KR20200098660A

KR20200098660A - Lighting system with adjustable light engine

Info

Publication number: KR20200098660A
Application number: KR1020207020868A
Authority: KR
Inventors: 이펑 치우
Original assignee: 루미레즈 엘엘씨
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2020-08-20
Also published as: CN115297587A; CN111713180B; TW202044923A; TWI764228B; WO2019126583A1; CN111713180A; KR102501197B1; EP3729912A1; TWI704707B; JP6942257B2; TW201933644A; JP2021507473A

Abstract

제어 채널을 통해 전압 제어 신호를 제공하도록 구성된 제어 신호 인터페이스를 제공하는 조명 시스템이 개시된다. 광 엔진이 제공되고 광 엔진은 제1 채널을 통해, 제어 신호에 기초하여 제1 펄스 폭 변조된(PWM) 신호를 제공하도록 구성된 제1 신호 발생기, 제2 채널을 통해, 제어 신호에 기초하여 제2 PWM 신호를 제공하도록 구성된 제2 신호 발생기, 및 제3 채널을 통해, 제1 PWM 신호 및 제2 PWM 신호에 기초하여 제3 PWM 신호를 제공하도록 구성된 제3 신호 발생기를 포함한다.A lighting system is disclosed that provides a control signal interface configured to provide a voltage control signal through a control channel. An optical engine is provided and the optical engine is configured to provide, via a first channel, a first pulse width modulated (PWM) signal based on a control signal, via a second channel, based on the control signal. A second signal generator configured to provide 2 PWM signals, and a third signal generator configured to provide, via a third channel, a third PWM signal based on the first PWM signal and the second PWM signal.

Description

Lighting system with adjustable light engine

본 개시내용은 일반적으로 발광 디바이스들, 및 보다 특정적으로, 광 엔진을 포함하는 조명 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION The present disclosure relates generally to light emitting devices, and more particularly, to a lighting system comprising a light engine.

발광 다이오드들("LED들")은 보통 다양한 응용들에서 광원들로서 사용된다. LED들은 전통적인 광원들보다 더 에너지 효율적이고, 예를 들어, 백열등 및 형광등보다 훨씬 더 높은 에너지 변환 효율을 제공한다. 또한, LED들은 조명된 영역들 내로 더 적은 열을 발산하고 전통적인 광원들보다 밝기, 방출 색 및 스펙트럼에 대해 보다 넓은 범위의 제어를 할 수 있다. 이들 특성은 LED들을 실내 조명으로부터 자동차 조명까지의 범위에 걸친 다양한 조명 응용들을 위한 탁월한 선택으로 하게 한다.Light-emitting diodes ("LEDs") are usually used as light sources in various applications. LEDs are more energy efficient than traditional light sources and offer much higher energy conversion efficiency than, for example, incandescent and fluorescent lamps. In addition, LEDs dissipate less heat into illuminated areas and allow a wider range of control over brightness, emission color and spectrum than traditional light sources. These properties make LEDs an excellent choice for a variety of lighting applications ranging from indoor lighting to automotive lighting.

제어 채널을 통해 전압 제어 신호를 제공하도록 구성된 제어 신호 인터페이스를 제공하는 조명 시스템이 개시된다. 광 엔진이 제공되고 제1 채널을 통해, 제어 신호에 기초하여 제1 펄스 폭 변조된(PWM) 신호를 제공하도록 구성된 제1 신호 발생기, 제2 채널을 통해, 제어 신호에 기초하여 제2 PWM 신호를 제공하도록 구성된 제2 신호 발생기, 및 제3 채널을 통해, 제1 PWM 신호 및 제2 PWM 신호에 기초하여 제3 PWM 신호를 제공하도록 구성된 제3 신호 발생기를 포함한다.A lighting system is disclosed that provides a control signal interface configured to provide a voltage control signal through a control channel. A first signal generator provided with an optical engine and configured to provide, via a first channel, a first pulse width modulated (PWM) signal based on a control signal, via a second channel, a second PWM signal based on the control signal A second signal generator configured to provide a second signal generator, and a third signal generator configured to provide, through a third channel, a third PWM signal based on the first PWM signal and the second PWM signal.

아래에 설명되는 도면들은 단지 예시 목적들을 위한 것이다. 도면들은 본 개시내용의 범위를 제한하려는 것이 아니다. 도면들에 도시한 유사한 참조 문자들은 다양한 실시예들에서 동일한 부분들을 지정한다.
도 1은 본 개시내용의 양태들에 따른, 조명 시스템의 개략도이고;
도 2는 본 개시내용의 양태들에 따른, PWM 신호 발생기의 예의 개략도이고;
도 3은 본 개시내용의 양태들에 따른, 도 2의 PWM 신호 발생기에 의해 발생되는 PWM 신호의 예의 도면이고;
도 4는 본 개시내용의 양태들에 따른, 제어 전압의 변화들에의 도 2의 PWM 발생기의 응답을 도시한 그래프이고;
도 5는 본 개시내용의 양태들에 따른, 조명 시스템의 예의 도면이고;
도 6a는 본 개시내용의 양태들에 따른, 상이한 PWM 신호들 간의 관계를 도시한 플롯이고;
도 6b는 본 개시내용의 양태들에 따른, 상이한 PWM 신호들 간의 관계를 도시한 플롯이고;
도 7은 하나의 가능한 구성에 따른, 도 5의 조명 시스템의 동작을 도시한 플롯이고;
도 8은 또 하나의 가능한 구성에 따른, 도 5의 조명 시스템의 동작을 도시한 플롯이고;
도 9는 본 개시내용의 양태들에 따른, 도 5의 조명 시스템에서의 상이한 제어 신호들 간의 관계를 도시한 플롯이고;
도 10은 본 개시내용의 양태들에 따른, 과정의 예의 플로우차트이고;
도 11은 한 실시예에 따른 통합된 LED 조명 시스템을 위한 전자 보드의 상면도이고;
도 12a는 한 실시예에서 LED 디바이스 부착 영역에서 기판에 부착된 LED 어레이를 갖는 전자 보드의 상면도이고;
도 12b는 회로 보드의 2개의 표면들 상에 장착된 전자 소자들을 갖는 2 채널 통합된 LED 조명 시스템의 한 실시예의 도면이고;
도 12c는 LED 어레이가 구동기 및 제어 회로와 별도의 전자 보드 상에 있는 LED 조명 시스템의 실시예의 도면이고;
도 12d는 구동기 회로와 별도인 전자 보드 상의 전자 소자들의 일부와 함께 LED 어레이를 갖는 LED 조명 시스템의 블록도이고;
도 12e는 다채널 LED 구동기 회로를 도시한 예시적인 LED 조명 시스템의 도면이고;
도 13은 예시적인 응용 시스템의 도면이고;
도 14a는 LED 디바이스를 도시한 도면이고;
도 14b는 다수의 LED 디바이스를 도시한 도면이다.The drawings described below are for illustrative purposes only. The drawings are not intended to limit the scope of the present disclosure. Like reference characters shown in the figures designate like parts in various embodiments.
1 is a schematic diagram of a lighting system, in accordance with aspects of the present disclosure;
2 is a schematic diagram of an example of a PWM signal generator, in accordance with aspects of the present disclosure;
3 is a diagram of an example of a PWM signal generated by the PWM signal generator of FIG. 2, in accordance with aspects of the present disclosure;
4 is a graph showing the response of the PWM generator of FIG. 2 to changes in control voltage, in accordance with aspects of the present disclosure;
5 is a diagram of an example lighting system, in accordance with aspects of the present disclosure;
6A is a plot showing the relationship between different PWM signals, in accordance with aspects of the present disclosure;
6B is a plot showing the relationship between different PWM signals, in accordance with aspects of the present disclosure;
Fig. 7 is a plot showing the operation of the lighting system of Fig. 5, according to one possible configuration;
Fig. 8 is a plot showing the operation of the lighting system of Fig. 5, according to another possible configuration;
9 is a plot showing the relationship between different control signals in the lighting system of FIG. 5, in accordance with aspects of the present disclosure;
10 is a flowchart of an example of a process, in accordance with aspects of the present disclosure;
11 is a top view of an electronic board for an integrated LED lighting system according to one embodiment;
12A is a top view of an electronic board with an LED array attached to a substrate in an LED device attachment area in one embodiment;
12B is a diagram of an embodiment of a two channel integrated LED lighting system with electronic components mounted on two surfaces of a circuit board;
12C is a diagram of an embodiment of an LED lighting system in which the LED array is on a separate electronic board from the driver and control circuitry;
12D is a block diagram of an LED lighting system having an LED array with some of the electronic elements on an electronic board separate from the driver circuit;
12E is a diagram of an exemplary LED lighting system showing a multi-channel LED driver circuit;
13 is a diagram of an exemplary application system;
14A is a diagram showing an LED device;
14B is a diagram illustrating a number of LED devices.

상이한 광 조명 시스템들 및/또는 발광 다이오드("LED") 구현들의 예들이 첨부 도면들을 참조하여 이후 보다 완전히 설명될 것이다. 이들 예는 상호 배타적이 아니고, 하나의 예에서 발견된 특징들은 추가적인 구현들을 달성하기 위해 하나 이상의 다른 예들에서 발견된 특징들과 조합될 수 있다. 따라서, 첨부 도면들에 도시한 예들은 단지 예시 목적들을 위해 제공되고 그들은 본 개시내용을 어떤 식으로 제한하려는 것이 아니라는 것을 이해할 것이다. 유사한 번호들은 전체에 걸쳐 유사한 요소들을 참조한다.Examples of different light illumination systems and/or light emitting diode ("LED") implementations will be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings. These examples are not mutually exclusive, and features found in one example may be combined with features found in one or more other examples to achieve further implementations. Accordingly, it will be understood that the examples shown in the accompanying drawings are provided for illustrative purposes only and they are not intended to limit the present disclosure in any way. Similar numbers refer to similar elements throughout.

용어들 제1, 제2, 제3 등이 다양한 요소들을 설명하기 위해 본원에 사용될 수 있지만, 이들 요소는 이들 용어에 의해 제한되지 않아야 한다는 것을 이해할 것이다. 이들 용어는 하나의 요소를 또 하나의 요소와 구별하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고서 제1 요소는 제2 요소라고 할 수 있고 제2 요소는 제1 요소라고 할 수 있다. 본원에 사용된 것과 같이, 용어 "및/또는"은 연관되어 나열된 항목들 중 하나 이상의 임의의 및 모든 조합들을 포함할 수 있다.While the terms first, second, third, etc. may be used herein to describe various elements, it will be understood that these elements should not be limited by these terms. These terms can be used to distinguish one element from another. For example, a first element may be referred to as a second element and a second element may be referred to as a first element without departing from the scope of the present invention. As used herein, the term “and/or” may include any and all combinations of one or more of the items listed in association.

층, 영역, 또는 기판과 같은 요소가 또 하나의 요소 "상에" 있고 또는 "상으로" 연장하는 것이라고 할 때, 그것은 다른 요소 바로 위에 또는 상으로 직접 연장할 수 있거나 중간 요소들이 또한 존재할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 대조적으로, 요소가 또 하나의 요소 "바로 위에" 있고 또는 "바로 위에" 연장하는 것이라고 할 때, 중간 요소들을 존재하지 않을 수 있다. 요소가 또 하나의 요소와 "접속된" 또는 "결합된" 것이라고 할 때, 그것은 다른 요소에 직접 접속된 또는 결합된것이고/이거나 하나 이상의 중간 요소를 통해 다른 요소에 접속된 또는 결합된 것이라는 것을 또한 이해할 것이다. 대조적으로, 요소가 또 하나의 요소에 "직접 접속된" 또는 "직접 결합된" 것이라고 할 때, 요소와 다른 요소 사이에 중간 요소들은 존재하지 않는다. 이들 용어는 도면들에 도시된 임의의 배향 외에 요소의 상이한 배향들을 포함하고자 한다는 것을 이해할 것이다.When an element such as a layer, region, or substrate is said to be “on” or extending “on” another element, it may extend directly over or onto another element or that intermediate elements may also be present. Will understand. In contrast, when an element is said to be “directly above” or extending “directly above” another element, intermediate elements may not be present. When an element is said to be “connected” or “coupled” to another element, it is also understood that it is directly connected or coupled to another element and/or is connected or coupled to another element through one or more intermediate elements. I will understand. In contrast, when an element is said to be “directly connected” or “directly coupled” to another element, there are no intermediate elements between the element and another element. It will be understood that these terms are intended to encompass different orientations of the element in addition to any orientation shown in the figures.

"아래에", "위에", "상부", "하부", "수평" 또는 "수직"과 같은 상대적 용어들은 도면들에 도시된 것과 같은 하나의 요소, 층, 또는 영역의 또 하나의 요소, 층, 또는 영역과의 관계를 설명하기 위해 본원에 사용될 수 있다. 이들 용어는 도면들에 도시된 배향 외에 디바이스의 상이한 배향들을 포함하고자 한다는 것을 이해할 것이다.Relative terms such as "below", "above", "top", "bottom", "horizontal" or "vertical" refer to one element, layer, or another element of an area as shown in the figures, It may be used herein to describe a relationship with a layer, or region. It will be understood that these terms are intended to encompass different orientations of the device in addition to the orientation shown in the figures.

또한, LED들, LED 어레이들, 전기 소자들 및/또는 전자 소자들이 하나, 2개 이상의 전자 보드들 상에 하우징되는지는 또한 설계 제한들 및/또는 응용에 따를 수 있다.Furthermore, whether LEDs, LED arrays, electrical elements and/or electronic elements are housed on one, two or more electronic boards may also depend on design limitations and/or application.

반도체 발광 디바이스들(LED들) 또는 자외선(UV) 또는 적외선(IR) 광학 출력을 방출하는 디바이스들과 같은 광학 출력 방출 디바이스들은 현재 가용한 가장 효율적인 광원들에 속한다. 이들 디바이스(이후 "LED들")는 발광 다이오드들, 공진 캐비티 발광 다이오드들, 수직 캐비티 레이저 다이오드들, 에지 방출 레이저들 등을 포함할 수 있다. 그들의 소형 크기 및 저 전력 요건들로 인해, 예를 들어, LED들은 많은 상이한 응용들을 위한 매력적인 후보들일 수 있다. 예를 들어, 그들은 카메라들 및 셀 폰들과 같은, 휴대형 배터리 가동 디바이스들을 위한 광원(예를 들어, 플래시 라이트들 및 카메라 플래시들)으로서 사용될 수 있다. 그들은 또한 예를 들어, 자동차 조명, 헤드업 디스플레이(HUD) 조명, 원예 조명, 거리 조명, 비디오용 손전등, 일반 조명(예를 들어, 가정, 상점, 사무실 및 스튜디오 조명, 영화관/스테이지 조명 및 건축 조명), 디스플레이들을 위한 백라이트들로서의 증강 현실(AR) 조명, 가상 현실(VR) 조명, 및 IR 분광을 위해 사용될 수 있다. 단일 LED는 백열 광원보다 덜 밝은 광을 제공할 수 있으므로, (모놀리식 LED 어레이들, 마이크로 LED 어레이들 등과 같은) LED들의 멀티-접합 디바이스들 또는 어레이들이 더 높은 밝기가 바람직하거나 요구되는 응용들을 위해 사용될 수 있다.Optical power emitting devices, such as semiconductor light emitting devices (LEDs) or devices that emit ultraviolet (UV) or infrared (IR) optical output, are among the most efficient light sources currently available. These devices (hereinafter “LEDs”) may include light emitting diodes, resonant cavity light emitting diodes, vertical cavity laser diodes, edge emitting lasers, and the like. Due to their compact size and low power requirements, LEDs, for example, can be attractive candidates for many different applications. For example, they can be used as light sources (eg, flash lights and camera flashes) for portable battery powered devices, such as cameras and cell phones. They also include, for example, automotive lighting, head-up display (HUD) lighting, horticultural lighting, street lighting, video flashlights, general lighting (e.g. home, shop, office and studio lighting, cinema/stage lighting and architectural lighting. ), augmented reality (AR) lighting as backlights for displays, virtual reality (VR) lighting, and IR spectroscopy. Since a single LED can provide less bright light than an incandescent light source, multi-junction devices or arrays of LEDs (such as monolithic LED arrays, micro LED arrays, etc.) are suitable for applications where higher brightness is desired or required. Can be used for

조정가능한 조명은 소비자 및 상업용 조명에서 매우 바람직하다. 조정가능한 조명 시스템은 일반적으로 그것의 색 및 밝기를 서로 독립적으로 변화시킬 수 있다. 본 개시내용의 양태들에 따르면, 단일 채널 출력을 전류 조종 및/또는 시분할 및 멀티플렉싱 기술들에 의해 3개로 분리하는 조정가능한 조명 시스템이 개시된다. 보다 특정적으로, 조정가능한 조명 시스템은 입력 전류를 3개의 펄스 폭 변조된(PWM) 채널들로 분리할 수 있다. PWM 채널들의 개별적인 듀티 사이클들은 제어 신호 인터페이스를 통해 수신되는 제어 신호에 기초하여 조정될 수 있다. 제어 신호 인터페이스는 사용자가 조명 시스템에 의해 출력되는 광의 색을 변화시키기를 원할 때 사용자에 의해 조작되는 스위치 및/또는 다른 회로를 포함할 수 있다.Adjustable lighting is highly desirable in consumer and commercial lighting. An adjustable lighting system is generally capable of changing its color and brightness independently of each other. According to aspects of the present disclosure, an adjustable lighting system is disclosed that separates a single channel output into three by current steering and/or time division and multiplexing techniques. More specifically, the adjustable lighting system can separate the input current into three pulse width modulated (PWM) channels. Individual duty cycles of the PWM channels can be adjusted based on a control signal received via the control signal interface. The control signal interface may include switches and/or other circuits that are manipulated by the user when the user wishes to change the color of light output by the lighting system.

