JP6865770B2 - タップ付き線形ドライバを有するマルチパッド・マルチジャンクションｌｅｄパッケージ - Google Patents

Description

本出願は、２０１６年５月２日に出願された米国仮特許出願第６２／３３０，７５４号及び２０１６年６月１７日に出願された欧州仮特許出願第１６１７５０５７．５号の利益を主張するものであり、あたかも完全に記載されているかのように、それらの内容をここに援用する。

本開示は、ＡＣ給電ＬＥＤ照明技術に関し、より具体的には、タップ付き線形ドライバ（tapped linear driver；ＴＬＤ）をマルチパッド・マルチジャンクションＬＥＤパッケージとともに使用する装置用の技術に関する。

様々な状況において、照明源として、発光ダイオード（“ＬＥＤ”）がますます一般的に使用されるようになってきている。ＬＥＤは、交流電源によって直接的に電力供給されることに関して難題を提示する。伝統的なＡＣ−ＤＣ（交流−直流）コンバータは、典型的にかなり嵩張り、多くのＬＥＤ用途で満足できるものでないことがある。ＬＥＤ技術は絶えず改善されている。

発光ダイオード（“ＬＥＤ”）モジュールが開示される。当該ＬＥＤモジュールは、第１のＬＥＤタップ及び第２のＬＥＤタップを含み、第１のＬＥＤタップは、交流電圧に基づいて、第２のＬＥＤタップよりも長い時間量だけ電源投入される。当該ＬＥＤモジュールはまた、第１のＬＥＤタップに関連付けられた第１のＬＥＤと、第２のＬＥＤタップに関連付けられた第２のＬＥＤとが配置された第１のＬＥＤパッケージを含む。当該ＬＥＤモジュールは更に、第１のＬＥＤタップに関連付けられた第３のＬＥＤと、第２のＬＥＤタップに関連付けられた第４のＬＥＤとが配置された第２のＬＥＤパッケージを含む。第１のＬＥＤタップ及び第２のＬＥＤタップに供される照明変動を平均化するよう、第１のＬＥＤパッケージのＬＥＤがほぼ点光源として見え、且つ第２のＬＥＤパッケージのＬＥＤがほぼ点光源として見えるように、第２のＬＥＤパッケージは、ハウジングに沿って、第１のＬＥＤパッケージから距離を置いて配置される。

以下に説明する図面は、単に例示目的でのものである。図面は、本開示の範囲を限定することを意図していない。図に示される同様の参照符号は、様々な実施形態における同じ部分を示す。
一例に従った、タップ付き線形ドライバ（“ＴＬＤ”）駆動される発光ダイオード（“ＬＥＤ”）システムを示している。 一例に従った、４つのＬＥＤタップ１０４を含むＬＥＤモジュールを示している。 一例に従った、複数のＬＥＤパッケージを含むＬＥＤモジュールを示しており、それらＬＥＤパッケージの各々が、タップ付き線形ドライバの異なるＬＥＤタップに結合された１つのＬＥＤを含んでいる。 一例に従った、全てのＬＥＤタップが各ＬＥＤパッケージ上に表されるのではないＬＥＤモジュールを示している。 一例に従った、各ＬＥＤパッケージが、ＬＥＤタップのサブセットのみからのＬＥＤを含み、各ＬＥＤパッケージが、異なるＴＬＤによって駆動されるＬＥＤを有するＬＥＤモジュールを示している。 一例に従った、タップ付き線形ドライバを用いてＬＥＤを駆動する方法のフロー図である。 ＴＬＤ駆動されるＬＥＤを組み込んだＬＥＤ装置例を示している。 ＴＬＤ駆動されるＬＥＤを組み込んだＬＥＤ装置例を示している。 ＴＬＤ駆動されるＬＥＤを組み込んだＬＥＤ装置例を示している。

