KR102574143B1 - 조명 시스템에서의 적응적 에너지 저장을 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

조명 시스템에서의 적응적 에너지 저장을 위한 시스템들 및 방법들 Download PDF

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Abstract

조명 시스템에서의 적응적 에너지 저장을 위한 시스템들 및 방법들이 본원에서 개시된다. 예시적인 방법은, (1) 하나 이상의 프로세서에 의해, 조명 유닛의 메모리에 저장된 데이터를 획득하는 단계; (2) 하나 이상의 프로세서에 의해, 온도 센서로부터 온도 값을 획득하는 단계; (3) 하나 이상의 프로세서에 의해, 획득된 데이터 및 온도 값을 분석하여, 조명 사이클에 따라 LED들을 동작시키기 위한 최소 커패시터 전압을 결정하는 단계; 및 (4) 하나 이상의 프로세서에 의해, 전압 제어기에 대한 입력 전압을 결정된 최소 커패시터 전압으로 변환하도록 전압 제어기를 제어하는 단계를 포함하고, 여기서, 전압 제어기는 결정된 최소 커패시터 전압을 커패시터에 인가하도록 구성된다.

Description

조명 시스템에서의 적응적 에너지 저장을 위한 시스템들 및 방법들
다수의 조명 시스템들은 발광 다이오드(LED)들과 같은 조명 요소들에 전력을 공급하기 위한 에너지를 저장하기 위해 커패시터들에 의존한다. 그러나, 커패시터들은 제한된 동작 수명을 갖는다. 조명 시스템의 동작 특성들은 커패시터 수명의 길이에 영향을 미친다. 따라서, 적응적 에너지 저장을 위한 시스템들 및 방법들을 사용함으로써 조명 시스템 커패시터들의 동작 수명을 개선할 필요가 있다.
다른 양태에서, 전통적인 조명 전력 시스템들은 고정된 조명 전압을 제공하도록 구성된다. 이를 위해, 조명 시스템이 대부분의 시나리오들에서 동작할 것을 보장하기 위해, 전통적인 조명 전력 시스템들은 최악의 경우의 시나리오를 위한 충분한 전압을 제공하도록 구성된다. 따라서, 조명 시스템이 더 적은 전력을 요구하는 경우, 과잉 전압은 열로서 소산된다. 따라서, 또한, 적응적 전력 구동을 위한 시스템들 및 방법들을 구현함으로써 조명 시스템들에서 열로서 소모되는 전력을 감소시킬 필요가 있다.
실시예에서, 본 발명은 이미징 유닛의 조명 시스템을 위한 에너지 저장 시스템이다. 에너지 저장 시스템은, (i) 하나 이상의 발광 다이오드(LED) 및 LED들을 표시하는 데이터를 저장하는 메모리를 포함하는 조명 유닛을 수용하도록 적응된 조명 포트; (ii) 조명 유닛에 전력을 공급하기 위한 에너지를 저장하도록 구성된 커패시터; (iii) 커패시터로부터 전력을 인출하고 조명 포트에 전력을 공급하도록 구성된 LED 구동기; (iv) 커패시터의 온도를 감지하도록 구성된 온도 센서; 및 (v) 전압 제어기를 포함한다. 전압 제어기는, (a) 전력 공급부에 동작가능하게 연결된 전력 입력 포트; (b) 출력 전압을 설정하기 위한 제어 신호를 수신하도록 구성된 입력 포트; 및 (c) 커패시터에 동작가능하게 연결된 전압 출력 포트를 포함한다. 전압 제어기는 전력 입력 포트에서 감지된 전압을 전압 출력 포트에 공급되는 출력 전압으로 변환하도록 구성된다. 에너지 저장 시스템은 또한, 온도 센서, 조명 유닛, 및 전압 제어기에 동작가능하게 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 적어도 하나의 프로세서는, (1) 조명 유닛의 메모리에 저장된 데이터를 획득하고, (2) 온도 센서로부터 온도 값을 획득하고, (3) 획득된 데이터 및 온도 값을 분석하여, 조명 사이클에 따라 LED들을 동작시키기 위한 최소 커패시터 전압을 결정하고, (4) 전압 제어기의 출력 전압을 결정된 최소 커패시터 전압으로 설정하기 위해, 전압 제어기의 입력 포트로 제어 신호를 전송하도록 구성된다.
다른 실시예에서, 본 발명은 이미징 유닛의 조명 시스템에서의 적응적 에너지 저장을 위한 방법이다. 조명 시스템은, (i) 하나 이상의 발광 다이오드(LED) 및 LED들을 표시하는 데이터를 저장하는 메모리를 포함하는 조명 유닛을 수용하도록 적응된 조명 포트; (ii) 조명 유닛에 전력을 공급하기 위한 에너지를 저장하도록 구성된 커패시터; (iii) 커패시터로부터 전력을 인출하고 조명 포트에 전력을 공급하도록 구성된 LED 구동기; (iv) 커패시터의 온도를 감지하도록 구성된 온도 센서; 및 (v) 전압 제어기를 포함한다. 방법은, (1) 하나 이상의 프로세서에 의해, 조명 유닛의 메모리에 저장된 데이터를 획득하는 단계; (2) 하나 이상의 프로세서에 의해, 온도 센서로부터 온도 값을 획득하는 단계; (3) 하나 이상의 프로세서에 의해, 획득된 데이터 및 온도 값을 분석하여, 조명 사이클에 따라 LED들을 동작시키기 위한 최소 커패시터 전압을 결정하는 단계; 및 (4) 하나 이상의 프로세서에 의해, 전압 제어기에 대한 입력 전압을 결정된 최소 커패시터 전압으로 변환하도록 전압 제어기를 제어하는 단계를 포함하고, 여기서, 전압 제어기는 결정된 최소 커패시터 전압을 커패시터에 인가하도록 구성된다.
아래의 상세한 설명과 함께, 별개의 도면들 전체에 걸쳐 유사한 참조 번호들이 동일한 또는 기능적으로 유사한 요소들을 나타내는 첨부 도면들은 본 명세서에 포함되고 그의 일부를 형성하고, 청구되는 발명을 포함하는 개념들의 실시예들을 추가로 예시하고 이러한 실시예들의 다양한 원리들 및 이점들을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본원에서 개시되는 적응적 에너지 저장 기법들을 구현하는 예시적인 조명 시스템을 예시한다.
도 2a는 능동 방전 회로를 포함하는 예시적인 조명 시스템을 예시한다.
도 2b는 예시적인 능동 방전 회로를 예시한다.
도 3은 조명 설계 애플리케이션을 위한 예시적인 사용자 인터페이스를 예시한다.
도 4 및 도 5는 본원에서 설명되는 적응적 에너지 저장 기법들을 구현하는 예시적인 흐름도들을 예시한다.
도 6은 본원에서 설명되는 적응적 전력 구동 기법들을 구현하는 예시적인 흐름도를 예시한다.
통상의 기술자는 도면들 내의 요소들이 단순성 및 명확성을 위해 예시된 것이고, 반드시 실척대로 도시된 것은 아니라는 것을 인식할 것이다. 예컨대, 도면들 내의 요소들 중 일부의 치수들은 본 발명의 실시예들의 이해를 개선하는 것을 돕기 위해 다른 요소들에 비해 과장될 수 있다.
장치 및 방법 구성요소들은 본원의 설명의 이익을 갖는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 쉽게 명백하게 될 세부사항들로 본 개시내용을 모호하게 하지 않기 위해, 본 발명의 실시예들을 이해하는 것과 관련된 특정 세부사항들만을 도시하는 도면들 내의 통상적인 심볼들에 의해 적절하게 표현되었다.
커패시터들은 커패시터가 구현되는 동작 환경에 기초하여 제한된 동작 수명을 갖는다. 이를 위해, 동작 온도와 커패시터 전압 둘 모두는 커패시터 수명에 영향을 미친다. 즉, 온도가 더 높고 커패시터 전압이 더 높을수록, 커패시터 수명이 더 짧아진다. 본원에서 설명되는 기법들의 제1 세트에서, 커패시터 전압은 커패시터가 충전되는 전압을 최소화하도록 적응적으로 제어된다. 본원에서 설명되는 기법들의 제2 세트에서, 커패시터 온도는 열로서 소산되는 전력의 양을 감소시킴으로써 낮아진다. 개시되는 기법들 중 하나 또는 둘 모두를 구현함으로써, 커패시터 수명이 연장되고, 그에 따라, 조명 시스템의 동작 수명을 증가시킨다.
도 1은 본원에서 개시되는 적응적 에너지 저장 기법들을 구현하는 예시적인 조명 시스템(100)을 예시한다. 도 1에서, 조명 유닛에 대한 전류 공급 경로는 더 두꺼운 라인들로 도시되는 반면, 제어 연결들은 더 얇은 라인들로 도시된다. 조명 시스템(100)은 산업 환경에서 구현될 수 있다. 예컨대, 조명 시스템(100)은 부품들 상에 배치된 바코드들을 검출하고/하거나 부품들 상의 결함들을 검출하기 위해 조립 라인에서 구현될 수 있다. 예시된 바와 같이, 조명 시스템(100)의 3개의 주요 구성요소: 이미지 데이터를 캡처하도록 구성된 이미징 유닛(140); 이미지 데이터의 캡처를 용이하게 하기 위해 조명 광을 제공하기 위한 조명 유닛(130); 및 조명 유닛(130)에 전력을 제공하도록 구성된 전력 구동기(110)가 있다.
