JP6029035B2 - 遠隔制御信号受信器を有する発光デバイスシステム、及びドライバ - Google Patents

Description

本発明は、遠隔制御信号受信器を有する発光デバイスシステム、外付けの発光デバイスシステム用のドライバ、及び外部制御システムに関する。

非限定的に例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）などの固体光（solid state light；ＳＳＬ）源は、将来、照明全般においてますます重要な役割を果たすであろう。ますます多くの新たな設備が様々な手法でＬＥＤ光源を装備することになる。現行の光源をＬＥＤ光源で置き換える理由は、例えば、ＬＥＤ光源の低い電力消費量及び極めて長い寿命にある。

典型的に、ＬＥＤは、ドライバと呼ばれる特別な回路によって駆動される。例えば色合い又は光量に関して、ＬＥＤ光源を制御するため、ユーザは、特定の発光特性を選択するための遠隔制御器（リモートコントローラ）を有し得る。特定の場所（例えば、部屋）内のランプを制御する技術システムによって遠隔制御信号が生成されることも可能である。

例えば、特許文献１は、遠隔制御送信器と、内蔵遠隔制御受信器を備えた明暗調整可能な電子安定器と、を有する遠隔的に明暗調整可能なエネルギー節減装置を開示している。

米国特許出願公開第２００８／０２８４３５６号明細書

本発明は、外部ドライバから電力を受け取るように適応された電源端子と、遠隔制御信号を受信するように適応された遠隔制御信号受信器とを有する発光デバイスシステムであって、受信した遠隔制御信号を、遠隔制御信号情報として、専ら前記電源端子及び／又は無線送信を介して、前記ドライバに提供するように更に適応された発光デバイスシステムを提供する。

現状の最先端システムにおいては、ＬＥＤシステムの遠隔制御は、ＬＥＤドライバとＬＥＤランプとを１つの物理ユニットとして、検出した遠隔制御信号を特別な内部配線により直接的にドライバに提供することが可能な遠隔制御センサとともに設けて、ＬＥＤランプに供給される電力の特性をドライバが適切に調整することができるようにする必要がある。

更なる現状の最先端システムにおいては、ＬＥＤシステムの遠隔制御は、照明器具の上又は隣の何処かに置かれなければならず且つ追加の配線によってドライバに接続される追加の受信器を使用することを必要とする。結果として、このようなシステムは、配線への変更、又は更には、照明器具を貫いて配線を通すために照明器具にドリルで穴を開けることが必要なため、単純に既存の照明器具に新たなＬＥＤランプ及びドライバを組み込むことによって遠隔制御機能を提供することができない。

対照的に、本発明によれば、遠隔制御受信器が発光デバイスシステムとともに提供され、該受信器によって受信された遠隔制御信号が、遠隔制御信号情報として、電源端子及び／又は無線送信を介してドライバに転送される。電源端子自体及び／又は無線送信がドライバへの情報の通信のために使用されるため、照明器具内の追加の配線は必要とされない。これは様々な利点を有する。第１の利点は、遠隔制御信号を介した発光デバイスシステムの制御をサポートしていない‘ローエンド’ドライバにも発光デバイスシステムが適合されることである。この場合、ドライバは単純に、電源端子及び／又は無線送信を介して提供される情報を無視することになる。第２の利点は、照明器具内に追加の配線が必要とされないことにより、発光デバイスシステム及びドライバの更なる技術的且つ電気的な認可が不要なことである。そのような技術認可は典型的に、特定の連邦組織又は州機関によって与えられ、極めてコスト集約的で時間を消費する広範な装置試験手順を必要とする。本発明に従った発光デバイスシステムにより、特別な技術認可は必要とされなくなる。

なお、本明細書全体を通して、発光デバイスシステムは、例えば少なくとも１つのＯＬＥＤランプ、ＬＥＤランプ又はレーザーランプを有する固体光システムとして理解される。

本発明の一実施形態によれば、遠隔制御信号受信器は空間的に、発光デバイスシステムの照明ビーム経路の方向を向いた発光デバイスシステムの表面領域に配置される。例えば、遠隔制御信号受信器は空間的に、発光デバイスシステムの照明ビーム経路内に配置される。更なる一例は、遠隔制御信号受信器がＬＥＤランプの光学系内に隠されるもの、又は遠隔制御信号受信器が発光デバイスシステムの照明ビーム経路の方向を向くようにＬＥＤシステムボード上に配置されるものである。後者の場合、遠隔制御信号受信器は、発光デバイスシステムの光放射面とは反対の位置でＬＥＤの後方に配置される。

全ての実施形態において、ＬＥＤランプは例えば光などの電磁波が照明器具を立ち去ることが可能な場所に位置付けられるのが通常であるので、ＬＥＤランプは好適に遠隔制御信号受信器を収容することができる。故に、遠隔制御信号は、ＬＥＤランプに到達するのと同じ経路を使用することができる。

別々のドライバとＬＥＤシステムとを備えた従来装置において、ＬＥＤシステムの制御が望まれる場合には、遠隔制御信号受信器はドライバに電気的に接続されることを必要とし、それは、ドライバを内部に搭載した筐体内に遠隔制御信号受信器を取り付けることによって、あるいはドライバ筐体の表面上の何処かにセンサを置くことによって、の何れかで実現され得る。しかしながら、ドライバの筐体は、特に金属筐体が使用されるとき、遠隔制御信号を遮蔽してしまい得る。また、外部センサは照明器具の設計を妨げることがあり、更に悪いことには、そのようなセンサはドライバに接続されなければならず、更なる配線労力を必要とする。ドライバの電気的なアイソレーション（分離）に応じて、センサ及び配線は帯電部になることがあり、安全なアイソレーションを必要とし得る。

