特許 6407972 位相カット調光信号の位相カット角のデジタル検出のための方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6407972

(24)【登録日】2018年9月28日

(45)【発行日】2018年10月17日

(54)【発明の名称】位相カット調光信号の位相カット角のデジタル検出のための方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 37/02 20060101AFI20181004BHJP

【ＦＩ】

   H05B37/02 J

【請求項の数】15

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2016-512449(P2016-512449)

(86)(22)【出願日】2014年4月24日

(65)【公表番号】特表2016-521446(P2016-521446A)

(43)【公表日】2016年7月21日

(86)【国際出願番号】IB2014060969

(87)【国際公開番号】WO2014181210

(87)【国際公開日】20141113

【審査請求日】2017年4月20日

(31)【優先権主張番号】61/820,964

(32)【優先日】2013年5月8日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】516043960

【氏名又は名称】フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ

(74)【代理人】

【識別番号】110001690

【氏名又は名称】特許業務法人Ｍ＆Ｓパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】ベン シェーファー マクシミリアン

【審査官】 安食 泰秀

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／１３５５０４（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特表２０１３−５１１８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５２５９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０６１６３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２００２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２１２７２１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特公昭４６−０２０４７８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 実開昭５３−０１７２１１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１３−０３３６５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−０３３８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０２４９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１９４０９８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＡＣライン電圧から生成された位相カット調光信号を受信するステップと、
前記位相カット調光信号を閾値電圧と比較し、当該比較に応じて、デジタル位相カット調光信号を出力するステップと、
前記ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルを決定するステップと、
前記デジタル位相カット調光信号のデューティサイクルを決定するステップと、
前記ＡＣライン電圧の前記ピーク電圧レベルを使用して、前記デジタル位相カット調光信号の前記デューティサイクルの最大値を決定するステップと、
前記デジタル位相カット調光信号の前記デューティサイクル、及び前記デジタル位相カット調光信号の前記デューティサイクルの前記最大値から、前記位相カット調光信号の位相カット角を決定するステップと、
前記位相カット調光信号の前記位相カット角に応じて、ＬＥＤベース照明ユニットの調光を制御するステップと
を含む、方法。

【請求項2】

前記ＡＣライン電圧の前記ピーク電圧レベルを使用して、前記デジタル位相カット調光信号の前記デューティサイクルの前記最大値を決定するステップは、複数のテーブルエントリを含むルックアップテーブルから前記ＡＣライン電圧の前記ピーク電圧レベルに対応する前記デジタル位相カット調光信号の前記デューティサイクルの前記最大値を取得するステップを含み、各テーブルエントリは、前記ＡＣライン電圧の前記ピーク電圧レベルの特定の値に対応し、対応する前記位相カット調光信号の前記デューティサイクルの特定の最大値を識別するデータを保存する、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記ＡＣライン電圧の前記ピーク電圧レベルを決定するステップは、
前記位相カット調光信号の導関数を決定するステップと、
前記位相カット調光信号の前記導関数がゼロと交差するか否かを決定するステップと、
前記位相カット調光信号の前記導関数がゼロと交差すると決定された場合、前記ＡＣライン電圧の前記ピーク電圧レベルを、前記位相カット調光信号のピーク電圧レベルとして求めるステップと
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記位相カット調光信号の前記導関数がゼロと交差しないと決定された場合、メモリから前記ＡＣライン電圧の前記ピーク電圧レベルを引き出す、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルを決定するステップは、
前記位相カット調光信号の導関数を決定するステップと、
前記位相カット調光信号の前記導関数がゼロと交差するか否かを決定するステップと、
前記位相カット調光信号の前記導関数がゼロと交差すると決定された場合、前記ＡＣライン電圧の前記ピーク電圧レベルを、前記位相カット調光信号の前記導関数がゼロと交差する時点での前記位相カット調光信号の電圧レベルとして求めるステップと
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記位相カット角に応じて前記ＬＥＤベース照明ユニットの調光を制御するステップは、前記位相カット調光信号の電圧波形下面積と、整流後の前記ＡＣライン電圧の電圧波形下面積との比を決定するステップと、当該比に応じて前記ＬＥＤベース照明ユニットを調光するステップとを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記位相カット角に応じて前記ＬＥＤベース照明ユニットの調光を制御するステップは、それぞれが異なる位相カット角の値及び対応する異なる調光率の値に対応する複数のテーブルエントリを含むルックアップテーブルにおいて、前記ＬＥＤベース照明ユニットのための調光率をルックアップするステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記ＡＣライン電圧の前記ピーク電圧レベルの複数の値のそれぞれについて、前記デジタル位相カット調光信号の前記デューティサイクルの対応する最大値を測定するステップと、
前記ピーク電圧レベルの前記複数の値のそれぞれに対する、前記デジタル位相カット調光信号の前記デューティサイクルの前記対応する最大値を、それぞれ、記憶装置内のルックアップテーブルの対応するテーブルエントリに保存するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

ＡＣライン電圧から生成された位相カット調光信号を受信する入力部と、
前記位相カット調光信号を閾値電圧と比較し、当該比較に応じて、デジタル位相カット調光信号を出力する比較器と、
プロセッサであって、
前記ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルを決定し、
前記デジタル位相カット調光信号のデューティサイクルを決定し、
前記ＡＣライン電圧の前記ピーク電圧レベルを使用して、前記デジタル位相カット調光信号の前記デューティサイクルの最大値を決定し、
前記デジタル位相カット調光信号の前記デューティサイクル、及び前記デジタル位相カット調光信号の前記デューティサイクルの前記最大値から、前記位相カット調光信号の位相カット角を決定し、
前記位相カット角に応じて、ＬＥＤベース照明ユニットの調光を制御する、プロセッサと
を含む、装置。

【請求項10】

複数のテーブルエントリを含むルックアップテーブルが保存された記憶装置をさらに含み、各テーブルエントリは、前記ＡＣライン電圧の前記ピーク電圧レベルの特定の値に対応し、前記位相カット調光信号の前記デューティサイクルの対応する特定の最大値を識別するデータを保存する、請求項９に記載の装置。

【請求項11】

前記プロセッサは、
前記位相カット調光信号の導関数を決定し、
前記位相カット調光信号の前記導関数がゼロと交差するか否かを決定し、
前記位相カット調光信号の前記導関数がゼロと交差すると決定された場合、前記ＡＣライン電圧の前記ピーク電圧レベルを、前記位相カット調光信号のピーク電圧レベルとして求める
ことによって前記ＡＣライン電圧の前記ピーク電圧レベルを決定する、請求項９に記載の装置。

【請求項12】

前記プロセッサは、
前記位相カット調光信号の導関数を決定し、
前記位相カット調光信号の前記導関数がゼロと交差するか否かを決定し、
前記位相カット調光信号の前記導関数がゼロと交差すると決定された場合、前記ＡＣライン電圧の前記ピーク電圧レベルを、前記位相カット調光信号の前記導関数がゼロと交差する時点での前記位相カット調光信号の電圧レベルとして求める
ことによって前記ＡＣライン電圧の前記ピーク電圧レベルを決定する、請求項９に記載の装置。

