(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024074270
(43)【公開日】2024-05-30
(54)【発明の名称】発光ダイオード駆動器及び照明装置
(51)【国際特許分類】
H05B 45/305 20200101AFI20240523BHJP
H05B 45/14 20200101ALI20240523BHJP
H05B 45/345 20200101ALI20240523BHJP
【FI】
H05B45/305
H05B45/14
H05B45/345
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023194864
(22)【出願日】2023-11-16
(31)【優先権主張番号】63/384,234
(32)【優先日】2022-11-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】596039187
【氏名又は名称】台達電子工業股▲ふん▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】DELTA ELECTRONICS,INC.
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人RYUKA国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】王志賢
(72)【発明者】
【氏名】鄭明杰
(72)【発明者】
【氏名】杜冠賢
【テーマコード(参考)】
3K273
【Fターム(参考)】
3K273AA09
3K273BA14
3K273CA02
3K273CA24
3K273CA27
3K273EA07
3K273EA25
3K273EA35
3K273FA07
3K273FA14
3K273FA22
3K273FA24
3K273FA26
3K273FA27
3K273FA36
(57)【要約】
【課題】発光ダイオード駆動器を提供する。
【解決手段】周期信号に基づいてキャリア信号を変調して第1変調信号を生成するための変調器と、発光ダイオード負荷及び変調器に電気的に接続され、且つ基準電圧信号、発光ダイオード負荷からの帰還電圧信号及び第1変調信号に基づいて少なくとも1つの制御信号を生成するための電流制御回路と、電流制御回路及び発光ダイオード負荷に電気的に接続され、且つ少なくとも1つの制御信号に基づいて脈動直流電流を生成し且つ発光ダイオード負荷に提供するための直流変換器と、を含む発光ダイオード駆動器。
【選択図】
図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
周期信号に基づいてキャリア信号を変調して第1変調信号を生成するための変調器と、
発光ダイオード負荷及び前記変調器に電気的に接続され、且つ基準電圧信号、前記発光ダイオード負荷からの帰還電圧信号及び前記第1変調信号に基づいて少なくとも1つの制御信号を生成するための電流制御回路と、
前記電流制御回路及び前記発光ダイオード負荷に電気的に接続され、且つ前記少なくとも1つの制御信号に基づいて脈動直流電流を生成し且つ前記発光ダイオード負荷に提供するための直流変換器と、
を含むことを特徴とする発光ダイオード駆動器。
【請求項2】
前記脈動直流電流は、パルス持続期間内に基本周波数で発振し、且つ前記脈動直流電流のパルス繰り返し周波数は、前記基本周波数よりも低いことを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード駆動器。
【請求項3】
前記脈動直流電流の前記基本周波数は、前記キャリア信号のキャリア周波数に対応し、且つ前記脈動直流電流の前記パルス繰り返し周波数は、前記周期信号の周波数に対応することを特徴とする請求項2に記載の発光ダイオード駆動器。
【請求項4】
前記パルス繰り返し周波数は、100ヘルツよりも低いことを特徴とする請求項2に記載の発光ダイオード駆動器。
【請求項5】
前記パルス繰り返し周波数は、1ヘルツ~100ヘルツの範囲内の一定値であることを特徴とする請求項2に記載の発光ダイオード駆動器。
【請求項6】
前記変調器は、前記周期信号に基づいて前記キャリア信号の振幅を変調して前記第1変調信号を生成し、且つ前記周期信号は、方形波信号であることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード駆動器。
【請求項7】
前記周期信号は、正弦波信号であり、前記変調器は、前記周期信号及び前記キャリア信号に基づいて正弦波パルス幅変調を行って前記第1変調信号を生成し、且つ前記直流変換器により生成される脈動直流電流の波形は、正弦波パルス幅変調波であることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード駆動器。
【請求項8】
前記電流制御回路は、
前記変調器及び前記発光ダイオード負荷に電気的に接続され、前記帰還電圧信号と前記第1変調信号を減算して誤差信号を取得するための誤差ユニットと、
前記誤差ユニットに電気的に接続され、前記誤差信号及び前記基準電圧信号に基づいて補償電圧信号を生成するための誤差増幅器と、
前記誤差増幅器に電気的に接続され、前記補償電圧信号に基づいて第2変調信号を生成するための変調回路と、
