JP2016502235A - Ｌｅｄ駆動及び調光回路、並びに構成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ駆動及び調光回路、並びに構成方法を提供することを目的とする。【解決手段】ＬＥＤ駆動及び調光回路は、ＡＣ電源サプライに接続されるスイッチ、当該スイッチに接続されるＬＥＤ駆動回路、前記スイッチに接続されるスイッチ−状態検知回路、及び前記スイッチ−状態検知回路に接続される１つの端子及び前記ＬＥＤ駆動回路に接続されるもう１つの端子を備える輝度−選択回路を含むことができる。前記スイッチ−状態検知回路は、前記スイッチが開いているか閉じているかを検知し、検知結果を前記輝度−選択回路に出力するように構成される。前記ＬＥＤ駆動回路は、前記輝度−選択回路からの電圧結果にしたがって前記ＬＥＤ照明装置の輝度レベルを制御するように構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、ＬＥＤ（すなわち、発光ダイオード）照明技術分野に関し、特にＬＥＤ照明装置用の駆動及び調光回路、並びに当該駆動及び調光回路の構成方法に関する。

ＬＥＤ照明は、一般に、省エネルギー、環境保護、制御照明（controllable lighting）、固体状態照明、及び長期操作寿命における優位性を提供することができる。したがって、ＬＥＤ灯は、公共の、商業的な、及び／又は室内照明用に様々な領域で広範に用いられてきた。

しばしばＬＥＤ灯は、白熱灯、省電力灯、及びその他従来灯に類似して一般にデザインされた灯ヘッド（lamp-head）構造をもつことができる。おそらく、ＬＥＤ灯は、その他の従来灯を含む照明システムの元々の構成を変えずに簡単に搭載することにより、その他の従来灯に直接置き換わって用いることができる。

しかしながら、その他の従来灯は置き換えられたＬＥＤ灯の調光特性（dimming feature）を実行する如何なる調光装置（dimmers）も含まないので、その他従来灯が従来のＬＥＤ灯で置き換えられるとき、ＬＥＤ灯の調光特性を適用させることができない。そのような従来のシステムに調光装置を追加することにより、使用費用が上昇し、複雑で追加的な搭載が必要になり得る。

幾つかのＬＥＤ灯では、ＬＥＤ灯の輝度（brightness）を制御するために調光装置に代わってスイッチを用いることができる。調光制御用のスイッチを用いる１つの方法には、無段階調光プロセスが含まれる。ユーザーが最初に前記スイッチを押すときに、前記灯の照明輝度は最小の輝度レベルから最大の輝度レベルまで段階的に変化することができる。この段階的な変化プロセスの間、もし前記ユーザーが二度目に前記スイッチを押すと、前記灯は消灯することができ、この時点の輝度レベルは前記ＬＥＤ灯に記憶させることができる。前記ユーザーが三度目に前記スイッチを押すと、前記灯は前に記憶した輝度を提供することができる。前記ユーザーが四度目に前記スイッチを押すと、次に前記灯を消灯させることができる。前記スイッチが再び押されると、前記プロセスが繰り返される。幾つかの場合、最初に前記スイッチを押した後、最小のレベルから最大のレベルまで輝度が段階的に変化する時間間隔の間、前記ユーザーは前記スイッチを押すことができない。次に、前記スイッチが再度押されて消灯するまで、前記灯は最大の輝度レベルで操作することができる。

調光制御用のスイッチを用いるもう１つの方法では、輝度レベルを幾つかの設定輝度レベルから選択することができる。２段階レベル調光プロセスでは、前記スイッチが最初に押されるとき、前記灯は第一設定の輝度レベルで操作することができる。前記スイッチが２度目に押されるとき、前記灯を消灯することができる。前記スイッチが３度目に押されるとき、前記灯は第２設定の輝度レベルで操作することができる。前記スイッチが４度目に押されるとき、前記灯を消灯することができる。前記スイッチが５度目に押されるとき、前記灯は第一設定の輝度レベルで操作することができ、このレベルは前記スイッチが最初に押されるときの段階と同様である。次に、そのようなプロセスを繰り返すことができる。

その他の場合、前記輝度レベルは調光チップ又はマイクロコントローラ（ＭＣＵ）を用いて選択することができる。しかしながら、そのようなデザインでは、複雑な回路が必要とされ、前記ＬＥＤ灯の価格を上昇させる。

本願開示の１つの側面又は態様には、ＬＥＤ照明装置の駆動用の駆動及び調光回路が含まれる。前記回路は、ＡＣ電源サプライ（supply）に接続されるスイッチ、当該スイッチに接続されるＬＥＤ駆動回路、前記スイッチに接続されるスイッチ−状態検知回路（switch-status detection circuit）、及び前記スイッチ−状態検知回路に接続される１つの端子及び前記ＬＥＤ駆動回路に接続されるもう１つの端子を備える輝度−選択回路（brightness-selection circuit）を含むことができる。前記スイッチ−状態検知回路は、スイッチが開いているか又は閉じているかを検知し、前記輝度−選択回路に検知結果を出力するように構成される。前記ＬＥＤ駆動回路は、前記輝度−選択回路からの電圧結果にしたがって前記ＬＥＤ照明装置の輝度レベルを制御するように構成される。