以下、特定の実施形態を詳細に参照する。開示される実施形態は、請求項を限定するようには意図していない。

図１は、一例に従った、タップ付き線形ドライバ（“ＴＬＤ”）駆動される発光ダイオード（“ＬＥＤ”）システム１００を示している。ＴＬＤ駆動されるＬＥＤシステム１００は、タップ制御部１０６及びスイッチ（ＳＷＩＴＣＨ）１１０を含むものであるタップ付き線形ドライバ（“ＴＬＤ”）１０５によって駆動される４つのＬＥＤ“タップ（ＴＡＰ）”１０４と、ＬＥＤタップ１０４の回路構成とを含んでいる。

ＴＬＤ１０５は、例えばＡＣ幹線電力１０２などの交流（“ＡＣ”）電源から直流（“ＤＣ”）回路素子（例えば、ＬＥＤ）に電力供給する比較的単純で費用効果の高い方法である。一例において、ＡＣ幹線電力１０２は、“壁から出て来る”電源、すなわち、壁の電気コンセントによって供給される電力を表すが、ＡＣ幹線電源１０２は他の交流電源を表してもよい。より具体的には、従来のＡＣ−ＤＣコンバータは、例えばインダクタ及び変圧器などの高価で嵩張るコンポーネントを含んでおり、ＬＥＤモジュールのコスト及びサイズを増大させる。ＴＬＤ１０５は、そのような高価で嵩張るコンポーネントを含んでおらず、故に、多大なコスト又は嵩を加えることなくＬＥＤモジュール内に統合されることができる。

ＴＬＤ１０５は、電源１０２からの（例えば、ダイオードブリッジ１０８によって整流され、Ｖｉｎに高電圧を生じ、グランド端子ＧＮＤに低電圧を生じる）瞬時ＤＣ電圧を検知し、異なる電圧レベルで異なるセット（組）のＬＥＤ１０３をオンに切り換えることによって動作する。より具体的には、グラフ１１２を参照するに、整流された電圧１１４が示されている。整流された電圧１１４が、スイッチ１ １１０（１）に対応する第１レベルを超えると、タップ制御部１０６は、スイッチ１ １１０（１）を閉じ、その他のスイッチ１１０を開く。整流された電圧１１４が、スイッチ２ １１０（２）に対応する第２レベルを超えると、タップ制御部１０６は、スイッチ２ １１０（２）を閉じ、その他のスイッチ１１０を開く。整流された電圧１１４が、スイッチ３ １１０（３）に対応する第３レベルを超えると、タップ制御部１０６は、スイッチ３ １１０（３）を閉じ、その他のスイッチ１１０を開く。整流された電圧１１４が、スイッチ４ １１０（４）に対応する第４レベルを超えると、タップ制御部１０６は、スイッチ４ １１０（４）を閉じ、その他のスイッチ１１０を開く。整流された電圧１１４が、スイッチ１に対応する電圧より低いときには、タップ制御部１０６は、スイッチ１ １１０（１）、スイッチ２ １１０（２）、スイッチ３ １１０（３）、及びスイッチ４ １１０（４）を開かせる。スイッチ１−４が開いているとき及び／又はその他のときに、ダイオードブリッジ１０８の上及び下で回路を完成させるために、タップ制御部１０６の中の又はそれに付随する抵抗負荷（図示せず）が使用され得る。スイッチ１１０は、例えば何らかの形態のトランジスタ又はその他のタイプのスイッチング機構などの、技術的に実現可能な如何なるスイッチング機構ともし得る。