前記変調回路に電気的に接続され、前記第2変調信号に基づいて前記少なくとも1つの制御信号を生成することで、前記脈動直流電流を生成するように前記直流変換器を制御するためのゲート駆動器と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード駆動器。
【請求項9】
前記電流制御回路は、
前記変調器及び基準電圧源に電気的に接続され、前記第1変調信号と前記基準電圧源からの前記基準電圧信号を重畳して所望の信号を生成するための重畳ユニットと、
前記重畳ユニットに電気的に接続され、前記所望の信号及び前記帰還電圧信号に基づいて補償電圧信号を生成するための誤差増幅器と、
前記誤差増幅器に電気的に接続され、前記補償電圧信号に基づいて第2変調信号を生成するための変調回路と、
前記変調回路に電気的に接続され、前記第2変調信号に基づいて前記少なくとも1つの制御信号を生成することで、前記脈動直流電流を生成するように前記直流変換器を制御するためのゲート駆動器と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード駆動器。
【請求項10】
複数の発光ダイオードを含むランプ板と、
前記ランプ板に電気的に接続され、脈動直流電流を生成し且つ出力することで前記発光ダイオードを駆動するための発光ダイオード駆動器と、
を含み、
前記脈動直流電流は、パルス持続期間内に基本周波数で発振し、且つ前記脈動直流電流のパルス繰り返し周波数が前記基本周波数よりも低いことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、発光ダイオード駆動器に関し、特に、隠されたシンチレーション成分を有する光線を発するように発光ダイオードを駆動するのに適する発光ダイオード駆動器及び照明装置に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、照明は人間の生活と密接に関連している。良い照明は人間の生活の質を高めることができる。例えば、感知可能なシンチレーション光源の環境では、人間の視覚は疲労しやすく、視覚系の圧力を増加させる。ひいては、シンチレーション光線の環境で長時間仕事をしたり、勉強したり、生活したりすると、めまい、眼圧の上昇、及び/又は視力の低下などの影響が出る可能性がある。そのため、どのように上記問題を解決する照明装置を提供するかは、当分野において重要な議題である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
本開示は、周期信号に基づいてキャリア信号を変調して第1変調信号を生成するための変調器と、発光ダイオード負荷及び変調器に電気的に接続され、且つ基準電圧信号、発光ダイオード負荷からの帰還電圧信号及び第1変調信号に基づいて少なくとも1つの制御信号を生成するための電流制御回路と、電流制御回路及び発光ダイオード負荷に電気的に接続され、且つ少なくとも1つの制御信号に基づいて脈動直流電流を生成し且つ発光ダイオード負荷に提供するための直流変換器と、を含む発光ダイオード駆動器を提供する。
【0004】
いくつかの実施例では、前記脈動直流電流は、パルス持続期間内に基本周波数で発振し、且つ前記脈動直流電流のパルス繰り返し周波数は、前記基本周波数よりも低い。
【0005】
いくつかの実施例では、前記脈動直流電流の前記基本周波数は、前記キャリア信号のキャリア周波数に対応し、且つ前記脈動直流電流の前記パルス繰り返し周波数は、前記周期信号の周波数に対応する。
【0006】
いくつかの実施例では、前記パルス繰り返し周波数は、100ヘルツよりも低い。
【0007】
いくつかの実施例では、前記パルス繰り返し周波数は、1ヘルツ~100ヘルツの範囲内の一定値である。
【0008】
いくつかの実施例では、前記変調器は、前記周期信号に基づいて前記キャリア信号の振幅を変調して前記第1変調信号を生成し、且つ前記周期信号は、方形波信号である。
【0009】
いくつかの実施例では、前記周期信号は、正弦波信号であり、前記変調器は、前記周期信号及び前記キャリア信号に基づいて正弦波パルス幅変調を行って前記第1変調信号を生成し、且つ前記直流変換器により生成される脈動直流電流の波形は、正弦波パルス幅変調波である。
【0010】
いくつかの実施例では、前記電流制御回路は、前記変調器及び前記発光ダイオード負荷に電気的に接続され、前記帰還電圧信号と前記第1変調信号を減算して誤差信号を取得するための誤差ユニットと、前記誤差ユニットに電気的に接続され、前記誤差信号及び前記基準電圧信号に基づいて補償電圧信号を生成するための誤差増幅器と、前記誤差増幅器に電気的に接続され、前記補償電圧信号に基づいて第2変調信号を生成するための変調回路と、前記変調回路に電気的に接続され、前記第2変調信号に基づいて前記少なくとも1つの制御信号を生成することで、前記脈動直流電流を生成するように前記直流変換器を制御するためのゲート駆動器と、を含む。
【0011】
いくつかの実施例における前記電流制御回路は、前記変調器及び基準電圧源に電気的に接続され、前記第1変調信号と前記基準電圧源からの前記基準電圧信号を重畳して所望の信号を生成するための重畳ユニットと、前記重畳ユニットに電気的に接続され、前記所望の信号及び前記帰還電圧信号に基づいて補償電圧信号を生成するための誤差増幅器と、前記誤差増幅器に電気的に接続され、前記補償電圧信号に基づいて第2変調信号を生成するための変調回路と、前記変調回路に電気的に接続され、前記第2変調信号に基づいて前記少なくとも1つの制御信号を生成することで、前記脈動直流電流を生成するように前記直流変換器を制御するためのゲート駆動器と、を含む。