前記スイッチ−状態検知回路は、第一コンパレータ（comparator）、第二コンパレータ、及び第一キャパシタ（capacitor）を含む。前記第一コンパレータは前記第二コンパレータの入力端子に接続される出力端子を有する。前記第一キャパシタは、前記第一コンパレータの出力端子に接続される１つの端子及びアースされる（grounded）もう１つの端子を有する。

前記輝度−選択回路は、自己ラッチ回路（self-latching circuit）と、当該自己ラッチ回路に並列接続される第二キャパシタとを含む。前記自己ラッチ回路は、第一トランジスタ（transistor）、第二トランジスタ、第一レジスタ（resistor）、第二レジスタ、第三レジスタ、及び第四レジスタを含む。任意に、前記第一トランジスタはＰＮＰ型トランジスタであり、前記第二トランジスタはＮＰＮ型トランジスタである。前記第一トランジスタ、第三レジスタ、及び第四レジスタは直列に接続されている。前記第二トランジスタ、第一レジスタ、及び第二レジスタは直列に配置される。

前記第一トランジスタは、前記第三レジスタに接続されるコレクタ（collector）を有し、また前記第一レジスタの両側端子にそれぞれが接続されるエミッタ（emitter）及びベース（base）を有する。前記第二トランジスタは、前記第二レジスタに接続されるコレクタを有し、また前記第四レジスタの両側端子にそれぞれが接続されるエミッタとベースを有する。

選択的に、前記スイッチ−状態検知回路は、第一コンパレータ、第二コンパレータ、キャパシタ、及びレジスタを含む。前記輝度−選択回路はＴ’カウンタ（counter）を含む。前記第一コンパレータは、前記Ｔ’カウンタのＣＰ（クロック・パルス）端末に接続される出力端子を備える。前記第二コンパレータはＴ’カウンタのリセット端末に接続される出力端子を備える。前記キャパシタは、前記第一及び第二コンパレータに電源を供給するために接続される１つの端子を備える。前記キャパシタは、アースされ、また前記レジスタを介して前記第二コンパレータの非反転（non-inverting）入力端子にも接続されるもう１つの端子を備える。

本願開示のもう１つの側面又は態様には、ＬＥＤ照明装置の駆動用の駆動及び調光回路を構成する方法が含まれる。スイッチは、前記駆動及び調光回路のＡＣ電源サプライに接続される。ＬＥＤ駆動回路及びスイッチ−状態検知回路のそれぞれは前記スイッチに接続される。輝度−選択回路は、前記スイッチ−状態検知回路に接続される１つの端子及び前記ＬＥＤ駆動回路に接続されるもう１つの端子を備えるように構成される。前記スイッチ−状態検知回路は、前記スイッチが開いているか閉じているかを検知し、検知結果を前記輝度−選択回路に出力する。前記ＬＥＤ駆動回路は、前記輝度−選択回路の電圧の結果にしたがって前記ＬＥＤ照明装置の輝度レベルを制御する。

前記スイッチ−状態検知回路は、第一コンパレータ、第二コンパレータ、及び第一キャパシタを含む。前記第一コンパレータは、前記第二コンパレータの入力端子に接続される出力端子を備える。前記第一キャパシタは、前記第一コンパレータの出力端子に接続される１つの端子及びアースされたもう１つの端子を備える。

前記輝度−選択回路は、自己ラッチ回路及び当該自己ラッチ回路に並列接続される第二キャパシタを含む。前記自己ラッチ回路は、直列に接続される第一トランジスタ、第三レジスタ、及び第四レジスタを含む。また、前記自己ラッチ回路は、直列に配置される第二トランジスタ、第一レジスタ、及び第二レジスタも含む。前記第一トランジスタは、前記第三レジスタに接続されるコレクタを有し、また前記第一レジスタの両側端子にそれぞれ接続されるエミッタ及びベースも有する。前記第二トランジスタは、前記第二レジスタに接続されるコレクタを有し、また前記第四レジスタの両側端子にそれぞれ接続されるエミッタ及びベースも有する。

前記回路は以下のように構成される。すなわち、前記スイッチが回路を閉じるために最初に押されるとき、前記自己ラッチ回路は動作せず、前記輝度−選択回路が前記ＬＥＤ駆動回路に電圧を出力して前記ＬＥＤ照明装置を第一設定の輝度レベルで動作させる。前記スイッチが前記回路を開くため二回目に押されるとき、前記第二コンパレータは高レベル電圧を出力して前記自己ラッチ回路を起動させ、前記ＬＥＤ駆動回路に低レベル電圧を出力する。

前記スイッチがＴＬ時間内に、すなわち、前記スイッチが二度目に押される時間から前記第二キャパシタが枯渇（depleted）して前記自己ラッチ時間がリセットされる時間まで計測された時間内に、前記回路を閉じるために三度目に押されるとき、前記ＬＥＤ駆動回路は電圧を受け取って、前記ＬＥＤ照明装置を第二設定の輝度レベルで動作させる。

前記スイッチがＴＬ時間後に、すなわち、前記スイッチが二度目に押される時間から前記第二キャパシタが枯渇して前記自己ラッチ時間がリセットされる時間まで計測された時間後に、前記回路を閉じるために三度目に押されるとき、前記ＬＥＤ駆動回路は電圧を受け取って、前記ＬＥＤ照明装置を第一設定の輝度レベルに戻って動作させる。