본 개시내용의 양태들에 따르면, 제1 제어 신호에 기초하여 제1 펄스 폭 변조된(PWM) 신호를 발생시키도록 구성된 제1 신호 발생기; 기준 신호와 제1 제어 신호 사이의 전압의 차이에 기초하여 제2 PWM 신호를 발생시키도록 구성된 제2 신호 발생기; 제1 PWM 신호 및 제2 PWM 신호에 기초하여 제1 PWM 신호와 제2 PWM 신호 중 적어도 하나와 상이한 듀티 사이클을 갖는 제3 PWM 신호를 발생시키도록 구성된 제3 신호 발생기; 제1 PWM 신호를 사용하여 가동되고, 제1 유형의 광을 방출하도록 구성된 제1 발광 다이오드(LED); 제2 PWM 신호를 사용하여 가동되고, 제2 CCT를 갖고, 제2 유형의 광을 방출하도록 구성된 제2 LED; 및 제3 PWM 신호를 사용하여 가동되고, 제3 유형의 광을 방출하도록 구성된 제3 LED를 포함하는 조명 시스템이 개시된다.In accordance with aspects of the present disclosure, there is provided a first signal generator configured to generate a first pulse width modulated (PWM) signal based on a first control signal; A second signal generator configured to generate a second PWM signal based on a difference in voltage between the reference signal and the first control signal; A third signal generator configured to generate a third PWM signal having a duty cycle different from at least one of the first PWM signal and the second PWM signal based on the first PWM signal and the second PWM signal; A first light emitting diode (LED) actuated using a first PWM signal and configured to emit a first type of light; A second LED actuated using the second PWM signal, having a second CCT, and configured to emit a second type of light; And a third LED actuated using the third PWM signal and configured to emit a third type of light.

본 개시내용의 양태들에 따르면, 제1 제어 신호에 기초하여 제1 펄스 폭 변조된(PWM) 신호를 발생시키는 단계; 기준 신호와 제1 제어 신호 사이의 전압의 차이에 기초하여 제2 PWM 신호를 발생시키는 단계; 제1 PWM 신호 및 제2 PWM 신호에 기초하여 제1 PWM 신호와 제2 PWM 신호 중 적어도 하나와 상이한 듀티 사이클을 갖는 제3 PWM 신호를 발생시키는 단계; 제1 PWM 신호에 기초하여 제1 발광 다이오드(LED)를 제어하는 단계 - 제1 LED는 제1 유형의 광을 출력하도록 구성됨 - ; 제2 PWM 신호에 기초하여 제2 LED를 제어하는 단계 - 제2 LED는 제2 유형의 광을 출력하도록 구성됨 - ; 및 제3 PWM 신호에 기초하여 제3 LED를 제어하는 단계 - 제3 LED는 제3 유형의 광을 출력하도록 구성됨 - 를 포함하는 조명 시스템을 동작시키는 방법이 개시된다.According to aspects of the present disclosure, there is provided a method comprising: generating a first pulse width modulated (PWM) signal based on a first control signal; Generating a second PWM signal based on a difference in voltage between the reference signal and the first control signal; Generating a third PWM signal having a duty cycle different from at least one of the first PWM signal and the second PWM signal based on the first PWM signal and the second PWM signal; Controlling a first light emitting diode (LED) based on a first PWM signal, the first LED being configured to output a first type of light; Controlling a second LED based on a second PWM signal, the second LED configured to output a second type of light; And controlling a third LED based on a third PWM signal, wherein the third LED is configured to output a third type of light.

도 1은 본 개시내용의 양태들에 따른, 조명 시스템(100)의 예의 도면이다. 조명 시스템(100)은 제어 신호 인터페이스(110), 조명 기구(120), 및 광 엔진(130)을 포함할 수 있다. 동작 시에, 조명 시스템(100)은 제어 신호 인터페이스(110)를 통해 사용자 입력을 수신할 수 있고 입력에 기초하여 조명 기구(120)에 의해 출력되는 광의 색을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 사용자 입력이 수신되면, 조명 기구(120)는 제1 색을 갖는 광을 출력할 수 있다. 대조적으로, 제2 사용자 입력이 수신되면, 조명 기구(120)는 제1 색과 상이한 제2 색을 갖는 광을 출력할 수 있다. 일부 구현들에서, 사용자는 제어 신호 인터페이스(110)의 부분인 노브를 돌리거나 슬라이더를 이동시킴으로써 조명 시스템에 입력을 제공할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현들에서, 사용자는 제어 신호 인터페이스(110)에 원하는 색의 표시를 송신하기 위해 그의 스마트폰, 및/또는 또 하나의 전자 디바이스를 사용하여 조명 시스템에 입력을 제공할 수 있다.1 is a diagram of an example of a lighting system 100, in accordance with aspects of the present disclosure. The lighting system 100 may include a control signal interface 110, a lighting fixture 120, and a light engine 130. In operation, the lighting system 100 may receive user input through the control signal interface 110 and may change the color of the light output by the lighting fixture 120 based on the input. For example, when a first user input is received, the lighting fixture 120 may output light having a first color. In contrast, when a second user input is received, the lighting fixture 120 may output light having a second color different from the first color. In some implementations, the user can provide input to the lighting system by turning a knob or moving a slider that is part of the control signal interface 110. Additionally or alternatively, in some implementations, the user makes an input to the lighting system using his smartphone, and/or another electronic device to transmit an indication of the desired color to the control signal interface 110. Can provide.

제어 신호 인터페이스(110)는 전압 신호 CTRL을 발생시키고 광 엔진(130)에 전압 신호 CTRL을 제공하도록 구성된 임의의 적합한 유형의 회로 또는 디바이스를 포함할 수 있다. 본 예에서 제어 신호 인터페이스(110)와 광 엔진(130)이 별개의 디바이스들로서 도시되지만, 제어 신호 인터페이스(110)와 광 엔진(130)이 동일한 디바이스 내에 함께 통합된 대안적 구현들이 가능하다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 제어 신호 인터페이스(110)는 노브(또는 슬라이더)의 위치에 기초하여 제어 신호 CTRL을 발생시키도록 동작가능한, 노브 또는 슬라이더에 결합된 포텐셔미터를 포함할 수 있다. 또 하나의 예로서, 제어 신호 인터페이스는 원격 디바이스(예를 들어, 스마트폰 또는 지그비 게이트웨이)로부터 하나 이상의 데이터 항목을 수신하고 데이터 항목들에 기초하여 제어 신호 CTRL을 출력하도록 동작가능한 무선 수신기(예를 들어, 블루투스 수신기, 지그비 수신기, 와이파이 수신기 등)를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 하나 이상의 데이터 항목은 조명 기구(120)에 의해 출력될 원하는 상관 색 온도(CCT)를 식별하는 숫자를 포함할 수 있다.The control signal interface 110 may include any suitable type of circuit or device configured to generate a voltage signal CTRL and provide the voltage signal CTRL to the light engine 130. Although in this example control signal interface 110 and light engine 130 are shown as separate devices, alternative implementations are possible in which control signal interface 110 and light engine 130 are integrated together in the same device. For example, in some implementations, the control signal interface 110 may include a potentiometer coupled to the knob or slider operable to generate a control signal CTRL based on the position of the knob (or slider). As another example, the control signal interface is a wireless receiver (e.g., a wireless receiver operable to receive one or more data items from a remote device (e.g., a smartphone or a ZigBee gateway) and output a control signal CTRL based on the data items. For example, it may include a Bluetooth receiver, a Zigbee receiver, a WiFi receiver, etc.). In some implementations, the one or more data items may include a number that identifies a desired correlated color temperature (CCT) to be output by the luminaire 120.

조명 기구(120)는 광원(122)(예를 들어, 온백색), 광원(124)(예를 들어, 냉백색), 및 광원(126)(예를 들어, 중간 백색)을 포함할 수 있다. 광원(122)(예를 들어, 온백색)은 약 2700K의 CCT를 갖는 백색 광을 출력하도록 구성된 하나 이상의 LED를 포함할 수 있다. 광원(124)(예를 들어, 냉백색)은 약 6500K의 CCT를 갖는 백색 광을 출력하도록 구성된 하나 이상의 LED를 포함할 수 있다. 광원(126)(예를 들어, 중간 백색)은 약 4000K의 CCT를 갖는 백색 광을 출력하도록 구성된 하나 이상의 LED를 포함할 수 있다.The lighting fixture 120 may include a light source 122 (eg, warm white), a light source 124 (eg, cool white), and a light source 126 (eg, medium white). Light source 122 (eg, warm white) may include one or more LEDs configured to output white light having a CCT of about 2700K. Light source 124 (eg, cool white) may include one or more LEDs configured to output white light having a CCT of about 6500K. Light source 126 (eg, medium white) may include one or more LEDs configured to output white light having a CCT of about 4000K.

광 엔진(130)은 3개의 상이한 채널들에 걸쳐 조명 기구(120)에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 보다 특정적으로, 광 엔진(130)은 제1 채널에 걸쳐 광원(122)(예를 들어, 온백색)에 제1 PWM 신호 PWR1을 공급하고; 제2 채널에 걸쳐 광원(124)(예를 들어, 냉백색)에 제2 PWM 신호 PWR2를 공급하고; 제3 채널에 걸쳐 광원(126)(예를 들어, 중간 백색)에 제3 PWM 신호 PWR3을 공급하도록 구성될 수 있다. 신호 PWR1은 온백색 광원을 가동시키기 위해 사용될 수 있고, 그것의 듀티 사이클은 온백색 광원의 밝기를 결정할 수 있다. 신호 PWR2는 냉백색 광원을 가동시키기 위해 사용될 수 있고, 그것의 듀티 사이클은 냉백색 광원의 밝기를 결정할 수 있다. 신호 PWR3은 중간 백색 광원을 가동시키기 위해 사용될 수 있고, 그것의 듀티 사이클은 중간 백색 광원의 밝기를 결정할 수 있다. 동작 시에, 조정가능한 광 엔진은 광원들(122-126)의 각각의 것의 제각기의 밝기를 조정하기 위해, 신호들 PWR1, PWR2, 및 PWR3의 듀티 사이클들의 상대적 크기를 변화시킬 수 있다. 쉽게 알 수 있는 것과 같이, 광원들(122-126)의 개별적인 밝기를 변화시키면 조명 기구(120)의 출력이 색(및/또는 CCT)을 변화시킬 수 있다. 위에 주목된 것과 같이, 조명 기구(120)의 광 출력은 광원들(122-126)에 의해 발생된 광 방출들의 조합(예를 들어, 혼합)일 수 있다.The light engine 130 may be configured to power the luminaire 120 over three different channels. More specifically, the light engine 130 supplies a first PWM signal PWR1 to the light source 122 (eg, warm white) over the first channel; Supplying a second PWM signal PWR2 to the light source 124 (eg, cool white) over the second channel; It may be configured to supply a third PWM signal PWR3 to the light source 126 (eg, medium white) over the third channel. Signal PWR1 can be used to drive the warm white light source, and its duty cycle can determine the brightness of the warm white light source. The signal PWR2 can be used to drive the cool white light source, and its duty cycle can determine the brightness of the cool white light source. Signal PWR3 can be used to drive the intermediate white light source, and its duty cycle can determine the brightness of the intermediate white light source. In operation, the adjustable light engine can change the relative magnitude of the duty cycles of signals PWR1, PWR2, and PWR3 to adjust the respective brightness of each of the light sources 122-126. As can easily be seen, varying the individual brightness of light sources 122-126 may cause the output of luminaire 120 to change color (and/or CCT). As noted above, the light output of the luminaire 120 may be a combination (eg, a mixture) of light emissions generated by the light sources 122-126.

본 개시내용의 양태들에 따르면, 광 엔진(130)은 신호들 PWR1, PWR2, 및 PWR3을 발생시키도록 구성된 임의의 적합한 유형의 전자 디바이스 및/또는 전자 회로를 포함할 수 있다. 본 예들에서, 신호들 PWR1-PWR3이 PWM 신호들이지만, 신호들 PWR1이 전류 신호들, 전압 신호들, 및/또는 기타 적합한 유형의 신호인 대안적 구현들이 가능하다. 또한, 본 예에서 광원들(122-126)이 백색 광원들이지만, 광원들(122-126)이 상이한 색의 광을 방출하도록 각각 구성된 대안적 구현들이 가능하다. 예를 들어, 광원(122)은 적색 광을 방출하도록 구성될 수 있고, 광원(126)은 녹색 광을 방출하도록 구성될 수 있고, 광원(124)은 청색 광을 방출하도록 구성될 수 있다.In accordance with aspects of the present disclosure, light engine 130 may include any suitable type of electronic device and/or electronic circuit configured to generate signals PWR1, PWR2, and PWR3. In the present examples, alternative implementations are possible in which signals PWR1-PWR3 are PWM signals, but signals PWR1 are current signals, voltage signals, and/or other suitable types of signals. Also, although the light sources 122-126 in this example are white light sources, alternative implementations are possible where the light sources 122-126 are each configured to emit light of a different color. For example, light source 122 may be configured to emit red light, light source 126 may be configured to emit green light, and light source 124 may be configured to emit blue light.

도 2는 본 개시내용의 양태들에 따른, PWM 발생기(200)의 예의 개략도이다. PWM 발생기(200)는 임의의 적합한 유형의 PWM 발생기를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, PWM 발생기(200)는 전력 입력 단자(210), 접지 단자(220), 제어 단자(230), 및 출력 단자(240)를 포함할 수 있다. 동작 시에, PWM 발생기(200)는 전력 입력 단자(210)에서 전력 그리고 제어 단자(230)에서 전압 제어 신호 VCTRL을 수신할 수 있다. 제어 신호 VCTRL에 기초하여, PWM 발생기(200)는 PWM 신호를 발생시킬 수 있고 출력 단자(240)로부터 PWM 신호를 출력할 수 있다.2 is a schematic diagram of an example of a PWM generator 200, in accordance with aspects of the present disclosure. The PWM generator 200 may include any suitable type of PWM generator. In some implementations, the PWM generator 200 may include a power input terminal 210, a ground terminal 220, a control terminal 230, and an output terminal 240. In operation, the PWM generator 200 may receive power at the power input terminal 210 and a voltage control signal VCTRL at the control terminal 230. Based on the control signal VCTRL, the PWM generator 200 may generate a PWM signal and output a PWM signal from the output terminal 240.

도 3은 PWM 발생기(200)에 의해 발생될 수 있는 PWM 신호의 예를 도시한 그래프이다. PWM 신호는 주기 P 및 펄스 폭 W를 가질 수 있다. PWM 신호의 듀티 사이클은 PWM 신호가 온(예를 들어, 하이)인 각각의 주기 P의 비율일 수 있고, 그것은 아래의 수학식 1에 의해 설명될 수 있다:3 is a graph showing an example of a PWM signal that can be generated by the PWM generator 200. The PWM signal may have a period P and a pulse width W. The duty cycle of the PWM signal can be the ratio of each period P in which the PWM signal is on (e.g., high), which can be explained by Equation 1 below:

도 4는 본 개시내용의 양태들에 따른, PWM 발생기(200)의 응답을 도시한 그래프이다. 도시된 것과 같이, 제어 신호 VCTRL이 제1 값(예를 들어 약 0V)을 가질 때, PWM 발생기(200)에 의해 발생된 PWM 신호의 듀티 사이클은 100%일 수 있고, 제어 신호 VCTRL이 제2 값 Vc를 가질 때, PWM 발생기(200)는 비활성화될 수 있다. 도 4에 도시하지 않았지만, 일부 구현들에서, PWM 발생기(200)는 제어 신호 VCTRL의 값이 미리 결정된 범위(예를 들어, 0V-0.4V)에 있을 때 PWM 신호의 듀티 사이클을 100%로 설정하도록 구성될 수 있다. PWM 발생기(200)를 이 방식으로 구성하면 100% 듀티 사이클을 갖는 PWM 신호를 출력하는 것이 아날로그 회로들에서 항상 가능하지 않을 수 있는 정확하게 0V인 제어 신호를 획득함으로써, 항상 가능한 것이 보장될 수 있다. 본 개시내용의 양태들에 따르면, PWM 발생기가 비활성화될 때, 그것은 0%의 듀티 사이클을 갖는 PWM 신호를 발생시키는 것으로 간주될 수 있다. 본 개시내용에 따르면, 값 Vc는 PWM 발생기의 차단 전압이라고 할 수 있다. 값 Vc는 PWM 발생기(200)의 내부 설계에 따를 수 있다. 설계 규격들에 따라, Vc에 대한 임의의 적합한 값이 본 기술 분야의 통상의 기술자들에 의해 달성될 수 있다.4 is a graph illustrating the response of the PWM generator 200, in accordance with aspects of the present disclosure. As shown, when the control signal VCTRL has a first value (for example, about 0V), the duty cycle of the PWM signal generated by the PWM generator 200 may be 100%, and the control signal VCTRL is the second When having the value Vc, the PWM generator 200 can be deactivated. Although not shown in Figure 4, in some implementations, the PWM generator 200 sets the duty cycle of the PWM signal to 100% when the value of the control signal VCTRL is in a predetermined range (e.g., 0V-0.4V). Can be configured to If the PWM generator 200 is configured in this way, it can be ensured that outputting a PWM signal with a 100% duty cycle is always possible by obtaining a control signal that is exactly 0V, which may not always be possible in analog circuits. According to aspects of the present disclosure, when the PWM generator is deactivated, it can be considered to generate a PWM signal with a duty cycle of 0%. According to the present disclosure, the value Vc can be said to be the cut-off voltage of the PWM generator. The value Vc may depend on the internal design of the PWM generator 200. Depending on the design specifications, any suitable value for Vc can be achieved by those of ordinary skill in the art.