タップ制御部１０６の上述の動作は、ダイオードブリッジ１０８からの整流された電源出力の瞬時電圧に応じて、異なるセットのＬＥＤ１０３をオンに切り換わらせる。より具体的には、スイッチ１ １１０（１）が閉じられると、ＬＥＤタップ１ １０４（１）が電力供給されて光を放つ。スイッチ２ １１０（２）が閉じられると、ＬＥＤタップ１ １０４（１）及びＬＥＤタップ２ １０４（２）の双方が電力供給されて光を放つ。スイッチ３ １１０（３）が閉じられると、ＬＥＤタップ１ １０４（１）、ＬＥＤタップ２ １０４（２）、及びＬＥＤタップ３ １０４（３）が電源投入されて光を放ち、スイッチ４ １１０（４）が閉じられると、ＬＥＤタップ１ １０４（１）、ＬＥＤタップ２ １０４（２）、ＬＥＤタップ３ １０４（３）、及びＬＥＤタップ４ １０４（４）が全て電源投入されて光を放つ。図示したスイッチ１１０が全て開いているときには、どのＬＥＤタップ１０４も電力供給されない。以上の動作は、図示した回路構成のために起こる。より具体的には、各ＬＥＤタップ１０４が、タップ制御部１０６に分岐して戻るスイッチと、直列の少なくとも１つの別のＬＥＤタップ１０４との双方に電気的に結合される。例えば、ＬＥＤタップ１ １０４（１）は、ダイオードブリッジ１０８と、ＬＥＤタップ２ １０４（２）と、スイッチ１１０（１）とに直列に結合される。ＬＥＤタップ２ １０４（２）は、ＬＥＤタップ１ １０４（１）と、スイッチ２ １１０（２）と、ＬＥＤタップ３ １０４（３）とに直列に結合される。ＬＥＤタップ３ １０４（３）は、ＬＥＤタップ２ １０４（２）と、スイッチ３ １１０（３）と、ＬＥＤタップ４ １０４（４）とに直列に結合される。ＬＥＤタップ４ １０４（４）は、ＬＥＤタップ３ １０４（３）と、スイッチ４ １１０（４）とに直列に結合される。故に、個々のスイッチ１１０は各々、ＬＥＤ１０３のうちの異なる回路を電源に直列に接続させる。

上述のように、タップ付き線形ドライバ１０５を用いてＬＥＤ１０３に電力供給することは、効率的であるが、特定の瞬間にオンのＬＥＤの数が変化するので、光の“フリッカ”を引き起こす。図２は、一例に従った、４つのＬＥＤタップ１０４を含むＬＥＤモジュール２００を示している。ＬＥＤモジュール２００は、図１のＬＥＤ１０３が配置された物理的装置を有している。説明の明瞭さのため、例えば、タップ付き線形ドライバ１０５や、電源、他のエレクトロニクス、及び例えばＬＥＤ１０３及びタップ付き線形ドライバ１０５などのエレクトロニクスのための物理的実装手段や、ＬＥＤモジュールの物理的形状及び構成などの、ＬＥＤモジュールの様々な機構は図示していない。

図１に関して説明したように、異なるＬＥＤタップ１０４は、異なる時間量にわたってオンに切り換えられる。ＬＥＤタップ１ １０４（１）が最も多くオンに切り換えられ、ＬＥＤタップ４ １０４（４）が最も少なくオンに切り換えられる。スイッチオン時間におけるこの差は、これらＬＥＤタップ１０４が望ましくない様態で配置されている場合に、非常に明白なフリッカをもたらす。図２のＬＥＤモジュール２００の例は、フリッカが顕著になる直線構成のＬＥＤタップ１０４を有している。より具体的には、ＬＥＤタップ１ １０４（１）が、ＬＥＤタップ４ １０４（４）が配置されたところであるＬＥＤモジュール２００の第２端２０２（２）とは反対側のＬＥＤモジュール２００の第１端２０２（１）に配置されている。ＬＥＤタップ１０４（４）はＬＥＤタップ１０４（１）よりも短い時間量だけ電源投入されるので、ＬＥＤモジュール２００の第２端２０２（２）は、ＬＥＤモジュール２００の第１端２０２（１）よりも、高い度合いのフリッカと低い全体輝度との双方を呈することになる。ＬＥＤタップ２ １０４（２）及びＬＥＤタップ３ １０４（３）のそれぞれの電源投入時間の差が意味することには、これらのタップ１０４も、その他のタップ１０４とは異なる度合いのフリッカ及び異なる輝度レベルを経験する。