【請求項13】

前記プロセッサは、前記位相カット調光信号の電圧波形下面積と、整流後の前記ＡＣライン電圧の電圧波形下面積との比を決定し、当該比に応じて前記ＬＥＤベース照明ユニットを調光するためのＬＥＤ調光信号を出力することによって前記ＬＥＤベース照明ユニットの調光を制御する、請求項９に記載の装置。

【請求項14】

前記プロセッサは、それぞれが異なる位相カット角の値及び対応する調光率の値に対応する複数のテーブルエントリを含むルックアップテーブルにおいて、前記ＬＥＤベース照明ユニットのための調光率をルックアップすることによって、前記ＬＥＤベース照明ユニットの調光を制御する、請求項９に記載の装置。

【請求項15】

複数のテーブルエントリを含むルックアップテーブルが保存された記憶装置をさらに含み、前記装置は、前記ＡＣライン電圧の前記ピーク電圧レベルの複数の特定の値のそれぞれについて、前記デジタル位相カット調光信号の前記デューティサイクルの対応する最大値を測定し、
前記デジタル位相カット調光信号の前記デューティサイクルの前記対応する最大値を、それぞれ、前記ＡＣライン電圧の前記ピーク電圧レベルの前記特定の値のための前記テーブルエントリのうちの１つに保存する、請求項９に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［０００１］本発明は、一般的に、照明ユニットのための調光器を対象とする。より具体的には、本明細書が開示する様々な発明的方法及び装置は、アナログ位相カット調光器から出力された位相カット調光信号の位相カット角のデジタル検出に関する。

【背景技術】

【0002】

［０００２］デジタル照明技術、すなわち、発光ダイオード（ＬＥＤ：light-emitting diode）などの半導体光源に基づく照明は、従来の蛍光灯、ＨＩＤ灯、及び白熱灯の実現可能な代替を提供する。ＬＥＤの機能的な利点及び利益は、高いエネルギー変換及び光学的効率、耐性、より低い動作コスト、並びに他の多くのことを含む。ＬＥＤ技術の近年の発達は、多くの用途で様々な照明効果を可能にする効率的でロバストなフルスペクトル照明源を提供している。これらの照明源を具現化する器具の幾つかは、例えば参照により本明細書に援用する米国特許第６，０１６，０３８号及び第６，２１１，６２６号に詳細に論じられているように、様々な色、及び色変化する照明効果を生み出すために、赤色、緑色、及び青色など様々な色を発生することが可能な１つ又は複数のＬＥＤと、ＬＥＤの出力を個別に制御するためのプロセッサとを含む照明モジュールを特徴とする。

【0003】

［０００３］しばしば、白熱光源用の従来のアナログ調光器によって、１つ以上のＬＥＤ光源を含む照明ユニットを制御可能に調光する機能を提供することが望ましい。例えば、参照により本明細書に援用される米国特許第７，０３８，３９９号において詳細に論じられるように、１つ以上の白熱光源を含む１つ以上の照明ユニットを、ＬＥＤ光源を含む照明ユニットによって置き換える場合、白熱光源を含む照明ユニットを制御するための場所に既に設置されている調光器を引き続き使用することが望ましいことがよくある。

【0004】

［０００４］典型的には、白熱光源用のアナログ調光器は、整流されたＡＣ電圧を照明ユニットに送る。白熱光源用の一般的なアナログ調光器の１つは、ＳＣＲ（silicon-controlled rectifier）又はＴＲＩＡＣ等のサイリスタを通常使用するためにサイリスタ調光器とも呼ばれる、位相カット調光器である。位相カット調光器は、ＡＣライン電圧を整流し、整流されたＡＣ電圧を、照明ユニットの光出力が調光されるべき量を表す或る位相カット角（０〜１８０°）で切断し、切断されたＡＣ電圧をアナログ位相カット調光信号として照明ユニットに供給する。国ごとに異なるＡＣライン電圧（典型的には、９０ＶＡＣ〜３００ＶＡＣ）及び周波数（典型的には、５０Ｈｚ〜６０Ｈｚ）が用いられるため、位相カット調光信号の特性は、照明システムの場所によって大きく異なる。１つ以上の白熱光源を有する照明ユニットに位相カット調光器が接続されている場合、位相カット調光器は、位相カット調光信号下面積に比例する電力を照明ユニットに供給する。面積が小さいと電力は少なく、電力が少ないと照明は弱い。

【0005】

［０００５］しかし、これらのアナログ位相カット調光器を、ＬＥＤ光源を有する照明ユニット、具体的には、アナログ位相カット調光信号をデジタルに解釈しなければならない１つ以上のＬＥＤ光源を有するデジタル制御照明ユニットに接続して、白熱光源とは相当に異なる動作をするＬＥＤ光源による光出力を手動制御することは、非常に困難である。例えば、白熱光源の光出力レベルは、白熱光源に印加される電圧を変更することによって変更することができるが、対照的に、ＬＥＤ光源の光出力レベルは、ＬＥＤ光源を流れる電流に応じる（また、通常、ＬＥＤ光源は、白熱光源に通常印加される電圧よりもはるかに低い電圧レベルで動作する）。アナログ位相カット調光器の技術とＬＥＤ光源の技術とは互換性を有するよう設計されていないが、実際には、よく一緒に使用される。

【0006】

［０００６］図１は、整流されたＡＣライン電圧（ピーク値１０９＝１２０Ｖ）が１３０°の位相カット角１０７から各半サイクルの終わりまで切断されているアナログ位相カット調光信号、具体的には逆位相カット調光信号１０５（トレーリング・エッジ調光信号とも呼ばれる）の例を示す。位相カット調光信号１０５が白熱光源に印加された場合、光出力はフル強度の約７２％になる。図１は逆位相カット調光信号１０５の波形の例を示すが、一部のアナログ位相カット調光器は、順位相カット調光信号と呼ばれる（リーディング・エッジ調光信号とも呼ばれる）、ＡＣライン電圧が波形の左側から切断された位相カット調光信号を生成する。単純さ及び一貫性のため、以下、逆位相カット調光の例を取り上げる。しかし、関連する原理は、順位相カット調光にも当てはまることを理解されたい。

【0007】

［０００７］位相カット調光信号１０５の調光角１０７は、位相カットＡＣ波形のパルス幅（すなわち、逆位相カット調光信号の場合、位相カット調光信号の各半サイクルの始点と位相カット端との間の幅）と関連する。この情報を使用することにより、下式を用いて位相カット角１０７を計算することができる。

（１） 位相カット角（°）＝（調光信号パルス幅／調光信号周期）×１８０

【0008】

［０００８］しかし、実際には、アナログ位相カット調光器は、しばしば、照明ユニットにあまり「クリーンな」位相カット調光信号を供給しない。位相カット調光信号は歪んでおり、又はＤＣバイアスを有する可能性がある。各アナログ位相カット調光器は、わずかに異なる波形を出力し、これは、１つ以上のＬＥＤ光源を含む照明ユニット内のマイクロコントローラが位相カット角を解読し、ＬＥＤ光源の光出力を適量調光させるための信号を生成することを困難にする。

【0009】

［０００９］この問題のため、１つ以上のＬＥＤ光源を含む照明ユニット用の多くのコントローラは、位相カット角を推定し、位相カット角を正確に測定しようとしない。結果として、照明ユニットは位相カット調光器ごとに異なる動作をする可能性があり、これは望ましくない。したがって、当該分野には、位相カット調光信号の位相カット角をより正確に検出するための方法及び装置に対するニーズが存在する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