도 5는 그것의 구성 블록들 중 하나로서 PWM 발생기(200)와 같은, PWM 발생기들을 사용하는, 조명 시스템(500)의 예의 회로도이다. 도시된 것과 같이, 조명 시스템(500)은 조명 기구(510), 제어 신호 인터페이스(520), 및 광 엔진(530)을 포함할 수 있다.5 is a circuit diagram of an example lighting system 500, using PWM generators, such as PWM generator 200 as one of its building blocks. As shown, the lighting system 500 may include a lighting fixture 510, a control signal interface 520, and a light engine 530.

조명 기구(510)는 광원(512), 광원(514), 및 광원(516)을 포함할 수 있다. 각각의 광원은 하나 이상의 각각의 LED를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원(512)은 제1 유형의 광을 발생시키도록 구성된 하나 이상의 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 광원(514)은 제2 유형의 광을 발생시키도록 구성된 하나 이상의 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 광원(516)은 제3 유형의 광을 발생시키도록 구성된 하나 이상의 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 3가지 유형들의 광은 파장, 연색 지수(CRI), 상관 색 온도(CCT), 및/또는 색 중 하나 이상에 있어서 서로 상이할 수 있다. 일부 구현들에서, 제1 유형의 광은 온백색 광일 수 있고, 제2 유형의 광은 냉백색 광일 수 있고, 제3 유형의 광은 중간 백색 광일 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현들에서, 제1 유형의 광은 적색 광일 수 있고, 제2 유형의 광은 녹색 광일 수 있고, 제3 유형의 광은 청색 광일 수 있다.The lighting fixture 510 may include a light source 512, a light source 514, and a light source 516. Each light source may include one or more respective LEDs. For example, the light source 512 may include one or more light emitting diodes (LEDs) configured to generate a first type of light. The light source 514 may include one or more diodes (LEDs) configured to generate a second type of light. The light source 516 can include one or more diodes (LEDs) configured to generate a third type of light. The three types of light may differ from each other in one or more of wavelength, color rendering index (CRI), correlated color temperature (CCT), and/or color. In some implementations, the first type of light can be warm white light, the second type of light can be cool white light, and the third type of light can be medium white light. Additionally or alternatively, in some implementations, the first type of light can be red light, the second type of light can be green light, and the third type of light can be blue light.

본 예에 따르면, 조명 기구(510)는 광원들(512-516) 각각의 제각기의 출력들을 혼합함으로써 조정가능한 백색 광을 발생시키도록 배열될 수 있다. 이러한 예들에서, 광원(512)은 약 2700K의 CCT를 갖는 온백색 광을 방출하도록 구성될 수 있고; 광원(514)은 약 6500K의 CCT를 갖는 냉백색 광을 방출하도록 구성될 수 있고; 광원(516)은 약 4000K의 CCT를 갖는 중간 백색 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 위에 주목된 것과 같이, 조명 기구(510)의 출력은 광원들(512-516)로부터의 방출들을 서로 혼합한 결과로서 발생된 합성 광 출력일 수 있다. 합성 광 출력의 CCT는 제어 신호 인터페이스(520)에 의해 발생되고 제1 채널(521)을 통해 제공되는, 제어 신호 VCRL1에 기초하여 광원들 각각의 제각기의 밝기를 변화시킴으로써 변화될 수 있다.According to this example, the lighting fixture 510 may be arranged to generate adjustable white light by mixing the respective outputs of each of the light sources 512-516. In these examples, light source 512 may be configured to emit warm white light with a CCT of about 2700K; Light source 514 may be configured to emit cool white light having a CCT of about 6500K; The light source 516 may be configured to emit medium white light having a CCT of about 4000K. As noted above, the output of the lighting fixture 510 may be a composite light output generated as a result of mixing the emissions from light sources 512-516 with each other. The CCT of the combined light output may be changed by varying the brightness of each of the light sources based on the control signal VCRL1, generated by the control signal interface 520 and provided through the first channel 521.

제어 신호 인터페이스(520)는 전압 제어 신호 VCTRL1을 발생시키고 광 엔진(530)에 제어 신호 VCTRL1을 제공하도록 구성된 임의의 적합한 유형의 회로 또는 디바이스를 포함할 수 있다. 본 예에서 제어 신호 인터페이스(520)와 광 엔진(530)이 별개의 디바이스들로서 도시되지만, 제어 신호 인터페이스(520)와 광 엔진(530)이 동일한 디바이스 내에 함께 통합된 대안적 구현들이 가능하다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 제어 신호 인터페이스(520)는 노브(또는 슬라이더)의 위치에 기초하여 제어 신호 VCTRL1을 발생시키도록 동작가능한, 노브 또는 슬라이더에 결합된 포텐셔미터를 포함할 수 있다. 또 하나의 예로서, 제어 신호 인터페이스는 원격 디바이스(예를 들어, 스마트폰 또는 지그비 게이트웨이)로부터 하나 이상의 데이터 항목을 수신하고 데이터 항목들에 기초하여 제어 신호 VCTRL1을 출력하도록 동작가능한 무선 수신기(예를 들어, 블루투스 수신기, 지그비 수신기, 와이파이 수신기 등)를 포함할 수 있다. 또 하나의 예로서, 제어 신호 인터페이스(520)는 다양한 제어 기준들에 기초하여 제어 신호 VCTRL1을 발생시키도록 구성된 자율 또는 반자율 제어기를 포함할 수 있다. 그들 제어 기준은 하루 중 시간, 현재 날짜, 현재 월, 현재의 계절 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.Control signal interface 520 may include any suitable type of circuit or device configured to generate voltage control signal VCTRL1 and provide control signal VCTRL1 to light engine 530. Although control signal interface 520 and light engine 530 are shown as separate devices in this example, alternative implementations are possible in which control signal interface 520 and light engine 530 are integrated together in the same device. For example, in some implementations, the control signal interface 520 may include a potentiometer coupled to the knob or slider operable to generate the control signal VCTRL1 based on the position of the knob (or slider). As another example, the control signal interface is a wireless receiver (e.g., a wireless receiver operable to receive one or more data items from a remote device (e.g., smartphone or ZigBee gateway) and output a control signal VCTRL1 based on the data items For example, it may include a Bluetooth receiver, a Zigbee receiver, a WiFi receiver, etc.). As another example, the control signal interface 520 may include an autonomous or semi-autonomous controller configured to generate the control signal VCTRL1 based on various control criteria. Their control criteria may include one or more of the time of day, current date, current month, current season, and so on.

광 엔진(530)은 3-채널 광 엔진일 수 있다. 광 엔진(530)은 상이한 각각의 채널들(522, 523, 및 524)에 걸쳐 광원들(512-516) 각각에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 광 엔진(530)은 전류원(532), 전압 레귤레이터(534), 및 기준 전압 발생기(536)를 포함할 수 있다. 전압 레귤레이터(534)는 도시한 것과 같이, 광 엔진(530)의 다양한 소자들을 가동시키기 위해 사용되는 전압 VDD를 발생시키도록 구성될 수 있다. 기준 전압 발생기(536)는 기준 전압 신호 VREF를 발생시키도록 구성될 수 있다. 광 엔진(530)의 동작에의 신호 VREF의 영향이 아래에 추가로 논의된다.The light engine 530 may be a three-channel light engine. The light engine 530 may be configured to power each of the light sources 512-516 across different respective channels 522, 523, and 524. The light engine 530 may include a current source 532, a voltage regulator 534, and a reference voltage generator 536. The voltage regulator 534 may be configured to generate a voltage VDD that is used to operate various elements of the light engine 530, as shown. The reference voltage generator 536 may be configured to generate a reference voltage signal VREF. The effect of the signal VREF on the operation of the light engine 530 is discussed further below.

광 엔진(530)은 제1 채널(522)에 걸쳐 광원(512)에 공급되는 제1 PWM 신호 PWR1을 사용하여 광원(512)을 구동시키도록 동작가능할 수 있다. 신호 PWR1은 제1 신호 발생기 GEN 1(525) 및 제1 스위치 SW1을 사용하여 발생될 수 있다. 발생기 GEN 1(525)은 도 2와 관련하여 논의된 PWM 발생기(200)와 동일하거나 유사할 수 있고, 그것은 차단 전압 Vc₁을 가질 수 있다. 스위치 SW1은 MOSFET 트랜지스터일 수 있다. 광원(512)은 MOSFET 트랜지스터 SW1의 드레인-소스를 가로질러 전류원(532)에 접속될 수 있고, MOSFET 트랜지스터 SW1의 게이트는 신호 발생기 GEN 1(525)에 의해 발생된 PWM 신호 VGATE1을 수신하도록 배열될 수 있다. 쉽게 알 수 있는 것과 같이, 이 배열은 스위치 SW1이 신호 VGATE1의 것과 동일하거나 유사한 듀티 사이클로 신호 PWR1에 영향을 주게 할 수 있다. 신호 VGATE1의 듀티 사이클은 도 3에 도시한 것과 같이, 제어 신호 VCTRL1의 크기(예를 들어, 레벨)에 의존할 수 있다.The light engine 530 may be operable to drive the light source 512 using a first PWM signal PWR1 supplied to the light source 512 over the first channel 522. The signal PWR1 may be generated using a first signal generator GEN 1 525 and a first switch SW1. Generator GEN 1 525 may be the same or similar to PWM generator 200 discussed in connection with FIG. 2, and it may have a cut-off voltage Vc ₁ . The switch SW1 may be a MOSFET transistor. Light source 512 can be connected to a current source 532 across the drain-source of MOSFET transistor SW1, and the gate of MOSFET transistor SW1 will be arranged to receive the PWM signal VGATE1 generated by signal generator GEN 1 525. I can. As can easily be seen, this arrangement allows switch SW1 to affect signal PWR1 with a duty cycle equal to or similar to that of signal VGATE1. The duty cycle of the signal VGATE1 may depend on the size (eg, level) of the control signal VCTRL1, as shown in FIG. 3.

광 엔진(530)은 제2 채널(523)에 걸쳐 광원(514)에 공급되는 제2 PWM 신호 PWR2를 사용하여 광원(514)을 구동시키도록 동작가능할 수 있다. 신호 PWR2는 제2 신호 발생기 GEN 2(526) 및 제2 스위치 SW2를 사용하여 발생될 수 있다. 발생기 GEN 2(526)는 도 2와 관련하여 논의된 PWM 발생기(200)와 동일하거나 유사할 수 있고, 그것은 차단 전압 Vc₂를 가질 수 있다. 신호 발생기 GEN 2(526)의 차단 전압 Vc₂는 신호 발생기 GEN 1(525)의 차단 전압 Vc₁과 동일하거나 상이할 수 있다. 스위치 SW2는 MOSFET 트랜지스터일 수 있다. 광원(514)은 MOSFET 트랜지스터 SW2의 드레인-소스를 가로질러 전류원(532)에 접속될 수 있고, MOSFET 트랜지스터 SW2의 게이트는 신호 발생기 GEN 2(526)에 의해 발생된 PWM 신호 VGATE2를 수신하도록 배열될 수 있다. 쉽게 알 수 있는 것과 같이, 이 배열은 스위치 SW2가 신호 VGATE2의 것과 동일하거나 유사한 듀티 사이클로 신호 PWR2에 영향을 주게 할 수 있다. 신호 VGATE2의 듀티 사이클은 도 3에 도시한 것과 같이, 전압 제어 신호 VCTRL2의 크기(예를 들어, 레벨)에 의존할 수 있다.The light engine 530 may be operable to drive the light source 514 using a second PWM signal PWR2 supplied to the light source 514 over the second channel 523. Signal PWR2 may be generated using a second signal generator GEN 2 526 and a second switch SW2. Generator GEN 2 526 may be the same or similar to the PWM generator 200 discussed in connection with FIG. 2, and it may have a cut-off voltage Vc ₂ . The cut-off voltage Vc ₂ of the signal generator GEN ₂ 526 may be the same as or different from the cut-off voltage Vc ₁ of the signal generator GEN 1 525. Switch SW2 may be a MOSFET transistor. A light source 514 can be connected to a current source 532 across the drain-source of MOSFET transistor SW2, and the gate of MOSFET transistor SW2 will be arranged to receive the PWM signal VGATE2 generated by signal generator GEN 2 526. I can. As can easily be seen, this arrangement allows switch SW2 to affect signal PWR2 with a duty cycle equal to or similar to that of signal VGATE2. The duty cycle of the signal VGATE2 may depend on the magnitude (eg, level) of the voltage control signal VCTRL2, as shown in FIG. 3.

제어 신호 VCTRL2는 전압 신호일 수 있다. 또한, 위에 주목된 것과 같이, 신호들 VCTRL1 및 VREF도 또한 전압 신호들일 수 있다. 이와 관련하여, 제어 신호 VCTRL2는 기준 신호 VREF의 전압으로부터 제1 제어 신호 VCTRL1의 전압을 감산함으로써 발생될 수 있다. 예를 들어, 기준 신호 VREF가 10V이고 제어 신호 VCTRL1이 3V일 때, 제어 신호 VCTRL2는 7V일 수 있다. 제어 신호 VCTRL2는 전압 감산 회로 SUB1을 사용하여 발생될 수 있다. 감산 회로 SUB1은 전압 감산기로서 동작하도록 구성된 연산 증폭기(opamp)(540)를 포함할 수 있다. 또한, 감산 회로 SUB1는 저항기들(552, 554, 556, 및 558)을 포함할 수 있다. 저항기들(552 및 554)은 둘 다 저항 R2를 가질 수 있다. 저항기들(556 및 558)은 둘 다 저항 R1을 가질 수 있다. 저항 R2는 저항 R1과 동일하거나 상이할 수 있다. 저항기(552)는 도시한 것과 같이, opamp(540)의 출력 단자와 반전 입력 단자 사이에 배치될 수 있다. 저항기(554)는 opamp(540)의 비반전 입력 단자와 접지 사이에 결합될 수 있다. 저항기(556)는 opamp(540)의 반전 단자와 제어 신호 인터페이스(520) 사이에 결합될 수 있다. 저항기(558)는 opamp(540)의 비반전 단자와 제어 기준 전압 발생기(536) 사이에 결합될 수 있다. 동작 시에, opamp(540)는 (i) 제1 입력으로서 제어 신호 VCTRL1을 수신할 수 있고, (ii) 제2 입력으로서 기준 신호 VREF를 수신할 수 있고, 제어 신호 VCTRL1 및 기준 신호 VREF에 기초하여 제어 신호 VCTRL2를 발생시킬 수 있다. 제어 신호 VCTRL2의 크기는 아래 수학식 2에 의해 설명될 수 있다:The control signal VCTRL2 may be a voltage signal. Further, as noted above, signals VCTRL1 and VREF may also be voltage signals. In this regard, the control signal VCTRL2 may be generated by subtracting the voltage of the first control signal VCTRL1 from the voltage of the reference signal VREF. For example, when the reference signal VREF is 10V and the control signal VCTRL1 is 3V, the control signal VCTRL2 may be 7V. The control signal VCTRL2 can be generated using the voltage subtraction circuit SUB1. The subtraction circuit SUB1 may include an operational amplifier 540 configured to operate as a voltage subtractor. Further, the subtraction circuit SUB1 may include resistors 552, 554, 556, and 558. Resistors 552 and 554 can both have resistance R2. Resistors 556 and 558 can both have resistance R1. Resistor R2 can be the same as or different from resistor R1. The resistor 552 may be disposed between the output terminal of the opamp 540 and the inverting input terminal, as shown. Resistor 554 may be coupled between the non-inverting input terminal of opamp 540 and ground. Resistor 556 may be coupled between the inverting terminal of opamp 540 and control signal interface 520. A resistor 558 may be coupled between the non-inverting terminal of the opamp 540 and the control reference voltage generator 536. In operation, the opamp 540 can (i) receive the control signal VCTRL1 as a first input, and (ii) receive the reference signal VREF as a second input, based on the control signal VCTRL1 and the reference signal VREF. Thus, the control signal VCTRL2 can be generated. The size of the control signal VCTRL2 can be described by Equation 2 below:

광 엔진(530)은 제3 채널(524)에 걸쳐 광원(516)에 공급되는 제3 PWM 신호 PWR3을 사용하여 광원(516)을 구동시키도록 동작가능할 수 있다. 신호 PWR3은 제3 신호 발생기 GEN3 및 제3 스위치 SW3을 사용하여 발생될 수 있다. 스위치 SW2는 MOSFET 트랜지스터일 수 있다. 광원(516)은 MOSFET 트랜지스터 SW3의 드레인-소스를 가로질러 전류원(532)에 접속될 수 있고, MOSFET 트랜지스터 SW3의 게이트는 신호 발생기 GEN3에 의해 발생된 PWM 신호 VGATE3을 수신하도록 배열될 수 있다. 쉽게 알 수 있는 것과 같이, 이 배열은 스위치 SW3이 신호 VGATE3의 것과 동일하거나 유사한 듀티 사이클로 신호 PWR3에 영향을 주게 할 수 있다. 신호 VGATE3은 신호들 VGATE1 및 VGATE2에 기초하여 발생기 GEN3에 의해 발생될 수 있다. 일부 구현들에서, 신호 발생기 GEN3은 NOR 게이트를 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 것과 같이, NOR 게이트는 입력들로서 신호들 VGATE1 및 VGATE2를 수신할 수 있고 신호들 VGATE1 및 VGATE2에 대해 NOR 연산을 수행함으로써 신호 VGATE3을 발생시킬 수 있다.The light engine 530 may be operable to drive the light source 516 using a third PWM signal PWR3 supplied to the light source 516 over a third channel 524. The signal PWR3 can be generated using a third signal generator GEN3 and a third switch SW3. Switch SW2 may be a MOSFET transistor. A light source 516 may be connected to a current source 532 across the drain-source of MOSFET transistor SW3, and the gate of MOSFET transistor SW3 may be arranged to receive the PWM signal VGATE3 generated by signal generator GEN3. As can easily be seen, this arrangement allows switch SW3 to affect signal PWR3 with a duty cycle equal to or similar to that of signal VGATE3. Signal VGATE3 may be generated by generator GEN3 based on signals VGATE1 and VGATE2. In some implementations, signal generator GEN3 can include a NOR gate. As shown in Fig. 5, the NOR gate may receive signals VGATE1 and VGATE2 as inputs and generate signal VGATE3 by performing a NOR operation on signals VGATE1 and VGATE2.