選択的に、前記スイッチ−状態検知回路は、第一コンパレータ、第二コンパレータ、キャパシタ、及びレジスタを含む。前記輝度−選択回路はＴ’カウンタを含む。前記第一コンパレータは、前記Ｔ’カウンタのＣＰ（クロック・パルス）端末に接続される出力端子を備える。前記第二コンパレータはＴ’カウンタのリセット端末に接続される出力端子を備える。前記キャパシタは、前記第一及び第二コンパレータに電源を供給するために接続される１つの端子を有する。前記キャパシタは、アースされ、また前記レジスタを介して前記第二コンパレータの非反転入力端子にも接続されるもう１つの端子を備える。

前記回路は以下のように構成される。すなわち、前記スイッチが回路を閉じるために最初に押されるとき、前記ＬＥＤ駆動回路は第一設定の輝度レベルで前記ＬＥＤ照明装置を動作させる。前記スイッチが前記回路を開くため二度目に押された後で、前記スイッチがＴＬ時間以内に、すなわち、前記スイッチが二度目に押される時間から前記第一キャパシタが枯渇する時間まで計測された時間間隔内に押されるとき、前記ＬＥＤ駆動回路は高レベル電圧を受け取って、第二設定の輝度レベルで前記ＬＥＤ照明装置を動作させる。

選択的に、前記スイッチが前記回路を開くため二度目に押された後で、前記スイッチが、ＴＬ時間後、すなわち、前記スイッチが二度目に押される時間から前記第一キャパシタが枯渇する時間まで計測された時間間隔の後、前記ＬＥＤ駆動回路は低電圧を受け取って、第一設定の輝度レベルまで戻って前記ＬＥＤ照明装置を動作させる。

当業者は、本願開示のその他の側面又は態様を、本願開示の記載、特許請求の範囲、及び図面に照らして理解することができる。

以下の図面は様々な開示の態様にしたがった説明のための単なる実例であり、本願発明の範囲を限定することを意図するものではない。

様々な開示の態様に合致するＬＥＤ駆動及び調光回路の実例を示す図である。 様々な開示の態様に合致するＬＥＤ駆動及び調光回路におけるスイッチ−状態検知回路及び輝度−選択回路を含む回路ブロック図の実例を示す図である。 様々な開示の態様に合致するＬＥＤ駆動及び調光回路におけるスイッチ−状態検知回路及び輝度−選択回路を含む回路ブロック図のもう１つの実例を示す図である。

添付図面に記載された本願開示態様の実例について、以下に詳細な説明を行う。可能な限り、全図面を通して、同一又は類似のものを言及するために同一の番号を用いる。

ＬＥＤ駆動及び調光回路、並びに構成方法が提供される。ＬＥＤ照明装置の駆動用の駆動及び調光回路の実例には、例えば、ＡＣ電源サプライ、当該ＡＣ電源サプライに接続されるスイッチ、当該スイッチに接続されるＬＥＤ駆動回路、前記スイッチに接続されるスイッチ−状態検知回路、及び／又は当該スイッチ−状態検知回路に接続される１つの端子及び前記ＬＥＤ駆動回路に接続されるもう１つの端子を備える輝度−選択回路が含まれ得る。

前記スイッチ−状態検知回路は、前記スイッチが閉じているか開いているかを検知し、検知結果を前記輝度−選択回路に出力するように構成することができる。前記輝度−選択回路は、前記ＬＥＤ駆動回路に接続される出力端子を備えることができる。前記ＬＥＤ駆動回路は、前記輝度−選択回路からの電圧結果にしたがって前記ＬＥＤ照明装置の輝度レベルを制御するように構成することができる。

１つの態様において、前記スイッチ−状態検知回路は、第一コンパレータ、第二コンパレータ、及び／又は第一キャパシタを含むことができる。前記第一コンパレータは、前記第二コンパレータの入力端子に接続される出力端子を備えることができる。前記第一キャパシタは、前記第二コンパレータの出力端子に接続される１つの端子を備えることができ、アースされるもう１つの端子も備えることができる。

前記輝度−選択回路は、自己ラッチ回路及び当該自己ラッチ回路と並列接続される第二キャパシタを含むことができる。前記自己ラッチ回路は、第一トランジスタ、第二トランジスタ、第一レジスタ、第二レジスタ、第三レジスタ、及び第四レジスタを含むことができる。

もう１つの態様において、前記スイッチ−状態検知回路は、第一コンパレータ及び第二コンパレータを含むことができる。この場合、前記輝度−選択回路はＴ’カウンタを含むことができる。前記第一コンパレータは、前記Ｔ’カウンタのＣＰ（クロック・パルス）端末に接続される出力端子を備えることができ、前記第二コンパレータは、前記Ｔ’カウンタのリセット端末に接続される出力端子を備えることができる。

よって、スイッチ−状態検知回路及び輝度−選択回路は、本願開示のＬＥＤ駆動及び調光回路に含むことができる。さらに、前記スイッチ−状態検知回路及び輝度−選択回路は、前記ＬＥＤ照明装置に組み込むことができる。前記スイッチ−状態検知回路及び輝度−選択回路は、それぞれ個別の部品によって構成することができる。従来のＬＥＤ駆動回路と比較すると、前記追加のスイッチ−状態検知回路及び輝度−選択回路は、従来の回路配線に余計な変更をほとんど追加せずに、低コストで所望の機能を提供することかができる。結果として、本願開示に合致した態様は前記ＬＥＤ照明装置のコストを低減することができる。