［００１０］本開示は、位相カット調光信号の位相カット角を検出するための発明的方法及び装置を対象とする。例えば、ＬＥＤ光源の光出力を適量調光させるための信号が生成され得るよう、位相カット調光信号の位相カット角をデジタル検出するための方法及び装置が提供される。

【課題を解決するための手段】

【0011】

［００１１］一般的に、一側面では、本発明は、ＡＣライン電圧から生成された位相カット調光信号を受信するステップと、位相カット調光信号を閾値電圧と比較し、当該比較に応じて、デジタル位相カット調光信号を出力するステップと、ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルを決定するステップと、デジタル位相カット調光信号のデューティサイクルを決定するステップと、ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルを使用して、デジタル位相カット調光信号のデューティサイクルの最大値を決定するステップと、デジタル位相カット調光信号のデューティサイクル、及びデジタル位相カット調光信号のデューティサイクルの最大値から、位相カット調光信号の位相カット角を決定するステップと、位相カット調光信号の位相カット角に応じて、ＬＥＤベース照明ユニットの調光を制御するステップとを含む、方法に関する。

【0012】

［００１２］一部の実施形態では、ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルを使用して、デジタル位相カット調光信号のデューティサイクルの最大値を決定するステップは、複数のテーブルエントリを含むルックアップテーブルからＡＣライン電圧のピーク電圧レベルに対応するデジタル位相カット調光信号のデューティサイクルの最大値を取得するステップを含み、各テーブルエントリは、ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルの特定の値に対応し、位相カット調光信号のデューティサイクルの対応する特定の最大値を識別するデータを保存する。

【0013】

［００１３］一部の実施形態では、ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルを決定するステップは、位相カット調光信号の導関数を決定するステップと、位相カット調光信号の導関数がゼロと交差するか否かを決定するステップと、位相カット調光信号がゼロと交差すると決定された場合、ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルを、位相カット調光信号のピーク電圧レベルとして求めるステップとを含む。

【0014】

［００１４］これらの実施形態の一部のバージョンでは、位相カット調光信号の導関数がゼロと交差しないと決定された場合、メモリからＡＣライン電圧のピーク電圧レベルを引き出す。

【0015】

［００１５］一部の実施形態では、ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルを決定するステップは、位相カット調光信号の導関数を決定するステップと、位相カット調光信号の導関数がゼロと交差するか否かを決定するステップと、位相カット調光信号の導関数がゼロと交差すると決定された場合、ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルを、位相カット調光信号の導関数がゼロと交差する時点での位相カット調光信号の電圧レベルとして求めるステップとを含む。

【0016】

［００１６］一部の実施形態では、位相カット角に応じてＬＥＤベース照明ユニットの調光を制御するステップは、位相カット調光信号の電圧波形下面積と、整流後のＡＣライン電圧の電圧波形下面積との比を決定するステップと、当該比に応じてＬＥＤベース照明ユニットを調光するステップとを含む。

【0017】

［００１７］一部の実施形態では、位相カット角に応じてＬＥＤベース照明ユニットの調光を制御するステップは、それぞれが異なる位相カット角の値及び対応する異なる調光率の値に対応する複数のテーブルエントリを含むルックアップテーブルにおいて、ＬＥＤベース照明ユニットのための調光率をルックアップするステップを含む。

【0018】

［００１８］一部の実施形態では、方法は、ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルの複数の値のそれぞれについて、デジタル位相カット調光信号のデューティサイクルの対応する最大値を測定するステップと、ピーク電圧レベルの複数の値のそれぞれに対する、デジタル位相カット調光信号のデューティサイクルの対応する最大値を、記憶装置内のルックアップテーブルの対応するテーブルエントリに保存するステップとをさらに含む。

【0019】

［００１９］他の側面では、本発明は、ＡＣライン電圧から生成された位相カット調光信号を受信するよう構成された入力部と、位相カット調光信号を閾値電圧と比較し、当該比較に応じて、デジタル位相カット調光信号を出力するよう構成された比較器と、プロセッサとを含む、装置に関する。プロセッサは、ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルを決定し、デジタル位相カット調光信号のデューティサイクルを決定し、ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルを使用して、デジタル位相カット調光信号のデューティサイクルの最大値を決定し、デジタル位相カット調光信号のデューティサイクル、及びデジタル位相カット調光信号のデューティサイクルの最大値から、位相カット調光信号の位相カット角を決定し、位相カット角に応じて、ＬＥＤベース照明ユニットの調光を制御するよう構成される。

【0020】

［００２０］一部の実施形態では、記憶装置に、複数のテーブルエントリを含むルックアップテーブルが保存され、各テーブルエントリは、ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルの特定の値に対応し、位相カット調光信号のデューティサイクルの対応する特定の最大値を識別するデータを保存する。

【0021】

［００２１］一部の実施形態では、プロセッサは、位相カット調光信号の導関数を決定し、位相カット調光信号の導関数がゼロと交差するか否かを決定し、位相カット調光信号の導関数がゼロと交差すると決定された場合、ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルを、位相カット調光信号のピーク電圧レベルとして求めることにより、ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルを決定するよう構成される。

【0022】

［００２２］これらの実施形態の一部のバージョンでは、プロセッサは、さらに、位相カット調光信号の導関数がゼロと交差しないと決定された場合、メモリからＡＣライン電圧のピーク電圧レベルを引き出すよう構成される。

【0023】

［００２３］一部の実施形態では、プロセッサは、位相カット調光信号の導関数を決定し、位相カット調光信号の導関数がゼロと交差するか否かを決定し、位相カット調光信号の導関数がゼロと交差すると決定された場合、ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルを、位相カット調光信号の導関数がゼロと交差する時点での位相カット調光信号の電圧レベルとして求めることにより、ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルを決定するよう構成される。

【0024】

［００２４］一部の実施形態では、プロセッサは、位相カット調光信号の電圧波形下面積と、整流後のＡＣライン電圧の電圧波形下面積との比を決定し、当該比に応じてＬＥＤベース照明ユニットを調光するためのＬＥＤ調光信号を出力することにより、ＬＥＤベース照明ユニットの調光を制御する。

【0025】

［００２５］一部の実施形態では、プロセッサは、それぞれが異なる位相カット角の値及び対応する調光率の値に対応する複数のテーブルエントリを含むルックアップテーブルにおいて、ＬＥＤベース照明ユニットのための調光率をルックアップすることにより、ＬＥＤベース照明ユニットの調光を制御する。

【0026】

［００２６］一部の実施形態では、装置は、複数のデータエントリを含むルックアップテーブルを保存する記憶装置をさらに含む。装置は、ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルの複数の特定の値のそれぞれについて、対応するデジタル位相カット調光信号の最大デューティサイクルの対応する最大値を測定し、デジタル位相カット調光信号のデューティサイクルの対応する最大値を、それぞれ、ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルの特定の値のためのテーブルエントリのうちの１つに保存するよう構成される。

【0027】

［００２７］他の側面では、本発明は、ＡＣライン電圧から生成されたアナログ位相カット調光信号を受信するステップと、アナログ位相カット調光信号からデジタル位相カット調光信号を生成するステップと、デジタル位相カット調光信号を使用して、アナログ位相カット調光信号の位相カット角を決定するステップと、アナログ位相カット調光信号の位相カット角に応じて、ＬＥＤベース照明ユニットの調光を制御するステップとを含む、方法に関する。

