつ一時的にオフにするよう構成し、前記光源を、前記周期的なギャップ中および前記照明装置がオフ状態に設定されたときに前記入射光線を検出するよう構成し、前記周期的なギャップは、 前記照明装置に給電する交流電源の周波数に同期される、照明装置。 It said light control circuit, setting the illumination device in the ON state, the light source configured to periodically and temporarily off to produce a periodic gap illumination, the light source, the periodic such gaps in and the lighting device is configured to detect the incident light beam when it is set to the oFF state, the periodic gap is synchronized with the frequency of the AC voltage source for supplying power to the lighting device, the lighting apparatus.
  2. 前記光制御回路は、前記入射光線によって伝えられる光学的に変調したコマンドに反応する、請求項1に記載の照明装置。 The light control circuit is responsive to an optically modulated commands delivered by the incident beam, the lighting device according to claim 1.
  3. 前記光制御回路は、前記光源をオフにした前記ギャップ中に前記入射光線に反応する、請求項1に記載の照明装置。 The light control circuit, said responsive to incident light in said gap has been off the light source, the lighting device according to claim 1.
  4. 前記光制御回路は、前記照明装置の外からの入射光線を復調して、前記入射光線によって伝えられる光学的に変調したコマンドを検出するように構成した受信機ブロックを含み、 The light control circuit demodulates the incident light from the outside of the lighting device includes a configuration the receiver block to detect optically modulated commands delivered by the incident beam,
    前記受信機ブロックは、前記光源をオフにした前記周期的なギャップ中に、前記入射光線に反応する、請求項1に記載の照明装置。 The receiver block is in said periodic gaps you turn off the light source, responsive to the incident light, the illumination device according to claim 1.
  5. 前記光制御回路は、前記照明装置をオン状態に設定すると、 前記ギャップ中以外に、前記光源をパルス幅変調するよう構成される、請求項1に記載の照明装置。 The light control circuit, setting the previous SL lighting device in the ON state, in addition in the gap, the light source configured to pulse width modulate the illumination device according to claim 1.
  6. 前記光制御回路は、受信データコマンドに応じて、前記光源の前記パルス幅変調を変えて、調光能力を得られる、請求項5に記載の照明装置。 The light control circuit, in response to receiving the data command, by changing the pulse width modulation of the light source, obtain a dimming capability, the lighting device according to claim 5.
  7. 前記交流電圧源によって動作可能に駆動する電源ブロックであって、前記光制御回路と前記光源に電力を供給するよう構成する電源ブロックを更に含む、請求項1に記載の照明装置。 The power supply block operatively driven by said ac voltage source, further comprising a power supply block configured to provide power to the said light control circuit light source, the lighting device according to claim 1.
  8. 前記光源を、第2照明装置又はリモコン等の外部装置と通信するよう制御するように、前記光制御回路を構成する、請求項1に記載の照明装置。 The light source, so as to control to communicate with an external device such as a second illumination device or a remote controller, configuring the light control circuit, the lighting device according to claim 1.
  9. 交流電圧源によって給電される照明装置を操作する方法であって、 A method of operating a lighting device powered by an AC voltage source,
    前記照明装置をオン状態に設定すると、前記方法は、 Setting the lighting device in the ON state, the method comprising:
    第1時間に、照明を提供するために光源を動作するステップと、 The first time, a step of operating a light source to provide illumination,
    第2時間に、照明に周期的なギャップを生成するために周期的且つ一時的に前記光源をオフにするステップであって、前記周期的なギャップは、前記照明装置に給電する前記交流電圧源の周波数に同期される、ステップと、 Second hours, comprising the steps of: periodically and temporarily turns off the light source for generating a periodic gap illumination, the periodic gap, the AC voltage source to power the lighting device are synchronized in frequency, the steps,
    前記周期的なギャップ中および前記照明装置がオフ状態に設定されたときに、前記照明装置の外からの入射光線を検出するステップと、 When the periodic gaps in and the lighting device is set to the OFF state, and detecting the incident light from the outside of the lighting device,
    前記入射光線に応じて、前記照明装置を制御するステップと、 In response to said incident light, and controlling the lighting device,
    を含むことを特徴とする、方法。 Characterized in that it comprises a method.
  10. 前記制御するステップは、 The step of the control,
    前記入射光線によって伝えられた光学的に変調されたデータコマンドを復号するために、前記入射光線を復調するステップと、 To decode the optically modulated data commands conveyed by the incident beam, the steps of demodulating the incident light,
    前記入射光線から復号された前記データコマンドに応じて、前記照明装置の属性を変えるステップと、 Depending on the data command decoded from the incident beam, a step of changing an attribute of the lighting device,
    を含む、請求項9に記載の方法。 Including method of claim 9.
  11. 前記属性は、前記照明装置内における1つ又は複数の光源に関する調色設定を含む、請求項10に記載の方法。 The attributes comprising said one or more light sources relates toning set in the illumination device, The method of claim 10.
  12. 前記照明装置の外からの入射光線は、環境光を含み、 Incident light from the outside of the lighting device includes ambient light,
    前記制御するステップは、検出された環境光の量に応じて前記照明装置の明るさを調整することを含む、請求項9に記載の方法。 Step, depending on the amount of detected ambient light and adjusting the brightness of the lighting device, the method of claim 9, wherein the control.
  13. 照明装置であって、 A lighting apparatus,
    前記照明装置をオン状態に設定すると照明を提供するように構成された第1のLED及び第2のLE Dと A first LED and a second LE D that are configured to provide illumination by setting the lighting device in the ON state,
    前記第1のLEDから提供された照明に周期的なギャップを生成するために、周期的且つ一時的に前記第1のLEDをオフするように構成された光制御回路であって、前記周期的なギャップは前記照明装置に給電する交流電圧源の周波数に同期される、光制御回路と、を含 To generate a periodic gap illumination provided from the first LED, a light control circuit configured to turn off the periodic and temporarily the first LED, the periodic a gap is synchronized with the frequency of the AC voltage source to power the lighting device, a light control circuit, only including,
    前記第1のLEDは、前記周期的なギャップ中に前記第2のLEDから放出される光を検出し、前記照明装置がオフ状態に設定されたときに環境光を検出する光検出器として構成される、照明装置。 Wherein the first LED is configured as a photodetector for detecting the ambient light when the detecting light released during periodic gaps from said second LED, the lighting apparatus is set to the OFF state It is the illumination device.
  14. 前記光制御回路は前記照明装置によって生成された光の色を調整するように構成されている、請求項13に記載の照明装置。 The light control circuit is configured to adjust the color of the light generated by the lighting device, the lighting device according to claim 13.
  15. 前記第1LED又は前記第2LED又は両前記LEDによって生成された光は、前記色を調整するために調整される、請求項14に記載の照明装置。 Wherein said 1LED or light generated by the first 2LED or both the LED is adjusted to adjust the color lighting device according to claim 14.
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