이미징 유닛(140)으로 시작하면, 이미징 유닛(140)은 카메라 또는 광각 카메라를 포함하고, 이미지 데이터를 캡처하기 위한 임의의 알려져 있는 이미징 구성요소들을 포함할 수 있다. 예컨대, 이미징 유닛(140)은 렌즈 시스템을 통과하는 광의 반사들을 검출하도록 구성된 이미지 센서들(142)의 어레이를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이미징 유닛(140)은 반사 광이 이미지 센서들(142)에 의해 감지되기 전 및/또는 그 후에 반사 광을 필터링하도록 구성된 하나 이상의 필터를 포함한다.
조명 유닛(130)으로 넘어가면, 조명 유닛(130)은 하나 이상의 LED(132) 및 메모리(134)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 조명 유닛(130)은 LED들(132)의 4개의 뱅크를 포함하고, 그 뱅크들은 각각 2개의 그룹(132a-h)으로 분리된다. 뱅크들 각각은 뱅크 내의 각각의 LED들(132)로 전류가 흐르는 것을 제어가능하게 방지하기 위해 그와 연관된 스위치를 포함할 수 있다. 예컨대, 뱅크 1과 연관된 스위치는 전류가 LED 그룹들(132a 및 132b)로 흐르는 것을 차단할 수 있다. 유사하게, LED들의 그룹들 각각은 LED 뱅크 내로 흐르는 전류가 LED 그룹(132a-h)을 우회하는 것을 제어가능하게 유발하기 위한 스위치와 연관될 수 있다. 스위치들이 릴레이들과 같은 물리적 스위치들일 필요는 없지만, 대신에, 트랜지스터를 통해 구현된 전기적 스위치들일 수 있다는 것을 인식해야 한다.
조명 유닛(130)의 메모리는 LED들(132)에 관한 다양한 정보를 저장하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 메모리(134)는 LED들(132)에 대한 카테고리 전압, LED들(132)에 대한 카테고리 전류, LED들(132)에 대한 카테고리 온도, LED(132)의 수, LED들(132)에 대한 LED 컬러, LED들(132)에 대한 LED 비닝(binning), LED 그룹 배열(예컨대, 뱅크 및 그룹 넘버링에 관한 LED들(132)의 논리적 배치), 물리적 배열(예컨대, 조명 유닛(130) 상의 LED들(132)의 물리적 위치), 조명 유닛(130)에 대한 모델 번호, 및/또는 조명 유닛(130) 및/또는 LED들(132)에 관한 다른 정보를 저장할 수 있다.
예시된 예에서, 조명 유닛(130)은 조명 포트(119)를 통해 전력 구동부(110)에 연결된다. 도 1은 LED들(132)로의 전류 공급 및 메모리(134)로의 논리적 연결이 상이한 포인트들에서 발생하는 것을 도시하지만, 일부 실시예들에서, 연결들 둘 모두는 단일 커넥터(예컨대, 병렬 포트 커넥터)에 포함될 수 있다. 일부 실시예들에서, 조명 유닛(130)을 형성하는 뱅크들이 별개의 조명 보드들일 수 있다는 것을 인식해야 한다. 이 실시예의 일부 구현들에서, 조명 포트(119)는 각각의 조명 보드와 연관된 커넥터를 수용하도록 구성될 수 있다. 다른 구현들에서, 각각의 조명 보드는 조명 보드들을 서로 적층 및/또는 데이지 체이닝하기 위한 2개의 커넥터를 포함한다. 이러한 구현들에서, 조명 포트(119)는 가장 근접해 있는 조명 보드로부터의 커넥터를 수용하도록 구성될 수 있고, 차례로, 그 가장 근접해 있는 조명 보드는 다음으로 가장 근접해 있는 조명 보드로부터의 커넥터를 수용하는 등이다.
전력 구동기(110)로 넘어가면, 전력 구동부(110)는 조명 시스템(100)의 동작을 적응적으로 제어하도록 구성된 프로세서(120)를 포함할 수 있다. 프로세서(120)는 마이크로프로세서 및/또는 다른 타입들의 논리 회로들일 수 있다. 예컨대, 프로세서(120)는 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 주문형 집적 회로(ASIC)들일 수 있다. 따라서, 프로세서(120)는, 예컨대, 이 설명과 함께 수반되는 도면들의 흐름도들에 의해 표현될 수 있는 바와 같은, 본원에서 설명되는 예시적인 방법들의 동작들을 구현하기 위해 명령어들을 실행하는 것이 가능할 수 있다. 머신 판독가능 명령어들은 프로세서(120)의 메모리(예컨대, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리)에 저장되고, 예컨대, 본 개시내용의 흐름도들에 의해 표현되는 동작들 및/또는 조명 유닛(130) 및/또는 이미징 유닛(140)의 동작에 대응할 수 있다.
예컨대, 프로세서(120)는 조명 유닛(130)의 스위치들의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, LED 뱅크 스위치들에 대한 제어와 LED 그룹 스위치들의 제어는 프로세서(120)의 범용 입력/출력(general purpose input/output)(GPIO) 포트들에 연결된 각각의 제어 라인들 상에 멀티플렉싱될 수 있다. 따라서, 프로세서(120)는 각각의 GPIO 포트를 통해 제어 명령어들을 송신함으로써 조명 유닛(130)의 스위치들에 대한 제어 상태를 설정할 수 있다.
예시적인 전력 구동부(110)는 또한, 전력 입력 포트(111)에서의 입력 전압을 전압 출력 포트(113)에 공급되는 프로그램가능 출력 전압으로 승압하도록 구성된 전압 제어기(112)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 전압 제어기(112)는 DC-DC 벅/부스트 전압 변환기이다. 따라서, 전압 제어기(112)는 하나 이상의 입력 포트(114)를 포함하고, 이를 통해, 프로세서(120)는 전압 제어기(112)의 동작을 제어한다. 예컨대, 입력 포트들(114) 중 하나는 출력 전압 제어일 수 있고, 이를 통해, 프로세서(120)는 전압 출력 포트(113)에 공급되는 출력 전압을 설정한다. 아래에서 설명될 바와 같이, 프로세서(120)는 조명 사이클 동안의 조명 유닛(130)의 LED들(132)의 동작을 위한 전력 요건을 만족시키는 충전 레벨로 저장 커패시터(115)를 재충전하는 데 필요한 최소 커패시터 전압을 결정할 수 있다. 따라서, 프로세서(120)는 이러한 결정된 최소 커패시터 전압 레벨로 출력 전압을 설정하도록 구성될 수 있다.
다른 예로서, 입력 포트들(114) 중 하나는 전류 제한기 포트에 대응할 수 있고, 이를 통해, 프로세서(120)는 전압 제어기(112) 내로 흐르는 최대 전류를 설정한다. 이를 위해, 전력 입력 포트(111)에 연결된 전력 공급부(105)는 최대 전류 정격과 연관될 수 있다. 예컨대, 전력 공급부(105)가 범용 직렬 버스(USB) 전력 공급부인 경우, 최대 전류는 구현된 USB 버전에 따라 500 mA, 900 mA, 1.5 A, 또는 3 A일 수 있다.
저장 커패시터(115)는 조명 유닛(130)에 의해 실행되는 조명 사이클들 및/또는 그들의 펄스들에 전력을 공급하기 위한 전하를 저장하도록 구성된다. 도 1은 저장 커패시터(115)를 단일 커패시터로서 도시하지만, 저장 커패시터(115)는 서로 직렬 및/또는 병렬로 연결된 커패시터들의 뱅크일 수 있다. 예시적인 조명 유닛(130)은 (LED 구동기(122)를 통해) 커패시터(115)로부터 전력을 인출하도록 구성된다. 예시적인 저장 커패시터(115)는 전압 제어기(112)의 출력 포트(113)에 연결되고, 그에 따라, 전력 공급부(105)로부터 인출된 승압된 전압이 저장 커패시터(115)를 재충전하는 데 사용된다. 이를 위해, 프로세서(120)에 의해 결정되는 최소 커패시터 전압은 후속 조명 사이클 및/또는 그의 펄스에 전력을 공급하기에 충분한 전압 레벨로 저장 커패시터(115)를 재충전하기 위한 최소 전압 레벨에 대응할 수 있다. 따라서, 저장 커패시터(115)는 조명 유닛(130)의 동작을 위해 요구되는 최소 전압을 받고, 그에 따라, 저장 커패시터(115)의 수명을 연장시킨다.
예시적인 LED 구동기(122)는 전압 입력 포트(123)에 연결된 저장 커패시터(115)로부터 전력을 인출하고, 전류 출력 포트(125)에서 전류 세트포인트 값을 공급하는 전압 레벨로 커패시터 전압을 승압하도록 구성된다. 이를 위해, LED 구동기(122)는 입력 포트(124)를 포함할 수 있고, 이를 통해, 프로세서(120)는 LED 구동기(122)의 전류 세트포인트 값을 설정한다. 예시된 바와 같이, 전류 출력 포트(125)는 조명 유닛(130)에 전력을 제공하기 위해 조명 포트(119)에 연결된다.