【0028】

［００２８］一部の実施形態では、デジタル位相カット調光信号は、アナログ位相カット調光信号の電圧が閾値電圧より高いとき、第１の値を有し、アナログ位相カット調光信号の電圧が閾値電圧より低いとき、第２の値を有する。

【0029】

［００２９］一部の実施形態では、アナログ位相カット調光信号の位相カット角は、ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルと、デジタル位相カット調光信号のデューティサイクル及びデジタル位相カット調光信号のパルス幅のうちの１つとから決定される。

【0030】

［００３０］一部の実施形態では、アナログ位相カット調光信号の導関数のゼロ交差から、ＡＣライン電圧のピーク電圧レベルを決定する。

【0031】

［００３１］本開示の目的で本明細書において使用される場合、「ＬＥＤ」との用語は、任意のエレクトロルミネセンスダイオード、又は、電気信号に呼応して放射を発生できる、その他のタイプのキャリア注入／接合ベースシステム（carrier injection/junction-based system）を含むものと理解すべきである。したがって、ＬＥＤとの用語は、次に限定されないが、電流に呼応して発光する様々な半導体ベースの構造体、発光ポリマー、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、エレクトロルミネセンスストリップ等を含む。特に、ＬＥＤとの用語は、赤外スペクトル、紫外スペクトル、及び（通常、約４００ナノメートルから約７００ナノメートルまでの放射波長を含む）可視スペクトルの様々な部分のうちの１つ又は複数における放射を発生させることができるすべてのタイプの発光ダイオード（半導体及び有機発光ダイオードを含む）を指す。

【0032】

［００３２］例えば本質的に白色光を生成するＬＥＤ（例えば白色ＬＥＤ）の一実施態様は、それぞれ、組み合わされることで混合して本質的に白色光を形成する様々なスペクトルのエレクトロルミネセンスを放射する複数のダイを含む。別の実施態様では、白色光ＬＥＤは、第１のスペクトルを有するエレクトロルミネセンスを異なる第２のスペクトルに変換する蛍光体材料に関連付けられる。この実施態様の一例では、比較的短波長で狭帯域幅スペクトルを有するエレクトロルミネセンスが、蛍光体材料を「ポンピング（pumps）」して、当該蛍光体材料は、いくぶん広いスペクトルを有する長波長放射を放射する。

【0033】

［００３３］なお、ＬＥＤとの用語は、ＬＥＤの物理的及び／又は電気的なパッケージタイプを限定しないことを理解すべきである。例えば、上述した通り、ＬＥＤは、（例えば個々に制御可能であるか又は制御不能である）異なるスペクトルの放射をそれぞれ放射する複数のダイを有する単一の発光デバイスを指すこともある。また、ＬＥＤは、ＬＥＤ（例えばあるタイプの白色ＬＥＤ）の一体部分と見なされる蛍光体に関連付けられることもある。一般に、ＬＥＤとの用語は、パッケージＬＥＤ、非パッケージＬＥＤ、表面実装ＬＥＤ、チップ・オン・ボードＬＥＤ、ＴパッケージマウントＬＥＤ、ラジアルパッケージＬＥＤ、パワーパッケージＬＥＤ、あるタイプのケーシング及び／又は光学的要素（例えば拡散レンズ）を含むＬＥＤ等を指す。

【0034】

［００３４］「光源」との用語は、限定されないが、ＬＥＤベース光源（上記に定義した１つ以上のＬＥＤを含む）を含む、様々な放射源のうちの任意の１つ以上を指すと理解すべきである。所与の光源は、可視スペクトル内、可視スペクトル外、又は両者の組合せでの電磁放射を発生する。したがって、「光」及び「放射」との用語は、本明細書では同義で使用される。さらに、光源は、一体構成要素として、１つ以上のフィルタ（例えばカラーフィルタ）、レンズ、又はその他の光学的構成要素を含んでもよい。また、光源は、次に限定されないが、指示、表示、及び／又は照明を含む様々な用途に対し構成されることを理解すべきである。「照明源」とは、内部空間又は外部空間を効果的に照射するのに十分な強度を有する放射を発生するように特に構成された光源である。このコンテキストにおいて、「十分な強度」とは、周囲照明（すなわち、間接的に知覚され、また、例えば、全体的に又は部分的に知覚される前に１つ以上の様々な介在面から反射される光）を提供するために空間又は環境において発生される可視スペクトルにおける十分な放射強度（放射強度又は「光束」に関して、全方向における光源からの全光出力を表すために、単位「ルーメン」がよく使用される）を指す。

【0035】

［００３５］「照明ユニット」との用語は、本明細書では、同じ又は異なるタイプの１つ以上の光源を含む装置を指して使用される。所与の照明ユニットは、様々な光源の取付け配置、筐体／ハウジング配置及び形状、並びに／又は、電気及び機械的接続構成の何れか１つを有してもよい。さらに、所与の照明ユニットは、光源の動作に関連する様々な他の構成要素（例えば制御回路）に任意選択的に関連付けられてもよい（例えば含む、結合される、及び／又は一緒にパッケージされる）。「ＬＥＤベースの照明ユニット」とは、上記した１つ以上のＬＥＤベースの光源を、単独で又はその他の非ＬＥＤベースの光源との組合せで含む照明ユニットを指す。

【0036】

［００３６］「コントローラ」という用語は、本明細書では概して１つ又は複数の光源の動作に関係する様々な機器を表現するために使われる。コントローラは、本明細書で論じられる様々な機能を実行するために多数のやり方で実装され得る（例えば専用ハードウェアによってなど）。「プロセッサ」は、本明細書で論じられる様々な機能を実行するためにソフトウェア（例えばマイクロコード）を使用してプログラムされ得る１つ又は複数のマイクロプロセッサを用いるコントローラの一例である。コントローラは、プロセッサを使って又は使わずに実装されても良く、一部の機能を実行するための専用ハードウェアと他の機能を実行するためのプロセッサとの組合せ（例えば１つ又は複数のプログラムされたマイクロプロセッサと関連する回路）としても実装され得る。本開示の様々な実施形態で使用され得るコントローラ部品の例は、これだけに限定されないが、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：application specific integrated circuit）、及び書替え可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ：field-programmable gate array）を含む。

【0037】

［００３７］様々な実装形態において、プロセッサ又はコントローラは、１つ又は複数の記憶媒体（本明細書では一般に「メモリ」と呼ばれる、例えばＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ、フロッピディスク、コンパクトディスク、光学ディスク、磁気テープなどの揮発性及び不揮発性コンピュータメモリ）に関連しても良い。一部の実装形態では、１つ若しくは複数のプロセッサ及び／又はコントローラ上で実行されるとき、本明細書で論じられる機能の少なくとも一部を実行する１つ又は複数のプログラムによって記憶媒体が符号化されても良い。様々な記憶媒体はプロセッサ若しくはコントローラ内に固定されてもよく、又は、本明細書で論じられる本発明の様々な態様を実施するために、記憶媒体上に記憶された１つ又は複数のプログラムがプロセッサ又はコントローラ内にロードされ得るように、可搬式とすることができる。「プログラム」又は「コンピュータプログラム」という用語は、本明細書では、１つ又は複数のプロセッサ又はコントローラをプログラムするために使用され得る任意の種類のコンピュータコード（例えばソフトウェアやマイクロコード）を指すために一般的な意味で使われる。