【0012】
本開示は、複数の発光ダイオードを含むランプ板と、ランプ板に電気的に接続され、脈動直流電流を生成し且つ出力することで前記発光ダイオードを駆動するための発光ダイオード駆動器と、を含み、前記脈動直流電流は、パルス持続期間内に基本周波数で発振し、且つ前記脈動直流電流のパルス繰り返し周波数が前記基本周波数よりも低い照明装置を提供する。
【発明の効果】
【0013】
以上のように、本開示の発光ダイオード駆動器は、変調信号に基づいて脈動直流電流の波形を制御し、それによって、発光ダイオードの発光する光線にシンチレーション成分を隠し、さらに前記隠されたシンチレーション刺激により特定の需要(例えば、特定の疾患又は症状を治療、予防又は改善する)を達成するとともに、人間の視覚系のシンチレーションに対する感知を改善する。
【図面の簡単な説明】
【0014】
本開示の上記及びその他の目的、特徴、利点及び実施例をより明確にわかりやすくするために、添付図面の説明は、以下のとおりである。
【
図1】本開示の一実施例の照明装置の概略図である。
【
図2】本開示の一実施例の照明装置の概略図である。
【
図3】本開示の一実施例の照明装置の機能ブロックの概略図である。
【
図4】本開示の一実施例の照明装置の回路アーキテクチャの概略図である。
【
図5A】本開示のいくつかの実施例の周期信号、キャリア信号、変調信号、脈動直流電流の波形の概略図である。
【
図5B】本開示のいくつかの実施例の周期信号、キャリア信号、変調信号、脈動直流電流の波形の概略図である。
【
図6A】本開示のいくつかの実施例の周期信号、キャリア信号、変調信号、脈動直流電流の波形の概略図である。
【
図6B】本開示のいくつかの実施例の周期信号、キャリア信号、変調信号、脈動直流電流の波形の概略図である。
【
図7A】本開示のいくつかの実施例の周期信号、キャリア信号、変調信号、脈動直流電流の波形の概略図である。
【
図7B】本開示のいくつかの実施例の周期信号、キャリア信号、変調信号、脈動直流電流の波形の概略図である。
【
図8A】本開示のいくつかの実施例の周期信号、キャリア信号、変調信号、脈動直流電流の波形の概略図である。
【
図8B】本開示のいくつかの実施例の周期信号、キャリア信号、変調信号、脈動直流電流の波形の概略図である。
【
図9A】本開示のいくつかの実施例の周期信号、キャリア信号、変調信号、脈動直流電流の波形の概略図である。
【
図9B】本開示のいくつかの実施例の周期信号、キャリア信号、変調信号、脈動直流電流の波形の概略図である。
【
図10】本開示の一実施例の照明装置の回路アーキテクチャの概略図である。
【
図11】本開示のいくつかの実施例の周期信号及び脈動直流電流の波形の概略図である。
【
図12】本開示のいくつかの実施例の周期信号及び脈動直流電流の波形の概略図である。
【
図13】本開示のいくつかの実施例の周期信号及び脈動直流電流の波形の概略図である。
【
図14】本開示のいくつかの実施例の照明装置のスケジュール制御の概略図である。
【
図15】本開示のいくつかの実施例の照明装置のスケジュール制御の概略図である。
【
図16】本開示の一実施例の照明装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下に実施例を挙げて添付の図面に合わせて詳細に説明するが、提供される実施例は本開示に含まれる範囲を制限するためのものではなく、構造動作の説明はその実行順序を制限するためのものではなく、要素が再組み合わせられるいかなる構造、生成された、均等な効果を有するいかなる装置は、すべて本開示に含まれる範囲である。なお、図示は説明のみを目的としており、原寸法に従って図面を作成するわけではない。理解を容易にするために、以下の説明における同一の素子又は類似の素子は、同一の符号を付して説明する。明細書全体と特許出願の範囲で使用されている用語(terms)は、特に明記されない限り、通常、各用語がこの分野で使用される一般的な意味、ここで開示された内容と特殊な内容における一般的な意味を持っている。また、本明細書で使用される用語は、「備える」、「含む」、「有する」、「含有する」など、すべて開放的な用語であり、すなわち、「含むがこれに限定されない」を意味する。また、本明細書で使用される「及び/又は」は、関連して列挙される項目のうちの1つ又は複数の項目のいずれかと、それらのすべての組合せとを含む。
【0016】
図1を参照されたい。
図1は、本開示の一実施例の照明装置100の概略図である。
図1に示すように、照明装置100は、発光ダイオード駆動器110とランプ板120とを含む。いくつかの実施例では、ランプ板120は、回路基板122と1つ又は複数の発光ダイオードLEDとを含む。いくつかの実施例では、ランプ板120は、ランプ器具(例えば、バブルランプ、卓上ランプ、スタンドランプ、嵌入式ランプ、フラットランプ又は他のランプ器具)のランプ体として使用されてもよい。いくつかの実施例では、発光ダイオードLEDが回路基板122に装着され、且つ発光ダイオード駆動器110が回路基板122に電気的に接続され、回路基板122を介して発光ダイオードLEDに給電する。いくつかの実施例では、発光ダイオード駆動器110は、隠されたシンチレーション成分を有する光線を発するように発光ダイオードLEDを駆動するために用いられる。いくつかの実施例では、発光ダイオードLEDの放射出力は、一定の輝度で周期的に変化し、前記放射出力の周波数は、特定の需要に応じて設定され、照明装置100が特定の症状を改善する(例えば、特定の周波数の光刺激により、特定の疾患又は症状を治療、予防又は改善する)のに適した環境照明又はタスク照明として使用できるようにする。
