JP7059453B1 - イルミネーションデバイス、照明システム及びイルミネーションデバイスを動作させる方法 - Google Patents
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Abstract
Description
キャリア上に、キャリアの中心の周りに配置される複数のLEDと、
前記LEDの少なくとも1つによって発せられる光の経路に配置される光学要素及び前記中心及び前記光学要素を通って延びる光軸と、
前記LEDの少なくとも1つを動作させるための駆動ユニットと、
を備え、
駆動ユニットは、第1の動作モードにおいて、第1のデバイス光束F1及び第1のビーム幅を有する第1のビームを発するために、第1の選択された電力P1で、第1のセレクションのLED L1を駆動するように構成され、少なくとも1つのさらなる動作モードにおいて、0.5*F1≦Ff≦1.5*F1、好ましくは、0.8*F1≦Ff≦1.2*F1を有する、さらなるデバイス光束Ff及び第1のビーム幅よりも広いさらなるビーム幅を有するさらなるビームを発するために、さらなる選択された電力Pfで、前記第1のセレクションとは少なくとも1つのLEDが異なる、さらなるセレクションのLED Lfを駆動するように構成され、
さらなるセレクションのLEDのLED Lfは、駆動されるLED Lfの2つの最も近いLEDの間の最短距離が最大で3倍異なるように、キャリア上で均等に分布し、第1のセレクションのLED(first selection of LEDs)は、第1の数N1のLEDを有し、さらなるセレクションのLED(further selection of LEDs)は、さらなる数NfのLEDを有し、N1は、Nf±20%の範囲内にある。
の範囲内であり、nは、典型的には、16~2500の範囲内であり、2≦k≦nである。好ましくは、nは、30~1600の範囲内、さらに好ましくは、100~1000の範囲内であり、kは、好ましくは、4~0.5*nの範囲内、さらに好ましくは、10~0.35*n、例えば、20~0.25*nの範囲内である。LED及び駆動されるLEDの最小数は、生成されるビームの十分な解像度、スイッチング及び微調整の可能性を有することが好ましく、LED及び駆動されるLEDの最大数は、イルミネーションデバイスを比較的コンパクトでシンプルなものにし、熱的過負荷のリスクを防ぐことが好ましい。
第1のビーム幅を有し、第1のデバイス光束F1を生成する第1のビームを発するために選択された第1の動作電力P1で第1のセレクションのLED L1を駆動するステップと、
同時に第1のセレクションのLEDをオフにする、並びに、さらなるデバイス光束Ffを生成し、第1のビーム幅とは異なるさらなるビーム幅を有するさらなるビームを発するためにさらなる選択された動作電力PfでさらなるセレクションのLED Lfをアクティブにするステップと、
を含む、方法に関する。
ここで、n=52、k=12であり、
その結果、n!/((n!-k!)*k!)≒2*10^11のセレクションが可能である。光源におけるより広がったLEDのセレクションにおいて、例えば10、000Hz又は1MHzの周波数における、高周波数変化により、より多くのLEDがビームプロファイルに寄与し、光学要素による平滑化の必要性が少なくなる。
イルミネーションデバイスの調光レベルを設定する第1のステップ33(このステップは任意選択的であることに留意されたい)と、
第1のビーム幅を有し、デバイス光束を生成する第1のビームを発するために選択された動作電力で第1のセレクションのLEDを駆動する第2のステップ35と、
同時に第1のセレクションのLEDをオフにする、並びに、前記デバイス光束を生成し、第1のビーム幅とは異なるさらなるビーム幅を有するさらなるビームを発するために前記選択された動作電力でさらなるセレクションのLEDをアクティブにする第3のステップ37と、
第1のステップから又は第2のステップから繰り返すイルミネーションサイクルプログラムを作るためにこれらのステップの繰り返しを選択する第4のステップ39(これは任意選択的なステップであることに留意されたい)と、
を含む。
Claims (15)
- イルミネーションデバイスであって、
キャリア上に、前記キャリアの中心の周りに配置される複数のLEDと、
前記LEDの少なくとも1つによって発せられる光の経路に配置される光学要素であって、光軸が前記中心及び前記光学要素を通って延びる、光学要素と、
前記LEDの少なくとも1つを動作させるための駆動ユニットと、
を備え、