【0038】

［００３８］上記の概念及び以下でより詳細に論じられる更なる概念のあらゆる組合せが（かかる概念が互いに矛盾しないという条件で）、本明細書に開示される本発明の内容の一部として考えられることが理解されるべきである。とりわけ、本開示の最後に登場する特許請求の範囲に記載の内容のあらゆる組合せが、本明細書に開示される本発明の内容の一部として考えられる。参照により援用される任意の開示でも登場する場合がある本明細書で明示的に用いられる専門用語には、本明細書で開示される特定の概念に最もふさわしい意味が与えられるべきことも理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【0039】

［００３９］図中、同様の参照符号は、概して、異なる図面にわたって同じ部分を表す。また、図面は、必ずしも縮尺通りではなく、概して、本発明の原理を例示することに重点が置かれている。

【0040】

【図1】［００４０］図１は、アナログトレーリング・エッジ又は逆位相カット調光信号の例を示す。

【図2】［００４１］図２は、位相カット調光信号の位相カット角を検出するための装置を含む照明システムの例示的な実施形態の機能ブロック図である。

【図3】［００４２］図３は、アナログトレーリング・エッジ又は逆位相カット調光信号、及び、当該信号から生成され得る対応するデジタル位相カット調光信号の例を示す。

【図4】［００４３］図４は、アナログトレーリング・エッジ又は逆位相カット調光信号の他の例を示す。

【図5】［００４４］図５は、アナログトレーリング・エッジ又は逆位相カット調光信号と、対応するアナログ逆位相カット調光信号の導関数との間の関係を示す。

【図6】［００４５］図６は、位相カット調光信号の位相カット角を検出する方法の例示的な実施形態のフローチャートを示す。

【発明を実施するための形態】

【0041】

［００４６］アナログ位相カット調光器は、しばしば、照明ユニットにあまり「クリーンな」位相カット調光信号を供給しないため、各アナログ位相カット調光器は、わずかに異なる波形を出力し、これは、１つ以上のＬＥＤ光源を含む照明ユニット用のコントローラが位相カット角を解読し、ＬＥＤ光源の光出力を適量調光させるための信号を生成することを困難にする。この問題のため、多くのコントローラは位相カット角を推定し、位相カット角を正確に求めようとしない。結果として、照明ユニットは位相カット調光器ごとに異なる動作をする可能性があり、これは望ましくない。より一般的には、出願人は、位相カット調光信号の位相カット角をより正確に検出するための方法及び装置を提供することは有益であろうことを認識及び理解した。

【0042】

［００４７］上記に照らして、本発明の様々な実施形態及び実装形態は、位相カット調光信号の位相カット角を検出するための発明的方法及び装置を対象とする。例えば、ＬＥＤ光源の光出力を適量調光させるための信号が生成され得るよう、位相カット調光信号の位相カット角をデジタル検出するための方法及び装置が提供される。

【0043】

［００４８］図２は、照明システム２００の例示的な実施形態の機能ブロック図である。照明システム２００は、アナログ位相カット調光器２１０及びＬＥＤベース照明ユニット２１５を含む。ＬＥＤベース照明ユニット２１５は、位相カット角検出装置２２０及びＬＥＤベース照明デバイス２３０を含む。

【0044】

［００４９］図１に関連して上記したように、アナログ位相カット調光器２１０は、ＡＣライン電圧１５を受け取り、ＡＣライン電圧１５を整流し、逆位相カット調光信号（トレーリング・エッジ調光信号とも呼ばれる）又は順位相カット調光信号（リーディング・エッジ調光信号とも呼ばれる）であり得るアナログ位相カット調光信号１０５を出力する。説明の単純さ及び一貫性のため、後述及び図示される動作及び方法の例は、逆位相カット調光信号を採用する。しかし、関連する原理及び説明される方法は、順位相カット調光信号にも適用し得ることを理解されたい。

【0045】

［００５０］位相カット検出装置２２０は、比較器２２２及びコントローラ２３０を含む。コントローラ２３０は、プロセッサ２２４、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ（ＡＤＣ）２２６、及び記憶装置２２８を含む。コントローラ２３０は、図２には明示されていないデジタル論理回路、バッファ、ドライバ、プログラム可能論理デバイス等の他のデバイスを含み得る。プロセッサ２２４は、例えば記憶装置２２８内に保存され得るプロセッサ命令コードに応じて、本明細書で説明される方法、例えば図６に関連して説明される方法を含む１つ以上の方法、動作、又はアルゴリズムを実行するよう構成され得る。記憶装置２２８は、揮発性メモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ）及び／又はＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを含み得る。記憶装置２２８は、プロセッサ２２４によって実行される１つ以上のコンピュータプログラムを保存し得る。

【0046】

［００５１］ＬＥＤベース照明デバイス２３０は、１つ以上のＬＥＤ光源を含む。一部の実施形態では、ＬＥＤベース照明デバイス２３０は、さらに、ＬＥＤ光源を駆動し及び点灯させる電力を適切にフォーマット及び供給するためのドライバ回路、及び／又は、かかるＬＥＤ光源によって出力される光を調光するための回路を含み得る。例えば、ＬＥＤ光源を制御電流源によって駆動することは一般的であり、ＬＥＤベース照明デバイス２３０は、１つ以上のかかる制御電流源を含み得る。

【0047】

［００５２］図２は、様々な機能要素間の関係を示し、要素の具体的な物理的配置を一切図示しないと解されるべきである。具体的には、一部の実施形態では、位相カット角検出装置２２０は、ＬＥＤベース照明ユニット２１５の残りの部分とは別個であり且つ／又は残りの部分から物理的に分離されていてもよい。さらに、一部の実施形態では、調光角検出装置２２０の１つ以上の機能及びＬＥＤベース照明デバイス２３０の１つ以上の機能（例えば、ＬＥＤドライバ及び／又はＬＥＤ調光機能）は、ＬＥＤベース照明ユニット２１５内の１つ以上の共有要素によって実行され得る。

【0048】

［００５３］次に、図３乃至図６を参照して、照明システム２００、特に位相カット角検出装置２２０の動作を説明する。

【0049】

［００５４］動作中、アナログ位相カット調光器２１０は、ＬＥＤベース照明ユニット２１５の入力部１０２にアナログ位相カット調光信号１０５（例えば、逆位相カット調光信号）を出力する。位相カット角検出装置２２０は、アナログ位相カット調光信号１０５を受信し、これに応じて、アナログ位相カット調光信号１０５の位相カット角１０７によって示される調光量に従ってＬＥＤベース照明ユニット２１５のＬＥＤ光源の光出力レベルを制御するための１つ以上の調光制御信号２２５を出力するよう構成される。

【0050】

［００５５］具体的には、アナログ位相カット調光信号１０５に応じて、位相カット角検出装置２２０は、デジタル位相カット調光信号３０５を生成する。より具体的には、比較器２２２は、アナログ位相カット調光信号１０５を受信し、アナログ位相カット調光信号１０５を閾値（例えば、１０Ｖ）と比較し、比較に応じて、デジタル位相カット調光信号３０５を出力する。デジタル位相カット調光信号３０５は、アナログ位相カット調光信号１０５が閾値より高いとき、第１の状態、電圧、又は論理値（例えば、「１」）を有し、アナログ位相カット調光信号１０５が閾値より低いとき、第２の状態、電圧、又は論理値（例えば、「０」）を有する。