以上の理由のため、本開示は、ＬＥＤモジュールに沿った照明品質（例えば、フリッカ及び輝度）の差を低減又は排除するための教示を提供する。概して、これらの原理は、個々のＬＥＤをまとめて複数のＬＥＤパッケージにグループ化し、それらのパッケージを、個々のパッケージ各々内の異なるＬＥＤが異なるＬＥＤタップ１０４の一部とみなされるように電気的及び物理的に構成することを含む。一例において、各ＬＥＤパッケージが、単一のＬＥＤモジュール内で使用される各ＬＥＤタップ１０４の異なるＬＥＤタップ１０４用のＬＥＤを有する。すると、ＬＥＤパッケージは、基本的に、複数の異なるタップの平均化されたフリッカ及び輝度特性を持つ点光源として機能する。他の一例において、各ＬＥＤパッケージは、複数の異なるＬＥＤタップ１０４からのＬＥＤを有するが、各ＬＥＤパッケージは必ずしも、モジュール内の各ＴＡＰに対応するＬＥＤを有しない。この例では、各ＬＥＤパッケージが同等の輝度及びフリッカ特性を有するように、様々なＬＥＤパッケージ内のＬＥＤがタップのグループに結合される。

図３Ａ−３Ｃは、上述の物理的及び回路的な配置技術を組み入れたＬＥＤモジュールの構成を例示している。図３Ａは、一例に従った、複数のＬＥＤパッケージ３０２を含むＬＥＤモジュール３００（１）を示しており、それらＬＥＤパッケージの各々が、タップ付き線形ドライバ１０５の異なるＬＥＤタップ１０４に結合された１つのＬＥＤ１０３を含んでいる。個々のＬＥＤパッケージ３０２の各々上で異なるＬＥＤタップ１０４の各々からのＬＥＤ１０３を組み合わせることにより、複数の異なるＬＥＤタップ１０４に対応する発光特性が各ＬＥＤパッケージ３０２上で“平均化”され、各ＬＥＤパッケージ３０２がそのような平均化された発光特性を持つ単一の点光源として見えることをもたらす。より具体的には、そのようには図示していないが、各ＬＥＤパッケージ３０２上のＬＥＤ１０３間の距離は、モジュールの長さに沿ったＬＥＤパッケージ間の距離よりも遥かに小さく、ＬＥＤモジュール３００の長さ全体との関連で見たとき、各ＬＥＤパッケージ３０２内の４つの異なるＬＥＤ１０３を点光源として見させる。

ＬＥＤモジュール３００（１）においては、ＬＥＤタップ１０４は、異なるセットのＬＥＤ１０３の選択的な電源投入を可能にするよう、直列に接続されている。より具体的には、ＬＥＤタップ１ １０４（１）は、Ｖｉｎと、及びＬＥＤタップ２ １０４（２）と、に直列に接続されている。ＬＥＤタップ２ １０４（２）はＬＥＤタップ３ １０４（３）と直列に結合され、ＬＥＤタップ３ １０４（３）はＬＥＤタップ４ １０４（４）と直列に結合されている。ＬＥＤタップ１ １０４（１）とＬＥＤタップ２ １０４（２）との間の接続点にスイッチ１ １１０（１）が結合されており、これは、スイッチ１ １１０（１）が閉じられるときに、ＬＥＤタップ１ １０４（１）を介してＶｉｎとＴＬＤ１０５のタップ１との間に回路を形成するためである。ＬＥＤタップ２ １０４（２）とＬＥＤタップ３ １０４（３）との間の接続点に、及びＴＬＤ１０５のタップ２に、スイッチ２ １１０（２）が結合されており、これは、スイッチ２ １１０（２）が閉じられるときに、ＬＥＤタップ１ １０４（１）及びＬＥＤタップ２ １０４（２）を介してＶｉｎとＴＬＤ１０５のタップ２との間に回路を形成するためである。ＬＥＤタップ３ １０４（３）とＬＥＤタップ４ １０４（４）との間の接続点に、及びＴＬＤ１０５のタップ３に、スイッチ３ １１０（３）が結合されており、これは、スイッチ３ １１０（３）が閉じられるときに、ＬＥＤタップ１ １０４（１）、ＬＥＤタップ２ １０４（２）、及びＬＥＤタップ３ １０４（３）を介してＶｉｎとＴＬＤ１０５のタップ３との間に回路を形成するためである。ＬＥＤタップ４ １０４（４）にスイッチ４ １１０（４）が結合されており、これは、スイッチ４ １１０（４）が閉じられるときに、図示した全てのＬＥＤタップ１０４を介してＶｉｎとＴＬＤ１０５のタップ４との間に回路を形成するためである。