【0017】
図2を参照されたい。
図2は、本開示の一実施例の照明装置100の概略図である。
図2に示すように、照明装置100は、発光ダイオード駆動器110と発光ダイオード負荷130とを含む。いくつかの実施例では、
図2における発光ダイオード負荷130は、
図1の1つ又は複数の発光ダイオードLEDに対応する。いくつかの実施例では、発光ダイオード駆動器110は、発光ダイオード正出力端子と発光ダイオード負出力端子とを有し、且つ上記複数の発光ダイオードLEDは、発光ダイオード駆動器110の発光ダイオード正出力端子及び発光ダイオード負出力端子の間に直列接続及び/又は並列接続される。いくつかの実施例では、発光ダイオード駆動器110は、交流電源ACの交流電気を受けて且つ変換して脈動直流電流I
OUTを生成し且つ発光ダイオード負荷130に提供するために用いられる。
【0018】
図3を参照されたい。
図3は、本開示の一実施例の照明装置100の機能ブロックの概略図である。
図3に示すように、発光ダイオード駆動器110は、交流対直流変換器111と、直流変換器112と、変調器113と、電流制御回路114と、帰還回路115と、周期信号生成回路116と、キャリア信号生成回路117とを含む。
【0019】
いくつかの実施例では、交流対直流変換器111は、交流電源ACから交流電気を受けて且つ交流電気を直流電気に変換するために用いられる。いくつかの実施例では、直流変換器112の入力側が交流対直流変換器111の出力側に電気的に接続され、それによって、交流対直流変換器111により出力される直流電気を受けて且つ脈動直流電流IOUTに変換し、さらに発光ダイオード負荷130を駆動する。
【0020】
いくつかの実施例では、帰還回路115は、電流感知抵抗、電流変換器又はその他の類似回路/等価な回路である。いくつかの実施例では、発光ダイオード負荷130を流れる脈動直流電流IOUTを検出し且つ脈動直流電流IOUTを帰還電圧信号VFBに変換するために、帰還回路115が発光ダイオード負荷130に電気的に接続される。
【0021】
いくつかの実施例では、周期信号生成回路116は、周期信号Sperを生成するために用いられる。いくつかの実施例では、周期信号Sperの周波数は、特定の光シンチレーション刺激の需要に応じて設定される。いくつかの実施例では、周期信号Sperの周波数は、人間の脳波(例えば、α波(例えば、8ヘルツ~14ヘルツ)、β波(例えば、12.5ヘルツ~28ヘルツ)、γ波(例えば、25ヘルツ~100ヘルツ)など)に応じて100ヘルツよりも低い数値に設定されてもよく、それによって、光シンチレーション刺激を人間の脳細胞の活動リズムと同期させ、さらに人間の集中力を高め、情緒を安定させ、ストレスを軽減し、意識を高める。
【0022】
いくつかの実施例では、キャリア信号生成回路117は、キャリア信号Scairを生成するために用いられる。いくつかの実施例では、キャリア信号Scairの波形は、方形波、三角波、正弦波であってもよいが、本願はこれに限定されない。いくつかの実施例では、キャリア信号Scairのキャリア周波数は、周期信号Sperの周波数よりも高い。
【0023】
いくつかの実施例では、変調器113は、周期信号生成回路116及びキャリア信号生成回路117に電気的に接続され、周期信号Sperに基づいてキャリア信号Scairを変調し、変調信号Smodを生成する。一部の実施例では、変調器113は、パルス振幅変調器であり、周期信号Sperに基づいてキャリア信号Scairに対してパルス振幅変調を行う。一部の実施例では、変調器113は、パルス幅変調器であり、周期信号Sperに基づいてキャリア信号Scairに対してパルス幅変調を行う。一部の実施例では、変調器113は、正弦波パルス幅変調器であり、周期信号Sperに基づいてキャリア信号Scairに対して正弦波パルス幅変調を行う。
【0024】
いくつかの実施例では、電流制御回路114は、変調器113に電気的に接続され、変調信号Smodに基づいて、直流変換器112により出力される脈動直流電流IOUTの波形を制御する。いくつかの実施例では、変調信号Smodは、脈動直流電流IOUTのターゲット波形である。いくつかの実施例では、電流制御回路114は、変調信号Smod、基準電圧信号Vref及び帰還電圧信号VFBに基づいて、直流変換器112に含まれる又は複数のスイッチを制御するための制御信号CSを生成して、脈動直流電流IOUTを生成するように直流変換器112を制御し、さらに発光ダイオード負荷130を駆動するために用いられる。いくつかの実施例では、制御信号CSの数は、直流変換器112に含まれるスイッチの数に依存し、本願はこれに限定されない。
【0025】
図4を参照されたい。
図4は、本開示の一実施例の照明装置100の回路アーキテクチャの概略図である。
図4に示すように、電流制御回路114は、誤差ユニットEUと、誤差増幅器EAと、変調回路MDCと、ゲート駆動器GDとを含む。
【0026】
一部の実施例では、誤差ユニットEUは、帰還回路115及び変調器113に電気的に接続される。いくつかの実施例では、誤差ユニットEUは、帰還電圧信号VFBと変調信号Smodを減算して誤差信号Serrを生成する。