これらの問題は全て、遠隔制御信号受信器を、好ましくは発光デバイスシステムの照明ビーム経路の方向を向くように、発光デバイスシステム内に置くことによって解決され得る。

本発明の一実施形態によれば、発光デバイスシステムは更に光学レンズを有し、遠隔制御信号受信器は該レンズの光軸上に配置される。好ましくは、例えば内側又は外側のレンズ表面上など、レンズの表面上にセンサが配置される。何れの場合も、センサは、光が発光デバイスシステムの内側へと反射して戻されるように、発光デバイスシステムの照明ビーム経路の方向とは反対向きの当該センサの背面側に、光反射領域を有し得る。この特別な構成は、例えば、スポット状の光放射のような特定の幾何学構成で光放射を提供するように、発光デバイスシステムの照明ビーム経路の方向を向けて固体光源の周囲に配置される放物線ミラーとともに使用され得る。

ＲＦ信号受信の場合、電気信号の受信の機能（アンテナ）と光学的な光反射の機能とを、たった１つの部品に結合することができる。

一般的に、遠隔制御信号受信器は、発光デバイスシステム内のレンズの光軸上、すなわち、レンズ自体の上ではないところに配置され得る。その場合、レンズがディフューザとなり、その結果、光軸上の遠隔制御信号受信器の存在によって、光軸上での光の遮蔽（シャドーイング）がもたらされ得る。そうは言うものの、固体光源、影を作る遠隔制御信号受信器、及びディフューザの間の距離を適切に選定することにより、ディフューザ全体にわたって高度に均一な光放射を得ることができる。

本発明の更なる一実施形態によれば、発光デバイスシステムは、受信した遠隔制御信号に応じて当該発光デバイスシステムの電気負荷を調整することによって、受信した遠隔制御信号を、遠隔制御信号情報として、電源端子を介してドライバに提供するように適応される。これは、ドライバとＬＥＤシステムとの間に如何なる追加の配線も必要とすることなく、あるいは如何なるその他の無線伝送技術も必要とすることなく、受信された遠隔制御信号に関してドライバに通知して、発光デバイスシステムによって受信された遠隔制御信号に応じて、発光デバイスシステムに供給される電力を動的に調整したり、遠隔制御信号を上位の制御ネットワークに転送したり、あるいはこれら双方の組み合わせを実行したりすることができるという利点を有する。

発光デバイスシステムの遠隔制御信号情報が電源端子のみを介して供給されるので、発光デバイスシステムからドライバに情報を信号伝達するために、例えば追加のピンのような追加の信号接続は必要とされない。従って、例えば、緩んだ接触による発光デバイスシステムの機能不良の虞が低減される。これはまた、より低コストで更に小さい寸法の発光デバイスシステムの提供を可能にする。

本発明の一実施形態によれば、発光デバイスシステムは、第１又は第２の電力信号特性を有する電力を順次に受け取ることによって発光するよう動作可能であり、発光デバイスシステムは更に、電気負荷を調整するよう適応されたエミュレーション回路を有し、エミュレーション回路は、第２の電力信号特性を有する電力を受け取るときに、第１の電力信号特性を有する電力を受け取るときよりも高い効果で電気負荷を調整するように適応される。ここで、電力信号特性は、電力信号それ自体の何らかの物理特性としても理解される。そのような特性は、例えば、極性、電圧、電流、位相、周波数、若しくは波形、又はこれらの何らかの組み合わせを有し得る。例えば、第１の電力信号特性としてＤＣ信号を供給し、第２の電力信号特性として、ＡＣ信号が重畳されたＤＣ信号を供給することが可能である。

例えば、第１の周波数範囲は第２の周波数範囲と異なるとして、電力は、第１及び第２の周波数範囲の交流電流として順次に受信され、ドライバの検出器回路は、第２の周波数範囲においてのみ、発光デバイスシステムの遠隔制御信号情報を捕捉するように適応され得る。

有利な一実施形態によれば、電力が第１の周波数範囲の交流電流によって発光デバイスシステムに供給される場合、発光デバイスシステムのエミュレーション回路は、この第１の周波数範囲での電力供給中にはアクティブとならない。好ましくは、エミュレーション回路は、第２の周波数範囲においてのみ、電源端子の有意な装荷（ローディング）を生じさせるように適応される。これは、エミュレーション回路の帯域通過フィルタ的な挙動によって達成され得る。この第２の周波数範囲がドライバによって励起されない期間中、回路は、ドライバと発光デバイスシステムとの間の電力フローにほとんど影響を及ぼさない。

更なる一例において、発光デバイスシステムへの供給電力の提供は、第２の周波数範囲における特定の時間間隔と、第１の周波数範囲における残りの時間中とにおいてのみ実行され、これらの時間間隔の間において、発光デバイスシステムのエミュレーション回路は、第１の周波数範囲に応答しないため、不必要に電力を消費しない。この特定の時間間隔においてのみ、ドライバは、交流電流の提供を第１の周波数範囲から第２の周波数範囲へと切り替え、そして、発光デバイスシステムの遠隔制御信号情報を捕捉する。この場合においてのみ、発光デバイスシステムのエミュレーション回路は‘アクティブ’になり、すなわち共振し、例えば幾らかのエネルギーを消費することによって電力フローに影響を及ぼす。さらに、発光デバイスシステムのエミュレーション回路は受動的にターンオン／ターンオフされ得る。