도 6a-b에 도시된 것과 같이, (i) 전압 신호 VREF의 값(예를 들어, 레벨), (ii) 신호 발생기 GEN 1(525)의 차단 전압 Vc₁의 값(예를 들어, 레벨), 및 (iii) 신호 발생기 GEN 2(526)의 차단 전압 Vc₂의 값(예를 들어, 레벨) 중 하나 이상이 신호들 VGATE1과 VGATE2 중 단지 하나가 임의의 주어진 시간에 논리 하이에 있도록 선택될 수 있다. 이것은 전류원(532)으로부터의 전류가 임의의 주어진 시간에 단지 하나의 채널(예를 들어, 광원들(512-516) 중 단지 하나)로 전환될 수 있도록 필요할 수 있다. 일부 구현들에서, 전류원(532)으로부터의 전류를 임의의 주어진 시간에 단지 하나의 채널로 전환하는 것은 그것이 광원들(512-516)의 밝기에 대한 보다 정밀한 제어를 허용할 수 있으므로 유리할 수 있다.6A-B, (i) the value of the voltage signal VREF (e.g., level), (ii) the value of the cutoff voltage Vc ₁ of the signal generator GEN 1 525 (e.g., level) , And (iii) one or more of the values (e.g., level) of the cutoff voltage Vc ₂ of the signal generator GEN 2 526 are selected such that only one of the signals VGATE1 and VGATE2 is at a logic high at any given time. I can. This may be necessary so that the current from the current source 532 can be switched to only one channel (eg, only one of the light sources 512-516) at any given time. In some implementations, switching the current from the current source 532 to only one channel at any given time can be advantageous as it may allow more precise control over the brightness of the light sources 512-516.

일부 구현들에서, 도 6a-b에 도시된 것과 같이, 신호들 VGATE1과 VGATE2 중 하나는 항상 0%의 듀티 사이클을 가질 수 있지만, 다른 하나는 0%보다 큰 듀티 사이클을 가질 수 있다. 이러한 예들에서, 신호 VGATE3은 더 큰 듀티 사이클을 갖는 신호들 VGATE1과 VGATE2 중 주어진 하나를 반전시킴으로써 발생될 수 있다. 결과적으로, 더 큰 듀티 사이클을 갖는 신호들 VGATE1과 VGATE2 중 주어진 하나와, 신호 VGATE3의 듀티 사이클들의 합은 100%일 수 있다. 간결하게 말하면, 도 6a-b의 예에서, 신호 VGATE3은 신호들 VGATE1과 VGATE2 중 하나의 신호의 반전이다. 본 개시내용의 양태들에 따르면, 하나의 PWM 신호는 전자의 신호의 값이 후자의 것과 반대일 때 또 하나의 PWM 신호의 반전이다. 예를 들어, 도 6a에 도시한 것과 같이, 신호 VGATE3은 신호 VGATE1의 반전인 것으로 고려될 수 있는데 왜냐하면 신호 VGATE3은 신호 VGATE1이 논리 로우에 있을 때 항상 논리 하이이고, 그 반대도 가능하기 때문이다.In some implementations, as shown in FIGS. 6A-B, one of the signals VGATE1 and VGATE2 may always have a duty cycle of 0%, while the other may have a duty cycle greater than 0%. In these examples, the signal VGATE3 can be generated by inverting a given one of the signals VGATE1 and VGATE2 with a larger duty cycle. As a result, the sum of the duty cycles of the signal VGATE3 and the given one of the signals VGATE1 and VGATE2 having a larger duty cycle may be 100%. Briefly speaking, in the example of Figs. 6A-B, the signal VGATE3 is the inversion of one of the signals VGATE1 and VGATE2. According to aspects of the present disclosure, one PWM signal is an inversion of another PWM signal when the value of the former signal is opposite to that of the latter. For example, as shown in Fig. 6A, signal VGATE3 can be considered to be an inversion of signal VGATE1 because signal VGATE3 is always logic high when signal VGATE1 is at logic low, and vice versa.

간결하게 말하면, 일부 구현들에서, 광 엔진(530)은 전류원(532)에 의해 발생된 전류를 그들의 듀티 사이클들의 합이 1인 3개의 펄스 폭 변조된 채널들(예를 들어, PWR1, PWR2, PWR3) 내로 조종할 수 있다. 이 효과는 (i) 신호들 VGATE1과 VGATE2 중 단지 하나가 임의의 주어진 시간에 논리 하이 값에 있는 것을 보장하고, (ii) 신호 VGATE3이 더 큰 듀티 사이클을 갖는 신호들 VGATE1과 VGATE2 중 하나의 신호의 반전인 것을 보장함으로써 달성될 수 있다. 전류원(532)으로부터의 전류를 이 방식으로 전환하면 광원들(512-516)로부터 출력된 광의 밝기에 대한 보다 정밀한 제어를 달성하는 데 도움이 될 수 있다.Briefly, in some implementations, the light engine 530 converts the current generated by the current source 532 into three pulse width modulated channels (e.g., PWR1, PWR2, PWR3) can be controlled. This effect ensures that (i) only one of the signals VGATE1 and VGATE2 is at a logical high value at any given time, and (ii) the signal VGATE3 is one of the signals VGATE1 and VGATE2 with a greater duty cycle. It can be achieved by ensuring that it is a reversal of. Switching the current from the current source 532 in this manner may help to achieve more precise control over the brightness of the light output from the light sources 512-516.

위에 주목된 것과 같이, 광 엔진(530)의 동작은 기준 신호 VREF의 크기, 신호 발생기 GEN 1(525)의 차단 전압 Vc₁, 신호 발생기 GEN 2(526)의 차단 전압 Vc₂, 및 비율 R2/R1 중 하나 이상에 의존할 수 있다. 본 개시내용은 기준 신호 VREF, 신호 발생기 GEN 1(525)의 차단 전압 Vc₁, 신호 발생기 GEN 2(526)의 차단 전압 Vc₂, 및 비율 R2/R1에 대한 임의의 특정한 값으로 제한되지 않는다. 이들 변수 중 어느 하나의 값은 조명 시스템(500)의 상이한 구성들에서 변화할 수 있고, 그것은 원하는 설계 규격들에 따라 선택될 수 있다.As noted above, operation of the optical engine 530 is the size of the reference signal VREF, the generator stop voltage of the cut-off voltage Vc _1, the generator GEN 2 (526) of the GEN 1 (525), Vc _2, and a ratio R2 / May depend on one or more of R1. The present disclosure is not limited to a reference signal VREF, a signal generator block voltage Vc _1, the generator stop voltage Vc _2, and any particular value for the ratio R2 / R1 of a GEN 2 (526) of the GEN 1 (525). The value of either of these variables may vary in different configurations of the lighting system 500, and it may be selected according to the desired design specifications.

제어 신호 VCTRL1은 위에 논의된 것과 같이, 조명 기구(510)에 의해 출력된 광에 대한 원하는 CCT(및/또는 색)을 표시하는 사용자 입력에 응답하여 제어 신호 인터페이스(520)에 의해 발생될 수 있다. 제어 신호 VCTRL1은 그러므로 조명 기구(510)에 의해 방출된 광에 대한 원하는 CCT(및/또는 색)를 표시하는 전압 신호일 수 있다.The control signal VCTRL1 may be generated by the control signal interface 520 in response to a user input indicating the desired CCT (and/or color) for the light output by the luminaire 510, as discussed above. . The control signal VCTRL1 may therefore be a voltage signal indicative of the desired CCT (and/or color) for the light emitted by the luminaire 510.

제어 신호 VCTRL1은 광원(512)이 언제 스위치 오프되는지를 결정할 수 있다. 보다 특정적으로, 제어 신호 VCTRL1의 크기가 신호 발생기 GEN 1(525)의 차단 전압 Vc₁을 초과할 때, 광원(512)은 스위치 오프될 수 있다. 기준 신호 VREF는 광원(516)이 언제 스위치 온되는지를 결정할 수 있다. 기준 신호 VREF의 값이 신호 발생기 GEN 1(525)의 차단 전압 Vc₁의 2배보다 낮으면, 광원(514)은 광원(512)이 스위치 오프되기 전에 스위치 온될 수 있다. 대조적으로, 기준 신호 VREF의 값이 신호 발생기 GEN 1(525)의 차단 전압 Vc₁의 2배보다 높으면, 광원(514)은 광원(512)이 스위치 오프되기 전에 스위치 온될 수 있다. 유사하게, 신호 VREF가 신호 발생기 GEN 1(525)의 차단 전압 Vc₁의 2배와 동일할 때, 광원(514)은 광원(512)이 스위치 오프되는 때와 동시에 스위치될 수 있다.The control signal VCTRL1 may determine when the light source 512 is switched off. More specifically, when the magnitude of the control signal VCTRL1 exceeds the cut-off voltage Vc ₁ of the signal generator GEN 1 525, the light source 512 may be switched off. The reference signal VREF can determine when the light source 516 is switched on. If the value of the reference signal VREF is less than twice the cutoff voltage Vc ₁ of the signal generator GEN 1 525, the light source 514 may be switched on before the light source 512 is switched off. In contrast, if the value of the reference signal VREF is higher than twice the cut-off voltage Vc ₁ of the signal generator GEN 1 525, the light source 514 may be switched on before the light source 512 is switched off. Similarly, when the signal VREF is equal to twice the cut-off voltage Vc ₁ of the signal generator GEN 1 525, the light source 514 can be switched at the same time as when the light source 512 is switched off.

비율 R2/R1은 광원(514)의 밝기가 신호 VCTRL1의 변화들에 응답하여 변화하는 속도를 결정할 수 있다. 이것은 결국, 사용자 입력에의 조명 시스템(500)의 응답성에 영향을 줄 수 있다. 위에 주목된 것과 같이, 일부 구현들에서, 광원(514)은 냉백색 광원일 수 있고 제어 신호 VCRL1은 사용자가 노브를 돌리는 것에 응답하여 제어 신호 인터페이스(520)에 의해 발생될 수 있다. 이러한 예들에서, 비율 R2/R1이 높을 때, 조명 시스템(500)의 광 출력은 노브가 돌려질 때 보다 급작스럽게 냉으로 될 것이다. 대조적으로, 비율 R2/R1이 낮을 때, 조명 시스템(500)의 광 출력은 노브가 작동될 때 보다 느리게 냉으로 될 것이다.The ratio R2/R1 may determine the rate at which the brightness of the light source 514 changes in response to changes in the signal VCTRL1. This, in turn, can affect the responsiveness of the lighting system 500 to user input. As noted above, in some implementations, light source 514 may be a cool white light source and control signal VCRL1 may be generated by control signal interface 520 in response to a user turning a knob. In these examples, when the ratio R2/R1 is high, the light output of the lighting system 500 will become colder more abruptly when the knob is turned. In contrast, when the ratio R2/R1 is low, the light output of the lighting system 500 will cool slower than when the knob is actuated.

도 7은 광 엔진(530)의 하나의 가능한 구성에 따른, 조명 시스템(500)의 동작을 도시한 플롯(700)을 도시한다. 이 구성에서, 신호 발생기 GEN 1(525)의 차단 전압 Vc₁은 신호 발생기 GEN 2(526)의 차단 전압 Vc₂와 동일하고, 기준 신호 VREF의 크기는 차단 전압 Vc₁의 2배와 동일하다. 플롯(700)은 신호들 PWR1, PWR2, 및 PWR3 각각의 제각기의 듀티 사이클과 제어 신호 VCTRL1 간의 관계를 도시한다. 또한, 플롯(700)은 조명 시스템(500)이, 상태들 S0-S4로서 열거되는, 적어도 5개의 동작 상태들을 가질 수 있다는 것을 도시한다.7 shows a plot 700 illustrating the operation of the lighting system 500, according to one possible configuration of the light engine 530. In this configuration, the generator stop voltage Vc ₁ of the GEN 1 (525) is the same as that of the cut-off voltage Vc ₂ of the generator GEN 2 (526), a reference signal VREF size is equal to twice the cut-off voltage Vc _1. Plot 700 shows the relationship between the respective duty cycle of signals PWR1, PWR2, and PWR3 and the control signal VCTRL1. Further, plot 700 shows that lighting system 500 may have at least five operating states, listed as states SO-S4.

조명 시스템(500)은 제어 신호 VCTRL1이 0V와 동일할 때(VCTRL1=0V) 상태 S0에 있을 수 있다. 조명 시스템(500)이 상태 S0에 있을 때, 광원(512)은 (최대 용량으로) 스위치 온될 수 있고, 광원들(514 및 516)은 스위치 오프될 수 있다.The lighting system 500 may be in state S0 when the control signal VCTRL1 is equal to 0V (VCTRL1=0V). When lighting system 500 is in state S0, light source 512 may be switched on (at full capacity) and light sources 514 and 516 may be switched off.

조명 시스템(500)은 제어 신호 VCTRL1이 0V보다 크고 신호 발생기 GEN 1(525)의 차단 전압 Vc₁보다 적을 때(0<VCTRL1<Vc₁) 상태 S1에 있을 수 있다. 조명 시스템(500)이 상태 S1에 있을 때, 광원들(512 및 516)은 스위치 온될 수 있고, 광원(514)은 스위치 오프될 수 있다.The lighting system 500 may be in state S1 when the control signal VCTRL1 is greater than 0V and less than the cutoff voltage Vc ₁ of the signal generator GEN 1 525 (0<VCTRL1<Vc ₁ ). When lighting system 500 is in state S1, light sources 512 and 516 may be switched on and light source 514 may be switched off.

조명 시스템(500)은 제어 신호 VCTRL1이 신호 발생기 GEN 1(525)의 차단 전압 Vc₁과 동일할 때(VCTRL1=Vc₁) 상태 S2에 있을 수 있다. 조명 시스템(500)이 상태 S2에 있을 때, 광원(516)은 (최대 용량으로) 스위치 온될 수 있고, 광원들(512 및 514)은 스위치 오프될 수 있다.The lighting system 500 may be in state S2 when the control signal VCTRL1 is equal to the cutoff voltage Vc ₁ of the signal generator GEN 1 525 (VCTRL1=Vc ₁ ). When lighting system 500 is in state S2, light source 516 may be switched on (at full capacity) and light sources 512 and 514 may be switched off.

조명 시스템(500)은 제어 신호 VCTRL1이 신호 발생기 GEN 1(525)의 차단 전압 Vc₁보다 크고 기준 신호 VREF보다 적을 때(Vc₁<VCTRL1<VREF) 상태 S3에 있을 수 있다. 조명 시스템(500)이 상태 S3에 있을 때, 광원들(514 및 516)은 스위치 온될 수 있고, 광원(512)은 스위치 오프될 수 있다.The lighting system 500 may be in state S3 when the control signal VCTRL1 is greater than the cutoff voltage Vc ₁ of the signal generator GEN 1 525 and less than the reference signal VREF (Vc ₁ <VCTRL1 <VREF). When lighting system 500 is in state S3, light sources 514 and 516 may be switched on and light source 512 may be switched off.

조명 시스템(500)은 제어 신호 VCTRL1이 VREF 이상일 때(VCTRL1≥VREF) 상태 S4에 있을 수 있다. 조명 시스템(500)이 상태 S4에 있을 때, 광원(514)은 (최대 용량으로) 스위치 온될 수 있고, 광원들(512 및 516)은 스위치 오프될 수 있다.The lighting system 500 may be in state S4 when the control signal VCTRL1 is greater than or equal to VREF (VCTRL1≥VREF). When lighting system 500 is in state S4, light source 514 may be switched on (at full capacity) and light sources 512 and 516 may be switched off.

도 8은 광 엔진(530)의 또 하나의 가능한 구성에 따른, 조명 시스템(500)의 동작을 도시한 플롯(800)을 도시한다. 이 구성에서, 신호 발생기 GEN 1(525)의 차단 전압 Vc₁은 신호 발생기 GEN 2(526)의 차단 전압 Vc₂와 동일하고, 기준 신호 VREF의 크기는 차단 전압 Vc₁의 크기의 2배보다 크다. 플롯(800)은 신호들 PWR1, PWR2, 및 PWR3 각각의 제각기의 듀티 사이클과 제어 신호 VCTRL1 간의 관계를 도시한다. 또한, 플롯(800)은 조명 시스템(500)이, 상태들 S0-S4로서 열거되는, 적어도 5개의 동작 상태들을 가질 수 있다는 것을 도시한다.FIG. 8 shows a plot 800 illustrating the operation of the lighting system 500, according to another possible configuration of the light engine 530. In this configuration, the generator stop voltage Vc ₁ of the GEN 1 (525) is the same as that of the cut-off voltage Vc ₂ of the generator GEN 2 (526), the size of the reference signal VREF is greater than twice the size of the cut-off voltage Vc ₁ . Plot 800 shows the relationship between the control signal VCTRL1 and the respective duty cycle of signals PWR1, PWR2, and PWR3, respectively. Further, plot 800 shows that lighting system 500 may have at least five operating states, listed as states S0-S4.