前記駆動ユニットは、第1の動作モードにおいて、第1のデバイス光束F1及び第1のビーム幅を有する第1のビームを発するために、選択された電力で、第1のセレクションのLEDを駆動するように構成され、少なくとも1つのさらなる動作モードにおいて、0.5*F1≦Ff≦1.5*F1を有する、さらなるデバイス光束及び前記第1のビーム幅よりも広いさらなるビーム幅を有するさらなるビームを発するために、さらなる選択された電力で、前記第1のセレクションとは少なくとも1つのLEDが異なる、さらなるセレクションのLEDを駆動するように構成され、
前記さらなるセレクションのLEDのLEDは、駆動されるLEDの各2つの近傍のLEDの間の最短距離が最大で3倍異なるように、前記キャリア上で均等に分布し、前記第1のセレクションのLEDは、第1の数N1のLEDを有し、前記さらなるセレクションのLEDは、さらなる数NfのLEDを有し、N1は、Nf±20%の範囲内である、イルミネーションデバイス。 - 前記キャリア上に配置されるLEDの数はnであり、同時に動作されるLEDの数はkであり、nは、30~2500の範囲内であり、kは、10≦k≦0.35*nの範囲内である、請求項1に記載のイルミネーションデバイス。
- 前記複数のLEDの各LEDは、同じ電力で動作される場合、本質的に同じLED光束を有する、請求項1又は2に記載のイルミネーションデバイス。
- 少なくとも1つのLEDは、RGB LEDダイのセットを含む、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のイルミネーションデバイス。
- 前記光学要素は、前記光軸と一致するレンズ軸を有する共通の単レンズである、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のイルミネーションデバイス。
- 前記第1のセレクション及び前記さらなるセレクションのLEDは、すべて異なるLEDである、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のイルミネーションデバイス。
- 前記第1のセレクション及び前記さらなるセレクションのLEDは、同じLEDの共有のサブセットを含む、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のイルミネーションデバイス。
- 前記第1の動作モード及び前記さらなる動作モードにおける動作の際、アクティブにされるLEDは、すべて同じ電流で動作される、請求項1乃至7のいずれか一項に記載のイルミネーションデバイス。
- 少なくとも前記中心に隣接して位置するLEDは、当該イルミネーションデバイスが比較的狭いビームを発するためにアクティブにされる、請求項1乃至8のいずれか一項に記載のイルミネーションデバイス。
- 前記複数のLEDのLEDは、マトリクスに配置され、前記マトリクスは、空のセルを含んでもよい、請求項1乃至9のいずれか一項に記載のイルミネーションデバイス。
- 動作中に、異なるが同量のアクティブにされるLEDの高周波スイッチングがドライバによって課される、請求項1乃至10のいずれか一項に記載のイルミネーションデバイス。
- 前記光学要素は、発せられる前記第1のビーム及び前記さらなるビームを平滑化するためにわずかに拡散性である、請求項1乃至11のいずれか一項に記載のイルミネーションデバイス。
- 請求項1乃至12のいずれか一項に記載の少なくとも2つのイルミネーションデバイスと、前記少なくとも2つのイルミネーションデバイスを制御するための制御ユニットとを含む、照明システム。
- 請求項1乃至12のいずれか一項に記載のイルミネーションデバイス又は請求項13に記載の照明システムを動作させる方法であって、当該方法は、
第1のビーム幅を有し、第1のデバイス光束を生成する第1のビームを発するために選択された第1の動作電力で第1のセレクションのLEDを駆動するステップと、
同時に前記第1のセレクションのLEDをオフにする、並びに、さらなるデバイス光束を生成し、前記第1のビーム幅とは異なるさらなるビーム幅を有するさらなるビームを発するためにさらなる選択された動作電力でさらなるセレクションのLEDをアクティブにするステップと、
を含む、方法。 - 請求項14に記載のイルミネーションデバイスを動作させる方法であって、当該方法は、
前記イルミネーションデバイスの調光レベルを設定するステップと、
イルミネーションサイクルプログラムを作るためにこれらのステップの繰り返しを選択するステップと、
を含む、方法。
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