예시된 예에서, 전류 출력 포트(125)에서 출력 전류를 검출하기 위해, LED 구동기(122)는 알려져 있는 저항을 갖는 감지 저항기(128)에 연결될 수 있다. 이를 위해, LED 구동기(122)는 감지 저항기(128)의 양 측에 동작가능하게 연결된 포트들을 포함할 수 있다. 따라서, LED 구동기(122)는 출력 전류를 결정하기 위해 감지 저항기(128)의 알려져 있는 저항과 비교하기 위한 감지 저항기(128)에 걸친 전압 강하를 결정할 수 있다. 이어서, LED 구동기(122)는 출력 전류가 프로세서(120)에 의해 프로그래밍된 전류 세트포인트에 도달할 때까지, 전류 출력 포트(125)에 공급되는 전압을 램프 업할 수 있다.
동작 동안, LED들(132)의 전압 강하는 상이한 조명 요구들로 인해 변화된다는 것을 인식해야 한다. 따라서, LED들의 적절한 동작을 위한 전압 승압 요건이 마찬가지로 변화된다. 조명 조립체들을 위한 전통적인 전력 구동부들은 고정된 전압을 공급하기 때문에, 전통적인 전력 구동부들은 더 나쁜 경우의 전압 레벨을 항상 제공하여, 더 적은 전압이 필요할 때, 열 소산을 야기한다. 대신에, 본원에서 설명되는 적응적 전력 구동 기법들은 전류 요건에 기초하여, LED들(132)에 공급되는 전력을 제어한다. 따라서, LED 구동기(122)는 LED들의 실제 동작에 기초하여, (조명 포트(119)를 통해) LED들에 공급되는 전압을 적응적으로 조정한다. 따라서, 열로서 소산되는 과잉 전력이 더 적게 된다.
프로세서(120)는 또한, 저장 커패시터(115)의 온도를 감지하도록 구성된 온도 센서(116)에 연결된다. 감지된 온도에 기초하여, 프로세서(120)는 결정된 최소 커패시터 전압을 조정할 수 있다. 이를 위해, 커패시터 온도가 증가되는 경우, 프로세서(120)는 커패시터 수명의 변화를 상쇄하기 위해 최소 커패시터 전압을 감소시킬 수 있다. 일부 시나리오들에서, 감소된 최소 커패시터 전압은 후속 조명 사이클 및/또는 펄스를 위해 저장 커패시터(115)를 재충전하기에 불충분할 수 있다. 따라서, 프로세서(120)는 저장 커패시터(115)가 재충전되기 위한 추가적인 시간을 제공하기 위해, 조명 유닛(130) 및/또는 이미징 유닛(140)의 동작을 조정할 수 있다. 예컨대, 프로세서(120)는 더 느린 프레임 레이트로 동작하고/하거나 더 낮은 전류로 동작하고/하거나 짧은 펄스 지속기간으로 동작하도록 조명 유닛(130) 및/또는 이미징 유닛(140)을 제어할 수 있다. 유사하게, 프로세서(120)는 조명 유닛(130)의 추가적인 LED들(132)을 우회하도록 조명 사이클 및/또는 펄스를 조정할 수 있다. 이러한 조정들의 결과로서, 조명 사이클 및/또는 펄스는 더 작은 전압을 요구하고, 그에 따라, 전압 제어기(112)가 더 낮은 최소 커패시터 전압으로 저장 커패시터(115)를 충분히 재충전할 수 있게 한다.
프로세서(120)는 또한, 오퍼레이터 디바이스(150)와 데이터를 교환하기 위한 입력/출력(I/O) 포트를 포함할 수 있다. 이를 위해, 오퍼레이터 디바이스(150)는 조명 시스템(100)을 포함하는 산업 환경의 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 오퍼레이터 디바이스(150)는 워크스테이션 컴퓨터, 랩톱, 모바일 폰, 또는 산업 환경 및/또는 조명 시스템(100)의 동작을 제어하도록 허용된 임의의 다른 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 따라서, 오퍼레이터 디바이스(150)는 오퍼레이터가 조명 시스템(100)에 의해 실행되는 조명 사이클들을 설계할 수 있게 하는 조명 설계 애플리케이션을 포함할 수 있다. 예컨대, 조명 시스템(100)이 물체에 대한 생산 라인의 일부인 경우, 조명 사이클은 이미징 유닛(140)의 전방에서 지나가는 물체의 상이한 피처들을 검출하기 위해 상이한 조명 조건들을 제공하도록 조명 유닛(130)을 구성할 수 있다. 오퍼레이터 디바이스(150)는 조명 설계를 I/O 포트를 통해 프로세서(120) 내로 다운로드되는 조명 제어 명령어들의 세트로 변환할 수 있다. 따라서, 프로세서(120)는 조명 제어 명령어들에 따라 조명 유닛(130)(및/또는 그의 다양한 스위치들)을 구성할 수 있다.
추가적으로, 프로세서(120)는 I/O 포트를 통해 오퍼레이터 디바이스(150)로 데이터를 전송할 수 있다. 예컨대, 조명 유닛(130)의 메모리(134)는 LED들(132)의 물리적 및/또는 논리적 위치에 관한 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 조명 설계 애플리케이션은 개선된 설계 제어 및/또는 시뮬레이션을 위해 LED들(132)의 레이아웃을 묘사하는 인터페이스를 제시할 수 있다. 다른 예로서, 메모리(134)는 조명 유닛(130)에 대한 모델 번호를 포함할 수 있다. 따라서, 조명 설계 애플리케이션은 LED의 위치를 결정하기 위해 조명 유닛 데이터베이스(도시되지 않음)에 질의할 수 있다. 다른 예로서, 프로세서(120)는 메모리(134)로부터 오퍼레이터 디바이스(150)에 제공하기 위한 LED들(132)에 대한 최대 전류 정격을 획득할 수 있다. 따라서, 조명 설계 애플리케이션은 최대 전류 정격들에 대한 준수를 보장하기 위해, 제어 명령어들을 프로세서(120)로 다운로드하기 전에 제어 명령어들을 시뮬레이트하도록 구성될 수 있다.
이제 도 2a 및 도 2b로 넘어가면, 조명 시스템(100)의 수정인 예시적인 조명 시스템(200)이 예시된다. 특히, 예시적인 조명 시스템(200)은 능동 방전 회로(260)를 포함하는 전력 구동부(210)를 포함한다. 전력 구동부(210)는 또한, 커패시터(215), LED 구동기(222), 및 프로세서(220)를 포함하고, 그들은 각각 도 1의 저장 커패시터(115), LED 구동기(122), 및 프로세서(120)일 수 있다.
능동 방전 회로(260)는 조명 유닛(130)의 안전한 동작을 보장하기 위해, LED 전압(VLED)을 커패시터 전압(VCAP)으로 방전하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 프로세서(220)는 LED들(132)의 상이한 구성들로 연속적인 조명 펄스들을 수행하도록 조명 유닛(130)을 제어하도록 구성될 수 있다. 따라서, LED들(132)을 구동하는 데 요구되는 전압이 연속적인 조명 펄스들 사이에서 감소되는 경우, 초기의 더 높은 조명 전압은 다음의 더 낮은 조명 펄스에 필요한 전압 레벨 아래로 충분히 방전되지 않을 수 있다. 예컨대, 다음의 더 낮은 조명 펄스는 더 적은 LED들(132)을 인에이블하고/하거나 더 적은 전력을 요구하는 컬러(예컨대, 적색 대 백색 조명)로 LED들을 동작시킬 수 있다. 이 과잉 전압은 더 낮은 조명 펄스를 실행할 때 LED들(132)을 손상시킬 수 있다. 이 과잉 전압을 능동적으로 방전함으로써, 능동 방전 회로(262)는 조명 유닛(130)의 안전한 동작을 보장한다.
예시된 바와 같이, 능동 방전 회로(260)는 프로세서(220)가 능동 방전 회로(260)를 활성화할 수 있게 하는 입력 포트(262)를 포함한다. 예컨대, 제어 신호를 입력 포트(262)로 전송함으로써, 프로세서(220)는 스위치(도시되지 않음)를 폐쇄하여, 커패시터(215)가 재충전되고 있는 동안, LED 구동기(222)에 의해 공급되는 전류가 (도 1의 조명 포트(119)와 같은 조명 포트를 통해) 조명 유닛(130) 대신에 능동 방전 회로(260) 내로 흐르게 한다. 따라서, 프로세서(220)는 그에 저장된 조명 제어 명령어들을 분석하여, 연속적인 조명 펄스들을 위해 요구되는 전압이 감소되는 때를 검출하고, 그에 따라, 입력 포트(262)를 통해 방전 회로(260)를 제어하도록 구성될 수 있다.