【0027】
いくつかの実施例では、誤差増幅器EAの第1入力端子は、基準電圧信号Vrefを受信するために用いられ、且つ誤差増幅器EAの第2入力端子は、誤差ユニットEUに電気的に接続される。いくつかの実施例では、誤差増幅器EAは、基準電圧信号Vref及び誤差ユニットEUに基づいて補償電圧信号Vcompを生成する。
【0028】
いくつかの実施例では、変調回路MDCは、パルス幅変調回路である。いくつかの実施例では、変調回路MDCは、誤差増幅器EAに電気的に接続され、補償電圧信号Vcompに基づいて変調信号MSを生成する。一部の実施例では、変調回路MDCは、パルス幅変調回路であり、且つ変調信号MSは、パルス幅変調信号である。一部の実施例では、変調回路MDCは、パルス周波数変調回路であり、且つ変調信号MSは、パルス周波数変調信号である。そのため、本願はこれに限定されない。
【0029】
いくつかの実施例では、ゲート駆動器GDは、変調回路MDCに電気的に接続され、変調信号MSに基づいて、直流変換器112の開閉を制御するための制御信号CSを生成する。一部の実施例では、制御信号CSは、パルス幅変調信号である。一部の実施例では、制御信号CSは、パルス周波数変調信号である。そのため、本願はこれに限定されない。
【0030】
図4の実施例では、帰還回路115は、電流感知抵抗Rsenを例とするが、本願はこれに限定されない。
【0031】
電流制御回路114がどのように変調信号S
modに基づいて脈動直流電流I
OUTを生成するかをよりよく理解するために、
図4、
図5A~
図5B、
図6A~
図6B及び
図7A~
図7Bを参照されたい。
図5A~
図5B、
図6A~
図6B及び
図7A~
図7Bは、本開示のいくつかの実施例の周期信号S
per、キャリア信号S
cair1~S
cair3、変調信号S
mod1~S
mod3、脈動直流電流I
out1~I
out3の波形の概略図である。いくつかの実施例では、キャリア信号S
cair1~S
cair3、変調信号S
mod1~S
mod3及び脈動直流電流I
out1~I
out3は、それぞれ
図4におけるキャリア信号S
cair、変調信号S
mod及び脈動直流電流I
outに対応する。
【0032】
図5A及び
図5Bに示すように、キャリア信号S
cair1は、方形波信号であり、且つそのキャリア周波数f
cが周期信号S
perの周波数f
mよりも高い。いくつかの実施例では、キャリア周波数f
cは、20k~80kHzの範囲内の数値である。いくつかの実施例では、周期信号S
perの周波数f
mは、100ヘルツよりも低い数値である。いくつかの実施例では、周期信号S
perの周波数f
mは、1ヘルツ~100ヘルツの範囲内の数値である。いくつかの実施例では、周期信号S
perの周波数f
mは、人間の脳波(例えば、α波(例えば、8ヘルツ~14ヘルツ)、β波(例えば、12.5ヘルツ~28ヘルツ)、γ波(例えば、25ヘルツ~100ヘルツ)など)に応じて100ヘルツよりも低い数値(又は、1ヘルツ~100ヘルツの範囲内の数値)に設定されてもよく、それによって、光シンチレーション刺激を人間の脳細胞の活動リズムと同期させ、さらに、人間の集中力を高め、情緒を安定させ、ストレスを軽減し、及び/又は意識を高める。いくつかの実施例では、人間の集中力を高めるために、周期信号S
perの周波数f
mは、γ波に基づいて25ヘルツ~100ヘルツの範囲に設定されてもよい。いくつかの実施例では、周期信号S
perの周波数f
mは、特定の疾患用の刺激周波数に基づいて設定されてもよく、例えば、40ヘルツであり、それによって、脳神経退化性疾患(例えば、アズハイマー病)を改善する。
【0033】
いくつかの実施例では、変調器113は、周期信号Sperに基づいてキャリア信号Scair1に対して幅値変調を行うことで、変調信号Smod1を生成する。いくつかの実施例では、電流制御回路114は、変調信号Smod1に基づいて制御信号CSを生成することで、パルス直流電流Iout1を生成するように直流変換器112を制御する。いくつかの実施例では、パルス直流電流Iout1は、周期的な繰り返しパルスを含み、且つ各パルス繰り返し期間PRPは、パルス持続期間PDPとパルス一時停止期間PAPとを含む。いくつかの実施例では、脈動直流電流Iout1は、パルス持続期間PDP内に基本周波数ffで発振し、且つ脈動直流電流Iout1のパルス繰り返し周波数PRFは、基本周波数ffよりも低い。いくつかの実施例では、パルス直流電流Iout1は、パルス持続期間PDP内に基本周波数ffで発振する脈動波形(例えば、方形波形)であり、且つパルス直流電流Iout1は、パルス一時停止期間PAP内に純直流電流であり、前記純直流電流は、パルス直流電流Iout1のパルス持続期間PDPでの脈動波形の変化振幅に対するものである。いくつかの実施例では、パルス直流電流Iout1の基本周波数ffは、キャリア周波数fcに対応し、且つパルス直流電流Iout1のパルス繰り返し周波数PRFは、周期信号Sperの周波数fmに対応する。いくつかの実施例では、パルス直流電流Iout1の平均値は、0よりも大きく、且つパルス直流電流Iout1の最小値は、0以上である。いくつかの実施例では、パルス直流電流Iout1の平均値及び最小値は、0よりも大きい。いくつかの実施例では、パルス直流電流Iout1のパルス持続期間PDPでの発振振幅は、0.1倍のパルス直流電流Iout1の平均値よりも小さい。このように、発光ダイオード駆動器110により駆動される発光ダイオードLEDの出力周波数は、特定の需要の刺激周波数を満たすことができ、且つ一定の輝度で周期的に変化するように発光ダイオードLEDの放射出力を制御し、それによって、特定の周波数を有するシンチレーション刺激を発光ダイオードLEDの放射出力に隠す。これによって、ランプ板120の放射出力は、一定の輝度を有し、汎用照明として使用でき、且つその放射出力における特定の周波数で隠されたシンチレーション成分は、人間の集中力を高め、情緒を安定させ、ストレスを軽減し、及び/又は意識を高め、ひいては特定の関連疾患を改善/予防することができる。