異なる周波数範囲を使用することの更なる１つの利点は、より知的な発光デバイスシステムが、特定の周波数範囲における発光デバイスシステムの遠隔制御信号情報を捕捉することによりこの新しい信号伝達方法をサポートするドライバから電力供給されているかを、関連周波数範囲において検知することによって検出し得ることである。

インダクタ及びキャパシタに基づく共振タンクのような受動回路が、インピーダンス調整の効果の供給信号特性依存性を有することに代えて、発光デバイスシステムの遠隔制御信号受信器が実際の電力供給特性を検出し、それに従ってエミュレーションを活性化あるいは非活性化してもよい。

本発明の更なる一実施形態によれば、発光デバイスシステムの電気負荷は、電源端子の電位とは異なる外部電位に対して調整される。例えば、この電位はグランド電位とし得る。しかしながら、グランド電位にないその他の構成要素へのカップリングが、受信された遠隔制御信号に応じて調整されてもよい。例えば、発光デバイスシステムの外部反射器が基準電位とされ、この反射器が外部ドライバに電気的にカップリングされ得る。

従って、ドライバがコモンモード効果を利用して、検知された情報を検出することが可能である。そのような一実施形態において、外部電位に対する発光デバイスシステムの‘寄生’容量が利用される。このような実施形態はまた、２つの電源端子と冷却用の金属筐体とを備えた発光ダイオードユニットを有し得る。発光ダイオードユニット内の遠隔制御信号受信器が、電源端子と金属筐体との間のカップリングに影響を及ぼすように適応される。

他の一態様において、本発明は、外付けの発光デバイスシステム用のドライバに関し、当該ドライバは電源端子と検出器回路とを有し、前記電源端子は、当該ドライバから前記発光デバイスシステムに電力を供給するように適応され、前記検出器回路は、専ら前記電源端子及び／又は無線受信を介して前記発光デバイスシステムの遠隔制御信号情報を捕捉し、該遠隔制御信号情報を用いて、前記発光デバイスシステムによって受信された遠隔制御信号を決定するように適応され、当該ドライバは更に、決定した前記遠隔制御信号に応じて、供給する電力を制御するように適応される。

本発明の一実施形態によれば、検出器回路は、発光デバイスシステムにより生じる電源端子の電気負荷を検知することによって、電源端子を介して発光デバイスシステムの遠隔制御信号情報を捕捉するように適応される。発光デバイスシステムは、当該発光デバイスシステムに与えられる特定の遠隔制御信号を検出することが可能な少なくとも１つの遠隔制御信号受信器を有する。この遠隔制御信号は、発光デバイスシステムによって調整される特定のインピーダンスにて、ドライバへの遠隔制御信号情報としてエンコードされる。

本発明の更なる一実施形態によれば、遠隔制御信号情報は、発光デバイスシステムによって調整される一連のインピーダンス（インピーダンスシーケンス）に含められ、検出器回路により、発光デバイスシステムにより生じる電源端子の電気負荷を検知することによって捕捉される。この場合、発光デバイスシステムによって調整されるインピーダンスシーケンスによって、遠隔制御信号情報の複雑なデジタルエンコーディングまでもが提供され得る。例えば、発光デバイスシステムのインピーダンスは、遠隔制御信号情報によって変調される。しかしながら、一般的には、デジタル情報が提供されなければならない場合、これは如何なるインピーダンス変調によって実行されてもよく、必ずしもインピーダンスシーケンスによって実行される必要はない。

概して、発光デバイスシステムによって調整されるインピーダンスに遠隔制御信号を含めることは、かなり単純でコスト効率に優れた技術実装であるという利点を有する。例えば、単純な抵抗が使用され、それが、発光デバイスシステムの電気負荷を調整するようにターンオン／ターンオフされ得る。より複雑な例では、抵抗をチューナブル（調整可能）抵抗とし、発光デバイスシステムが、電気負荷をドライバに動的に提供するために、該抵抗の時間依存チューニング及び／又はターンオン／ターンオフを実行してもよい。

また、インピーダンス調整の利点は、このような調整は、発光デバイスシステムの電力経路に有意な影響を及ぼさないように設計されることができることである。

本発明の一実施形態によれば、第１及び第２の電力信号特性を有する電力が順次に発光デバイスシステムに供給され、検出器回路は、第２の電力信号特性を有する電力の供給中にのみ、発光デバイスシステムの遠隔制御信号情報を捕捉するように適応され、第１の電力信号特性は第２の電力信号特性とは異なる。

本発明の一実施形態によれば、ドライバは、第１の動作モードと第２の動作モードとの間で切り替わるように適応され、第１の動作モードにおいて、ドライバは第１の周波数範囲の交流電流によって電力を発光デバイスシステムに供給するように適応され、且つ検出器回路は無効にされ、第２の動作モードにおいて、ドライバは第２の周波数範囲の交流電流によって電力を発光デバイスシステムに供給するように適応され、且つ検出器回路は有効にされて発光デバイスシステムの遠隔制御信号情報を捕捉する。上述のように、これは、ドライバの電力消費量の更なる低減を可能にする。何故なら、ドライバは、交流電流が第２の周波数範囲で発光デバイスシステムに供給される場合にのみ、発光デバイスシステムの遠隔制御信号情報をアクティブに捕捉するからである。