図１は、様々な態様に合致したＬＥＤ駆動及び調光回路の１例を示す。図１に示されるように、前記ＬＥＤ駆動及び調光回路はＬＥＤ照明装置６を駆動するために用いることができる。

前記ＬＥＤ駆動及び調光回路は、ＡＣ電源サプライ１、スイッチ２、ＬＥＤ駆動回路３、スイッチ−状態検知回路４、及び／又は輝度−選択回路５を含むことができる。これらのうち、前記ＡＣ電源サプライ１、前記スイッチ２、及び前記ＬＥＤ駆動回路３はそれぞれ、所望のようにＬＥＤ照明装置用の如何なる適当な制御構造をも含むことができる。

本願で開示のように、前記スイッチ−状態検知回路４は、前記スイッチ２がオンかオフかを検知し、検知した結果を前記輝度−選択回路５に出力するように構成することができる。前記輝度−選択回路５は、前記ＬＥＤ駆動回路３に接続される出力端子を備えることができる。前記輝度−選択回路５からの電圧結果にしたがって、前記ＬＥＤ駆動回路３は、結果として前記ＬＥＤ照明装置６の輝度レベルを制御することができる。

図２は、様々な開示の態様に合致するＬＥＤ駆動及び調光回路において構成されるスイッチ−状態検知回路及び輝度−選択回路を含む回路ブロック図の１例を示す。図２に示されるように、前記スイッチ−状態検知回路４は、第一コンパレータ４１、第二コンパレータ４２、及び／又は第一キャパシタ４３を含むことができる。

前記第一コンパレータ４１は、前記第二コンパレータ４２の入力端子に接続される１つの出力端子を備えることができる。前記第一キャパシタ４３は、前記第一コンパレータ４１の出力端子に接続される１つの端子を備えることができ、アースされるもう１つの端子を備えることもできる。

前記輝度−選択回路５は、自己ラッチ回路５１、及び当該自己ラッチ回路５１に並列接続される第二キャパシタ５２を含むことができる。前記自己ラッチ回路５１は、例えば、直列に配置される第一トランジスタ５３及び第二トランジスタ５４を含むことができる。前記自己ラッチ回路５１は、さらに、第一レジスタ５５、第二レジスタ５６、第三レジスタ５７、及び／又は第４レジスタ５８を含むことができる。

１つの態様において、前記第一トランジスタ５３はＰＮＰ型トランジスタであり得、一方、第二トランジスタ５４はＮＰＮ型トランジスタであり得る。前記第一トランジスタ５３、第三レジスタ５７、及び／又は第四レジスタ５８は直列に接続することができる。前記第二トランジスタ５４、第二レジスタ５６、及び／又は第一レジスタ５５も直列に配置することができる。前記第一トランジスタ５３は、前記第三レジスタ５７に接続されるコレクタを有することができる。前記第一トランジスタ５３は、前記第一レジスタ５５の両側端子にそれぞれ接続されるエミッタ及びベースも有することができる。前記第二トランジスタ５４は、前記第二レジスタ５６に接続されるコレクタを有することができる。前記第二トランジスタ５４は、前記第四レジスタ５８の両側端子にそれぞれ接続されるエミッタ及びベースも有することができる。

実施において、前記スイッチ２が最初に押されるとき、前記スイッチ２は回路を閉じることができる。図１で示されるＡ点における電圧ＶＡは高レベルであり得、図２で示される前記第一コンパレータの参照電圧Ｖｒｅｆより高いレベルであることができる。前記第一コンパレータ４１は低レベル電圧ＶＢを出力することができ、一方、前記第二コンパレータ４２も低レベル電圧を出力することができる。図１−２に示されたＣ点における電圧ＶＣは高レベルであり得る。前記ＬＥＤ駆動回路３が電圧ＶＣを受け取るとき、前記ＬＥＤ照明装置６は第一設定の輝度レベルで動作することができる。

前記スイッチ２が２度目に押されるとき、前記スイッチ２は前記回路を開くことができる。Ａ点における電圧ＶＡは低下することができる。前記電圧ＶＡが前記第一コンパレータ４１の前記参照電圧Ｖｒｅｆよりも低いとき、前記第一コンパレータ４１は高レベルで電圧ＶＢを出力することができる。時間遅れＴｄ後に、前記第一キャパシタ４３はチャージされて前記第二コンパレータ４２の参照電圧Ｖｒｅｆより高い電位Ｖｃｌをもつようにチャージすることができる。前記第二コンパレータ４２は、前記自己ラッチ回路５１を起動し、電圧ＶＣを前記高レベルから低レベルに変化させるため高レベル電圧を出力することができる。前記自己ラッチ回路５１は、図２に示されるように前記第二キャパシタ５２により電力を供給することができる。時間ＴＬ間隔後、前記第二キャパシタ５２は枯渇することができ、前記自己ラッチ回路５１は復帰（又はリセット）することができる。前記時間ＴＬ間隔は、前記スイッチ２が２度目に押される時間から前記第二キャパシタ５２が完全に枯渇する時間までの時間として計測することができる。