【0034】
図6A及び
図6Bに示すように、キャリア信号S
cair2は、三角波信号であり、且つそのキャリア周波数f
cが周期信号S
perの周波数f
mよりも高い。いくつかの実施例では、変調器113は、周期信号S
perに基づいてキャリア信号S
cair2に対して幅値変調を行うことで、変調信号S
mod2を生成する。いくつかの実施例では、電流制御回路114は、変調信号S
mod2に基づいて制御信号CSを生成することで、パルス直流電流I
out2を生成するように直流変換器112を制御する。いくつかの実施例では、パルス直流電流I
out2は、パルス持続期間PDP内に基本周波数f
fで発振する脈動波形(例えば、三角波形)であり、且つパルス直流電流I
out2は、パルス一時停止期間PAP内に純直流電流であり、前記純直流電流は、パルス直流電流I
out2のパルス持続期間PDPでの脈動波形の変化振幅に対するものである。
【0035】
図7A及び
図7Bに示すように、キャリア信号S
cair3は、正弦波信号であり、且つそのキャリア周波数f
cが周期信号S
perの周波数f
mよりも高い。いくつかの実施例では、変調器113は、周期信号S
perに基づいてキャリア信号S
cair3に対して幅値変調を行うことで、変調信号S
mod3を生成する。いくつかの実施例では、電流制御回路114は、変調信号S
mod3に基づいて制御信号CSを生成することで、パルス直流電流I
out3を生成するように直流変換器112を制御する。いくつかの実施例では、パルス直流電流I
out3は、パルス持続期間PDP内に基本周波数f
fで発振する脈動波形(例えば、正弦波波形)であり、且つパルス直流電流I
out3は、パルス一時停止期間PAP内に純直流電流であり、前記純直流電流は、パルス直流電流I
out3のパルス持続期間PDPでの脈動波形の変化振幅に対するものである。
【0036】
いくつかの実施例では、パルス直流電流Iout2とIout3のパルス繰り返し周波数PRF及び基本周波数ffとキャリア周波数fc及び周期信号Sperの周波数fmとの対応関係並びに周波数設定は、パルス直流電流Iout1のパルス繰り返し周波数PRF及び基本周波数ffとキャリア周波数fc及び周期信号Sperの周波数fmとの対応関係並びに周波数設定と同様であり、ここではこれ以上説明しない。いくつかの実施例では、パルス直流電流Iout2とIout3の平均値、最大値及び最小値の設定は、パルス直流電流Iout1の平均値、最大値及び最小値の設定と同様であり、ここではこれ以上説明しない。
【0037】
図4、
図8A~
図8B及び
図9A~
図9Bを参照されたい。
図8A~
図8B及び
図9A~
図9Bは、本開示のいくつかの実施例の周期信号S
per'、キャリア信号S
cair4、変調信号S
mod4、脈動直流電流I
out4の波形の概略図である。いくつかの実施例では、周期信号S
per'、キャリア信号S
cair4~S
cair5、変調信号S
mod4~S
mod5及び脈動直流電流I
out4~I
out5は、それぞれ
図4における周期信号S
per、キャリア信号S
cair、変調信号S
mod及び脈動直流電流I
outに対応する。
【0038】
図8A及び
図8Bに示すように、キャリア信号S
cair4は、三角波信号であり、周期信号S
per'は、正弦波信号であり、且つそのキャリア周波数f
cが周期信号S
per'の周波数f
mよりも高い。いくつかの実施例では、キャリア信号S
cair4は、前半周期と後半周期の振幅変化範囲が同じである。いくつかの実施例では、変調器113は、周期信号S
per'に基づいてキャリア信号S
cair4に対してパルス幅変調を行うことで、変調信号S
mod4を生成する。即ち、変調信号S
mod4は、正弦波パルス幅変調信号である。いくつかの実施例では、電流制御回路114は、変調信号S
mod4に基づいて制御信号CSを生成することで、パルス直流電流I
out4を生成するように直流変換器112を制御する。いくつかの実施例では、パルス直流電流I
out4の波形は、正弦波パルス幅変調波であり、且つその出力周波数f
oは、周期信号S
per'の周波数f
mに対応する。いくつかの実施例では、周期信号S
per'の周波数f
mは上記の実施形態で説明されており、ここではこれ以上説明しない。
【0039】
図9A及び
図9Bに示すように、キャリア信号S
cair5は、三角波信号であり、周期信号S
per'は、正弦波信号であり、且つそのキャリア周波数f
cが周期信号S
per'の周波数f
mよりも高い。いくつかの実施例では、キャリア信号S
cair5は、前半周期と後半周期の振幅変化範囲が異なる。いくつかの実施例では、変調器113は、周期信号S