なお、好ましくは、第１及び第２の周波数範囲を含む使用周波数群は何れも、電力が発光デバイスシステムに供給されて実際の電流方向に従って発光ダイオードにターンオン及びターンオフを行わせる、或る周波数範囲での動作中又は異なる周波数範囲間での遷移中に、発光デバイスシステムのユーザが例えば光フリッカといった歪みを見ることのないような高さにされる。

本発明の一実施形態によれば、検出器回路は、発光デバイスシステムによって調整されたインピーダンスを復調することによって、発光デバイスシステムの遠隔制御信号情報を捕捉するように適応される。

本発明の更なる一実施形態によれば、ドライバは更に、遠隔制御信号情報を外部制御システムに提供し、遠隔制御信号情報の提供に応答する外部制御システムからの制御コマンドを受信するように適応される。ドライバは、該制御コマンドに応じて供給電力を制御するように適応される。例えば、外部制御システムは、例えばＤＡＬＩネットワークのような上位の制御ネットワークとし得る。ＤＡＬＩは、Digital Addressable Lighting Interfaceのことであり、技術標準ＩＥＣ６２３８６にて発表されているプロトコルである。このような上位制御ネットワークにより、複数の発光ダイオードユニットを有する複雑なシステムにわたる完全な制御を有することが可能である。これは特に、例えば監視され得る発光ダイオードランプの温度、又は一定時間後にランプを交換するバーニング時間などのようなパラメータにとって重要である。

他の一態様において、本発明は、第１及び第２のドライバに接続されるように適応された外部制御システムであって、当該外部制御システムは更に、前記第１のドライバから第１の遠隔制御信号情報を受信し、該受信に応答して、前記第２のドライバに第２の遠隔制御信号情報を提供するように適応された外部制御システムに関する。これは、第１のドライバによって捕捉された遠隔制御信号情報を、第２のドライバによって供給される電力を制御するために使用することができるという利点を有する。例えば、この目的のため、外部制御システムは、遠隔制御信号情報を第２のドライバに転送するのみであってもよいし、あるいは、遠隔制御信号情報を処理して、異なる遠隔制御信号情報を第２のドライバに提供してもよい。

以下では、以下の図を含む図面を参照しながら、単なる例として、本発明の好適実施形態を更に詳細に説明する。
発光デバイスシステム及びドライバを例示するブロック図である。 ドライバ及び発光デバイスシステムの回路図を例示する模式図である。 更なるドライバ及び更なる発光デバイスシステムの回路図を例示する模式図である。 発光デバイスシステム及びドライバを動作させる方法を例示するフローチャートである。 発光デバイスシステムを例示する模式図である。 発光デバイスシステムを例示する模式図である。 発光デバイスシステムを例示する模式図である。

以下において、同様の要素は同一の参照符号により表記する。

図１は、ドライバ１００及び発光デバイスシステム１１２を例示するブロック図である。ドライバは電源１０２及び電源端子１０８を有している。発光デバイスシステムは電源端子１１４を有しており、ドライバ１００の電源端子１０８と発光デバイスシステム１１２の電源端子１１４とがケーブル１１０によって接続されている。他の例では、接続１１０のために、ケーブルに代えて、例えば照明器具レールなどのその他の手段が用いられてもよい。

発光デバイスシステムは、例えば従来からの発光ダイオード（ＬＥＤ）又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）とし得る固体光源を有している。

発光デバイスシステム１１２を動作させるため、ドライバ１００は、電源端子１０８、ケーブル１１０及び電源端子１１４を介して、発光ダイオード１１６に電力を供給する。

発光デバイスシステム１１２は更に、例えば赤外線信号受信器又は無線周波数信号受信器とし得る遠隔制御信号受信器１１８を有している。受信器１１８が、図１には図示していない遠隔制御信号送信器から、例えば特定の光強度のような所望の発光特性を指し示す信号などといった遠隔制御信号を受信する場合、受信器１１８はこの信号をエミュレーションモジュール１２０に報告する。

エミュレーションモジュール１２０はコントローラ１２２及び回路１２４を有している。図１の実施形態において、コントローラ１２２は、例えばプロセッサを有する能動的なコントローラである。コントローラ１２２は、受信器１１８から遠隔制御信号を受信し、ユーザが所望する発光強度の調整を認識し得る。

コントローラ１２２は更に、回路１２４を介した発光デバイスシステム１１２のインピーダンスの調整のために適応される。インピーダンスの調整は、データをドライバ１００に通信するために、発光デバイスシステム１１２の動作前及び／又は動作中に実行されることができる。例えば、回路１２４は、例えばＭＯＳＦＥＴといった制御可能な抵抗を有し、その抵抗値が、ドライバ１００に提供されるべき情報すなわち遠隔制御信号情報に従って調整される。この例において、コントローラ１２２は、所望の発光強度の変更を検出し、該所望の発光強度の変更を遠隔制御信号情報としてドライバに通信するために、該当するインピーダンス変化に合わせて回路１２４を調整する。