도 2b는 도 2a의 전력 구동부(210)에서 구현될 수 있는 예시적인 능동 방전 회로(260)를 예시한다. 프로세서(260)가 높은 전압 신호를 입력 포트(262)로 전송할 때, nFET 트랜지스터(261)(QN)가 활성화되고 방전 전류를 접지에 연결한다. 따라서, 저항기들(264(R1) 및 268(R2))은 전압 분할기로서 작용하고, 여기서, 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)(266)("Qlimit")의 베이스 전압은 BJT(266)의 컬렉터 전압보다 더 크다. 결과로서, pFET 트랜지스터(263)(QP)가 활성화되고, 전류가 저항기(267)("Rlimit")를 통해 전도되고, 그에 따라, BJT(266)의 베이스에서의 VLED 전압 레벨로부터의 전압 강하를 발생시킨다. 이 전압 강하가 BJT(266)의 이미터-베이스 임계치에 도달할 때, BJT(266)가 활성화되고, pFET(263)에 대한 게이트 전압을 증가시켜서, pFET(263)가 오믹 영역에서 동작하게 한다. pFET(263)가 오믹 영역에서 동작할 때, 능동 방전 회로(260)는 전류 제한 저항기(267)와 BJT(266)의 베이스-이미터 전압 임계치 사이의 관계에 기초하여 일정한 전류 레벨로 동작한다. 예시적인 능동 방전 회로(260)는 또한, VLED의 방전 동안 PFET 트랜지스터(263)의 게이트-소스 전압을 안전한 전압 레벨로 제한하기 위한 제너 다이오드(265)(Z1)를 포함한다.
도 3으로 넘어가면, 오퍼레이터 디바이스(350)(이를테면, 도 1의 오퍼레이터 디바이스(150)) 상에서 실행되는 조명 설계 애플리케이션을 위한 예시적인 사용자 인터페이스(300)가 예시된다. 오퍼레이터 디바이스는 프로세서(320)(이를테면, 도 1의 프로세서(120), 도 2a의 프로세서(220), 및/또는 다른 유사하게 구성된 논리 회로)의 I/O 포트에 연결될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 조명 설계 애플리케이션은 오퍼레이터가 조명 유닛(이를테면, 도 1 내지 도 2b의 조명 유닛(130))에 의해 수행되는 조명 사이클을 표시하는 조명 제어 명령어들의 세트를 설계할 수 있게 하도록 구성될 수 있다.
조명 설계 애플리케이션은 사용자 인터페이스(300)를 채우기 위한 정보에 대해 프로세서(320)를 폴링(poll)하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 조명 설계 애플리케이션은 프로세서(320)로부터 LED 레이아웃을 획득하여 그의 시각적 표시(310)를 제시하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, LED 레이아웃(310)의 표시는 또한, 관심 물체에 대한 LED들의 위치를 표시할 수 있다. LED 레이아웃(310) 내의 개별 LED들을 표현하는 표시는 대응하는 LED 구성 패널을 제시하도록 선택가능할 수 있다.
예시된 바와 같이, LED 구성 패널은 선택된 LED를 설명하는 정적 정보(322) 및 프로그램가능 정보(324)를 포함할 수 있다. 조명 설계 애플리케이션은 프로세서(320)로부터 디스플레이된 정보를 획득할 수 있다. 따라서, 오퍼레이터는 인터페이스 요소(334)를 선택하고 각각의 프로그램가능 필드들에 대한 값들을 입력함으로써, 프로그램가능 정보(324)를 수정할 수 있다. 오퍼레이터가 펄스 수 필드를 수정하는 경우, 사용자 인터페이스(310)는 새로운 펄스에 대응하는 새로운 정보를 획득할 수 있다는 것을 인식해야 한다. 따라서, 오퍼레이터는 사용자 인터페이스(300)를 통해 임의의 수의 펄스를 포함하는 조명 사이클들을 설계할 수 있다.
오퍼레이터가 조명 사이클을 설계하는 것을 종료할 때, 오퍼레이터는 설계된 조명 사이클에 대응하는 조명 제어 명령어들의 세트로 프로세서(320)를 프로그래밍하기 위해 사용자 요소(332)와 상호작용할 수 있다. 제어 명령어들의 세트를 수신한 후에, 프로세서(320)는 조명 유닛의 하나 이상의 스위치를 제어하고/하거나 그에 따라 LED들을 프로그래밍할 수 있다. 일부 실시예들에서, 조명 제어 명령어들의 세트를 프로세서(320) 내로 다운로드하기 전에, 조명 설계 애플리케이션은 최대 전류와 같은 LED들의 동작 제한들에 대한 준수를 결정하기 위해 조명 사이클의 시뮬레이션을 수행한다. 따라서, 시뮬레이트된 조명 사이클이 동작 제한들 내에서 수행되지 않는 경우, 조명 설계 애플리케이션은 오퍼레이터에게 경고를 제시할 수 있다. 경고는 동작 제한을 준수하지 않을 특정 LED를 표시하고, 그에 따라 조명 사이클을 조정하는 방법의 표시를 제공할 수 있다.
이제 도 4로 넘어가면, 본원에서 설명되는 적응적 에너지 저장 기법들을 구현하기 위한 예시적인 흐름도(400)가 예시된다. 흐름도는 조명 시스템의 프로세서(이를테면, 각각 도 1, 도 2a, 및 도 3의 프로세서(120, 220, 또는 320) 및/또는 다른 유사하게 구성된 논리 회로)에 의해 수행될 수 있다.
블록(404)에서, 프로세서가 파워 온된다. 더 구체적으로, 프로세서는, 이를테면, 전력 공급부(이를테면, 도 1의 전력 공급부(105))와 연관된 스위치를 폐쇄함으로써, 전력 공급부에 연결될 수 있다.
블록(408)에서, 프로세서는 전력 공급부 타입을 검출한다. 예컨대, 프로세서는 전력 공급부에 의해 공급되는 DC 전압 레벨을 결정할 수 있다. 다른 예로서, 프로세서는 전력 공급부와 연관된 메모리로부터 전력 공급부에 관한 정보를 획득한다. 이를 위해, 메모리는 전력 공급부에 대한 최대 전류 정격의 표시를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전력 공급부는 5V USB 전력 공급부이다.
블록(412)에서, 프로세서는 전력 공급부와 연관된 전류 제한을 시행하도록 전압 제어기(이를테면, 도 1의 전압 제어기(112))를 구성한다. 더 구체적으로, 프로세서는 전류 제한기와 연관된 입력 포트를 통해 전압 제어기로 제어 신호를 전송할 수 있다. 이에 응답하여, 전압 제어기는 전력 공급부로부터 인출되는 전류가 전류 제한을 초과하지 않는 것을 보장한다.
블록(416)에서, 프로세서는 저장 커패시터(이를테면, 각각 도 1 및 도 2a의 커패시터들(120 및 220))에 대한 최대 커패시터 전압을 출력하도록 전압 제어기를 구성한다. 최대 커패시터 전압은 저장 커패시터에 대한 알려져 있는 특성들에 기초하여 결정될 수 있다. 예컨대, 저장 커패시터에 대한 최대 전압 정격은 저장 커패시터와 연관된 메모리에 저장될 수 있다. 커패시터의 최대 전압으로 커패시터를 동작시키는 것은 저장 커패시터의 수명을 상당히 단축시킬 수 있다는 것을 인식해야 한다. 따라서, 일부 실시예들에서, "최대" 커패시터 전압은 실제로 진정한 최대 커패시터 전압의 퍼센티지(예컨대, 60%, 70%, 75%)이다. 위에서 설명된 바와 같이, 커패시터 수명은 또한, 커패시터 온도에 기초한다. 따라서, 퍼센티지는 커패시터 온도에 기초하여 변화될 수 있다. 즉, 커패시터 온도가 더 높을수록, 진정한 최대 전압의 퍼센티지인 "최대" 커패시터 전압이 더 낮아진다. "최대" 커패시터 전압을 결정한 후에, 프로세서는 전압 제어기의 입력 포트로 제어 신호를 전송하여, 전압 제어기가 시그널링된 "최대" 커패시터 전압 레벨을 세트포인트 값으로서 사용하여 전력 공급부 전압을 승압하게 할 수 있다.
블록(420)에서, 프로세서는 전압 제어기 출력을 인에이블한다. 더 구체적으로, 프로세서는 전압 제어기의 입력 포트로 제어 신호를 전송하여, 전압 제어기가 전력 공급부로부터의 입력 전압을 시그널링된 세트포인트 전압(즉, 결정된 "최대" 커패시터 전압)으로 승압하는 것을 시작하게 한다.
블록(424)에서, 프로세서는 조명 유닛(이를테면, 도 1 및 도 2a의 조명 유닛(130))의 메모리(이를테면, 도 1의 메모리(134))로부터 조명 유닛의 하나 이상의 LED(이를테면, 도 1 및 도 2a의 LED들(132))에 관한 데이터를 획득한다. 이를 위해, 프로세서는 설계된 조명 사이클을 수행하기 위한 조명 제어 명령어들의 세트로 프로그래밍될 수 있다. 따라서, 프로세서는 조명 사이클 동안 LED들에 전력을 공급하기 위한 예상 전압 요건을 결정하기 위해, 하나 이상의 교정 펄스를 포함하는 교정 조명 사이클을 실행하도록 구성될 수 있다. 따라서, 프로세서는 조명 사이클 동안 활성인 LED들에 대한 데이터 특성들을 식별 및 획득할 수 있다. 획득된 데이터에 기초하여, 프로세서는 교정 펄스들에 대한 펄스 지속기간 및 전류 요건을 결정할 수 있다.
블록(428)에서, 프로세서는 결정된 전류 요건(즉, 테스트 전류)을 제공하도록 LED 구동기(이를테면, 각각 도 1 및 도 2a의 LED 구동기들(122 및 222))를 구성한다. 이를 위해, 프로세서는 결정된 전류 요건을 전류 출력 세트포인트로서 사용하도록 LED 구동기를 제어하는 제어 신호를 LED 구동기의 입력 포트로 전송할 수 있다.