１つの態様において、前記第二キャパシタ５２が枯渇する時間間隔ＴＬの前に、前記スイッチ２が３度目に押されて回路が閉じるとき、前記ＬＥＤ駆動回路３は前記低レベル電圧ＶＣを受取ることができ、また前記ＬＥＤ照明装置６は第二設定の輝度レベルで動作することができる。

もう１つの態様において、前記スイッチ２が３度目に押されてＴＬ時間間隔後に回路が閉じられるとき、前記自己ラッチ回路５１は復帰するので、前記電圧ＶＣは高レベルであることができ、前記ＬＥＤ駆動回路３は第一設定の輝度レベルで前記ＬＥＤ照明装置６を動作させることができる。様々な態様において、前記第一設定の輝度レベルは低電圧ＶＣを必要とすることができ、一方、前記第二設定の輝度レベルは高電圧ＶＣを必要とすることができ、又は特別な適用によればその逆もあり得る。

同様に、前記スイッチ２が４度目に押されて前記回路を開ける（例えば、前記スイッチ２が２度目に押されるときと同様に）とき、及びＴＬ時間間隔より短い時間間隔で、５度目に押されて前記回路を閉じる（例えば、前記スイッチ２が３度目に押されるときと同様に）とき、前記ＬＥＤ駆動回路３は第二設定の輝度レベルで前記ＬＥＤ照明装置を動作させることができる。もう１つの場合、前記スイッチ２が、ＴＬ時間間隔より長い時間間隔で４度目及び５度目に押されるとき、前記ＬＥＤ駆動回路３は第一設定の輝度レベルで前記ＬＥＤ照明装置６を動作させることができる。

前記ＬＥＤ照明装置の第一及び第二設定の輝度レベルの間のそのような調光制御プロセスは繰り返すことができる。様々な態様において、対応するキャパシタをチャージ及び／又は枯渇させるＴｄ及びＴＬは、特別の適用にしたがって構成することができる。

本願開示においては主に２つのレベルの設定輝度が記載されるが、本願開示の駆動及び調光回路は２つより多くのレベルの設定輝度用の前記ＬＥＤ照明装置の調光制御に用いることができることに留意すべきである。例えば、前記スイッチを２度目に押す時間から前記第２キャパシタ５２が枯渇する時間までを計測した時間間隔ＴＬは、ＴＬ時間間隔の間、前記スイッチ２が３度目だけでなく、さらに４度目、さらに５度目、さらに６度目等、押すことができるように十分に長く制御することができる。したがって、前記ＬＥＤ駆動回路３は、第二設定の輝度レベルだけでなく、第三設定の輝度レベル、第四設定の輝度レベル、第五設定の輝度レベル等で動作させるように前記ＬＥＤ照明装置６を制御するために様々なレベルで前記電圧ＶＣを受け取ることができる。

図３は、様々な開示態様に合致するＬＥＤ駆動及び調光回路におけるスイッチ−状態検知回路及び輝度−選択回路を含む回路ブロック図のもう１つの例を示す。

図３に示されるように、前記スイッチ−状態検知回路は、第一コンパレータ４１ａ、第二コンパレータ４２ａ、第一キャパシタ４３ａ、及び／又は第五レジスタ４４ａを含むことができる。前記第一キャパシタ４３ａは、前記第一及び第二コンパレータ４１ａ及び４２ａに電源を供給するために接続される１つの端子を備えることができる。前記第一キャパシタ４３ａは、アースされるその他の端子を備えることができ、また、第五レジスタ４４ａを介して前記第二コンパレータ４２ａの非反転入力端子に接続することができる。

前記輝度−選択回路５ａは、Ｔ’カウンタを含むことができる。前記第一コンパレータ４１ａは、Ｔ’カウンタのＣＰ（クロック・パルス）端子に接続することができる。前記第二コンパレータ４２ａの出力端子は、図３に示すように、前記Ｔ’カウンタのリセット端子に接続することができる。

操作において、前記スイッチ２が最初に押されるとき、前記スイッチ２は前記回路を閉じる。前記第一キャパシタ４３ａはチャージすることができる。前記第五レジスタ４４ａの電圧Ｖｒ５が前記第二コンパレータ４２ａの参照電圧Ｖｒｅｆより低いとき、前記第二コンパレータ４２ａは低レベルを出力できる。前記Ｔ’カウンタはリセットすることができる。その後、前記第五レジスタ４４ａの電圧Ｖｒ５が前記第二コンパレータ４２ａ参照電圧Ｖｒｅｆより高くまで上昇するとき、前記第二コンパレータ４２ａは高レベル電圧を出力することができる。図１及び３で示されるＡ点の電圧ＶＡが第一コンパレータの電圧Ｖｒｅｆより高いとき、前記第一コンパレータ４１ａは低レベルで電圧ＶＢを出力することができ、一方、前記第二コンパレータ４２ａは依然として前記高レベル電圧を出力することができる。この場合、前記Ｔ’カウンタは操作せずに初期状態で維持され、電圧ＶＣは前記輝度−選択回路５ａによって前記ＬＥＤ駆動回路３へ低レベルで出力される。前記ＬＥＤ駆動回路３が前記低レベル電圧ＶＣを受け取るとき、前記照明装置６は第一設定の輝度レベルで動作することができる。