【0051】

［００５６］図３は、アナログ位相カット調光信号１０５、及びアナログ位相カット調光信号１０５から位相カット角検出装置、具体的には位相カット角検出装置２２０によって生成され得る対応するデジタル位相カット調光信号３０５の例を示す。図３は、３つの異なる位相カット角１０７に対応する３つの異なるケースを示す。

【0052】

［００５７］左側には、位相カット角１０７が１８０°のケース、すなわち、減光が無いケースが示されている。この場合、アナログ位相カット調光信号１０５は、この例では１２０Ｖのピーク電圧レベル１０９を有する整流されたＡＣライン電圧３０１と同一である。中央には、位相カット角１０７が１３０°のケースが示されており、右側には、位相カット角１０７が８０°のケースが示されている。各ケースごとに、位相カット角検出装置２２０は、２つの値、すなわち、アナログ位相カット調光信号１０５が閾値を超えるときの第１の値（例えば、「１」）、及びアナログ位相カット調光信号１０５が閾値を超えないときの第２の値（例えば、「０」）しか有さない、対応するデジタル位相カット調光信号３０５を位相カット調光信号１０５から生成する。

【0053】

［００５８］図３からわかるように、デジタル位相カット調光信号３０５は、整流されたＡＣライン電圧３０１の半波に等しい周期と、位相カット角１０７が約０°（光出力が完全にＯＦＦ）のときの最小値０又は約０から位相カット角１０７が１８０°（光出力が完全にＯＮ）のときの最大値３０９まで、位相カット角１０７に応じて変化するパルス幅３０７とを有するパルス信号である。したがって、アナログ位相カット調光信号１０５の位相カット角１０７をデジタル位相カット調光信号パルス幅３０７によって計算するよう、上式（１）を書き換えることができる。

【数1】

【0054】

［００５９］有利には、コントローラ２２３、特にプロセッサ２２４は、デジタル位相カット調光信号３０５のデジタル位相カット調光信号パルス幅３０７を容易に測定することができる。さらに、所与の閾値電圧に対して、デジタル位相カット調光信号３０５のパルス幅の最大値３０９（すなわち、位相カット角１０７が１８０°の場合のパルス幅）は、ＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９（Ｖ_ＡＣ）及びＡＣライン電圧１５の周波数Ｆ_ＡＣの関数である。

（３） 最大値デジタル位相カット調光信号パルス幅 ＝ｆ（Ｖ_ＡＣ、Ｆ_ＡＣ）

【0055】

［００６０］位相カット角検出装置２２０（特にプロセッサ２２４）は、較正プロセス中に様々なＶ_ＡＣ及びＦ_ＡＣの値の組み合わせ（例えば、１１０Ｖ、１２０Ｖ、２２０Ｖ、２３０Ｖ等の一般的な電圧レベル、５０Ｈｚ、６０Ｈｚ等）に対するデジタル位相カット調光信号３０５のパルス幅の最大値３０９を測定し、最大値をメモリ（例えば、記憶装置２２８）内のルックアップテーブルに保存し得る。その後、動作中、プロセッサ２２４は、デジタル位相カット調光信号パルス幅３０７を（例えば、タイマーを使用して）測定し、ＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９及び動作周波数Ｆ_ＡＣを求め、ＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９及び動作周波数Ｆ_ＡＣを用いてデジタル位相カット調光信号３０５のパルス幅の最大値３０９を検索し、式（２）からアナログ調光信号１０５の位相カット角１０７を求めることができる。

【0056】

［００６１］発明者は、さらに、デジタル位相カット調光信号のパルス幅３０７とパルス幅の最大値３０９との比（すなわち、デジタル位相カット調光信号３０５のデューティサイクル）は、ＡＣライン周波数Ｆ_ＡＣによって変化せず、ＡＣライン周波数Ｆ_ＡＣの関数ではないことを認識した。すなわち、

（４） 最大値デジタル位相カット調光信号デューティサイクル ＝ｆ（Ｖ_ＡＣ）

【0057】

［００６２］したがって、絶対パルス幅に代えてデューティサイクルを取り扱うことにより、Ｆ_ＡＣを排除してルックアップテーブルを単純化することができる。この場合、アナログ位相カット調光信号１０５の位相カット角１０７は次のように計算することができる。

【数2】

【0058】

［００６３］位相カット角検出装置２２０（特にプロセッサ２２４）は、較正プロセス中、ＡＣライン電圧１５の複数のピーク電圧レベル１０９（例えば、１１０Ｖ、１２０Ｖ、２２０Ｖ、２３０Ｖ等の一般的な電圧レベルを含む）に対するデジタル位相カット調光信号３０５のデューティサイクルの最大値を測定し、各最大値をメモリ（例えば、記憶装置２２８）内のルックアップテーブルの対応するエントリに保存することができる。エントリはそれぞれ複数のピーク電圧レベル１０９のうちの１つに対応する。一部の実施形態では、ルックアップテーブルはＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９によって索引を付され得る。その後、動作中、プロセッサ２２４は、（例えば、タイマーを使用して）デジタル位相カット調光信号３０５のデューティサイクルから位相カット角を求め、ルックアップテーブルからデューティサイクルの最大値を引き出し、式（５）を使用することにより、デジタル位相カット調光信号３０５のデューティサイクル及びデューティサイクルの最大値を用いてアナログ位相カット調光信号１０５の位相カット角１０７を求めることができる。

【0059】

［００６４］ルックアップテーブルからデューティサイクルの最大値を引き出すには、プロセッサ２２４は、ＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９を知らなければならない。

【0060】

［００６５］しかし、位相カット角検出装置２２０は、ＡＣライン電圧１５を受け取らない。よって、位相カット角検出装置２２０は、ＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９をアナログ位相カット調光信号１０５から決定しなければならない。

【0061】

［００６６］アナログ位相カット調光信号１０５に基づくＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９の決定には、位相カット角１０７そのものに応じて、２つの可能なケースがある。

【0062】

［００６７］第１のケースは、位相カット角１０７が９０°以上の場合である。この場合、アナログ位相カット調光信号１０５のピーク電圧レベルは、ＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９と同じである。この場合、ＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９は、アナログ位相カット調光信号１０５のピーク又は最大値を求めることによって決定され得る。このために、図２に示されるように、アナログ位相カット調光信号１０５は、コントローラ２２３のＡＤＣ２２６の入力部に供給される。ＡＤＣ２２６は、入力されたアナログ位相カット調光信号１０５の電圧レベルに応じたデジタルワードを出力し、プロセッサ２２４は、ＡＤＣ出力からアナログ位相カット調光信号１０５のピーク又は最大値、よってＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９を求める。

【0063】

［００６８］第２のケースは、位相カット角１０７が９０°未満の場合である。

【0064】

［００６９］図４は、位相カット角１０７が９０°未満、具体的には８０°の場合のアナログトレーリング・エッジ、又は逆位相カット調光信号の例を示す。図４に示されるように、位相カット角１０７が９０°未満の場合、ＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９は切断され、アナログ位相カット調光信号１０５がＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９に到達することはない。したがって、アナログ位相カット調光信号１０５の現在のサイクルの位相カット角１０７が９０°未満の場合、アナログ位相カット調光信号１０５の現在のサイクルからＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９を決定することはできない。この場合、代わりに、位相カット角１０７が９０°以上だったときの先のアナログ位相カット調光信号１０５のサイクルからＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９を求めることができる（例えば、位相カット角１０７が９０°以上だったときの先のアナログ位相カット調光信号１０５のサイクルの間に記憶装置２２８に保存された値から）。