블록(432)에서, 프로세서는 획득된 데이터에 기초하는 특성들을 갖는 펄스를 제공하도록 LED 구동기를 구성한다. 즉, 프로세서는 프로그래밍된 조명 사이클의 특성들에 기초하는 펄스 레이트 및 식별된 교정 펄스의 지속기간을 갖는 펄스를 제공하도록 LED 구동기를 구성할 수 있다. 따라서, 프로세서는 하나 이상의 입력 포트를 통해 LED 구동기에 시그널링함으로써 펄스 지속기간 및 레이트를 구성할 수 있다.
블록(436)에서, 프로세서는 LED 뱅크들을 인에이블한다. 더 구체적으로, 프로세서는 조명 사이클에 따라 LED들을 구성한다. 이를 위해, 프로세서는 LED 뱅크들 및/또는 LED 뱅크들 내의 LED들의 그룹과 연관된 스위치들을 제어하기 위해 하나 이상의 GPIO 포트를 통해 제어 명령어들의 세트를 출력할 수 있다. 예컨대, 프로세서는 LED 뱅크들 및/또는 LED 그룹들의 스위치들에 대한 제어 상태를 시그널링하기 위해 멀티플렉싱 기법들을 구현하는 GPIO 포트들을 통해 제어 신호들을 송신할 수 있다. 추가적으로, 조명 유닛은 컬러 프로그램가능 LED들을 포함하고, 프로세서는 LED들에 대한 LED 컬러를 또한 설정하도록 구성될 수 있다. 조명 유닛의 스위치들 및 LED 컬러들을 설정한 후에, 프로세서는 조명 유닛을 LED 구동기에 연결하기 위해 스위치를 폐쇄할 수 있다.
블록(440)에서, 프로세서는 LED 구동기를 인에이블한다. 더 구체적으로, 프로세서는 조명 사이클에 따라 조명 유닛에 전류를 공급하는 것을 시작하도록 입력 포트를 통해 LED 구동기로 제어 신호를 전송한다. 이 포인트에서, 조명 유닛은 전력을 인출하기 시작한다.
블록(444)에서, 프로세서는 조명 유닛이 교정 사이클에 따라 동작될 때 실제 LED 전압을 결정한다. LED 구동기가 전류 세트포인트로 구성되기 때문에, 교정 펄스의 실행 동안, LED 구동기는 전류 출력 세트포인트를 유지하기 위해 공급되는 전압을 조정할 것이다. 교정 사이클 동안 조명 유닛에 공급되는 최대 전압을 측정함으로써, 프로세서는 LED들에 전력을 공급하는 데 요구되는 실제 전압을 결정할 수 있다.
블록(448)에서, 프로세서는 LED들에 전력을 공급하기 위한 실제 전압 요건을 공급하는 데 요구되는 최소 커패시터 전압을 결정한다. 더 구체적으로, 측정된 실제 전압 요건 및 전류 세트포인트에 기초하여, 프로세서는 조명 유닛을 통해 교정 사이클을 실행하기 위한 전력 요건을 결정할 수 있다. 이 전력 요건에 기초하여, 프로세서는 교정 사이클 전력 요건을 충족시키기에 충분한 에너지를 저장하기 위해 펄스들 사이에서 저장 커패시터를 재충전하는 데 필요한 최소 커패시터 전압을 결정한다. 이 결정은 알려져 있는 커패시터 특성들 및 교정 사이클의 펄스 레이트에 기초할 수 있다.
블록(452)에서, 프로세서는 최소 커패시터 전압이 "최대" 커패시터 전압보다 더 큰지 여부를 결정한다. 최소 커패시터 전압이 "최대" 커패시터 전압보다 더 작은 경우, 조명 사이클에 따라 조명 유닛을 동작시키는 것은 안전하다. 이 시나리오에서, 흐름도(400)는 블록(456)으로 "아니오" 분기를 따른다. 최소 커패시터 전압이 "최대" 커패시터 전압보다 더 큰 경우, 흐름도(400)는 블록(460)으로 "예" 분기를 따른다.
("아니오" 분기에 후속하는) 블록(456)에서, 프로세서는 최소 커패시터 전압을 출력하도록 전압 제어기를 설정한다. 더 구체적으로, 프로세서는 출력 전압 세트포인트를 "최대" 커패시터 값으로부터 최소 커패시터 값으로 감소시키기 위해 전압 제어기의 입력 포트로 제어 신호를 전송한다.
("예" 분기에 후속하는) 블록(460)에서, 프로세서는 조명 사이클을 수행하기 위한 전압 요건을 감소시키기 위해 하나 이상의 액션을 수행한다. 예컨대, 프로세서는 커패시터가 재충전되기 위한 더 많은 시간을 허용하기 위해 프레임 레이트를 감소시키도록 조명 유닛 및/또는 이미징 유닛(이를테면, 도 1의 이미징 유닛(140))을 구성할 수 있다. 다른 예로서, 프로세서는 조명 사이클들이 더 낮은 전력 요건을 갖도록 LED 전류 및/또는 펄스 지속기간을 감소시킬 수 있다. 또 다른 예로서, 프로세서는 (예컨대, LED 뱅크 내로 전류가 흐르는 것을 방지함으로써 또는 LED들의 그룹을 우회함으로써) 조명 사이클 동안 활성인 LED의 수를 감소시키기 위해 LED 뱅크 및/또는 LED 그룹과 연관된 스위치의 제어 상태를 변경할 수 있다.
블록(470)에서, 프로세서는 정상 동작에 따라 조명 유닛을 제어한다. 즉, 프로세서는 프로그래밍된 조명 사이클을 반복적으로 실행한다.
블록(474)에서, 프로세서는 재교정 기준들이 충족되었는지 여부를 결정한다. 예컨대, 커패시터 온도가 동작 동안 증가된 경우, "최대" 커패시터는 블록(416)에서 원래 결정된 것보다 더 많이 감소될 수 있다. 따라서, 하나의 재교정 기준은 임계량을 넘는 온도의 증가일 수 있다. 다른 예로서, 재교정 기준들은 조명 시스템 사용의 표시(예컨대, 경과 시간 또는 조명 사이클 및/또는 그들의 펄스의 수)를 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 재교정 기준들은 펄스 특성들(예컨대, 펄스 지속기간, 펄스 전류)의 변화 또는 조명 유닛 구성의 변화(예컨대, LED 뱅크의 수의 변화의 검출 및/또는 그의 동작가능 LED의 수의 변화의 검출)를 포함할 수 있다. 재교정 기준들이 충족되는 경우, 흐름도(400)는 새로운 교정 사이클을 실행하기 위해 블록(416)으로 "예" 분기를 따른다. 그렇지 않으면, 흐름도(400)는 정상 동작을 재개하기 위해 블록(470)으로 "아니오" 분기를 따른다.
이제 도 5로 넘어가면, 본원에서 설명되는 적응적 에너지 저장 기법들을 구현하기 위한 예시적인 흐름도(500)가 예시된다. 흐름도(500)는 조명 시스템의 프로세서(이를테면, 각각 도 1, 도 2a, 및 도 3의 프로세서(120, 220, 또는 320) 및/또는 다른 유사하게 구성된 논리 회로)에 의해 수행될 수 있다.
블록(502)에서, 프로세서는 조명 유닛(이를테면, 도 1 및 도 2a의 조명 유닛(130))의 메모리(이를테면, 도 1의 메모리(134))에 저장된 데이터를 획득한다. 예컨대, 조명 유닛의 메모리에 저장된 데이터는 카테고리 전압, 카테고리 전류, 카테고리 온도, LED의 수, LED 컬러, LED 비닝, 또는 LED 그룹 배열 중 하나 이상을 포함한다.
블록(504)에서, 프로세서는 온도 센서(이를테면, 도 1의 온도 센서(116))로부터 온도 값을 획득한다. 예컨대, 프로세서는 조명 시스템의 초기 구성 동안, 조명 시스템을 교정하는 동안, 및/또는 조명 사이클을 실행한 후에, 온도 센서를 샘플링하여 값을 획득하도록 구성될 수 있다.
블록(506)에서, 프로세서는 획득된 데이터 및 온도 값을 분석하여, 조명 사이클에 따라 조명 유닛의 LED들(이를테면, 도 1 및 도 2a의 LED들(132))을 동작시키기 위한 최소 커패시터 전압을 결정한다. 이 분석은 도 4의 흐름도(400)의 블록(416 내지 448)에 대하여 설명된 액션들을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 프로세서는 최대 허용가능 커패시터 전압을 결정하기 위해 온도 값을 분석할 수 있다. 이어서, 프로세서는 최대 허용가능 커패시터 전압을 커패시터(이를테면, 각각 도 1 및 도 2a의 커패시터들(120 및 220))에 인가하도록 전압 제어기(이를테면, 도 1의 전압 제어기(112))를 구성하고, 조명 사이클 동안 교정 펄스를 실행하고, LED 구동기 출력에서 감지된 전압에 기초하여 최소 커패시터 전압을 결정할 수 있다. 커패시터는 병렬 또는 직렬 배열 중 적어도 하나인 커패시터들의 뱅크일 수 있다. 일부 실시예들에서, 전압 제어기는 프로그램가능 벅/부스트 DC-DC 전력 변환기이다.