前記スイッチ２が２度目に押されるとき、前記スイッチ２は前記回路を開くことができる。Ａ点における電圧ＶＡは低下することができる。前記電圧ＶＡは前記第一コンパレータ４１ａの参照電圧Ｖｒｅｆより低いとき、前記第一コンパレータ４１ａは高レベルになる電圧ＶＢを出力することができる。Ｔ’カウンタが反転する（flip）時間遅れＴｄ後に、電圧ＶＣは前記低レベルから高レベルに変化することができる。前記スイッチ２が２番目に押されるとき、前記第一キャパシタ４３ａの電圧は低下する。時間長ＴＬの後、前記第五レジスタ４４ａの電圧Ｖｒ５は前記第二コンパレータ４２ａのＶｒｅｆより低く、前記第二コンパレータ４２ａにより出力される電圧は前記高レベルから低レベルに変化することができる。次にＴ’カウンタはリセットすることができる。

１つの態様において、前記スイッチ２がＴＬ時間間隔の間で３度目に押されるとき、前記ＬＥＤ駆動回路３は前記高レベル電圧ＶＣを受け取ることができ、前記ＬＥＤ照明装置は第二設定の輝度レベルで動作することができる。

しかしながら、前記スイッチ２がＴＬ時間に続いて３度目に押される場合、Ｔ’カウンタはリセットされ、電圧ＶＣは低レベルにあるので、前記ＬＥＤ駆動回路３は第１設定の輝度レベルで前記ＬＥＤ照明装置を動作させることができる。

同様に、前記スイッチ２が４度目に押されるとき（前記スイッチ２が２度目に押される場合と類似である）、前記第一コンパレータ４１ａは高レベルの電圧を出力することができる。前記Ｔ’カウンタは反転することができる。電圧ＶＣは１つのレベルからもう１つのレベルに変化することができる。１つの態様において、４度目と５度目に前記スイッチ２を押す間の時間間隔がＴＬの時間間隔内に該当するとき、前記ＬＥＤ駆動回路３は第一設定の輝度レベルに戻って前記ＬＥＤ照明装置を動作させることができる。よって、前記ＬＥＤ駆動回路３は２つの設定された輝度レベルの間で前記ＬＥＤ照明装置を動作させることができる。

この様式で、そのような前記ＬＥＤ照明装置の調光制御プロセスは、第一及び第二設定の輝度レベルの間で繰り返すことができる。様々な態様において、カウンタ及びキャパシタに対応させるためのＴｄ及びＴＬは特定の適用にしたがって構成することができる。

本願開示においては２つのレベルの設定輝度が主に記載されるが、本願開示の駆動及び調光回路は２つより多くのレベルの設定輝度用のＬＥＤ照明装置の調光制御に用いることができることに留意すべきである。例えば、前記スイッチを２度目に押す時間から前記第一4キャパシタ４３ａが枯渇する時間までを計測した時間間隔ＴＬは、ＴＬ時間間隔の間、前記スイッチ２が３度目だけでなく、さらに４度目、さらに５度目、さらに６度目等、押すことができるように十分に長く制御することができる。したがって、前記ＬＥＤ駆動回路３は、第二設定の輝度レベルだけでなく、また第３設定の輝度レベル、第４設定の輝度レベル、第５設定の輝度レベル等で動作するように前記ＬＥＤ照明装置６を制御するために様々なレベルで前記電圧ＶＣを受け取ることができる。

さらに、本願開示の駆動及び調光回路、並びに前記ＬＥＤ照明装置は、照明システムのレイアウトを変えることなく、他の照明源（例えば、白熱灯及び／又はハロゲン灯）に直接置き換えて用いることができる。例えば、前記駆動及び調光回路は、前記ＬＥＤ照明装置の灯ヘッド構造内に搭載することができる。そのような灯ヘッド構造は、どんな照明システムの他の照明源をも置き換えるために、簡単に移動させ、前記ＬＥＤ照明装置を搭載させることができる。

用語「含む（comprising）」、「含む（including）」又はそれらのどんなその他の派生語も、多くの要素を含むプロセス、方法、製品又は装置がそのような要素だけでなく、明示的に挙げられていないその他の要素も含み、さらにそのプロセス、方法、製品又は装置の固有の要素も含むように、非限定的な含意をも包含することを意図している。さらなる限定なしに、「〜を含む」という表現は、そのような要素を有するプロセス、方法、製品、又は装置に含まれるその他の要素も除外するものではない。

本願に開示される態様は単なる例示にすぎない。本願開示の態様のその他の応用、利点、変更、修飾、又は等価物は、当業者に明らかであり、本願開示の範囲内に包含されることが意図されている。

どの請求項及び／又は明細書の範囲の限定なしに、本願開示の態様の産業上の利用可能性及び特定の有利な効果を、実例を挙げて説明する。本願開示の態様の解決手段の様々な変更、修飾、又は等価物は当業者に明らかであり得、本願開示に含むことができる。

ＬＥＤ駆動及び調光回路、並びに構成方法を提供する。前記回路は、ＡＣ電源サプライに接続されるスイッチ、当該スイッチに接続されるＬＥＤ駆動回路、前記スイッチに接続されるスイッチ−状態検知回路、及び前記スイッチ−状態検知回路に接続される１つの端子及び前記ＬＥＤ駆動回路に接続されるもう１つの端子を備える輝度−選択回路を含むことができる。前記スイッチ−状態検知回路は、前記スイッチが開いているか閉じているかを検知し、検知結果を前記輝度−選択回路に出力するように構成される。前記ＬＥＤ駆動回路は、前記輝度−選択回路からの電圧結果にしたがって前記ＬＥＤ照明装置の輝度レベルを制御するように構成される。