発光デバイスシステム１１２に電力を供給しながら、ドライバ１００は、電源端子１０８、ケーブル１１０及び電源端子１１４を介して、発光デバイスシステム１１２のインピーダンス変化を検出する。インピーダンス変化の検出は、ドライバ１００の検出器１０６によって実行される。換言すれば、検出器１０６は、発光デバイスシステム１１２の電気負荷の、与えられた変化を検知することによって、‘発光強度の変更’なる遠隔制御信号情報を捕捉する。それに応答して、ドライバ１００のコントローラ１０４が、受信された遠隔制御信号情報に応じて、電源１０２によって供給される電力を制御する。例えば、コントローラ１０４は、発光デバイスシステム１１２に供給される電力を低減するように電源１０２を制御し、それにより、ＬＥＤシステム１１２のＬＥＤ１１６により放射される光の強度の特定の減弱がもたらされる。

図１には更に、例えば上位の制御ネットワークとし得るネットワーク１２６が示されている。このネットワークが存在する場合、ドライバ１００によって検出された遠隔制御信号情報はまた、ネットワーク１２６に転送され得る。この機能を有する異なるドライバ及びＬＥＤシステムを含む複数の照明器具が用いられる場合、分散型の遠隔制御受信器が構築され得る。そのような場合、ドライバは、転送される遠隔制御信号情報に、制御ネットワークが該ドライバひいては信号が受信された位置を決定することを可能にする更なる情報を含めることによって、信号を変更してもよい。

例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１２８のようなデータ処理システムが、ネットワークの一部を成してもよく、実際に設定されたＬＥＤシステム１１２の発光特性を表示するためにリアルタイムに使用され得る。ＬＥＤシステム１１２の受信器１１８が、ＬＥＤ１１６の所望の発光特性の変更を指し示す遠隔制御信号を検出すると、この情報はドライバ１００及びネットワーク１２６を介してＰＣ１２８に提供される。ドライバ１００が、端子１０８及び１１４を介してＬＥＤシステム１１２に供給される電力を適切に調整することによって、ＬＥＤの所望の発光特性を自動設定するか、あるいは、ＰＣ１２８がドライバ１００の電力供給特性を調整するか、の何れかが行われ得る。

何れの場合も、受信された遠隔制御信号と上記電力供給特性との間には予め定められた論理関係が存在するので、ＰＣ１２８は常に、ＬＥＤシステム１１２の実際の発光特性に関する情報を提供することができる。

さらに、ＬＥＤシステム１１２の実際の動作条件を検知し得る１つ以上のセンサを、ＬＥＤシステム１１２に設けることが可能である。この動作条件は、一般性を損なうことなく、発光デバイスシステムの実際の発光特性、及び／又は発光デバイスシステムの温度、及び／又は発光デバイスシステムが稼働されている環境の環境条件、及び／又は発光デバイスシステムの稼働時間を含み得る。この目的のため、様々な種類のセンサが発光デバイスシステム１１２内で使用され得る。これらのセンサは例えば、温度センサや、発光デバイスシステムが稼働される環境の環境条件を検知可能な、例えば光センサ、湿度センサ、ダストセンサ、フォグセンサ又は近接センサなどのセンサを含み得る。

また、ＬＥＤシステムからドライバに遠隔制御信号情報を提供するためにケーブル１１０と端子１０８及び１１４とを使用することに代えて、ＬＥＤシステム１１２に無線信号送信手段を設け、且つドライバ１００に無線信号受信手段を設けることも可能である。例えば、ＬＥＤシステム１１２は、無線周波数（ＲＦ）伝送を介して、遠隔制御信号情報をドライバ１００に伝送してもよい。また、情報の光伝送、又は超音波データ伝送も可能であり、後者の場合、ドライバ１００及びＬＥＤシステム１１２は、超音波結合を提供する共通の筐体を有することが好ましい。

無線伝送が用いられる場合、満足されるべき要件は、ＬＥＤシステム１１２からドライバ１００への障害のないデータ通信が可能であるように、ＲＦ周波数及び振幅のような伝送特性を選定することであり、それは、ドライバ１００の金属部品のような考え得る外乱、特定のドライバ筐体材料による遮蔽、及びドライバとＬＥＤシステムとの間の距離を考慮に入れることを含む。例えば、受信器１１８は、第１の周波数帯域のＲＦ遠隔制御信号を受信し、該当するＲＦ遠隔制御信号情報を第２のＲＦ周波数帯域でドライバ１００に提供し得る。

図２は、ドライバ１００及び発光デバイスシステム１１２の回路図を模式的に示している。ドライバ１００は電流源１０２を有している。発光デバイスシステム１１２は、互いに直列接続された一組の発光ダイオード１１６を有している。これら直列接続されたダイオードはＬＥＤ列（ストリング）を形成する。電流源１０２と発光ダイオード１１６とは、電源端子１０８及び１１４を介して、コネクタ及び対応するソケットを含み得る配線１１０によって接続されている。