per'に基づいてキャリア信号S
cair5に対してパルス幅変調を行うことで、変調信号S
mod5を生成する。即ち、変調信号S
mod5は、正弦波パルス幅変調信号である。いくつかの実施例では、電流制御回路114は、変調信号S
mod4に基づいて制御信号CSを生成することで、パルス直流電流I
out5を生成するように直流変換器112を制御する。いくつかの実施例では、パルス直流電流I
out5の波形は、正弦波パルス幅変調波であり、且つその出力周波数f
oは、周期信号S
perの周波数f
mに対応する。いくつかの実施例では、周期信号S
perの周波数f
mは上記の実施形態で説明されており、ここではこれ以上説明しない。
【0040】
いくつかの実施例では、パルス直流電流Iout4とIout5のパルス繰り返し周波数PRF及び基本周波数ffとキャリア周波数fc及び周期信号Sperの周波数fmとの対応関係並びに周波数設定は、パルス直流電流Iout1のパルス繰り返し周波数PRF及び基本周波数ffとキャリア周波数fc及び周期信号Sperの周波数fmとの対応関係並びに周波数設定と同様であり、ここではこれ以上説明しない。いくつかの実施例では、パルス直流電流Iout4とIout5の平均値、最大値及び最小値の設定は、パルス直流電流Iout1の平均値、最大値及び最小値の設定と同様であり、ここではこれ以上説明しない。
【0041】
図10を参照されたい。
図10は、本開示の一実施例の照明装置200の回路アーキテクチャの概略図である。
図10に示すように、照明装置200は、交流対直流変換器111と、直流変換器112と、変調器113と、電流制御回路114と、帰還回路115と、周期信号生成回路116と、キャリア信号生成回路117とを含む。いくつかの実施例では、電流制御回路114は、重畳ユニットSUと、誤差増幅器EAと、変調回路MDCと、ゲート駆動器GDとを含む。
図10の照明装置200は、
図3の実施例と比べて、周期信号S
perを基準電圧信号V
refに重畳する点で相違する。いくつかの実施例では、重畳ユニットSUは、変調器113及び基準電圧源に電気的に接続される。いくつかの実施例では、重畳ユニットSUは、変調信号S
modを基準電圧信号V
refに重畳することで、所望の信号S
expを生成するために用いられる。いくつかの実施例では、誤差増幅器EAの第1入力端子が重畳ユニットSUに電気的に接続され、且つ誤差増幅器EAの第2入力端子が帰還回路115に電気的に接続される。いくつかの実施例では、誤差増幅器EAは、所望の信号S
exp及び帰還電圧信号V
FBに基づいて補償電圧信号V
compを生成するために用いられる。いくつかの実施例では、変調回路MDCは、補償電圧信号V
compに基づいて変調信号MSをゲート駆動器GDに提供することで、脈動直流電流I
outを生成するように直流変換器112を制御する。いくつかの実施例では、
図10の直流変換器112により出力される脈動直流電流I
outは、
図5B~
図9Bにおける脈動直流電流I
out1~I
out5のうちの1つに対応する。
【0042】
図11~
図13を参照されたい。
図11~
図13は、本開示のいくつかの実施例の周期信号S
pera~S
perc及び脈動直流電流I
outa~I
outcの波形の概略図である。いくつかの実施例では、
図3又は
図10の周期信号生成回路116の出力端子及び変調器113の出力端子と電流制御回路114との間に選択スイッチ(例えば、3ピンスイッチ)を設けることによって、周期信号生成回路116の出力端子と電流制御回路114との間の電流経路又は変調器113の出力端子と電流制御回路114との間の電流経路を導通して、照明装置100又は200の出力モード(例えば、治療モード、保健モード又は通常モード)を切り替えることができる。
【0043】
いくつかの実施例では、治療モードで、選択スイッチ(図示せず)により周期信号生成回路116の出力端子と電流制御回路114における重畳ユニットSUとの間の電流経路を導通することを選択することで、重畳ユニットSUが周期信号S
pera~S
percのうちの1つを基準電圧信号V
refに重畳して、所望の信号S
expを生成し、さらに所望の信号S
expと帰還電圧信号V
FBとの差分に基づいて、脈動直流電流I
outa~I
outcのうちの1つの対応するものを生成するように直流変換器112を制御し、それによって、特定の周波数でシンチする照明を提供し、
図11~
図13に示す。
【0044】
いくつかの実施例では、保健モードで、選択スイッチ(図示せず)により変調器113の出力端子と電流制御回路114における重畳ユニットSUとの間の電流経路を導通することを選択することで、重畳ユニットSUが変調信号S
mod1~S
mod5のうちの1つを基準電圧信号V
refに重畳して、所望の信号S
expを生成し、さらに所望の信号S
expと帰還電圧信号V
FBとの差分に基づいて、脈動直流電流I
out1~I
out5のうちの1つの対応するものを生成するように直流変換器112を制御し、それによって、特定の周波数でシンチする成分を汎用照明に隠し、
図5A~
図9Bに示す。
【0045】
いくつかの実施例では、通常モードで、選択スイッチ(図示せず)により周期信号生成回路116の出力端子及び変調器113の出力端子と電流制御回路114との間の電流経路を切断して、純直流電流を発光ダイオード負荷130に出力するように直流変換器112を制御し、それによって、ストロボのない照明を提供する。