조명 시스템(500)은 제어 신호 VCTRL1이 0V보다 크고 신호 발생기 GEN 1(525)의 차단 전압 Vc₁보다 적을 때(0<VCTRL1<Vc1) 상태 S1에 있을 수 있다. 조명 시스템(500)이 상태 S1에 있을 때, 광원들(512 및 516)은 스위치 온될 수 있고, 광원(514)은 스위치 오프될 수 있다.The lighting system 500 may be in state S1 when the control signal VCTRL1 is greater than 0V and less than the cutoff voltage Vc ₁ of the signal generator GEN 1 525 (0<VCTRL1<Vc1). When lighting system 500 is in state S1, light sources 512 and 516 may be switched on and light source 514 may be switched off.

조명 시스템(500)은 제어 신호 VCTRL1이 신호 발생기 GEN 1(525)의 차단 전압 Vc₁ 이상이고 Vm 이하일 때(Vc₁≤VCTRL1≤Vm) 상태 S2에 있을 수 있다. 조명 시스템(500)이 상태 S2에 있을 때, 광원(516)은 (최대 용량으로) 스위치 온될 수 있고, 광원들(512 및 514)은 스위치 오프될 수 있다. 일부 구현들에서, 값 Vm은 아래 수학식 3에 의해 정의될 수 있다:The lighting system 500 may be in state S2 when the control signal VCTRL1 is greater than or equal to the cutoff voltage Vc ₁ of the signal generator GEN 1 525 and less than or equal to Vm (Vc _1? VCTRL1? Vm). When lighting system 500 is in state S2, light source 516 may be switched on (at full capacity) and light sources 512 and 514 may be switched off. In some implementations, the value Vm can be defined by Equation 3 below:

조명 시스템(500)은 제어 신호 VCTRL1이 Vm보다 크고 기준 신호 VREF보다 적을 때(Vm<VCTRL1<VREF) 상태 S3에 있을 수 있다. 조명 시스템(500)이 상태 S3에 있을 때, 광원들(514 및 516)은 스위치 온될 수 있고, 광원(512)은 스위치 오프될 수 있다. 따라서, Vm은 광원(514)이 스위치 온되는 제어 신호 VCTRL1에 대한 값일 수 있다.The lighting system 500 may be in state S3 when the control signal VCTRL1 is greater than Vm and less than the reference signal VREF (Vm<VCTRL1<VREF). When lighting system 500 is in state S3, light sources 514 and 516 may be switched on and light source 512 may be switched off. Accordingly, Vm may be a value for the control signal VCTRL1 in which the light source 514 is switched on.

조명 시스템(500)은 제어 신호 VCTRL1이 기준 신호 VREF 이상일 때(VCTRL1≥VREF) 상태 S4에 있을 수 있다. 조명 시스템(500)이 상태 S4에 있을 때, 광원(514)은 (최대 용량으로) 스위치 온될 수 있고, 광원들(512 및 516)은 스위치 오프될 수 있다.The lighting system 500 may be in state S4 when the control signal VCTRL1 is equal to or greater than the reference signal VREF (VCTRL1≥VREF). When lighting system 500 is in state S4, light source 514 may be switched on (at full capacity) and light sources 512 and 516 may be switched off.

도 9는 도 8과 관련하여 논의된 조명 시스템(500)의 구성에 따른, 제어 신호들 VCTRL1과 VCTRL2 간의 관계를 도시한 플롯(900)을 도시한다. 도시한 것과 같이, 제어 신호 VCTRL1이 신호 발생기 GEN 1(525)의 차단 전압 Vc₁의 값에 도달할 때, 광원(512)은 스위치 오프될 수 있고 광원(516)은 100% 밝기에 도달할 수 있다. 제어 신호 VCTRL1이 값 Vm을 넘을 때, 광원(516)의 밝기는 감소하기 시작할 수 있다. 또한, Vc₁과 Vm 사이의 VCTRL1 값들에 대해, 광원(516)은 최대 밝기로 동작할 수 있고 광원들(512 및 514)은 스위치 오프될 수 있다.FIG. 9 shows a plot 900 showing the relationship between control signals VCTRL1 and VCTRL2, according to the configuration of the lighting system 500 discussed in connection with FIG. 8. As shown, when the control signal VCTRL1 reaches the value of the cutoff voltage Vc ₁ of the signal generator GEN 1 525, the light source 512 can be switched off and the light source 516 can reach 100% brightness. have. When the control signal VCTRL1 exceeds the value Vm, the brightness of the light source 516 may start to decrease. Also, for VCTRL1 values between Vc ₁ and Vm, light source 516 can operate at maximum brightness and light sources 512 and 514 can be switched off.

플롯들(700 및 800)은 조명 시스템(500)이 조명 시스템(500)으로부터 방출되는 광의 전체 밝기에 영향을 주지 않고, 사용자에게 조명 시스템(500)에 의해 발생된 광 출력의 색 및/또는 CCT를 변화시키는 것을 허용할 수 있다는 것을 나타낸다. 이 개념은 플롯들(700 및 800)에 도시된다. 플롯들(700 및 800)에 도시된 것과 같이, 신호들 PWR1 및 PWR2를 나타내는 라인들은 신호 PWR3을 나타내는 라인의 기울기와 크기에 있어서 동일한 기울기들을 갖지만, 부호에 있어서 반대일 수 있다. 이것은 광원(512)과 광원(514) 중 하나의 밝기의 어떤 감소는 광원(516)의 밝기의 동일한 증가에 의해 매치될 수 있고, 그 반대도 가능하다는 것을 의미한다. 그러므로, 일부 구현들에서, 조명 시스템(500)의 광 출력의 CCT(또는 색)이 (제어 신호 VCTRL1이 변화하는 결과로서) 변화될 때, 그 변화는 조명 시스템(500)의 광 출력의 밝기에 있어서의 어떤 증가 또는 감소 없이 일어날 수 있다.The plots 700 and 800 do not affect the overall brightness of the light emitted from the lighting system 500 by the lighting system 500, and give the user the color and/or CCT of the light output generated by the lighting system 500. Indicates that it can be allowed to change. This concept is shown in plots 700 and 800. As shown in plots 700 and 800, the lines representing signals PWR1 and PWR2 have the same slopes in magnitude and slope of the line representing signal PWR3, but may be opposite in sign. This means that any decrease in the brightness of either light source 512 and light source 514 can be matched by the same increase in brightness of light source 516 and vice versa. Therefore, in some implementations, when the CCT (or color) of the light output of the lighting system 500 changes (as a result of changing the control signal VCTRL1), the change is dependent on the brightness of the light output of the lighting system 500. Can occur without any increase or decrease in

도 10은 본 개시내용의 양태들에 따른, 과정의 예의 플로우차트이다. 일부 구현들에서, 과정(1000)에서의 모든 단계들은 도 10에 제공된 참조 번호들의 순차에 기초하여 동시에 수행될 수 있다. 대안적으로, 일부 구현들에서, 과정(1000)에서의 일부 또는 모든 단계들은 예를 들어, 도 10에 제공된 흐름 화살표들로 표시된 것과 같이, 순차적으로 수행될 수 있다. 과정(1000)은 조명 시스템(100), 조명 시스템(500), 및/또는 기타 적합한 유형의 전자 디바이스에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 과정(1000)에서의 단계들의 적어도 일부는 마이크로프로세서(예를 들어, ARM 기반 프로세서, 아두이노(Arduino) 기반 프로세서 등)와 같은 처리 회로를 사용하여 수행될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현들에서, 과정(1000)에서의 단계들의 적어도 일부는 도 5에 도시한 것과 같은, 전자 회로를 사용하여 수행될 수 있다.10 is a flowchart of an example of a process, in accordance with aspects of the present disclosure. In some implementations, all steps in process 1000 may be performed simultaneously based on the sequence of reference numbers provided in FIG. 10. Alternatively, in some implementations, some or all of the steps in process 1000 may be performed sequentially, for example, as indicated by the flow arrows provided in FIG. 10. Process 1000 may be performed by lighting system 100, lighting system 500, and/or other suitable type of electronic device. For example, in some implementations, at least some of the steps in process 1000 may be performed using a processing circuit such as a microprocessor (e.g., an ARM-based processor, an Arduino-based processor, etc.). have. Additionally or alternatively, in some implementations, at least some of the steps in process 1000 may be performed using electronic circuitry, such as shown in FIG. 5.

단계 1010에서, 광 출력에 대한 원하는 CCT 및/또는 원하는 색을 표시하는 제1 제어 신호가 수신된다. 제어 신호는 제어 신호 인터페이스(110 또는 520)와 같은, 제어 신호 인터페이스로부터 수신될 수 있다. 일부 구현들에서, 제어 신호는 제어 신호 VCTRL1과 같은 전압 신호일 수 있다. 일부 구현들에서, 제어 신호는 원하는 CCT 및/또는 색을 표시하는 숫자 또는 영숫자 스트링의 디지털 표현일 수 있다. 단계 1020에서, 기준 신호가 발생된다. 일부 구현들에서, 기준 신호는 신호 VREF와 같은 전압 신호일 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현들에서, 기준 신호는 숫자 및/또는 영숫자 스트링의 디지털 표현일 수 있다. 단계 1030에서, 제2 제어 신호가 기준 신호와 제1 제어 신호 중 적어도 하나에 기초하여 발생된다. 일부 구현들에서, 제2 제어 신호는 기준 신호로부터 제1 제어 신호를 감산함으로써 발생될 수 있다.In step 1010, a first control signal indicative of a desired CCT and/or a desired color for the light output is received. The control signal may be received from a control signal interface, such as control signal interface 110 or 520. In some implementations, the control signal can be a voltage signal, such as control signal VCTRL1. In some implementations, the control signal can be a digital representation of a numeric or alphanumeric string indicating a desired CCT and/or color. In step 1020, a reference signal is generated. In some implementations, the reference signal can be a voltage signal, such as signal VREF. Additionally or alternatively, in some implementations, the reference signal may be a digital representation of a numeric and/or alphanumeric string. In step 1030, a second control signal is generated based on at least one of the reference signal and the first control signal. In some implementations, the second control signal can be generated by subtracting the first control signal from the reference signal.

단계 1040에서, 제1 PWM 신호가 제1 제어 신호에 기초하여 발생된다. 일부 구현들에서, 제1 PWM 신호는 제1 제어 신호에 기초하는 듀티 사이클을 가질 수 있다. 일부 구현들에서, 제1 PWM 신호의 듀티 사이클은 제1 제어 신호의 크기에 비례할 수 있다(예를 들어, 제1 제어 신호의 레벨에 비례할 수 있다).In step 1040, a first PWM signal is generated based on the first control signal. In some implementations, the first PWM signal can have a duty cycle based on the first control signal. In some implementations, the duty cycle of the first PWM signal can be proportional to the magnitude of the first control signal (eg, can be proportional to the level of the first control signal).

단계 1050에서, 제2 PWM 신호가 발생된다. 일부 구현들에서, 제2 PWM 신호의 듀티 사이클은 제1 제어 신호와 기준 신호 중 적어도 하나에 기초하여 발생될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현들에서, 제2 제어 신호는 제2 제어 신호에 기초하여 발생될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현들에서, 제2 PWM 신호는 제2 제어 신호의 크기에 비례하는 듀티 사이클을 가질 수 있다.In step 1050, a second PWM signal is generated. In some implementations, the duty cycle of the second PWM signal can be generated based on at least one of the first control signal and the reference signal. Additionally or alternatively, in some implementations, the second control signal can be generated based on the second control signal. Additionally or alternatively, in some implementations, the second PWM signal can have a duty cycle proportional to the magnitude of the second control signal.

단계 1060에서 제3 PWM 신호가 제1 PWM 신호와 제2 PWM 신호 중 적어도 하나에 기초하여 발생된다. 일부 구현들에서, 제3 PWM 신호는 제1 PWM 신호 및 제2 PWM 신호 각각과 상이한 듀티 사이클을 가질 수 있다. 일부 구현들에서, 제3 PWM 신호는 더 큰 듀티 사이클을 갖는 제1 PWM 신호와 제2 PWM 신호 중 하나를 반전시킴으로써 발생될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현들에서, 제3 PWM 신호는 제1 PWM 신호 및 제2 PWM 신호에 대해 NOR 연산을 수행함으로써 발생될 수 있다.In step 1060, a third PWM signal is generated based on at least one of the first PWM signal and the second PWM signal. In some implementations, the third PWM signal can have a different duty cycle than each of the first PWM signal and the second PWM signal. In some implementations, the third PWM signal can be generated by inverting one of the first PWM signal and the second PWM signal having a greater duty cycle. Additionally or alternatively, in some implementations, the third PWM signal can be generated by performing a NOR operation on the first PWM signal and the second PWM signal.

단계 1070에서 제1 광원은 제1 PWM 신호에 기초하여 제어된다. 제1 광원은 하나 이상의 LED 및/또는 기타 적합한 유형의 광원을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 제1 광원을 제어하는 것은 제1 PWM 신호에 기초하여 제1 광원을 스위치 온 및/또는 스위치 오프하는 것을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현들에서, 제1 광원을 제어하는 것은 제1 광원의 밝기를 증가 및/또는 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현들에서, 제1 광원을 제어하는 것은 제1 PWM 신호에 기초하여, 제1 광원을 가로지르는 전류의 흐름을 제어하는, 스위치의 상태를 변화시키는 것을 포함할 수 있다.In step 1070, the first light source is controlled based on the first PWM signal. The first light source may comprise one or more LEDs and/or other suitable types of light sources. In some implementations, controlling the first light source can include switching on and/or switching off the first light source based on the first PWM signal. Additionally or alternatively, in some implementations, controlling the first light source may include increasing and/or decreasing the brightness of the first light source. Additionally or alternatively, in some implementations, controlling the first light source includes changing the state of the switch, controlling the flow of current across the first light source based on the first PWM signal. I can.

단계 1080에서 제2 광원은 제2 PWM 신호에 기초하여 제어된다. 제2 광원은 하나 이상의 LED 및/또는 기타 적합한 유형의 광원을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 제2 광원을 제어하는 것은 제2 PWM 신호에 기초하여 제2 광원을 스위치 온 및/또는 스위치 오프하는 것을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현들에서, 제2 광원을 제어하는 것은 제2 광원의 밝기를 증가 및/또는 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현들에서, 제2 광원을 제어하는 것은 제2 PWM 신호에 기초하여, 제2 광원을 가로지르는 전류의 흐름을 제어하는, 스위치의 상태를 변화시키는 것을 포함할 수 있다.In step 1080, the second light source is controlled based on the second PWM signal. The second light source may comprise one or more LEDs and/or other suitable types of light sources. In some implementations, controlling the second light source can include switching on and/or switching off the second light source based on the second PWM signal. Additionally or alternatively, in some implementations, controlling the second light source may include increasing and/or decreasing the brightness of the second light source. Additionally or alternatively, in some implementations, controlling the second light source includes changing the state of the switch, controlling the flow of current across the second light source based on the second PWM signal. I can.

단계 1090에서 제3 광원은 제3 PWM 신호에 기초하여 제어된다. 제3 광원은 하나 이상의 LED 및/또는 기타 적합한 유형의 광원을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 제3 광원을 제어하는 것은 제3 PWM 신호에 기초하여 제3 광원을 스위치 온 및/또는 스위치 오프하는 것을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현들에서, 제3 광원을 제어하는 것은 제3 광원의 밝기를 증가 및/또는 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현들에서, 제3 광원을 제어하는 것은 제3 PWM 신호에 기초하여, 제3 광원을 가로지르는 전류의 흐름을 제어하는, 스위치의 상태를 변화시키는 것을 포함할 수 있다.In step 1090, the third light source is controlled based on the third PWM signal. The third light source may comprise one or more LEDs and/or other suitable types of light sources. In some implementations, controlling the third light source can include switching on and/or switching off the third light source based on the third PWM signal. Additionally or alternatively, in some implementations, controlling the third light source may include increasing and/or decreasing the brightness of the third light source. Additionally or alternatively, in some implementations, controlling the third light source includes changing the state of the switch, controlling the flow of current across the third light source based on the third PWM signal. I can.

도 1 - 10은 단지 예로서 제공된다. 도 5의 예에서, 스위치들 SW1 및 SW2가 MOSFET 트랜지스터들로서 구현되지만, 고상 릴레이, PMOS 트랜지스터 등과 같은, 임의의 적합한 유형의 스위치가 대신에 사용될 수 있다. 도 5의 예에서, 감산기 SUB1이 opamp를 사용하여 구현되지만, 감산기를 구현하기 위해 임의의 적합한 유형의 전자 회로가 사용될 수 있다. 도 3의 예에서, 발생기 GEN3이 NOR 게이트를 사용하여 구현되지만, 기타 적합한 유형의 회로가 대신에 사용될 수 있다. 예를 들어, 신호 발생기 GEN3은 OR 게이트 및 하나 이상의 인버터 등을 사용하여 구현될 수 있다. 이들 도면과 관련하여 논의된 요소들의 적어도 일부는 상이한 순서로 배열되고, 조합되고/되거나, 모두 생략될 수 있다.1-10 are provided by way of example only. In the example of FIG. 5, switches SW1 and SW2 are implemented as MOSFET transistors, but any suitable type of switch may be used instead, such as a solid state relay, a PMOS transistor, and the like. In the example of FIG. 5, subtractor SUB1 is implemented using an opamp, but any suitable type of electronic circuit can be used to implement the subtractor. In the example of FIG. 3, generator GEN3 is implemented using a NOR gate, but other suitable types of circuits may be used instead. For example, the signal generator GEN3 can be implemented using an OR gate and one or more inverters or the like. At least some of the elements discussed in connection with these figures may be arranged in a different order, combined and/or omitted altogether.