発光ダイオード１１６を有する発光ダイオード列に加えて、発光デバイスシステム１１２は更に、抵抗２０４及びトランジスタ２０６を有する回路２０８を有している。抵抗２０４及びトランジスタ２０６は、互いに直列に配置されている。回路２０８は、ＬＥＤ１１６を有する発光ダイオード列と並列に配置されている。発光デバイスシステムは更に、赤外線を検知可能なダイオード２０２及び増幅器２００を有する受信器１１８を有している。図２に示す単純な実施形態において、特定の光波長範囲内の赤外光とし得る遠隔制御信号がフォトダイオード２０２に与えられると、フォトダイオード２０２は光電流を生成し、該光電流が増幅器２００によって増幅される。この増幅された信号が、回路２０８のトランジスタ２０６に提供される。それにより、発光デバイスシステムの上側の電源端子１１４から発光デバイスシステムの下側の電源端子１１４へと電流が流れることができ、故に、システム１１２のインピーダンスが変化される。

図２に示した構造の一変形例において、抵抗２０４に代えてインダクタを用いることが可能である。その場合、スイッチの活性時間中にインダクタに蓄えられるエネルギーをＬＥＤ列１１６に送り戻すために、１つ以上の付加的なフリーホイール（還流）ダイオードが必要とされる。そのような構成を用いると、電源端子からとられるエネルギーが消散されずにＬＥＤへと送り戻されるため、転送される遠隔制御信号の、ＬＥＤ列の平均輝度への影響が低減される。

このインピーダンス変化は、ドライバ１００の検出器１０６によって検出されることができる。図２に示す実施形態において、検出器１０６は、測定したインピーダンスの変化を介して受信したこの遠隔制御信号情報を用いて、電力出力特性を調整するように電源１０２に命令し得る。この場合、図１のコントローラ１０４は検出器１０６に含まれていてもよく、その逆もまた然りである。

なお、受信器１１８にて受信された遠隔制御信号が、１つのコード体系から、該情報の更なる取扱に一層適した異なるフォーマットへと翻訳されるようにすることが可能である。例えば、受信器１１８及び回路２０８を有する受信器ユニット２１０内でこのような翻訳を実行することが可能であり、あるいは、検出器１０６内で該翻訳を実行することが可能であり、例えば、受信されたＲＣ５コードをＩ^２Ｃメッセージへと翻訳することが可能である。

図３は、ドライバ１００及び発光デバイスシステム１１２の回路図の更なる模式図である。この場合も、ドライバ１００は、電流源１０２、検出器１０６及び電源端子１０８を有している。発光デバイスシステム１１２は、図２に関して既に説明したように、ＬＥＤ列を形成する複数のＬＥＤ１１６を有している。電流源１０２と発光ダイオード１１６とは、電源端子１０８及び１１４を介して配線１１０によって接続されている。

発光ダイオード１１６を有する発光ダイオード列に加えて、発光デバイスシステム１１２は更に回路３０８を有している。回路３０８は、インダクタンス３０２、キャパシタンス３０４及び可変抵抗３０６を有しており、これらは互いに直列に配置されている。回路３０８は発光ダイオード列と並列に配置されている。回路３０８は、可変抵抗３０６によってインピーダンスを調整されることが可能な周波数選択回路として作用する。しかしながら、回路３０８は、所定の電力信号特性を備えた電力を受信するときに所定のインピーダンスとなる（所定のインピーダンスをエミュレートする）ように適応された如何なる回路であってもよい。該所定の電力信号特性は例えば、この例において、一般性を損なうことなく、更に後述するような特定の周波数範囲を有するものとし得る。

通常の定常ＤＣ動作において、回路３０８は、ダイオード１１６を有する発光ダイオード列に届けられる電力に影響を及ぼさない。しかしながら、専用ドライバ１００を用いることにより、回路３０８のインピーダンスを検出することができる。この目的のため、電源１０２は、ここでは図示しないコントローラを有する検出器１０６によって、ＤＣ動作からＡＣ動作へと切り替えられることができる。発光デバイスシステム１１２に電力として供給される特定の周波数及び電圧振幅において、回路３０８が共振するようになるため、特定の電流が回路３０８に流れることになる。１つの周波数又は幾つかの別個の周波数でインピーダンスを検知することにより、あるいは周波数掃引中にインピーダンスを検知することにより、あるいは周波数応答を測定するために複数のパルスを印加することにより、回路３０８を用いる発光デバイスシステム１１２によって‘エミュレート’されるインピーダンスを検出することができる。

なお、別個の検出器１０６を用いることに代えて、電源１０２の制御ループ内に検出器を組み込むことが可能である。負荷の変調は、ＬＥＤの電圧又は電流に短期間の変動をもたらすことになる。ドライバが閉ループ制御電源を有する場合、この変調は制御ループの誤差信号内に存在することになる。結果として、ドライバ内に追加の検知手段は必要とされない。

受信器ユニット２１０のインピーダンスを、ダイオード１１６を有する発光ダイオード列のインピーダンスとは独立に検出しなければならない場合には、発光ダイオードの影響をドライバ１００の制御回路で補償することができる。更なる策は、電流源の動作を停止させ、発光ダイオード列の順方向電圧には達しないが回路３０８の存在による電気的な負荷を検知するには十分な、小さい検知電圧のみを使用するものである。そのような場合には、発光ダイオード列の光出力に可視的なアーチファクトを生じさせないよう、短い検知期間が好ましい。また、このような実施形態は、発光ダイオードシステムが‘オフ状態’にあり、該システムをオン状態へとパワーアップさせる特定の遠隔制御信号の受信を待っているときに好ましい。

図２の実施形態と図３の実施形態との相違は、図２においては、遠隔制御信号を検出するためにＩＲフォトダイオード２０２が使用されているが、図３の実施形態では、対応するＲＦ遠隔制御信号を受信するためにＲＦアンテナ３００が使用されていることである。