이러한 실시예에서, 최대 허용가능 커패시터 전압을 인가하도록 전압 제어기를 구성하는 것에 추가하여, 프로세서는 또한, 전압 제어기가 전압 제어기에 입력 전압을 제공하는 전력 공급부의 전류 정격을 초과할 수 없도록 전압 제어기를 제어할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전력 공급부는 USB 전력 공급부이다.
블록(508)에서, 프로세서는 전압 제어기의 입력 전압을 결정된 최소 커패시터 전압으로 변환하도록 전압 제어기를 제어하고, 여기서, 전압 제어기는 결정된 최소 커패시터 전압을 커패시터에 인가하도록 구성된다. 조명 시스템은 조명 사이클 동안의 하나 이상의 LED의 동작에 기초하여 커패시터 전압을 적응적으로 승압하도록 구성된 LED 구동기(이를테면, 각각 도 1 및 도 2a의 LED 구동기들(122 및 222))를 포함할 수 있다. 결정된 최소 커패시터 전압을 사용하여 조명 사이클을 실행하는 동안, 프로세서는 재교정 기준이 충족된다고 결정하고, 조명 사이클에 대한 재교정 펄스를 실행하고, LED 구동기 출력에서 감지된 전압에 기초하여 LED들을 동작시키기 위한 업데이트된 최소 커패시터 전압을 결정할 수 있다. 이어서, 프로세서는 업데이트된 최소 커패시터 전압을 공급하도록 전압 제어기를 재구성할 수 있다. 결과로서, 커패시터는 더 낮은 전압 레벨에서 재충전되고, 그에 따라, 커패시터의 수명을 연장시킨다.
일부 실시예들에서, 결정된 최소 커패시터 전압을 인가하기 전에, 프로세서는 최소 커패시터 전압이 커패시터의 최대 동작 전압을 초과한다고 결정한다. 따라서, 프로세서는 더 느린 프레임 레이트, 더 낮은 전류, 또는 더 낮은 펄스 지속기간 중 적어도 하나로 동작하도록 조명 유닛을 제어할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 프로세서는 하나 이상의 LED 중 적어도 하나의 LED를 우회하도록 조명 유닛을 제어할 수 있다.
도 6은 본원에서 설명되는 적응적 전력 구동 기법들을 구현하는 예시적인 흐름도(600)를 예시한다. 흐름도(600)는 조명 시스템의 프로세서(이를테면, 각각 도 1, 도 2a, 및 도 3의 프로세서(120, 220, 또는 320) 및/또는 다른 유사하게 구성된 논리 회로)에 의해 수행될 수 있다. 흐름도(600)에 대하여 설명되는 적응적 전력 구동 기법들은 흐름도들(400 및/또는 500)에 대하여 설명된 적응적 에너지 저장 기법들을 구현하는 조명 시스템에서 구현될 수 있지만, 적응적 전력 구동 기법들은 다른 전력 소스들로 구현될 수 있다. 예컨대, 흐름도(600)는 저장 커패시터 대신에 배터리에 전력을 저장하는 조명 시스템에서 구현될 수 있다.
블록(602)에서, 프로세서는 조명 유닛(이를테면, 도 1 및 도 2a의 조명 유닛(130))의 메모리(이를테면, 도 1의 메모리(134)) 내의 데이터를 분석하여, 조명 유닛의 하나 이상의 LED(이를테면, 도 1 및 도 2a의 LED들(132))의 구성을 결정한다. 예컨대, 데이터는 하나 이상의 LED로의 전류가 제어될 수 있는 논리적 위치(예컨대, 뱅크 번호 및 그룹 번호)를 표시할 수 있다.
블록(604)에서, 프로세서는 하나 이상의 조명 사이클 동안 하나 이상의 LED를 동작시키기 위한 조명 제어 명령어들을 획득한다. 일부 실시예들에서, 프로세서는 프로세서의 I/O 포트에 동작가능하게 연결된 오퍼레이터 디바이스(이를테면, 각각 도 1 및 도 3의 오퍼레이터 디바이스들(150 또는 350))로부터 조명 제어 명령어들을 수신한다. 이를 위해, 오퍼레이터 디바이스는 오퍼레이터가 조명 사이클을 설계할 수 있게 하기 위해 조명 설계 애플리케이션을 실행하도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 프로세서는 조명 유닛의 메모리에 저장된 데이터에 기초하여 조명 제어 명령어들을 획득할 수 있다. 일부 실시예들에서, 조명 유닛은 프로세서에 의해 획득된 조명 제어 명령어들의 세트를 저장할 수 있다. 다른 실시예들에서, 프로세서는 LED 특성들을 표시하는 데이터를 분석하여, 조명 제어 명령어들의 세트를 생성할 수 있다. 일 예에서, 프로세서는 미리 결정된 펄스 지속기간 동안 LED들 모두를 조명하는 조명 제어 명령어들의 디폴트 세트를 생성한다. 다른 예에서, 프로세서는 하나 이상의 세트의 애플리케이션 특정 조명 제어 명령어들(예컨대, 바코드 스캐닝, DPM(direct part marking) 코드 스캐닝 등)을 저장한다. 이 예에서, 프로세서는 LED 특성들을 표시하는 데이터에 기초하여 애플리케이션 특정 조명 제어 명령어들을 적응시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 프로세서는 메모리로부터 획득된 데이터를 오퍼레이터 디바이스에 제공한다. 예컨대, 프로세서는 하나 이상의 LED의 구성 또는 최대 전류 정격 중 적어도 하나를 오퍼레이터 디바이스 상에서 실행되는 조명 설계 애플리케이션에 제공할 수 있다.
블록(606)에서, 프로세서는 조명 제어 명령어들에 따라 조명 유닛의 하나 이상의 스위치를 제어한다. 예컨대, 조명 유닛이 LED들의 2개 이상의 뱅크를 포함하는 경우, 프로세서는 LED들의 뱅크 내로 전류가 흐르는 것을 방지하는 스위치를 제어할 수 있다. 다른 예로서, LED들이 LED들의 그룹들로 세그먼트화되는 경우, 프로세서는 하나 이상의 LED의 세트로의 전류 흐름을 우회하는 스위치를 제어할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서들은 하나 이상의 스위치의 각각의 세트들(예컨대, 하나의 세트는 조명 뱅크들 내로의 전류 흐름을 제어하고 다른 세트는 LED 그룹들 내로의 전류 흐름을 제어함)에 동작가능하게 연결된 하나 이상의 범용 입력/출력(GPIO) 포트를 통해 제어 신호들을 전송한다. 스위치들이 물리적 스위치들(예컨대, 릴레이들)일 필요는 없다는 것을 인식해야 한다. 이를 위해, 스위치들은 트랜지스터들일 수 있다.
블록(608)에서, 프로세서는 조명 제어 명령어들에 따라 하나 이상의 LED를 동작시키기 위한 전류 요건을 결정한다. 이를 위해, 프로세서는 조명 명령어들에 따라 LED들을 동작시키기 위한 예상 전력 요건을 결정하기 위해, 조명 제어 명령어들을 획득된 LED 데이터와 비교할 수 있다.
블록(610)에서, 프로세서는 LED 구동기(이를테면, 각각 도 1 및 도 2a의 LED 구동기들(122 및 222))의 전류 제어 세트포인트를 전류 요건으로 설정한다. 프로세서가 조명 사이클을 실행함에 따라, LED들의 전압 강하는 변화된다. LED 구동기를 전류 세트포인트로 제어함으로써, LED 전압 강하의 선험적 지식에 대한 필요성을 제거하기 위해 전압 변화들이 자동으로 고려된다. 결과로서, 조명에 공급되는 전력이 실제 전력 수요들과 매칭하여, 열로서 소산되는 에너지의 양을 감소시키고, 일부 실시예들에서는, 저장 커패시터의 수명을 연장시킨다.
일부 실시예들에서, 조명 사이클을 실행하기 전에, 프로세서는 조명 유닛에 대한 최대 전류 정격을 획득하고, 전류 제어 세트포인트를 최대 전류 정격과 비교한다. 프로세서가 전류 요건이 최대 전류 정격을 초과한다고 결정하는 경우, 프로세서는 대신에 전류 제어 세트포인트를 최대 전류 정격으로 설정하고, 전류 요건과 최대 전류 정격 사이의 차이에 기초하여 조명 사이클의 펄스 지속기간을 증가시킬 수 있다. 이를 위해, 프로세서는 더 낮은 최대 전류 정격 레벨에서 동일한 양의 전력이 인출되도록 펄스 지속기간을 조정하도록 구성될 수 있다.