【0065】

［００７０］したがって、位相カット角１０７を決定するには、プロセッサ２２４はＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９を知らなければならないが、ＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９を正しく決定するには、プロセッサ２２４は位相カット角１０７が少なくとも９０°であることを知らなければならないという明らかなパラドックスが存在すると考えられる。

【0066】

［００７１］プロセッサ２２４はＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９を知らない可能性はあるが、ＡＣライン電圧１５の波形が正弦波であること、及び、アナログ位相カット調光信号１０５の波形が切断された整流正弦波であることは知られている。さらに、正弦波のピークレベルは正弦波の導関数が０になる点（ゼロ交差点）で生じることが知られている。

【0067】

［００７２］図５は、アナログトレーリング・エッジ、又は逆位相カット調光信号１０５と、対応するアナログ逆位相カット調光信号の導関数５０５との間の関係を示す。図５の上図は、３つの異なる位相カット角１０７に対応するアナログ位相カット調光信号１０５の例を示す。図５の左側には、位相カット角１０７が１８０°のケースが示されており、中央には、位相カット角１０７が１３０°のケースが示されており、右側には、位相カット角１０７が８０°のケースが示されている。図５の下図は、３つの異なる位相カット角１０７に対応するアナログ位相カット調光信号１０５の例のそれぞれの導関数５０５を示す。

【0068】

［００７３］図５から、アナログ位相カット調光信号１０５の導関数５０５がゼロと交差する（すなわち、ゼロ交差点５０９を有する）場合、アナログ位相カット調光信号１０５はピークを有し、よって位相カット角が９０°以上であることが分かる。この場合、上記したように、アナログ位相カット調光信号１０５のピーク電圧レベルは、ＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９と同じであり、プロセッサ２２４は、ＡＤＣ２２６の出力から決定されたアナログ位相カット調光信号１０５のピーク電圧レベルから、ＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９を決定することができる。あるいは、プロセッサ２２４は、導関数５０５のゼロ交差５０９の時間におけるＡＤＣ２２６の出力から、ＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９を決定することができる。

【0069】

［００７４］一方、アナログ位相カット調光信号１０５の導関数５０５がゼロと交差しない場合、アナログ位相カット調光信号１０５はピークを有さず、よって、位相カット角１０７は９０°未満である。この場合、上記したように、ＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９は、アナログ位相カット調光信号１０５の現在のサイクルから決定することができず、代わりに、位相カット角１０７が９０°以上だったとき（すなわち、ＬＥＤベース照明デバイス２３０がより高いレベルの照明を供給するようアナログ位相カット調光器２１０が設定されていたとき）の先のサイクルにおけるアナログ位相カット調光信号１０５のピーク電圧レベルから決定されなければならない。一部の実施形態では、ＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９は、アナログ位相カット調光信号１０５のかかる先のサイクル中に取得された、記憶装置（例えば、記憶装置２２８）に保存されている値から得ることができる。ＬＥＤベース照明ユニット２１５が一度設置された後、ＡＣライン電圧１５の時間変化は比較的小さいと予想され得るので、先に取得された値の使用は、位相カット角が９０°未満であっても、位相カット角検出装置２２０が位相カット角１０７の良好な値を得ることを依然として可能にする。一部の実施形態では、ＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９は、記憶装置２２８に含まれ得る、位相カット角検出装置２２０のフラッシュメモリデバイス等の不揮発性記憶装置に保存され得る。

【0070】

［００７５］位相カット角１０７が９０°以上だったときのアナログ位相カット調光信号１０５の先のサイクルに基づくＡＣライン電圧１５のピーク電圧レベル１０９が利用できない場合（例えば、位相カット角検出装置２２０が初めて起動された場合）、一部の実施形態では、プロセッサ２２４は、ＬＥＤベース照明ユニット２１５のＬＥＤ光源を完全にオフにする１つ以上の調光制御信号を出力するよう構成され得る。これは、ユーザーに、位相カット角１０７を９０°以上にすることによって光レベルを上昇させるよう調光器２１０を調整させ得り、その時点で、アナログ位相カット調光信号１０５のピーク電圧レベルが上記したように決定され、メモリ（例えば、メモリ２２８）に保存され得る。

【0071】

［００７６］アナログ位相カット調光信号１０５の位相カット角１０７が一度知られた後、コントローラ２２３はこの情報を使用して、位相カット角１０７によって示された調光量に従ってＬＥＤベース照明ユニット２１５のＬＥＤ光源の光出力レベルを制御するための１つ以上の調光制御信号２２５を生成し得る。

【0072】

［００７７］例えば、位相カット角１０７の知識に基づき、プロセッサ２２４は、位相カット調光信号１０５の電圧波形下面積と整流後のＡＣライン電圧１５の電圧波形下面積との比を決定し、この比に従って、ＬＥＤベース照明ユニット２１５のＬＥＤ光源を調光することができる。

【0073】

［００７８］一部の実施形態では、コントローラ２２３は、複数のエントリを有するルックアップテーブルにアクセスすることによって、ＬＥＤベース照明ユニット２１５の調光を制御することができる。各エントリは、異なる特定の位相カット角１０７に対応し、ＬＥＤベース照明ユニット２１５のＬＥＤ光源に適用されるべき調光率又は調光量を示すデータを保存する。

【0074】

［００７９］図６は、位相カット調光信号の位相カット角を検出する方法６００の例示的な実施形態のフローチャートを示す。方法６００は、３つの主要な動作６１０、６３０、及び６５０に分けられる。動作６１０は、位相カット角検出装置２２０の較正動作又はプロセスの例示的な実施形態である。動作６３０は、ＡＣライン電圧１５のピーク値１０９を求める動作又は方法の例示的な実施形態である。動作６５０は、アナログ位相カット調光信号１０５の位相カット角１０７を求める動作又は方法の例示的な実施形態である。

【0075】

［００８０］ステップ６１２において、位相カット角検出装置２２０は、アナログ位相カット調光信号１０５の位相カット角１０７が１８０°の状態（すなわち、最小の減光又は減光無し、フル照明）で、ＡＣライン電圧１５の複数のピーク電圧レベル１０９に対するデジタル位相カット調光信号３０５のデューティサイクルの最大値を測定する。

【0076】

［００８１］ステップ６１４において、プロセッサ２２４は、デジタル位相カット調光信号３０５のデューティサイクルの最大値を、メモリ（例えば、記憶装置２２８）内のルックアップテーブルの対応するエントリに保存する。各エントリは、特定のピーク電圧レベル１０９の値に対応する。

【0077】

［００８２］ステップ６３２において、位相カット角検出装置２２０は、デジタル位相カット調光信号３０５のパルス中（すなわち、アナログ位相カット調光信号１０５が比較器２２２の閾値電圧より高いとき）、アナログ位相カット調光信号１０５をサンプリングする。アナログ位相カット調光信号１０５は、コントローラ２２３のＡＤＣ２２６によってサンプリングされ得る。