【0046】
図14及び
図15を参照されたい。
図14~
図15は、本開示のいくつかの実施例の照明装置100又は200のスケジュール制御の概略図である。いくつかの実施例では、モード1は、通常モード、モード2は、保健モード、且つモード3は、治療モードと定義される。
【0047】
図14の実施例では、照明装置100、200のスケジュールは、Xの長さを1周期とし、且つ各周期は、モード2(保健モード)及びモード3(治療モード)のうちの一方とモード1(通常モード)との組み合わせを含む。いくつかの実施例では、モード2(保健モード)及びモード3(治療モード)のうちの1つは、時間Yの長さだけ持続する。
【0048】
図15の実施例では、照明装置100、200のスケジュールは、使用者の生活に応じて設定することができる。例えば、午前6時~7時及び午後8時~10時にモード2(保健モード)及びモード3(治療モード)のうちの一方の照明を提供する。また、午後10時~12時にモード1(通常モード)の照明を提供する。
【0049】
図16を参照されたい。
図16は、本開示の一実施例の照明装置300の概略図である。いくつかの実施例では、照明装置300は、交流対直流変換器111と、直流変換器112と、発光ダイオード負荷130と、帰還回路115と、マイクロコントローラMCUとを含む。いくつかの実施例では、マイクロコントローラMCUは、1つ又は複数のアナログ対デジタル変換器ADCと、マイクロプロセッサMPUと、メモリMEMと、ゲート駆動器GDとを含む。いくつかの実施例では、マイクロコントローラMCUは、基準電圧信号V
ref及び帰還電圧信号V
FBを受信するために用いられ、1つ又は複数のアナログ対デジタル変換器ADCは、基準電圧信号V
ref及び帰還電圧信号V
FBをデジタル信号に変換し且つマイクロプロセッサMPUに伝送する。いくつかの実施例では、メモリMEMに変調波形及びその変調周波数f
mが記憶されている。いくつかの実施例では、メモリMEMにさらにキャリア波形及びそのキャリア周波数f
cairが記憶されている。いくつかの実施例では、マイクロプロセッサMPUは、メモリMEMに電気的に接続され、且つメモリから変調波形及びその変調周波数f
mとキャリア波形及びそのキャリア周波数f
cairを抽出し、それによって、変調波形を利用してキャリア波形を変調して変調信号を計算し且つ取得する。いくつかの実施例では、マイクロプロセッサMPUは、変調信号、基準電圧信号V
ref及び帰還電圧信号V
FBのデータに基づいて、変調信号の波形に対応する脈動直流電流I
outを生成するように直流変換器112を制御する。いくつかの実施例では、
図16における直流変換器112により生成される脈動直流電流I
outは、
図5B~
図9Bにおける脈動直流電流I
out1~I
out5のうちの1つに対応する。
【0050】
以上のように、本開示の発光ダイオード駆動器110により駆動される発光ダイオードLEDの出力周波数は、特定の需要の刺激周波数を満たすことができ、且つ一定の輝度で周期的に変化するように発光ダイオードLEDの放射出力を制御することによって、特定の周波数を有するシンチレーション刺激を発光ダイオードLEDの放射出力に隠す。これによって、照明装置100の放射出力は、一定の輝度を有し、汎用照明として使用でき、且つその放射出力における特定の周波数で隠されたシンチレーション成分は、人間の集中力を高め、情緒を安定させ、ストレスを軽減し、及び/又は意識を高め、さらに特定の関連疾患を改善/予防することができる。
【0051】
本開示は上記のように実施形態で開示されているが、上記した実施形態は、本開示を限定するために使用されるものではなく、当業者の誰でも、本開示の精神と範囲を逸脱することなく、様々な変更と修正が可能であり、本開示の保護範囲は、後に添付される特許出願の範囲によって規定されたものを基準とすべきである。
【符号の説明】
【0052】
本開示の上記とその他の目的、特徴、利点、及び実施例をより明確にわかりやすくするために、添付された符号の説明は以下の通りである。
100、200、300:照明装置
110:発光ダイオード駆動器
111:交流対直流変換器
112:直流変換器
113:変調器
114:電流制御回路
115:帰還回路
116:周期信号生成回路
117:キャリア信号生成回路
120:ランプ板
122:回路基板
130:発光ダイオード負荷
LED:発光ダイオード
AC:交流電源
Sper、Sper'、Spera、Sperb、Sperc:周期信号
Scair、Scair1、Scair2、Scair3、Scair4、Scair5:キャリア信号
Smod、Smod1、Smod2、Smod2、Smod4、Smod5、MS:変調信号
IOUT、IOUT1、IOUT2、IOUT2、IOUT4、IOUT5:脈動直流電流
IOUT、IOUTa、IOUTb、IOUTc:脈動直流電流
fc:キャリア周波数
fm:周波数
ff:基本周波数
fo:出力周波数
PRF:パルス繰り返し周波数
PRP:パルス繰り返し期間
PDP:パルス持続期間
PAP:パルス一時停止期間
Vref:基準電圧信号
VFB:帰還電圧信号
Rsen:電流感知抵抗
EU:誤差ユニット
SU:重畳ユニット
Serr:誤差信号
Sexp:所望の信号
EA:誤差増幅器
Vcomp:補償電圧信号
MDC:変調回路
GD:ゲート駆動器
CS:制御信号
【外国語明細書】