도 11은 한 실시예에 따른 통합된 LED 조명 시스템을 위한 전자 보드(310)의 상면도이다. 대안적 실시예들에서, 2개 이상의 전자 보드들이 LED 조명 시스템용으로 사용될 수 있다. 예를 들어, LED 어레이는 별개의 전자 보드 상에 있을 수 있고, 또는 센서 모듈은 별개의 전자 보드 상에 있을 수 있다. 도시된 예에서, 전자 보드(310)는 전력 모듈(312), 센서 모듈(314), 접속 및 제어 모듈(316) 및 기판(320)에의 LED 어레이의 부착을 위해 확보된 LED 부착 영역(318)을 포함한다. 도 11의 전력 모듈(312)은 본원에 개시된 광 엔진(예를 들어, 도 5의 광 엔진(530))을 포함할 수 있다.11 is a top view of an electronic board 310 for an integrated LED lighting system according to an embodiment. In alternative embodiments, two or more electronic boards may be used for the LED lighting system. For example, the LED array can be on a separate electronic board, or the sensor module can be on a separate electronic board. In the illustrated example, the electronic board 310 includes a power module 312, a sensor module 314, a connection and control module 316, and an LED attachment area 318 reserved for attachment of the LED array to the substrate 320. Includes. The power module 312 of FIG. 11 may include a light engine (eg, light engine 530 of FIG. 5) disclosed herein.

기판(320)은 트랙들, 트레이스들, 패드들, 비아들, 및/또는 배선들과 같은 도전 접속기들을 사용하여 전기 소자들, 전자 소자들 및/또는 전자 모듈들에의 전기적 결합을 기계적으로 지지하고, 제공할 수 있는 임의의 보드일 수 있다. 기판(320)은 유전체 합성 재료와 같은, 비도전성 재료의 하나 이상의 층들 사이에 또는 그 층들 상에 배치된 하나 이상의 금속화 층을 포함할 수 있다. 전력 모듈(312)은 전기 및/또는 전자 요소들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 전력 모듈(312)은 AC/DC 변환 회로, DC/DC 변환 회로, 디밍 회로, 및 LED 구동기 회로를 포함한다.Substrate 320 mechanically supports electrical coupling to electrical elements, electronic elements and/or electronic modules using conductive connectors such as tracks, traces, pads, vias, and/or wires. And may be any board that can be provided. Substrate 320 may include one or more metallization layers disposed between or on one or more layers of a non-conductive material, such as a dielectric composite material. The power module 312 may include electrical and/or electronic elements. In an exemplary embodiment, the power module 312 includes an AC/DC conversion circuit, a DC/DC conversion circuit, a dimming circuit, and an LED driver circuit.

센서 모듈(314)은 LED 어레이가 구현될 응용에 필요한 센서들을 포함할 수 있다. 예시적인 센서들은 광학 센서들(예를 들어, IR 센서들 및 영상 센서), 움직임 센서들, 열 센서들, 기계적 센서들, 근접 센서들, 또는 심지어 타이머들을 포함할 수 있다. 예로서, 거리 조명, 일반 조명, 및 원예 조명 응용들에서 LED들은 사용자의 검출된 존재, 검출된 주변 조명 조건들, 검출된 날씨 조건들과 같은, 다수의 상이한 센서 입력에 기초하여, 또는 낮/밤의 시간에 기초하여 턴 오프/온 및/또는 조정될 수 있다. 이것은 예를 들어, 광 출력의 세기, 광 출력의 형상, 광 출력의 색을 조정하고/하거나, 에너지를 보존하기 위해 광들을 턴 온 또는 오프하는 것을 포함할 수 있다. AR/VR 응용들을 위해, 움직임 센서들은 사용자 이동을 검출하기 위해 사용될 수 있다. 움직임 센서들 자체는 IR 검출기 LED들과 같은 LED들일 수 있다. 또 하나의 예로서, 카메라 플래시 응용들을 위해, 영상 및/또는 다른 광학 센서들 또는 화소들이 플래시 조명 색, 세기 조명 패턴, 및/또는 형상이 최적하게 캘리브레이트될 수 있도록 캡처될 장면에 대한 조명을 측정하기 위해 사용될 수 있다. 대안적 실시예들에서, 전자 보드(310)는 센서 모듈을 포함하지 않는다.The sensor module 314 may include sensors necessary for an application in which the LED array is to be implemented. Exemplary sensors may include optical sensors (eg, IR sensors and image sensors), motion sensors, thermal sensors, mechanical sensors, proximity sensors, or even timers. As an example, in street lighting, general lighting, and horticultural lighting applications, LEDs may be based on a number of different sensor inputs, such as the detected presence of the user, detected ambient lighting conditions, detected weather conditions, or day/ It can be turned off/on and/or adjusted based on the time of the night. This may include, for example, adjusting the intensity of the light output, the shape of the light output, the color of the light output, and/or turning the lights on or off to conserve energy. For AR/VR applications, motion sensors can be used to detect user movement. The motion sensors themselves may be LEDs such as IR detector LEDs. As another example, for camera flash applications, the image and/or other optical sensors or pixels can be used to illuminate the scene to be captured so that the flash illumination color, intensity illumination pattern, and/or shape can be optimally calibrated. Can be used to measure. In alternative embodiments, the electronic board 310 does not include a sensor module.

접속 및 제어 모듈(316)은 시스템 마이크로컨트롤러 및 외부 디바이스로부터 제어 입력을 수신하도록 구성된 임의 유형의 유선 또는 무선 모듈을 포함할 수 있다. 예로서, 무선 모듈은 블루투스, 지그비, Z-웨이브, 메시, 와이파이, 근거리 통신(NFC) 및/또는 피어 투 피어 모듈들을 포함할 수 있다. 마이크로컨트롤러는 LED 조명 시스템 내에 내장될 수 있고 LED 시스템 내의 유선 또는 무선 모듈 또는 다른 모듈들로부터 (센서 데이터 및 LED 모듈로부터 피드백된 데이터와 같은) 입력들을 수신하고 그에 기초하여 제어 신호들을 다른 모듈들에 제공하도록 구성되거거나 구성가능한 임의 유형의 특수 목적 컴퓨터 또는 프로세서일 수 있다. 본원에 개시된 제어 신호 인터페이스(110)는 마이크로컨트롤러의 일부일 수 있거나 입력을 수신할 수 있고 또는 마이크로컨트롤러에 출력을 제공할 수 있다. 특수 목적 프로세서에 의해 구현된 알고리즘들은 특수 목적 프로세서에 의한 실행을 위해 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체 내에 통합된 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어, 또는 펌웨어에서 구현될 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체들의 예들은 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 레지스터, 캐시 메모리 및 반도체 메모리 디바이스들을 포함한다. 메모리는 마이크로컨트롤러의 일부로서 포함될 수 있거나 전자 보드(310) 상에 있거나 없이, 어딘가에서 구현될 수 있다.The connection and control module 316 may include any type of wired or wireless module configured to receive control inputs from the system microcontroller and external devices. As an example, the wireless module may include Bluetooth, ZigBee, Z-Wave, Mesh, Wi-Fi, Near Field Communication (NFC) and/or peer to peer modules. The microcontroller can be embedded within the LED lighting system and receives inputs (such as sensor data and data fed back from the LED module) from a wired or wireless module or other modules within the LED system and sends control signals to other modules based thereon. It may be any type of special purpose computer or processor that is configured or configurable to provide. The control signal interface 110 disclosed herein may be part of a microcontroller or may receive an input or may provide an output to a microcontroller. Algorithms implemented by the special purpose processor may be implemented in a computer program, software, or firmware incorporated in a non-transitory computer-readable storage medium for execution by the special purpose processor. Examples of non-transitory computer-readable storage media include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), registers, cache memory, and semiconductor memory devices. The memory may be included as part of the microcontroller or may be implemented somewhere, with or without the electronic board 310.

본원에 사용된 것과 같이 용어 모듈은 하나 이상의 전자 보드(310) 중 하나에 납땜될 수 있는 개별 회로 보드들 상에 배치되는 전기 및/또는 전자 소자들을 참조할 수 있다. 그러나, 용어 모듈은 또한 유사한 기능성을 제공하지만, 동일한 영역 내의 또는 상이한 영역들 내의 하나 이상의 회로 보드에 개별적으로 납땜될 수 있는 전기 및/또는 전자 소자들을 참조할 수 있다.As used herein, the term module may refer to electrical and/or electronic elements disposed on individual circuit boards that may be soldered to one of one or more electronic boards 310. However, the term module can also refer to electrical and/or electronic elements that provide similar functionality, but that can be individually soldered to one or more circuit boards in the same area or in different areas.

도 12a는 한 실시예에서 LED 디바이스 부착 영역(318)에서 기판(320)에 부착된 LED 어레이(410)를 갖는 전자 보드(310)의 상면도이다. LED 어레이(410)와 함께 전자 보드(310)는 LED 조명 시스템(400A)을 나타낸다. 부가적으로, 전력 모듈(312)은 Vin(497)에서 전압 입력 그리고 트레이스들(418B)을 통해 접속 및 제어 모듈(316)로부터 제어 신호들을 수신하고, 트레이스들(418A)을 통해 LED 어레이(410)에 구동 신호들을 제공한다. LED 어레이(410)는 전력 모듈(312)로부터의 구동 신호들을 통해 턴 온 및 오프된다. 도 12에 도시한 실시예에서, 접속 및 제어 모듈(316)은 트레이스들(418)을 통해 센서 모듈(314)로부터 센서 신호들을 수신한다. 도 12의 전력 모듈(312)은 본원에 개시된 광 엔진(예를 들어, 도 5의 광 엔진(530))을 포함할 수 있고 본원에 개시된 PWM 신호들을 LED 어레이(410) 내의 LED들에 제공할 수 있다.12A is a top view of an electronic board 310 having an LED array 410 attached to a substrate 320 in an LED device attachment area 318 in one embodiment. The electronic board 310 along with the LED array 410 represents the LED lighting system 400A. Additionally, power module 312 receives voltage input at Vin 497 and control signals from connection and control module 316 via traces 418B, and LED array 410 via traces 418A. ) To provide drive signals. The LED array 410 is turned on and off through drive signals from the power module 312. In the embodiment shown in FIG. 12, the connection and control module 316 receives sensor signals from the sensor module 314 via traces 418. The power module 312 of FIG. 12 may include a light engine disclosed herein (e.g., light engine 530 of FIG. 5) and will provide the PWM signals disclosed herein to the LEDs in the LED array 410. I can.

도 12b는 회로 보드(499)의 2개의 표면들 상에 장착된 전자 소자들을 갖는 2 채널 통합된 LED 조명 시스템의 하나의 실시예를 도시한다. 도 12b에 도시한 것과 같이, LED 조명 시스템(400B)은 디머 신호들 및 AC 전력 신호들을 수신하는 입력들을 갖는 제1 표면(445A) 및 그 위에 장착된 AC/DC 변환기 회로(412)를 포함한다. LED 시스템(400B)은 디머 인터페이스 회로(415), DC-DC 변환기 회로들(440A 및 440B), 마이크로컨트롤러(472)를 갖는 접속 및 제어 모듈(416)(이 예에서 무선 모듈)을 갖는 제2 표면(445B), 및 그 위에 장착된 LED 어레이(410)를 포함한다. LED 어레이(410)는 2개의 독립적인 채널들(411A 및 411B)에 의해 구동된다. 대안적 실시예들에서, 단일 채널이 LED 어레이에 구동 신호들을 제공하기 위해 사용될 수 있고, 또는 임의 수의 다수의 채널이 LED 어레이에 구동 신호들을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 12e는 3개의 채널들(예를 들어, 본원에 개시된 것과 같은, 도 5의 채널들(522, 523 및 524))을 갖는 LED 조명 시스템(400D)을 도시하고 아래에 더 상세히 설명된다.12B shows one embodiment of a two channel integrated LED lighting system with electronic components mounted on two surfaces of a circuit board 499. As shown in Figure 12B, LED lighting system 400B includes a first surface 445A having inputs to receive dimmer signals and AC power signals and an AC/DC converter circuit 412 mounted thereon. . LED system 400B is a second having a dimmer interface circuit 415, DC-DC converter circuits 440A and 440B, and a connection and control module 416 (a wireless module in this example) with a microcontroller 472. A surface 445B, and an LED array 410 mounted thereon. The LED array 410 is driven by two independent channels 411A and 411B. In alternative embodiments, a single channel can be used to provide drive signals to the LED array, or any number of multiple channels can be used to provide drive signals to the LED array. For example, FIG. 12E shows an LED lighting system 400D having three channels (e.g., channels 522, 523 and 524 of FIG. 5, such as disclosed herein) and in more detail below. Is explained.

LED 어레이(410)는 LED 디바이스들의 2개 이상의 그룹들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 그룹 A의 LED 디바이스들은 제1 채널(411A)에 전기적으로 결합되고 그룹 B의 LED 디바이스들은 제2 채널(411B)에 전기적으로 결합된다. 2개의 DC-DC 변환기들(440A 및 440B) 각각은 LED 어레이(410) 내의 LED들 A 및 B의 각각의 그룹을 구동시키기 위해, 각각, 단일 채널들(411A 및 411B)을 통해 각각의 구동 전류를 제공할 수 있다. LED들의 그룹들 중 하나의 그룹 내의 LED들은 LED들의 제2 그룹 내의 LED들과 상이한 색 점을 갖는 광을 방출하도록 구성될 수 있다. LED 어레이(410)에 의해 방출된 광의 합성 색 점의 제어는 각각, 단일 채널(411A 및 411B)을 통해 개별적인 DC/DC 변환기 회로들(440A 및 440B)에 의해 인가된 전류 및/또는 듀티 사이클을 제어함으로써 범위 내에 조정될 수 있다. 도 12b에 도시한 실시예가 (도 11 및 도 12에서 설명된 것과 같은) 센서 모듈을 포함하지 않지만, 대안적 실시예들은 센서 모듈을 포함할 수 있다.LED array 410 may include two or more groups of LED devices. In an exemplary embodiment, the LED devices of group A are electrically coupled to the first channel 411A and the LED devices of group B are electrically coupled to the second channel 411B. Each of the two DC-DC converters 440A and 440B has a respective driving current through single channels 411A and 411B, respectively, to drive each group of LEDs A and B in the LED array 410. Can provide. LEDs in one of the groups of LEDs may be configured to emit light having a different color point than the LEDs in the second group of LEDs. Control of the composite color point of the light emitted by the LED array 410 is based on the current and/or duty cycle applied by the individual DC/DC converter circuits 440A and 440B through a single channel 411A and 411B, respectively. It can be adjusted within range by controlling. Although the embodiment shown in FIG. 12B does not include a sensor module (as described in FIGS. 11 and 12 ), alternative embodiments may include a sensor module.

도시된 LED 조명 시스템(400B)은 LED 어레이(410) 및 LED 어레이(410)를 동작시키는 회로가 단일 전자 보드 상에 제공되는 통합된 시스템이다. 회로 보드(499)의 동일한 표면 상의 모듈들 간의 접속들은 트레이스들(431, 432, 433, 434, 및 435) 또는 금속화들(도시 안됨)과 같은 표면 또는 서브-표면 상호접속들에 의해, 모듈들 간에 예를 들어, 전압들, 전류들, 및 제어 신호들을 교환하기 위해 전기적으로 결합될 수 있다. 회로 보드(499)의 반대 표면들 상의 모듈들 간의 접속들은 비아들 및 금속화들(도시 안됨)과 같은 관통 보드 상호접속들에 의해 전기적으로 결합될 수 있다.The illustrated LED lighting system 400B is an integrated system in which an LED array 410 and circuitry for operating the LED array 410 are provided on a single electronic board. The connections between modules on the same surface of the circuit board 499 can be controlled by surface or sub-surface interconnections such as traces 431, 432, 433, 434, and 435 or metallizations (not shown). They can be electrically coupled to exchange, for example, voltages, currents, and control signals between them. Connections between modules on opposite surfaces of circuit board 499 can be electrically coupled by through board interconnections such as vias and metallizations (not shown).

도 12c는 LED 어레이가 구동기 및 제어 회로와 별도의 전자 보드 상에 있는 LED 조명 시스템의 실시예를 도시한다. LED 조명 시스템(400C)은 LED 모듈(490)과 별도의 전자 보드 상에 있는 전력 모듈(452)을 포함한다. 전력 모듈(452)은 제1 전자 보드 상에, AC/DC 변환기 회로(412), 센서 모듈(414), 접속 및 제어 모듈(416), 디머 인터페이스 회로(415) 및 DC/DC 변환기(440)를 포함할 수 있다. LED 모듈(490)은 제2 전자 보드 상에, 내장된 LED 캘리브레이션 및 설정 데이터(493) 및 LED 어레이(410)를 포함할 수 있다. 데이터, 제어 신호들 및/또는 LED 구동기 입력 신호들(485)은 2개의 모듈들을 전기적으로 그리고 통신가능하게 결합할 수 있는 배선들을 통해 전력 모듈(452)과 LED 모듈(490) 사이에 교환될 수 있다. 내장된 LED 캘리브레이션 및 설정 데이터(493)는 LED 어레이 내의 LED들이 어떻게 구동되는지를 제어하기 위해 주어진 LED 조명 시스템 내의 다른 모듈들이 필요로 하는 임의의 데이터를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 내장된 캘리브레이션 및 설정 데이터(493)는 구동기에 예를 들어, 펄스 폭 변조된(PWM) 신호들을 사용하여 LED들 A 및 B의 각각의 그룹에 전력을 제공하라고 지시하는 제어 신호를 발생 또는 수정하기 위해 마이크로컨트롤러가 필요로 하는 데이터를 포함할 수 있다. 이 예에서, 캘리브레이션 및 설정 데이터(493)는 예를 들어, 사용될 전력 채널들의 수, 전체 LED 어레이(410)에 의해 제공될 합성 광의 원하는 색 점, 및/또는 각각의 채널에 제공하기 위해 AC/DC 변환기 회로(412)에 의해 제공되는 전력의 백분율에 관해 마이크로컨트롤러(472)에 알릴 수 있다.12C shows an embodiment of an LED lighting system in which the LED array is on a separate electronic board from the driver and control circuit. The LED lighting system 400C includes an LED module 490 and a power module 452 on a separate electronic board. The power module 452 is on a first electronic board, an AC/DC converter circuit 412, a sensor module 414, a connection and control module 416, a dimmer interface circuit 415 and a DC/DC converter 440. It may include. The LED module 490 may include a built-in LED calibration and setting data 493 and an LED array 410 on the second electronic board. Data, control signals and/or LED driver input signals 485 may be exchanged between the power module 452 and the LED module 490 via wires that may electrically and communicatively couple the two modules. have. Embedded LED calibration and configuration data 493 may contain any data required by other modules in a given LED lighting system to control how the LEDs in the LED array are driven. In one embodiment, the onboard calibration and setup data 493 is a control signal instructing the driver to provide power to each group of LEDs A and B using, for example, pulse width modulated (PWM) signals. It can contain the data the microcontroller needs to generate or modify. In this example, calibration and setup data 493 can be used to provide, for example, the number of power channels to be used, the desired color point of the composite light to be provided by the entire LED array 410, and/or AC/ The microcontroller 472 can be informed about the percentage of power provided by the DC converter circuit 412.