よって、スイッチ−状態検知回路及び輝度−選択回路を、本願開示のＬＥＤ駆動回路に含むことができる。前記スイッチ−状態検知回路及び前記輝度−選択回路のそれぞれは個別の部品として構成することができる。従来のＬＥＤ駆動回路と比べると、前記追加のスイッチ−状態検知回路及び輝度−選択回路は、従来の回路配線に多くの追加変更をすることなしに低コストで所望する機能を提供することができる。結果として、本願開示に合致する態様は、前記ＬＥＤ照明装置の費用を低下させることができる。

さらに、本願開示の駆動及び調光回路、並びに前記ＬＥＤ照明装置は、照明システムのレイアウトを変えることなく、他の照明源（例えば、白熱灯及び／又はハロゲン灯）に直接置き換わることができる。例えば、前記駆動及び調光回路は、前記ＬＥＤ照明装置の灯ヘッド構造内に搭載することができる。そのような灯ヘッド構造は、どんな照明システムの他の照明源をも置き換えるために簡単に移動させることができる。

１ ＡＣ電源サプライ
２ スイッチ
３ ＬＥＤ駆動回路
４ スイッチ−状態検知回路
５ 輝度−選択回路
６ ＬＥＤ照明装置
４１ 第一コンパレータ
４２ 第二コンパレータ
４３ 第一キャパシタ
５１ 自己ラッチ回路
５２ 第二キャパシタ
５３ 第一トランジスタ
５４ 第二トランジスタ
５５ 第一レジスタ
５６ 第二レジスタ
５７ 第三レジスタ
５８ 第四レジスタ
４ａ スイッチ−状態検知回路
５ａ 輝度−選択回路
４１ａ 第一コンパレータ
４２ａ 第二コンパレータ
４３ａ 第一キャパシタ
４４ａ 第五レジスタ

Claims (20)

1. ＡＣ電源サプライに接続されるスイッチ、
   当該スイッチに接続されるＬＥＤ駆動回路、
   前記スイッチに接続されるスイッチ−状態検知回路、及び
   前記スイッチ−状態検知回路に接続される１つの端子及び前記ＬＥＤ駆動回路に接続されるもう１つの端子を備える輝度−選択回路、
   を含む、ＬＥＤ照明装置用の駆動及び調光回路であって、
   ここで、前記スイッチ−状態検知回路が、前記スイッチが開いているか閉じているかを検知し、検知結果を前記輝度−選択回路に出力するように構成され、
   前記ＬＥＤ駆動回路が、前記輝度−選択回路からの電圧結果にしたがって前記ＬＥＤ照明装置の輝度レベルを制御するように構成される、
   ＬＥＤ照明装置用の駆動及び調光回路。
2. 前記スイッチ−状態検知回路が、第一コンパレータ、第二コンパレータ、及び第一キャパシタを含み、前記第一コンパレータが前記第二コンパレータの入力端子に接続される出力端子を備え、前記第一キャパシタが前記第一コンパレータの出力端子に接続される１つの端子を備え、及び前記第一コンパレータがアースされるもう１つの端子を備える、請求項１に記載の回路。
3. 前記輝度−選択回路が、自己ラッチ回路及び当該自己ラッチ回路に並列接続される第二キャパシタを含む、請求項２に記載の回路。
4. 前記自己ラッチ回路が、第一トランジスタ、第二トランジスタ、第一レジスタ、第二レジスタ、第三レジスタ、及び第四レジスタを含む、請求項３に記載の回路。
5. 前記第一トランジスタがＰＮＰ型トランジスタであり、前記第二トランジスタがＮＰＮ型トランジスタである、請求項４に記載の回路。
6. 前記第一トランジスタ、前記第三レジスタ、及び前記第四レジスタが直列に接続され、前記第二トランジスタ、前記第一レジスタ、及び前記第二レジスタが直列に配置される、請求項４に記載の回路。
7. 前記第一トランジスタが、前記第三レジスタに接続されるコレクタを有し、及び前記第一レジスタの両側端子にそれぞれ接続されるエミッタ及びベースを有する、請求項４に記載の回路。
8. 前記第二トランジスタが、前記第二レジスタに接続されるコレクタを有し、及び前記第四レジスタの両側端子にそれぞれ接続されるエミッタ及びベースを有する、請求項４に記載の回路。
9. 前記スイッチ−状態検知回路が、第一コンパレータ、第二コンパレータ、キャパシタ、及びレジスタを有する、請求項１に記載の回路。
10. 前記輝度−選択回路がＴ’カウンタを含み、第一コンパレータが前記Ｔ’カウンタのＣＰ（クロック・パルス）端子に接続される出力端子を有し、及び第二コンパレータが前記Ｔ’カウンタのリセット端末に接続される出力端子を有する、請求項９に記載の回路。
11. 前記キャパシタが前記第一及び第二コンパレータに電源を供給するために接続される１つの端子を備え、及び前記キャパシタがアースされ、また前記レジスタを介して前記第二コンパレータの非反転入力端子に接続されるもう１つの端子を備える、請求項９に記載の回路。
12. 駆動及び調光回路にＡＣ電源サプライに接続されるスイッチを構成すること、
    当該スイッチにＬＥＤ駆動回路を接続すること、
    前記スイッチにスイッチ−状態検知回路を接続すること、及び
    前記スイッチ−状態検知回路に接続される１つの端子及び前記ＬＥＤ駆動回路に接続されるもう１つの端子を備える輝度−選択回路を構成すること、
    を含む、ＬＥＤ照明装置用の駆動及び調光回路を構成する方法であって、
    前記スイッチ−状態検知回路が、前記スイッチが開いているか閉じているかを検知し、検知結果を前記輝度−選択回路に出力し、前記ＬＥＤ駆動回路が前記輝度−選択回路の電圧結果にしたがって前記ＬＥＤ照明装置の輝度レベルを制御する、
    ＬＥＤ照明装置用の駆動及び調光回路を構成する方法。
13. 前記スイッチ−状態検知回路が、第一コンパレータ、第二コンパレータ、及び第一キャパシタを含み、前記第一コンパレータが前記第二コンパレータの入力端子に接続される出力端子を備え、前記第１キャパシタが前記第一コンパレータの出力端子に接続される１つの端子及びアースされるもう１つの端子を備える、請求項１２に記載の方法。
14. 前記輝度−選択回路が、自己ラッチ回路及び当該自己ラッチ回路に並列接続される第二キャパシタを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記自己ラッチ回路が、直列に接続される前記第一トランジスタ、前記第三レジスタ、及び前記第四レジスタを含み、直列に配置される前記第二トランジスタ、前記第一レジスタ、及び前記第二レジスタを含み、前記第一トランジスタが、前記第三レジスタに接続されるコレクタを有し、及び前記第一レジスタの両側端子にそれぞれ接続されるエミッタ及びベースを有し、前記第二トランジスタが、前記第二レジスタに接続されるコレクタを有し、及び前記第四レジスタの両側端子にそれぞれ接続されるエミッタ及びベースを有する、請求項１４に記載の方法。
    