図２及び３の実施形態においては、遠隔制御信号情報が端子１０８、１１４及び配線１１０を介して提供されると仮定した。しかしながら、既に述べたように、図２の回路２０８及び図３の回路３０８を無線データ伝送手段で置き換え、且つ検出器１０６を無線受信手段で置き換えて、ＬＥＤシステム１１２からドライバ１００への無線方式での遠隔制御信号情報の伝送を可能にすることも可能である。さらに、無線データ通信と端子１０８、１１４を介した有線データ通信との組み合わせを用いることも可能である。

以上の実施形態によれば、専ら接続端子１０８及び１１４を介しての情報伝送が用いられる場合に、負荷の電力端子同士間で負荷を測定するとき、遠隔制御信号は検出可能な影響を有する。２つの電源端子を有する発光ダイオードユニットの場合、この検出可能な影響は、双方の電源端子を同時に、しかし逆極性で流れる電流に対して有効であり、ディファレンシャル（差動）モード効果と呼ぶことができる。

しかしながら、ドライバが遠隔制御信号情報を検出するためにコモンモード効果を利用することも可能である。そのような実施形態においては、グランド電位に対する発光ダイオードユニットの寄生容量が利用される。そのような実施形態は、２つの電源端子と冷却用の金属筐体とを備えた発光ダイオードユニットを有し得る。発光ダイオードユニットの受信器は、電源端子と金属筐体との間のカップリングに影響を及ぼすように適応される。発光ダイオードユニットにて受信される情報をドライバによって検出するため、ドライバは、好ましくは高周波数の、あるいは高周波交流電圧の特定の信号を電源端子上に重畳する。受信器が電源端子のうちの一方を金属筐体に接続している場合には、センサが筐体を切断している場合より、該電源端子からグランドへの結合容量が高くなる。全ての電源端子を流れる高周波電流の量を測定することにより、ドライバは、発光ダイオードユニットからグランド電位へのカップリングについて、より良いカップリング又はより悪いカップリングが存在するかを検出することができる。

この測定は、電源端子に対して筐体を接続するか切断するかの何れかを行うスイッチが開いているのか閉じているのかを検出することを可能にし、ひいては、発光ダイオードユニットによって提供される遠隔制御信号情報に関する情報を提供する。

より巧妙な一実施形態においては、デジタル的なオン／オフ切替えだけでなく、電源端子と筐体との間のカップリングを徐々に増大させることが実現され得る。

更なるオプション（選択肢）によれば、電源端子は、金属筐体に、あるいは金属筐体に代えてその他の金属部分（例えば、プラスチック筐体内に入れられた発光ダイオードシステム内の内部金属ヒートシンク）に、あるいはその他の導電性部分（例えばプラスチック筐体の内面の導電性遮蔽層、若しくは印刷回路基板の拡張された銅領域のような部分）に、カップリングされる。

図２及び３の一変形例において、インピーダンス調整回路は異なるように実現されてもよく、例えば、発光ダイオード列の一部を横切って接続されたキャパシタ及び抵抗で構成されて発光ダイオードと直列に接続されてもよく、また、発光ダイオードのＤＣ駆動の場合の単純なインダクタ、又はインダクタ及び／又は抵抗及び／又はキャパシタの並列接続で構成されてもよい。何れの場合も、周波数範囲は好ましくは、発光ダイオードユニットによって生じる負荷の‘電源部分’から‘情報部分’を分離するように適切に選定されるべきである。容積、原因及び損失を決定する構成要素への電流ストレスによれば、図２及び３におけるような並列構造が好ましい。

図４は、発光デバイスシステム及びドライバで構成される発光ダイオード構成を動作させる方法を例示するフローチャートである。この方法はステップ４００で開始し、発光デバイスシステムが、図４の例では第１の周波数である第１組の電力供給特性に従って動作される。換言すれば、ドライバが発光デバイスシステムに、第１の周波数の交流電流によって電力を供給する。ステップ４０２にて或る一定の時間が経過した後、ドライバは、図４の例では第１の周波数とは異なる第２の周波数である第２組の電力供給特性での動作に切り替わる。発光デバイスシステムが有する電気回路は、図４の例では第２の周波数である第２組の電力供給特性に従って当該発光デバイスシステムが動作しているとき（４０４）に一層高い効果を有する電気的な負荷として作用する。しかしながら、回路は、発光デバイスシステムによってドライバに提供される遠隔制御信号情報に応じてターンオン／ターンオフされ得るスイッチを有していてもよい。

ステップ４０６にて、ドライバが、発光デバイスシステムのインピーダンスを検出することによって、発光デバイスシステムの電気的な負荷を検知する。ステップ４０８にて、発光デバイスシステムのインピーダンスに応じて、ドライバが電源の電力特性を発光デバイスシステムに適応させる。この方法は、例えば第１の周波数である第１組の電力供給特性が使用される動作モードに切り替わることによってステップ４００を続ける。

図５ａ−５ｃは、様々な発光デバイスシステム１１２の模式図を示している。図５ａ、５ｂ及び５ｃに示すように、各発光デバイスシステムは、システムボード５０６を有する筐体５００を有している。システムボード５０６上には、少なくとも１つの発光ダイオード１１６及びエミュレーションモジュール１２０が取り付けられている。さらに、ＬＥＤシステム１１２は、発光ダイオードから発せられた光を集結されるため、あるいは発光ダイオード１１６から発せられた光ビームを拡げるために使用され得る光学レンズ５０２を有している。