도 12d는 구동기 회로와 별도인 전자 보드 상의 전자 소자들의 일부와 함께 LED 어레이를 갖는 LED 조명 시스템의 블록도를 도시한다. LED 시스템(400D)은 별도의 전자 보드 상에 배치된 전력 변환 모듈(483) 및 LED 모듈(481)을 포함한다. 전력 변환 모듈(483)은 AC/DC 변환기 회로(412), 디머 인터페이스 회로(415) 및 DC-DC 변환기 회로(440)를 포함할 수 있고, LED 모듈(481)은 내장된 LED 캘리브레이션 및 설정 데이터(493), LED 어레이(410), 센서 모듈(414) 및 접속 및 제어 모듈(416)을 포함할 수 있다. 전력 변환 모듈(483)은 2개의 전자 보드들 간의 배선 접속을 통해 LED 어레이(410)에 LED 구동기 입력 신호들(485)을 제공할 수 있다.12D shows a block diagram of an LED lighting system having an LED array with a driver circuit and some of the electronic elements on a separate electronic board. The LED system 400D includes a power conversion module 483 and an LED module 481 disposed on separate electronic boards. The power conversion module 483 may include an AC/DC converter circuit 412, a dimmer interface circuit 415 and a DC-DC converter circuit 440, and the LED module 481 includes built-in LED calibration and setting data. 493, an LED array 410, a sensor module 414, and a connection and control module 416. The power conversion module 483 may provide the LED driver input signals 485 to the LED array 410 through a wiring connection between the two electronic boards.

도 12e는 다채널 LED 구동기 회로를 도시한 예시적인 LED 조명 시스템(400D)의 도면이다. 도시된 예에서, 시스템(400D)은 전력 모듈(452) 및 내장된 LED 캘리브레이션 및 설정 데이터(493) 및 LED들(494A, 494B 및 494C)의 3개의 그룹들을 포함하는 LED 모듈(491)을 포함한다. 전력 모듈(452)은 본원에 개시된 것과 같이, 광 엔진(530)을 포함할 수 있으므로, 전력 모듈(542)은 제어 채널을 통해 제어 신호를 수신할 수 있고 LED들/LED 그룹들에 전력을 제공하기 위해 3개의 PWM 신호들을 발생시킬 수 있다. LED들의 3개의 그룹들이 도 12e에 도시되지만, 본 기술 분야의 통상의 기술자는 LED들의 임의 수의 그룹들이 본원에 설명된 실시예들에 따라 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 또한, 각각의 그룹 내의 개별적인 LED들이 직렬로 배열되지만, 그들은 일부 실시예들에서 병렬로 배열될 수 있다.12E is a diagram of an exemplary LED lighting system 400D showing a multi-channel LED driver circuit. In the illustrated example, system 400D includes a power module 452 and an LED module 491 comprising three groups of LEDs 494A, 494B and 494C and built-in LED calibration and configuration data 493. do. Since the power module 452 can include a light engine 530, as disclosed herein, the power module 542 can receive control signals through a control channel and provide power to LEDs/LED groups. To do this, it can generate three PWM signals. Although three groups of LEDs are shown in FIG. 12E, one of ordinary skill in the art will recognize that any number of groups of LEDs may be used in accordance with the embodiments described herein. Also, although the individual LEDs in each group are arranged in series, they may be arranged in parallel in some embodiments.

LED 어레이(491)는 상이한 색 점들을 갖는 광을 제공하는 LED들의 그룹들을 포함할 수 있다. 예를 들어, LED 어레이(491)는 LED들(494A)의 제1 그룹을 통하는 온백색 광원, LED들(494B)의 제2 그룹을 통하는 냉백색 광원 및 LED들(494C)의 제3 그룹을 통하는 중간 백색 광원을 포함할 수 있다. LED들(494A)의 제1 그룹을 통하는 온백색 광원은 약 2700K의 상관 색 온도(CCT)를 갖는 백색 광을 제공하도록 구성된 하나 이상의 LED를 포함할 수 있다. LED들(494B)의 제2 그룹을 통하는 냉백색 광원은 약 6500K의 CCT를 갖는 백색 광을 제공하도록 구성된 하나 이상의 LED를 포함할 수 있다. LED들(494C)의 제3 그룹을 통하는 중간 백색 광원은 약 4000K의 CCT를 갖는 광을 제공하도록 구성된 하나 이상의 LED를 포함할 수 있다. 다양한 백색 LED들이 이 예에서 설명되지만, 본 기술 분야의 통상의 기술자는 다른 색 조합들이 다양한 전체 색들을 갖는 LED 어레이(491)로부터 합성 광 출력을 제공하기 위해 본원에 설명된 실시예들에 따라 가능하다는 것을 인식할 것이다.The LED array 491 may include groups of LEDs that provide light having different colored dots. For example, LED array 491 is a warm white light source through a first group of LEDs 494A, a cool white light source through a second group of LEDs 494B, and a third group of LEDs 494C. It may include an intermediate white light source. The warm white light source through the first group of LEDs 494A may include one or more LEDs configured to provide white light having a correlated color temperature (CCT) of about 2700K. The cool white light source through the second group of LEDs 494B may include one or more LEDs configured to provide white light having a CCT of about 6500K. The intermediate white light source through the third group of LEDs 494C may include one or more LEDs configured to provide light having a CCT of about 4000K. While various white LEDs are described in this example, those skilled in the art are capable of different color combinations according to the embodiments described herein to provide a composite light output from an LED array 491 having various global colors. You will recognize that

전력 모듈(452)은 (도 12e 내의 LED1+, LED2+ 및 LED3+로서 표시된) 3개의 별개의 채널들에 걸쳐 LED 어레이(491)에 전력을 공급하도록 구성될 수 있는, 조정가능한 광 엔진(도시 안됨)을 포함할 수 있다. 보다 특정적으로, 조정가능한 광 엔진은 제1 채널을 통해 온백색 광원과 같은 LED들(494A)의 제1 그룹에 제1 PWM 신호를, 제2 채널을 통해 LED들(494B)의 제2 그룹에 제2 PWM 신호를, 그리고 제3 채널을 통해 LED들(494C)의 제3 그룹에 제3 PWM 신호를 공급하도록 구성될 수 있다. 각각의 채널을 통해 제공된 각각의 신호는 대응하는 LED 또는 LED들의 그룹을 가동시키기 위해 사용될 수 있고, 신호의 듀티 사이클은 각각 제각기의 LED의 온 및 오프 상태들의 전체 기간을 결정할 수 있다. 온 및 오프 상태들의 기간은 기간에 기초하여 광 특성들(예를 들어, 상관 색 온도(CCT), 색 점 또는 밝기)를 갖는 전체 광 효과를 야기할 수 있다. 동작 시에, 조정가능한 광 엔진은 LED 어레이(491)로부터 원하는 방출을 갖는 합성 광을 제공하기 위해 LED들의 그룹들 각각의 제각기의 광 특성들을 조정하도록 제1, 제2 및 제3 신호들의 듀티 사이클들의 상대적 크기를 변화시킬 수 있다. 위에 주목된 것과 같이, LED 어레이(491)의 광 출력은 LED들(494A, 494B 및 494C)의 그룹들 각각으로부터의 광 방출들의 조합(예를 들어, 혼합)에 기초하는 색 점을 가질 수 있다.Power module 452 includes an adjustable light engine (not shown), which can be configured to power the LED array 491 over three separate channels (denoted as LED1+, LED2+ and LED3+ in FIG. 12E). Can include. More specifically, the adjustable light engine provides a first PWM signal to a first group of LEDs 494A, such as a warm white light source, through a first channel, and to a second group of LEDs 494B through a second channel. It may be configured to supply a second PWM signal and a third PWM signal to the third group of LEDs 494C through a third channel. Each signal provided through each channel can be used to activate a corresponding LED or group of LEDs, and the duty cycle of the signal can determine the total duration of the on and off states of each respective LED. The period of the on and off states may cause an overall light effect with light characteristics (eg, correlated color temperature (CCT), color point or brightness) based on the period. In operation, the adjustable light engine controls the duty cycle of the first, second and third signals to adjust the respective optical characteristics of each of the groups of LEDs to provide a composite light with the desired emission from the LED array 491. You can change the relative size of them. As noted above, the light output of the LED array 491 may have a color point based on a combination (e.g., mixing) of light emissions from each of the groups of LEDs 494A, 494B and 494C. .

동작 시에, 전력 모듈(452)은 사용자 및/또는 센서 입력에 기초하여 발생된 제어 입력을 수신할 수 있고 제어 입력에 기초하여 LED 어레이(491)에 의해 출력된 광의 합성 색을 제어하기 위해 개별적인 채널들을 통해 신호들을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 사용자는 예를 들어, 센서 모듈(도시 안됨)의 일부일 수 있는 노브를 돌리거나 슬라이더를 이동시킴으로써 DC/DC 변환기 회로의 제어를 위해 LED 시스템에 입력을 제공할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 일부 실시예들에서, 사용자는 무선 모듈(도시 안됨)에 원하는 색의 표시를 송신하기 위해 스마트폰 및/또는 다른 전자 디바이스를 사용하여 LED 조명 시스템(400D)에 입력을 제공할 수 있다.In operation, the power module 452 may receive control inputs generated based on user and/or sensor inputs and may be individually configured to control the composite color of light output by the LED array 491 based on the control inputs. Signals can be provided through channels. In some embodiments, a user may provide an input to the LED system for control of a DC/DC converter circuit, for example by turning a knob or moving a slider, which may be part of a sensor module (not shown). Additionally or alternatively, in some embodiments, the user inputs into the LED lighting system 400D using a smartphone and/or other electronic device to transmit an indication of the desired color to the wireless module (not shown). Can provide.

도 13은 응용 플랫폼(960), LED 조명 시스템들(952 및 956), 및 보조 광학계들(954 및 958)을 포함하는 예시적인 시스템(950)을 도시한다. LED 조명 시스템(952)은 화살표들(961a와 961b) 사이에 광 빔들(961)을 발생시킨다. LED 조명 시스템(956)은 화살표들(962a와 962b) 사이에 광 빔들(962)을 발생시킬 수 있다. 도 13에 도시한 실시예에서, LED 조명 시스템(952)으로부터 방출된 광은 보조 광학계들(954)을 통과하고, LED 조명 시스템(956)으로부터 방출된 광은 보조 광학계들(958)을 통과한다. 대안적 실시예들에서, 광 빔들(961 및 962)은 어떤 보조 광학계들도 통과하지 않는다. 보조 광학계들은 하나 이상의 광 가이드를 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있다. 하나 이상의 광 가이드는 비추어진 에지일 수 있거나 광 가이드의 내부 에지를 정하는 내부 개구를 가질 수 있다. LED 조명 시스템들(952 및/또는 956)은 그들이 하나 이상의 광 가이드의 내부 에지(광 가이드 내부 개구) 또는 외부 에지(광 가이드를 비추는 에지) 내로 광을 주입하도록 하나 이상의 광 가이드의 내부 개구들 내에 삽입될 수 있다. LED 조명 시스템들(952 및/또는 956) 내의 LED들은 광 가이드의 일부인 베이스의 원주 주위에 배열될 수 있다. 한 구현에 따르면, 베이스는 열 전도성일 수 있다. 한 구현에 따르면, 베이스는 광 가이드 위에 배치된 발열 요소에 결합될 수 있다. 발열 요소는 열 전도성 베이스를 통해 LED들에 의해 발생된 열을 받아들이고 받아들인 열을 발산하도록 배열될 수 있다. 하나 이상의 광 가이드는 LED 조명 시스템들(952 및 956)에 의해 방출된 광이 예를 들어, 구배, 경사진 분배, 좁은 분배, 넓은 분배, 각도적 분배 등과 같은 원하는 방식으로 형상화되게 할 수 있다.13 shows an exemplary system 950 including an application platform 960, LED lighting systems 952 and 956, and auxiliary optics 954 and 958. The LED lighting system 952 generates light beams 961 between arrows 961a and 961b. LED lighting system 956 may generate light beams 962 between arrows 962a and 962b. In the embodiment shown in FIG. 13, the light emitted from the LED lighting system 952 passes through the auxiliary optical systems 954, and the light emitted from the LED lighting system 956 passes through the auxiliary optical systems 958. . In alternative embodiments, the light beams 961 and 962 do not pass through any auxiliary optics. The auxiliary optics may or may not include one or more light guides. The one or more light guides may be illuminated edges or may have an inner opening defining an inner edge of the light guide. The LED lighting systems 952 and/or 956 are within the inner openings of the one or more light guides such that they inject light into the inner edge (the light guide inner opening) or the outer edge (the edge illuminating the light guide) of the one or more light guides. Can be inserted. The LEDs in LED lighting systems 952 and/or 956 can be arranged around the circumference of the base that is part of the light guide. According to one implementation, the base can be thermally conductive. According to one implementation, the base can be coupled to a heating element disposed above the light guide. The heating element may be arranged to receive and dissipate the heat generated by the LEDs through the thermally conductive base. One or more light guides may cause the light emitted by the LED lighting systems 952 and 956 to be shaped in a desired manner, such as, for example, gradient, sloped distribution, narrow distribution, wide distribution, angular distribution, and the like.

예시적인 실시예들에서, 시스템(950)은 이동 전화기 또는 카메라 플래시 시스템, 실내 주거용 또는 상업용 조명, 거리 조명과 같은 실외 조명, 자동차, 의료용 디바이스, AR/VR 디바이스들, 및 로보틱 디바이스들일 수 있다. 도 12에 도시한 통합된 LED 조명 시스템(400A), 도 12b에 도시한 통합된 LED 조명 시스템(400B), 도 12c에 도시한 LED 조명 시스템(400C), 및 도 12d에 도시한 LED 조명 시스템(400D)은 예시적인 실시예들에서 LED 조명 시스템들(952 및 956)을 나타낸다.In exemplary embodiments, system 950 may be a mobile phone or camera flash system, indoor residential or commercial lighting, outdoor lighting such as street lighting, automobiles, medical devices, AR/VR devices, and robotic devices. . The integrated LED lighting system 400A shown in FIG. 12, the integrated LED lighting system 400B shown in FIG. 12B, the LED lighting system 400C shown in FIG. 12C, and the LED lighting system shown in FIG. 12D ( 400D) represents LED lighting systems 952 and 956 in exemplary embodiments.

응용 플랫폼(960)은 본원에 논의된 것과 같이, 라인(965) 또는 다른 적용가능한 입력을 통하는 전력 버스를 통해 LED 조명 시스템들(952 및/또는 956)에 전력을 제공할 수 있다. 또한, 응용 플랫폼(960)은 그 입력이 사용자 입력/선호, 감지된 판독, 사전-프로그램되거나 자율적으로 결정된 출력 등에 기초할 수 있는, LED 조명 시스템(952) 및 LED 조명 시스템(956)의 동작을 위해 라인(965)을 통해 입력 신호들을 제공할 수 있다. 하나 이상의 센서는 응용 플랫폼(960)의 하우징 내부 또는 외부에 있을 수 있다.The application platform 960 can provide power to the LED lighting systems 952 and/or 956 via a power bus through line 965 or other applicable input, as discussed herein. In addition, the application platform 960 controls the operation of the LED lighting system 952 and the LED lighting system 956, whose inputs may be based on user input/preference, sensed readings, pre-programmed or autonomously determined outputs, etc. Input signals may be provided through the line 965. One or more sensors may be inside or outside the housing of the application platform 960.