위의 설명은 첨부 도면들의 블록도를 참조한다. 블록도에 의해 표현되는 예의 대안적인 구현들은 하나 이상의 추가적인 또는 대안적인 요소, 프로세스, 및/또는 디바이스를 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 도면의 예시적인 블록들 중 하나 이상은 조합, 분할, 재배열, 또는 생략될 수 있다. 도면의 블록들에 의해 표현되는 구성요소들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 및/또는 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 임의의 조합에 의해 구현된다. 일부 예들에서, 블록들에 의해 표현되는 구성요소들 중 적어도 하나는 논리 회로에 의해 구현된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "논리 회로"라는 용어는 하나 이상의 머신을 제어하고/하거나 하나 이상의 머신의 동작들을 수행하도록 (예컨대, 미리 결정된 구성에 따른 동작을 통해 및/또는 저장된 머신 판독가능 명령어들의 실행을 통해) 구성된 적어도 하나의 하드웨어 구성요소를 포함하는 물리적 디바이스로서 명시적으로 정의된다. 논리 회로의 예들은 하나 이상의 프로세서, 하나 이상의 코프로세서, 하나 이상의 마이크로프로세서, 하나 이상의 제어기, 하나 이상의 디지털 신호 프로세서(DSP), 하나 이상의 주문형 집적 회로(ASIC), 하나 이상의 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA), 하나 이상의 마이크로제어기 유닛(MCU), 하나 이상의 하드웨어 가속기, 하나 이상의 특수 목적 컴퓨터 칩, 및 하나 이상의 시스템-온-칩(SoC) 디바이스를 포함한다. ASIC들 또는 FPGA들과 같은 일부 예시적인 논리 회로들은 동작들(예컨대, 본원에서 설명되고 본 개시내용의 흐름도들에 의해 표현되는 동작들 중 하나 이상(존재하는 경우))을 수행하기 위해 특별히 구성된 하드웨어이다. 일부 예시적인 논리 회로들은 동작들(예컨대, 본원에서 설명되고 본 개시내용의 흐름도들에 의해 표현되는 동작들 중 하나 이상(존재하는 경우))을 수행하기 위해 머신 판독가능 명령어들을 실행하는 하드웨어이다. 일부 예시적인 논리 회로들은 특별히 구성된 하드웨어와 머신 판독가능 명령어들을 실행하는 하드웨어의 조합을 포함한다. 위의 설명은 본원에서 설명되는 다양한 동작들 및 그러한 동작들의 흐름을 예시하기 위해 본원에 첨부될 수 있는 흐름도들을 참조한다. 임의의 이러한 흐름도들은 본원에서 개시되는 예시적인 방법들을 표현한다. 일부 예들에서, 흐름도들에 의해 표현되는 방법들은 블록도들에 의해 표현되는 장치를 구현한다. 본원에서 개시되는 예시적인 방법들의 대안적인 구현들은 추가적인 또는 대안적인 동작들을 포함할 수 있다. 추가로, 본원에서 개시되는 방법들의 대안적인 구현들의 동작들은 조합, 분할, 재배열, 또는 생략될 수 있다. 일부 예들에서, 본원에서 설명되는 동작들은 하나 이상의 논리 회로(예컨대, 프로세서(들))에 의한 실행을 위해 매체(예컨대, 유형의 머신 판독가능 매체) 상에 저장되는 머신 판독가능 명령어들(예컨대, 소프트웨어 및/또는 펌웨어)에 의해 구현된다. 일부 예들에서, 본원에서 설명되는 동작들은 하나 이상의 특별히 설계된 논리 회로(예컨대, ASIC(들))의 하나 이상의 구성에 의해 구현된다. 일부 예들에서, 본원에서 설명되는 동작들은 특별히 설계된 논리 회로(들)와 논리 회로(들)에 의한 실행을 위해 매체(예컨대, 유형의 머신 판독가능 매체) 상에 저장되는 머신 판독가능 명령어들의 조합에 의해 구현된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "유형의 머신 판독가능 매체", "비일시적 머신 판독가능 매체", 및 "머신 판독가능 저장 디바이스"라는 용어들 각각은 임의의 적합한 시간 지속기간 동안(예컨대, 영구적으로, 연장된 시간 기간 동안(예컨대, 머신 판독가능 명령어들과 연관된 프로그램이 실행되고 있는 동안), 및/또는 짧은 시간 기간 동안(예컨대, 머신 판독가능 명령어들이 캐싱되는 동안 및/또는 버퍼링 프로세스 동안)) 머신 판독가능 명령어들(예컨대, 예를 들어 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 형태의 프로그램 코드)이 저장되는 저장 매체(예컨대, 하드 디스크 드라이브, 디지털 다기능 디스크, 콤팩트 디스크, 플래시 메모리, 판독 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리 등의 플래터)로서 명시적으로 정의된다. 추가로, 본원에서 사용되는 바와 같이, "유형의 머신 판독가능 매체", "비일시적 머신 판독가능 매체", 및 "머신 판독가능 저장 디바이스"라는 용어들 각각은 전파 신호들을 배제하는 것으로 명시적으로 정의된다. 즉, 본 특허의 임의의 청구항에서 사용되는 바와 같이, "유형의 머신 판독가능 매체", "비일시적 머신 판독가능 매체", 및 "머신 판독가능 저장 디바이스"라는 용어들 중 어느 것도 전파 신호에 의해 구현되는 것으로 판독될 수 없다.
전술한 명세서에서, 특정 실시예들이 설명되었다. 그러나, 관련 기술분야의 통상의 기술자는 아래의 청구항들에서 제시되는 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 다양한 수정들 및 변화들이 이루어질 수 있다는 것을 인식한다. 따라서, 본 명세서 및 도면들은 제한적인 의미가 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 하고, 모든 그러한 수정들은 본 교시들의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다. 추가적으로, 설명되는 실시예들/예들/구현들은 상호 배타적인 것으로 해석되지 않아야 하고, 대신에, 그러한 조합들이 임의의 방식으로 허용되는 경우 잠재적으로 조합가능한 것으로 이해되어야 한다. 다시 말하면, 전술한 실시예들/예들/구현들 중 임의의 것에서 개시되는 임의의 피처는 다른 전술한 실시예들/예들/구현들 중 임의의 것에 포함될 수 있다.
이익들, 이점들, 문제들에 대한 솔루션들, 및 임의의 이익, 이점 또는 솔루션이 발생되게 하거나 또는 더 두드러지게 할 수 있는 임의의 요소(들)는 임의의 또는 모든 청구항들의 중요, 요구, 또는 본질적인 피처들 또는 요소들로서 해석되지 않아야 한다. 청구되는 발명은 본 출원의 계류 동안 이루어지는 임의의 보정들을 포함하는 첨부 청구항들 및 그러한 발행된 청구항들의 모든 등가물들에 의해서만 정의된다.
더욱이, 이 문서에서, 제1 및 제2, 상단 및 하단 등과 같은 관계형 용어들은 하나의 엔티티 또는 액션을 다른 엔티티 또는 액션과 구별하기 위해서만, 그러한 엔티티들 또는 액션들 사이의 임의의 실제적인 그러한 관계 또는 순서를 반드시 요구 또는 암시하는 것 없이 사용될 수 있다. "포함한다(comprises)", "포함하는(comprising)", "갖는다(has)", "갖는(having)", "포함한다(includes)", "포함하는(including)", "함유한다(contains)", "함유하는(containing)", 또는 이들의 임의의 다른 변형과 같은 용어들은 비배타적인 포함을 커버하는 것으로 의도되고, 그에 따라, 요소들의 리스트를 포함하거나, 갖거나, 구비하거나, 함유하는 프로세스, 방법, 물품, 또는 장치는 그러한 요소들만을 포함하는 것이 아니라, 명시적으로 열거되지 않거나 또는 그러한 프로세스, 방법, 물품, 또는 장치에 고유한 다른 요소들을 포함할 수 있다. "포함한다(comprises...a)", "갖는다(has...a)", "포함한다(includes...a)", "함유한다(contains...a)"가 선행하는 요소는, 더 많은 제약들 없이, 요소를 포함하거나, 갖거나, 구비하거나, 함유하는 프로세스, 방법, 물품, 또는 장치 내의 추가적인 동일한 요소들의 존재를 배제하지 않는다. 단수 표현("a" 및 "an")의 용어들은 본원에서 명시적으로 달리 언급되지 않는 한 하나 이상으로서 정의된다. "실질적으로("substantially"), "본질적으로(essentially)", "대략(approximately)", "약(about)", 또는 이들의 임의의 다른 버전은 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해되는 것과 유사한 것으로서 정의되고, 용어는 하나의 비제한적인 실시예에서는 10% 이내, 다른 실시예에서는 5% 이내, 다른 실시예에서는 1% 이내, 및 다른 실시예에서는 0.5% 이내인 것으로 정의된다. 본원에서 사용되는 바와 같은 "커플링된(coupled)"이라는 용어는, 반드시 직접적일 필요가 없고 반드시 기계적일 필요가 없이, 연결되는 것으로서 정의된다. 특정 방식으로 "구성된" 디바이스 또는 구조체는 적어도 그러한 방식으로 구성되지만, 열거되지 않은 방식들로 또한 구성될 수 있다.
본 개시내용의 요약서는 독자가 기술적 개시내용의 본질을 신속하게 확인할 수 있게 하기 위해 제공된다. 요약서는 청구항들의 범위 또는 의미를 해석 또는 제한하기 위해 사용되지 않을 것이라는 이해와 함께 제출된다. 추가하여, 전술한 상세한 설명에서, 본 개시내용을 간소화하는 목적을 위해 다양한 실시예들에서 다양한 피처들이 함께 그룹화되는 것을 볼 수 있다. 본 개시내용의 이러한 방법은 청구되는 실시예들이 각각의 청구항에 명시적으로 기재된 것보다 더 많은 피처들을 요구하는 의도를 반영하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 오히려, 다음의 청구항들이 반영하는 바와 같이, 발명대상은 하나의 개시되는 실시예의 모든 피처들보다 더 적은 피처들에 있을 수 있다. 따라서, 이로써, 다음의 청구항들은, 각각의 청구항이 개별적으로 청구되는 발명대상으로서 자체적으로 성립하면서, 상세한 설명에 포함된다.