16. 前記回路を閉じるために前記スイッチが最初に押されるとき、前記自己ラッチ回路は動作せず、前記輝度−選択回路が前記ＬＥＤ駆動回路に電圧を出力して第一設定の輝度レベルで前記ＬＥＤ照明装置を動作させるように、前記回路が構成され、及び
    前記スイッチが、前記回路を開けるために２番目に押されるとき、前記第二コンパレータが高レベル電圧を出力して前記自己ラッチ回路を起動させ、低レベル電圧を前記ＬＥＤ駆動回路に出力するように、前記回路が構成される、請求項１５に記載の方法。
17. 前記スイッチが２度目に押される時間から、前記第二キャパシタが枯渇して前記自己ラッチ回路がリセットされる時間まで計測されるＴＬの時間間隔内に、前記回路を閉じるために前記スイッチが３度目に押されるとき、前記ＬＥＤ駆動回路は電圧を受け取り、第二設定の輝度レベルで前記ＬＥＤ照明装置を動作させるように、前記回路が構成される、請求項１６に記載の方法。
18. 前記スイッチが２度目に押される時間から、前記第二キャパシタが枯渇して前記自己ラッチ回路がリセットされる時間まで計測されるＴＬの時間間隔後に、前記回路を閉じるために前記スイッチが３度目に押されるとき、前記ＬＥＤ駆動回路は電圧を受け取り、第一設定の輝度レベルで前記ＬＥＤ照明装置を動作させるように、前記回路が構成される、請求項１６に記載の方法。
19. 前記スイッチ−状態検知回路が、第一コンパレータ、第二コンパレータ、キャパシタ、及びレジスタを含み、前記輝度−選択回路がＴ’カウンタを含み、前記第一コンパレータが前記Ｔ’カウンタのＣＰ（クロック・パルス）端末に接続される出力端子を備え、前記第二コンパレータが前記Ｔ’カウンタのリセット端末に接続される出力端子を備え、及び前記キャパシタが前記第一及び第二コンパレータに電源を供給するために接続される１つの端子を備え、前記キャパシタがアースされ、また前記レジスタを介して前記第二コンパレータの非反転入力端子に接続される、請求項１２に記載の方法。
20. 前記スイッチが前記回路を閉じるために最初に押されるとき、前記ＬＥＤ駆動回路が第一設定の輝度レベルで前記ＬＥＤ照明装置を動作させ、及び
    前記スイッチが前記回路を開けるために２番目に押された後であって、前記スイッチが２度目に押される時間から、前記第一キャパシタが枯渇する時間まで計測されるＴＬの時間間隔内に、前記回路を閉じるために前記スイッチが３度目に押されるとき、前記ＬＥＤ駆動回路は電圧を受け取り、前記第二設定の輝度レベルで前記ＬＥＤ照明装置を動作させ、又は、
    前記スイッチが前記回路を開けるために２番目に押された後であって、前記スイッチが２度目に押される時間から、前記第１キャパシタが枯渇する時間まで計測されるＴＬの時間間隔後に、前記回路を閉じるために前記スイッチが３度目に押されるとき、前記ＬＥＤ駆動回路は電圧を受け取り、前記第一設定の輝度レベルに戻って前記ＬＥＤ照明装置を動作させるように、前記回路が構成される、
    請求項１９に記載の方法。

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