다양한 실시예들에서, 응용 플랫폼(960) 센서들 및/또는 LED 조명 시스템(952 및/또는 956) 센서들은 시각 데이터(예를 들어, LIDAR 데이터, IR 데이터, 카메라를 통해 수집된 데이터 등), 오디오 데이터, 거리 기반 데이터, 이동 데이터, 환경 데이터 등, 또는 이들의 조합과 같은 데이터를 수집할 수 있다. 데이터는 물리적 항목 또는 물체와 같은 엔티티, 개인, 차량 등과 관련될 수 있다. 예를 들어, 감지 장비는 물리적 항목 또는 엔티티의 검출에 기초하여 검출 및 후속하는 동작을 우선 처리할 수 있는, ADAS/AV 기반 응용을 위한 물체 근접 데이터를 수집할 수 있다. 데이터는 예를 들어, IR 신호와 같은, LED 조명 시스템(952 및/또는 956)에 의해 광학 신호를 방출하고 방출된 광학 신호에 기초하여 데이터를 수집하는 것에 기초할 수 있다. 데이터는 데이터 수집을 위해 광학 신호를 방출하는 소자와 상이한 소자에 의해 수집될 수 있다. 예를 계속하면, 감지 장비는 자동차에 배치될 수 있고 수직-캐비티 표면-방출 레이저(VCSEL)를 사용하여 빔을 방출할 수 있다. 하나 이상의 센서는 방출된 빔 또는 임의의 다른 적용가능한 입력에의 응답을 감지할 수 있다.In various embodiments, the application platform 960 sensors and/or the LED lighting system 952 and/or 956 sensors are visual data (e.g., LIDAR data, IR data, data collected through a camera, etc.), Data such as audio data, distance-based data, movement data, environmental data, etc., or a combination thereof may be collected. Data may relate to entities such as physical items or objects, individuals, vehicles, and the like. For example, the sensing equipment may collect object proximity data for ADAS/AV based applications, which may prioritize detection and subsequent operations based on detection of a physical item or entity. The data may be based on emitting an optical signal by LED lighting system 952 and/or 956, such as an IR signal, and collecting data based on the emitted optical signal. Data may be collected by a device different from the device emitting optical signals for data collection. Continuing the example, the sensing equipment may be placed in an automobile and emits a beam using a vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL). One or more sensors may sense a response to the emitted beam or any other applicable input.

예시적인 실시예에서, 응용 플랫폼(960)은 자동차 및 LED 조명 시스템(952)을 나타낼 수 있고 LED 조명 시스템(956)은 자동차 헤드라이트들을 나타낼 수 있다. 다양한 실시예들에서, 시스템(950)은 LED들이 조종가능한 광을 제공하도록 선택적으로 활성화될 수 있는 조종가능한 광 빔들을 갖는 자동차를 나타낼 수 있다. 예를 들어, LED들의 어레이는 형상 또는 패턴을 정하거나 투사하고 또는 도로의 단지 선택된 부분들만을 조명하기 위해 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, LED 조명 시스템들(952 및/또는 956) 내의 적외선 카메라들 또는 검출기 화소들은 조명을 요구하는 장면(도로, 횡단보도 등)의 부분들을 식별하는 센서들일 수 있다.In an exemplary embodiment, the application platform 960 may represent an automotive and LED lighting system 952 and the LED lighting system 956 may represent automotive headlights. In various embodiments, system 950 can represent a vehicle with steerable light beams that can be selectively activated so that LEDs provide steerable light. For example, an array of LEDs can be used to define or project a shape or pattern or to illuminate only selected portions of the roadway. In an exemplary embodiment, the infrared cameras or detector pixels within the LED lighting systems 952 and/or 956 may be sensors that identify portions of the scene (roads, pedestrian crossings, etc.) that require illumination.

도 14a는 예시적인 실시예에서의 LED 디바이스(201)의 도면이다. LED 디바이스(201)는 기판(202), 활성 층(204), 파장 변환 층(206), 및 주 광학계(208)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, LED 디바이스는 파장 변환기 층 및/또는 주 광학계들을 포함하지 않을 수 있다. 개별적인 LED 디바이스들(201)은 위에 설명된 LED 조명 시스템들 중 임의의 것과 같은, LED 조명 시스템 내의 LED 어레이 내에 포함될 수 있다.14A is a diagram of an LED device 201 in an exemplary embodiment. The LED device 201 may include a substrate 202, an active layer 204, a wavelength converting layer 206, and a main optics 208. In other embodiments, the LED device may not include a wavelength converter layer and/or primary optics. Individual LED devices 201 may be included in an LED array within an LED lighting system, such as any of the LED lighting systems described above.

도 14a에 도시한 것과 같이, 활성 층(204)은 기판(202)에 인접할 수 있고 여기될 때 광을 방출한다. 기판(202) 및 활성 층(204)을 형성하기 위해 사용되는 적합한 재료들은 사파이어, SiC, GaN, 실리콘을 포함하고 보다 구체적으로 AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb를 포함하지만, 이들로 제한되지 않는 Ⅲ-Ⅴ 반도체들, ZnS, ZnSe, CdSe, CdTe를 포함하지만, 이들로 제한되지 않는 Ⅱ-Ⅵ 반도체들, Ge, Si, SiC를 포함하지만, 이들로 제한되지 않는 Ⅳ족 반도체들, 및 이들의 혼합물들 또는 합금들로부터 형성될 수 있다.As shown in FIG. 14A, the active layer 204 can be adjacent to the substrate 202 and emits light when excited. Suitable materials used to form the substrate 202 and active layer 204 include sapphire, SiC, GaN, silicon, and more specifically AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, III-V semiconductors including, but not limited to, InP, InAs, InSb, II-VI semiconductors including, but not limited to, ZnS, ZnSe, CdSe, CdTe, Ge, Si, SiC, but , Group IV semiconductors, but not limited thereto, and mixtures or alloys thereof.

파장 변환 층(206)은 활성 층(204)으로부터 떨어져 있거나, 그에 근접하거나, 바로 위에 있을 수 있다. 활성 층(204)은 광을 파장 변환 층(206) 내로 방출한다. 파장 변환 층(206)은 활성 층(204)에 의해 방출된 광의 파장을 추가로 수정하도록 기능한다. 파장 변환 층을 포함하는 LED 디바이스들은 종종 인광체 변환 LED들("PCLED")이라고 할 수 있다. 파장 변환 층(206)은 예를 들어, 투명한 또는 반투명한 바인더 또는 매트릭스 내의 인광체 입자들, 또는 세라믹 인광체 요소와 같은, 한 파장의 광을 흡수하고 상이한 파장의 광을 방출하는 임의의 발광 재료를 포함할 수 있다.The wavelength converting layer 206 may be remote from, close to, or directly above the active layer 204. Active layer 204 emits light into wavelength converting layer 206. Wavelength converting layer 206 functions to further modify the wavelength of light emitted by active layer 204. LED devices that include a wavelength converting layer are often referred to as phosphor converting LEDs ("PCLEDs"). Wavelength converting layer 206 comprises any luminescent material that absorbs light of one wavelength and emits light of a different wavelength, such as, for example, a transparent or translucent binder or phosphor particles in a matrix, or ceramic phosphor element. can do.

주 광학계(208)는 LED 디바이스(201)의 하나 이상의 층 상에 또는 위에 있을 수 있고 광이 주 광학계(208)를 통해 활성 층(204) 및/또는 파장 변환 층(206)으로부터 통과하게 할 수 있다. 주 광학계(208)는 하나 이상의 층을 보호하고, 적어도 부분적으로 LED 디바이스(201)의 출력을 형상화하도록 구성된 렌즈 또는 인캡슐레이트일 수 있다. 주 광학계(208)는 투명한 및/또는 반투명한 재료를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 주 광학계를 통하는 광은 램버시안 분포 패턴에 기초하여 방출될 수 있다. 주 광학계(208)의 하나 이상의 특성은 램버시안 분포 패턴과 상이한 광 분포 패턴을 발생시키도록 수정될 수 있다는 것을 이해할 것이다.Main optics 208 may be on or over one or more layers of LED device 201 and allow light to pass through main optics 208 from active layer 204 and/or wavelength converting layer 206. have. Main optics 208 may be a lens or encapsulate configured to protect one or more layers and at least partially shape the output of LED device 201. The main optical system 208 may include a transparent and/or translucent material. In example embodiments, light passing through the main optical system may be emitted based on a Lambertian distribution pattern. It will be appreciated that one or more characteristics of the main optics 208 may be modified to produce a light distribution pattern different from the Lambertian distribution pattern.

도 14b는 예시적인 실시예에서 화소들(201A, 201B, 및 201C)을 갖는 LED 어레이(211)뿐만 아니라, 보조 광학계들(212)를 포함하는 조명 시스템(221)의 단면도를 도시한다. LED 어레이(211)는 각각의 파장 변환 층(206B), 활성 층(204B) 및 기판(202B)을 각각 포함하는 화소들(201A, 201B, 및 201C)을 포함한다. LED 어레이(211)는 웨이퍼 레벨 처리 기술들을 사용하여 제조된 모놀리식 LED 어레이, 500미크론 미만 치수들을 갖는 마이크로 LED 등일 수 있다. LED 어레이(211) 내의, 화소들(201A, 201B, 및 201C)은 어레이 세그먼테이션을 사용하여, 또는 대안적으로 픽 앤 플레이스 기술들을 사용하여 형성될 수 있다.14B shows a cross-sectional view of an illumination system 221 including auxiliary optics 212, as well as an LED array 211 having pixels 201A, 201B, and 201C in an exemplary embodiment. The LED array 211 includes pixels 201A, 201B, and 201C each including a respective wavelength converting layer 206B, an active layer 204B, and a substrate 202B. The LED array 211 may be a monolithic LED array manufactured using wafer level processing techniques, a micro LED having dimensions less than 500 microns, or the like. Pixels 201A, 201B, and 201C within LED array 211 may be formed using array segmentation, or alternatively using pick and place techniques.

LED 디바이스들(200B)의 하나 이상의 화소(201A, 201B, 및 201C) 사이에 도시한 공간들(203)은 공기 갭을 포함할 수 있거나 접점(예를 들어, n-접점)일 수 있는 금속 재료와 같은 재료로 채워질 수 있다.The illustrated spaces 203 between one or more pixels 201A, 201B, and 201C of the LED devices 200B may comprise an air gap or may be a contact (e.g., n-contact) metal material. It can be filled with materials such as

보조 광학계들(212)은 렌즈(209)와 웨이브가이드(207) 중 하나 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 보조 광학계들이 도시한 예에 따라 논의되었지만, 예시적인 실시예들에서, 보조 광학계들(212)은 들어오는 광을 확산시키고(발산 광학계들), 또는 들어오는 광을 시준된 빔으로 모으기(시준 광학계들) 위해 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예시적인 실시예들에서, 웨이브가이드(207)는 집광기일 수 있고 포물 형상, 원추 형상, 베벨 형상 등과 같은 광을 집중하도록 적용가능한 형상을 가질 수 있다. 웨이브가이드(207)는 입사 광을 반사 또는 재지향하기 위해 사용되는 유전체 재료, 금속화 층 등으로 코팅될 수 있다. 대안적 실시예들에서, 조명 시스템은 다음 중 하나 이상을 포함하지 않을 수 있다: 변환 층(206B), 주 광학계들(208B), 웨이브가이드(207) 및 렌즈(209).The auxiliary optical systems 212 may include one or both of the lens 209 and the waveguide 207. Although auxiliary optics have been discussed according to the example shown, in exemplary embodiments, auxiliary optics 212 diffuse the incoming light (diverging optics), or collect the incoming light into a collimated beam (collimating optics). You will understand that it can be used for. In example embodiments, the waveguide 207 may be a concentrator and may have a shape applicable to focus light such as a parabolic shape, a conical shape, a bevel shape, and the like. The waveguide 207 may be coated with a dielectric material, a metallization layer, or the like used to reflect or redirect incident light. In alternative embodiments, the illumination system may not include one or more of the following: conversion layer 206B, main optics 208B, waveguide 207 and lens 209.

렌즈(209)는 SiC, 알루미늄 산화물, 다이아몬드 등 또는 이들의 조합과 같지만, 이들로 제한되지 않는 임의의 적용가능한 투명한 재료로부터 형성될 수 있다. 렌즈(209)는 렌즈(209)로부터의 출력 빔이 원하는 광도 측정 규격에 효율적으로 맞도록 렌즈(209) 내로 입력된 광의 빔을 수정하기 위해 사용될 수 있다. 부가적으로, 렌즈(209)는 예를 들어, LED 어레이(211)의 화소들(201A, 201B 및/또는 201C)의 비추어진 및/또는 비추어지지 않은 겉보기를 결정함으로써, 하나 이상의 미적 목적을 달성할 수 있다.The lens 209 may be formed from any applicable transparent material such as, but not limited to, SiC, aluminum oxide, diamond, or the like, or a combination thereof. The lens 209 can be used to modify the beam of light input into the lens 209 so that the output beam from the lens 209 effectively fits a desired photometric standard. Additionally, the lens 209 achieves one or more aesthetic objectives, for example, by determining the illuminated and/or unlit appearance of the pixels 201A, 201B and/or 201C of the LED array 211. can do.

실시예들을 상세히 설명하였지만, 본 기술 분야의 통상의 기술자들은 본 설명이 주어지는 경우, 본 발명의 개념의 취지에서 벗어나지 않고서 본원에 설명된 실시예들에 대해 수정들이 이루어질 수 있다는 것을 알 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 도시되고 설명된 특정한 실시예들로 제한되는 것으로 의도되지 않는다.While embodiments have been described in detail, those skilled in the art will appreciate that, given the present description, modifications may be made to the embodiments described herein without departing from the spirit of the inventive concept. Therefore, the scope of the present invention is not intended to be limited to the specific embodiments shown and described.

Claims

As a system,
A control signal interface configured to provide a voltage control signal through the control channel; And
A first signal generator configured to provide, over a first channel, a first pulse width modulated (PWM) signal based on the control signal;
A second signal generator configured to provide, through a second channel, a second PWM signal based on the control signal; And
A third signal generator configured to provide a third PWM signal based on the first PWM signal and the second PWM signal via a third channel
Light engine
A system comprising a.

The method of claim 1,
A first light emitting diode (LED) electrically coupled to receive the first PWM signal provided through the first channel and configured to emit light having a first characteristic;
A second LED actuated using the first PWM signal provided through the second channel and configured to emit light having a second characteristic; And
And a third LED actuated using the first PWM signal provided through the third channel and configured to emit light having a third characteristic.
A system further comprising a lighting fixture.

The system of claim 1, wherein the voltage control signal is provided based on a user input received at the control signal interface.

3. The system of claim 2, wherein the first LED is configured to emit warm white light, the second LED is configured to emit cool white light, and the third LED is configured to emit medium white light.

3. The system of claim 2, wherein the first LED is configured to emit red light, the second LED is configured to emit blue light, and the third LED is configured to emit green light.

The method of claim 1,
The first control signal is a voltage signal having a first magnitude,
The first signal generator is configured to turn off the first LED when the first control signal exceeds the cutoff voltage of the first signal generator,
The reference signal is a voltage signal having a second magnitude greater than or equal to the cut-off voltage of the first signal generator such that the second PWM signal is further based on the reference signal.

The system of claim 1, wherein the third signal generator comprises a NOR gate arranged to receive the first PWM signal and the second PWM signal as inputs.

The method of claim 1,
A first switch configured to control a flow of current across the first LED based on the first PWM signal;
A second switch configured to control the flow of current across the second LED based on the second PWM signal; And
The system further comprising a third switch configured to control the flow of current across the third LED based on the third PWM signal.

As a device,
A first signal generator configured to provide a first PWM signal based on the control signal;
A second signal generator configured to provide a second PWM signal based on the first PWM signal; And
A third signal generator configured to provide a third PWM signal based on the first PWM signal and the second PWM signal
Device comprising a.

The method of claim 9,
A first light emitting diode (LED) actuated using the first PWM signal and configured to emit light having a first characteristic;
A second LED actuated using the second PWM signal and configured to emit light having a second characteristic; And
The device further comprising a third LED actuated using the third PWM signal and configured to emit light having a third characteristic.

11. The device of claim 10, wherein the first LED is configured to emit warm white light, the second LED is configured to emit cool white light, and the third LED is configured to emit medium white light.

11. The device of claim 10, wherein the first LED is configured to emit red light, the second LED is configured to emit blue light, and the third LED is configured to emit green light.

The method of claim 9,
The first control signal is a voltage signal having a first magnitude,
The first signal generator is configured to turn off the first LED when the first control signal exceeds the cutoff voltage of the first signal generator,
The reference signal is a voltage signal having a second magnitude that is equal to or greater than the cut-off voltage of the first signal generator such that the second PWM signal is further based on the reference signal.

10. The device of claim 9, wherein the third signal generator comprises a NOR gate arranged to receive the first PWM signal and the second PWM signal as inputs.

The method of claim 9,
A first switch configured to control a flow of current across the first LED based on the first PWM signal;
A second switch configured to control the flow of current across the second LED based on the second PWM signal; And
The device further comprising a third switch configured to control the flow of current across the third LED based on the third PWM signal.

As a method,
Receiving a voltage control signal through a control channel;
Providing a first PWM signal based on the voltage control signal through a first channel;
Providing a second PWM signal based on a reference signal and the voltage control signal through a second channel;
Providing a third PWM signal having a duty cycle different from at least one of the first PWM signal and the second PWM signal based on the first PWM signal and the second PWM signal through a third channel;
Controlling a first LED based on the first PWM signal provided through the first channel, wherein the first LED is configured to output light having a first characteristic;
Controlling a second LED based on the second PWM signal provided through the second channel, wherein the second LED is configured to output light having a second characteristic; And
Controlling a third LED based on the third PWM signal provided through the third channel-the third LED is configured to output light having a third characteristic-
How to include.

17. The method of claim 16, wherein the first LED is configured to emit warm white light, the second LED is configured to emit cool white light, and the third LED is configured to emit medium white light.

17. The method of claim 16, wherein the first LED is configured to emit red light, the second LED is configured to emit blue light, and the third LED is configured to emit green light.

The method of claim 16, wherein the first control signal is generated based on a user input received at a control signal interface.

The method of claim 16,
When the first PWM signal has a greater duty cycle than the second PWM signal, the third PWM signal is generated by inverting the first PWM signal, and the second PWM signal has a greater duty than the first PWM signal. Having a cycle, the third PWM signal is generated by inverting the second PWM signal.