Claims (24)

  1. 이미징 유닛의 조명 시스템을 위한 에너지 저장 시스템으로서,
    하나 이상의 발광 다이오드(LED) 및 상기 LED들을 표시하는 데이터를 저장하는 메모리를 포함하는 조명 유닛을 수용하도록 적응된 조명 포트;
    상기 조명 유닛에 전력을 공급하기 위한 에너지를 저장하도록 구성된 커패시터;
    상기 커패시터로부터 전력을 인출하고 상기 조명 포트에 전력을 공급하도록 구성된 LED 구동기;
    상기 커패시터의 온도를 감지하도록 구성된 온도 센서;
    전압 제어기 - 상기 전압 제어기는,
    전력 공급부에 동작가능하게 연결된 전력 입력 포트;
    출력 전압을 설정하기 위한 제어 신호를 수신하도록 구성된 입력 포트; 및
    상기 커패시터에 동작가능하게 연결된 전압 출력 포트
    를 포함하고, 상기 전압 제어기는 상기 전력 입력 포트에서 감지된 전압을 상기 전압 출력 포트에 공급되는 출력 전압으로 변환하도록 구성됨 -; 및
    상기 온도 센서, 상기 조명 유닛, 및 상기 전압 제어기에 동작가능하게 연결된 적어도 하나의 프로세서 - 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 조명 유닛의 상기 메모리에 저장된 상기 데이터를 획득하고,
    상기 온도 센서로부터 온도 값을 획득하고,
    획득된 데이터 및 상기 온도 값을 분석하여, 조명 사이클에 따라 상기 LED들을 동작시키기 위한 최소 커패시터 전압을 결정하고,
    상기 전압 제어기의 상기 출력 전압을 결정된 상기 최소 커패시터 전압으로 설정하기 위해, 상기 전압 제어기의 상기 입력 포트로 제어 신호를 전송하도록 구성됨 -
    를 포함하는, 에너지 저장 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전압 제어기는 상기 결정된 최소 커패시터 전압을 제공하도록 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 프로그래밍된 프로그램가능 벅/부스트 DC-DC 전력 변환기인, 에너지 저장 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 벅/부스트 DC-DC 전력 변환기는 프로그램가능 입력 전류 제한기를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 전압 제어기가 상기 전력 입력 포트에 연결된 상기 전력 공급부의 전류 정격을 초과할 수 없도록, 상기 프로그램가능 입력 전류 제한기를 프로그래밍하도록 구성되는, 에너지 저장 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 온도 값을 분석하여 최대 허용가능 커패시터 전압을 결정하도록 구성되는, 에너지 저장 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 LED들을 동작시키기 위한 상기 최소 커패시터 전압을 결정하기 위해, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 전압 출력 포트를 통해 상기 최대 허용가능 커패시터 전압을 상기 커패시터에 인가하도록 상기 전압 제어기를 구성하고,
    상기 조명 사이클 동안 교정 펄스를 실행하고,
    상기 조명 포트에 연결된 LED 구동기 출력에서 감지된 전압에 기초하여, 상기 LED들을 동작시키기 위한 상기 최소 커패시터 전압을 결정하도록
    구성되는, 에너지 저장 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    재교정 기준이 충족된다고 결정하고,
    상기 조명 사이클 동안 재교정 펄스를 실행하고,
    상기 조명 포트에 연결된 LED 구동기 출력에서 감지된 전압에 기초하여, 상기 LED들을 동작시키기 위한 업데이트된 최소 커패시터 전압을 결정하도록
    구성되는, 에너지 저장 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 조명 유닛의 상기 메모리에 저장된 상기 데이터는 카테고리 전압, 카테고리 전류, 카테고리 온도, LED의 수, LED 컬러, LED 위치, LED 비닝(binning), 또는 LED 그룹 배열 중 하나 이상을 포함하는, 에너지 저장 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 LED들을 동작시키기 위한 상기 최소 커패시터 전압을 결정하기 위해, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 최소 커패시터 전압이 상기 커패시터의 최대 동작 전압을 초과한다고 결정하고,
    상기 최소 커패시터 전압이 상기 커패시터의 최대 동작 전압을 초과한다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 조명 유닛을 제어하여 프레임 레이트, 전류, 또는 펄스 지속기간 중 적어도 하나를 감소시키도록
    구성되는, 에너지 저장 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 LED들을 동작시키기 위한 상기 최소 커패시터 전압을 결정하기 위해, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 최소 커패시터 전압이 상기 커패시터의 최대 동작 전압을 초과한다고 결정하고,
    상기 하나 이상의 LED 중 적어도 하나의 LED를 우회하도록 상기 조명 유닛을 제어하도록
    구성되는, 에너지 저장 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 LED 구동기는 상기 하나 이상의 LED의 동작에 기초하여, 상기 커패시터 전압을 적응적으로 승압하도록 구성되는, 에너지 저장 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전력 공급부는 범용 직렬 버스(USB) 전력 공급부인, 에너지 저장 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 커패시터는 병렬 또는 직렬 배열 중 적어도 하나인 커패시터들의 뱅크인, 에너지 저장 시스템.
  13. 이미징 유닛의 조명 시스템에서의 적응적 에너지 저장을 위한 방법으로서,
    상기 조명 시스템은 하나 이상의 발광 다이오드(LED) 및 상기 LED들을 표시하는 데이터를 저장하는 메모리를 포함하는 조명 유닛을 수용하도록 적응된 조명 포트; 상기 조명 유닛에 전력을 공급하기 위한 에너지를 저장하도록 구성된 커패시터; 상기 커패시터로부터 전력을 인출하고 상기 조명 포트에 전력을 공급하도록 구성된 LED 구동기; 상기 커패시터의 온도를 감지하도록 구성된 온도 센서; 및 전압 제어기를 포함하고,
    상기 방법은,
    하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 조명 유닛의 상기 메모리에 저장된 상기 데이터를 획득하는 단계;
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 온도 센서로부터 온도 값을 획득하는 단계;
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 획득된 데이터 및 상기 온도 값을 분석하여, 조명 사이클에 따라 상기 LED들을 동작시키기 위한 최소 커패시터 전압을 결정하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 전압 제어기에 대한 입력 전압을 결정된 상기 최소 커패시터 전압으로 변환하도록 상기 전압 제어기를 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 전압 제어기는 상기 결정된 최소 커패시터 전압을 상기 커패시터에 인가하도록 구성되는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전압 제어기는 프로그램가능 벅/부스트 DC-DC 전력 변환기인, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 전압 제어기가 상기 전압 제어기에 상기 입력 전압을 제공하는 전력 공급부의 전류 정격을 초과할 수 없도록 상기 전압 제어기를 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 온도 값을 분석하여 최대 허용가능 커패시터 전압을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 최소 커패시터 전압을 결정하는 단계는,
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 최대 허용가능 커패시터 전압을 상기 커패시터에 인가하도록 상기 전압 제어기를 구성하는 단계;
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 조명 사이클 동안 교정 펄스를 실행하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, LED 구동기 출력에서 감지된 전압에 기초하여, 상기 최소 커패시터 전압을 결정하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 재교정 기준이 충족된다고 결정하는 단계;
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 조명 사이클 동안 재교정 펄스를 실행하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, LED 구동기 출력에서 감지된 전압에 기초하여, 상기 LED들을 동작시키기 위한 업데이트된 최소 커패시터 전압을 결정하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 조명 유닛의 상기 메모리에 저장된 상기 데이터는 카테고리 전압, 카테고리 전류, 카테고리 온도, LED의 수, LED 컬러, LED 위치, LED 비닝, 또는 LED 그룹 배열 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 LED들을 동작시키기 위한 최소 커패시터 전압을 결정하는 단계는,
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 최소 커패시터 전압이 상기 커패시터의 최대 동작 전압을 초과한다고 결정하는 단계; 및
    상기 최소 커패시터 전압이 상기 커패시터의 최대 동작 전압을 초과한다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 조명 유닛을 제어하여 프레임 레이트, 전류, 또는 펄스 지속기간 중 적어도 하나를 감소시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 LED들을 동작시키기 위한 최소 커패시터 전압을 결정하는 단계는,
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 최소 커패시터 전압이 상기 커패시터의 최대 동작 전압을 초과한다고 결정하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 하나 이상의 LED 중 적어도 하나의 LED를 우회하도록 상기 조명 유닛을 제어하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  22. 제13항에 있어서,
    상기 LED 구동기는 상기 하나 이상의 LED의 동작에 기초하여, 상기 커패시터 전압을 적응적으로 승압하도록 구성되는, 방법.
  23. 제13항에 있어서,
    범용 직렬 버스(USB) 전력 공급부가 상기 전압 제어기에 전력을 제공하는, 방법.
  24. 제13항에 있어서,
    상기 커패시터는 병렬 또는 직렬 배열 중 적어도 하나인 커패시터들의 뱅크인, 방법.
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