図５ａ、５ｂ及び５ｃの実施形態の全てにおいて、遠隔制御信号受信器１１８が、光円錐（ライトコーン）５０８の照明ビーム経路の方向５１０を向いた発光デバイスシステムの表面領域に配置されている。

異なる向きのセンサを有することも可能である。例えば、所望の遠隔制御送信器位置とセンサとの間に直接的あるいは反射された視線（ライン・オブ・サイト）が可能である限り、全方向性の感度を有するセンサを任意の向きの表面に配置することができる。

図５ａにおいて、遠隔制御信号受信器は、システムボード５０６上に搭載され、２つの発光ダイオード１１６間に配置されている。従って、この遠隔制御信号受信器は、照明ビーム経路５１０の方向を向いた照明ビーム経路５１０内には配置されていない。結果として、特に受信器１１８が例えば赤外線遠隔制御信号受信器などの光受信器である場合、発光デバイスシステム１１２方向にライトコーン５０８内を指す如何なるＩＲ遠隔制御信号も、受信器１１８によって検知されることになる。更に説明的には、発光デバイスシステム１１２によって直接的に照らされる如何なる点も、遠隔制御送信器の送信位置として使用され得る。この場合、遠隔制御送信器及び受信器１１８は直接的なライン・オブ・サイト内にあるからである。

図５ｂの実施形態では、遠隔制御信号受信器１１８は、発光デバイスシステムの照明ビーム経路５１０内に配置されている。より正確には、遠隔制御信号受信器１１８は、レンズ５０２の光軸５１２上に配置されている。ＬＥＤ１１６に面するレンズの背面上で、遠隔制御信号受信器１１８はミラー５１４を担持している。ＬＥＤ１１６から光軸５１２上のミラー５１４に向けて直接的に発せられる光は、システムボード５０６上でＬＥＤ１１６の周囲に配置された放物面ミラー５０４に向けて反射される。ミラー５０４は凹面鏡であるので、レンズ５０２と組み合わされたＬＥＤシステム１１２は、方向５１０に指向的で高度に平行なビームを提供するために使用されることができる。同時に、ＬＥＤシステム１１２のその他の部分による受信器１１８の遮蔽（シャドーイング）が起こらないので、遠隔制御信号受信器１１８は常に赤外線遠隔制御送信器から見える。

図５ｃの実施形態では、遠隔制御信号受信器１１８は、発光デバイスシステムの照明ビーム経路の方向５１０を向いたＬＥＤシステムの表面領域に配置されている。ここでは、遠隔制御信号受信器は筐体５００に取り付けられており、図５ｂに関して説明した受信器位置と同様の利点を有する。

１００ ドライバ
１０２ 電源
１０４ コントローラ
１０６ 検出器
１０８ 端子
１１０ ケーブル又はレール
１１２ 発光デバイスシステム
１１４ 端子
１１６ 発光ダイオード
１１８ 受信器
１２０ エミュレーションモジュール
１２２ コントローラ
１２４ 回路
１２６ ネットワーク
１２８ ＰＣ
２００ 増幅器
２０２ ＩＲフォトダイオード
２０４ 抵抗
２０６ トランジスタ
２０８ 回路
２１０ 受信器ユニット
３００ アンテナ
３０２ インピーダンス
３０４ キャパシタンス
３０６ 可変抵抗
３０８ 回路
５００ ケース
５０２ 光学レンズ
５０４ ミラー
５０６ システムボード
５０８ ライトコーン
５１０ 照明ビーム経路
５１２ 光軸

Claims (5)

1. 外部ドライバから電力を受け取るように適応された電源端子と、遠隔制御信号を受信するように適応された遠隔制御信号受信器とを有する発光デバイスシステムであって、
   当該発光デバイスシステムは更に、受信した前記遠隔制御信号を、遠隔制御信号情報として、無線送信を介して、前記外部ドライバに提供するように適応されている、
   発光デバイスシステム。
2. 前記遠隔制御信号受信器は、当該発光デバイスシステムの照明ビーム経路の方向を向いている、請求項１に記載の発光デバイスシステム。
3. 前記遠隔制御信号受信器は空間的に、当該発光デバイスシステムの前記照明ビーム経路内に配置されている、請求項２に記載の発光デバイスシステム。
4. 外付けの発光デバイスシステム用のドライバであって、
   電源端子と検出器回路とを有し、前記電源端子は、当該ドライバから前記発光デバイスシステムに電力を供給するように適応され、前記検出器回路は、無線受信を介して前記発光デバイスシステムの遠隔制御信号情報を捕捉し、該遠隔制御信号情報を用いて、前記発光デバイスシステムによって受信された遠隔制御信号を決定するように適応され、
   当該ドライバは更に、決定した前記遠隔制御信号に応じて、供給する電力を制御するように適応されている、
   ドライバ。
5. 請求項４に記載のドライバである第１及び第２のドライバに接続されるように適応された外部制御システムであって、
   当該外部制御システムは更に、前記第１のドライバから第１の遠隔制御信号情報を受信し、該受信に応答して、前記第２のドライバに第２の遠隔制御信号情報を提供するように適応されている、
   外部制御システム。

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