【0078】

［００８３］ステップ６３４において、プロセッサ２２４は、サンプリングされたアナログ位相カット調光信号１０５の導関数５０５を計算する。

【0079】

［００８４］ステップ６３６において、コントローラ２２３は、信号内のノイズを抑制するために、サンプリングされたアナログ位相カット調光信号１０５の導関数５０５をフィルタリングする。一部の実施形態では、ＦＩＲ（finite impulse response）フィルタが使用される。一部の実施形態では、ステップ６３６は省略され得る。

【0080】

［００８５］ステップ６３８において、プロセッサ２２４は、サンプリングされたアナログ位相カット調光信号１０５のフィルタリングされた導関数５０５内のゼロ交差５０９を探す。

【0081】

［００８６］ステップ６４０において、プロセッサ２２４は、ゼロ交差５０９が発見されたか否かを決定する。

【0082】

［００８７］ゼロ交差５０９が発見された場合、ステップ６４２において、プロセッサ２２４は、ＡＣライン電圧１５のピーク値１０９がサンプリングされたアナログ位相カット調光信号１０５の最大値と等しいことを決定する。

【0083】

［００８８］ゼロ交差５０９が発見されなかった場合、ステップ６４４において、プロセッサ２２４は、例えばメモリ（例えば、記憶装置２２８）に保存されている、アナログ位相カット調光信号１０５の先のサイクル又は測定からＡＣライン電圧１５のピーク値１０９を引き出す。

【0084】

［００８９］ステップ６５２において、ＬＥＤベース照明ユニット２１５は、自身の入力部１０２において、ＡＣライン電圧１５から生成された位相カット調光信号１０５を受信し、位相カット調光信号１０５を閾値電圧と比較し、これに応じてデジタル位相カット調光信号３０５を出力し、プロセッサ２２４は、例えばタイマーを使用して、デジタル位相カット調光信号３０５の周期及びパルス幅を測定する。

【0085】

［００９０］ステップ６５４において、プロセッサ２２４は、デジタル位相カット調光信号３０５の周期及びパルス幅を使用して、デジタル位相カット調光信号３０５のデューティサイクルを計算する。

【0086】

［００９１］ステップ６５６において、プロセッサ２２４は、ＡＣライン電圧１５のピーク値１０９を使用して、例えばメモリ（例えば、記憶装置２２８）に保存されたルックアップテーブルから、デジタル位相カット調光信号３０５のデューティサイクルの最大値を取得する。

【0087】

［００９２］ステップ６５８において、プロセッサ２２４は、デジタル位相カット調光信号３０５のデューティサイクル、及びデジタル位相カット調光信号３０５のデューティサイクルの最大値から、アナログ位相カット調光信号１０５の位相カット角１０７を決定する。

【0088】

［００９３］プロセッサ２２４がアナログ位相カット調光信号１０５の位相カット角１０７を一度決定した後、プロセッサ２２４は当該情報を使用して、位相カット角１０７によって示される調光量に従ってＬＥＤベース照明ユニット２１５のＬＥＤ光源の光出力レベルを制御するための１つ以上の調光制御信号２２５を生成することができる。

【0089】

［００９４］幾つかの発明実施形態を本明細書に説明し例示したが、当業者であれば、本明細書にて説明した機能を実行するための、並びに／又は、本明細書にて説明した結果及び／若しくは１つ以上の利点を得るための様々な他の手段及び／若しくは構造体を容易に想到できよう。また、このような変更及び／又は改良の各々は、本明細書に説明される発明実施形態の範囲内であるとみなす。より一般的には、当業者であれば、本明細書にて説明されるすべてのパラメータ、寸法、材料、及び構成は例示のためであり、実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成は、発明教示内容が用いられる１つ以上の特定用途に依存することを容易に理解できよう。当業者であれば、本明細書にて説明した特定の発明実施形態の多くの均等物を、単に所定の実験を用いて認識又は確認できよう。したがって、上記実施形態は、ほんの一例として提示されたものであり、発明実施形態は、添付の請求項及びその均等物の範囲内で、具体的に説明された又は請求された以外の形態で実施可能であることを理解されるべきである。本開示の発明実施形態は、本明細書にて説明される個々の特徴、システム、品物、材料、キット、及び／又は方法に関する。さらに、２つ以上のこのような特徴、システム、品物、材料、キット、及び／又は方法の任意の組み合わせも、当該特徴、システム、品物、材料、キット、及び／又は方法が相互に矛盾していなければ、本開示の本発明の範囲内に含まれる。

【0090】

［００９５］本明細書にて定義され及び用いられた定義はすべて、辞書の定義、参照することにより組み込まれた文献における定義、及び／又は、定義された用語の通常の意味に優先すると理解されたい。

【0091】

［００９６］本明細書及び特許請求の範囲にて使用される「ａ」及び「ａｎ」の不定冠詞は、特に明記されない限り、「少なくとも１つ」を意味するものと理解されるべきである。

【0092】

［００９７］本明細書及び特許請求の範囲にて使用される「及び／又は」との表現は、等位接続された要素の「いずれか又は両方」を意味すると理解すべきである。すなわち、要素は、ある場合は接続的に存在し、その他の場合は離接的に存在する。「及び／又は」を用いて列挙される複数の要素も同様に解釈されるべきであり、すなわち、等位接続された要素のうちの「１つ以上」と解釈されるべきである。「及び／又は」節によって具体的に特定された要素以外の他の要素も、それが具体的に特定された要素に関連していても関連していなくても、任意選択的に存在してよい。

【0093】

［００９８］本明細書及び特許請求の範囲において、「又は」は、上記で定義した「及び／又は」と同じ意味を有すると理解されるべきである。例えば、列挙される項目を分けるとき、「又は」又は「及び／又は」は包括的であると解釈されるべきであり、つまり、複数の又は列挙される要素の少なくとも１つ及び２つ以上、並びに、任意で、付加的な列挙されない項目を含む。明確に反する用語、例えば「１つのみ」若しくは「ただ１つ」、又は特許請求の範囲で使用される場合の「〜からなる」等のみが複数の又は列挙される要素のただ１つの要素を含むことを意味する。通常、本明細書で使用される場合、用語「又は」は、「どちらかの」、「〜のうちの１つ」、「〜の１つのみ」、又は「〜のちょうど１つ」等の排他的な用語が先行する場合にのみ排他的選択肢（すなわち、「どちらか一方」）を指すと解されるべきである。

【0094】

［００９９］さらに、特に明記されない限り、本明細書に記載された２つ以上のステップ又は動作を含むどの方法においても、当該方法のステップ又は動作の順番は、記載された方法のステップ又は動作の順序に必ずしも限定されないことを理解すべきである。請求項において、括弧内に登場する任意の参照符号は、便宜上、提供されているに過ぎず、当該請求項をいかようにも限定することを意図していない。

【0095】

［００１００］特許請求の範囲においても上記明細書においても、「備える」、「含む」、「担持する」、「有する」、「含有する」、「関与する」、「保持する」、「〜から構成される」等といったあらゆる移行句は、非制限的、すなわち、含むがそれに限定されないことを意味すると理解すべきである。米国特許庁特許審査手続便覧の第２１１１．０３項に記載される通り、「〜からなる」及び「本質的に〜からなる」といった移行句のみが、制限又は半制限移行句である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】