動作において、ＴＬＤ１０５は、電源（図１のＡＣ幹線電力１０２）の瞬時直流（“ＤＣ”）電圧に基づき、これらのスイッチ１１０を開くか又は閉じるかの何れかであるように制御する。電圧が第１レベルに達すると、少なくとも４個のＬＥＤ１０３に電力供給するのに十分な電圧が存在しており、それ故に、ＴＬＤ１０５は、スイッチ１ １１０（１）を閉じるように制御するとともに、その他のスイッチ１１０を開くように制御する。スイッチ１ １１０（１）を閉じることは、Ｖｉｎとタップ付き線形ドライバ１０５のタップ１（これは最終的にグランドにルーティングされる）との間に回路を形成し、故に、ＬＥＤタップ１ １０４（１）のＬＥＤ１０３に電源投入する。電圧が、第１レベルよりも上の第２レベルに達すると、少なくとも８個のＬＥＤ１０３に電力供給するのに十分な電圧が存在しており、それ故に、ＴＬＤ１０５は、スイッチ２ １１０（２）を閉じるように制御するとともに、その他のスイッチ１１０を開くように制御する。スイッチ２ １１０（２）を閉じることは、Ｖｉｎとタップ付き線形ドライバ１０５のタップ２との間に回路を形成し、故に、ＬＥＤタップ１ １０４（１）及びＬＥＤタップ２ １０４（２）の双方のＬＥＤ１０３に電源投入する。電圧が、第２レベルよりも上の第３レベルに達すると、少なくとも１２個のＬＥＤ１０３に電力供給するのに十分な電圧が存在しており、それ故に、ＴＬＤ１０５は、スイッチ３ １１０（３）を閉じるように制御するとともに、その他のスイッチ１１０を開くように制御する。スイッチ３ １１０（３）を閉じることは、Ｖｉｎとタップ付き線形ドライバ１０５のタップ３との間に回路を形成し、故に、ＬＥＤタップ１ １０４（１）、ＬＥＤタップ２ １０４（２）、及びＬＥＤタップ３ １０４（３）のＬＥＤ１０３に電源投入する。電圧が、第３レベルよりも上の第４レベルに達すると、少なくとも１６個のＬＥＤ１０３に電力供給するのに十分な電圧が存在しており、それ故に、ＴＬＤ１０５は、スイッチ４ １１０（４）を閉じるように制御するとともに、その他のスイッチ１１０を開くように制御する。スイッチ４ １１０（４）を閉じることは、Ｖｉｎとタップ付き線形ドライバ１０５のタップ４との間に回路を形成し、故に、ＬＥＤタップ１ １０４（１）、ＬＥＤタップ２ １０４（２）、ＬＥＤタップ３ １０４（３）、及びＬＥＤタップ４ １０４（４）のＬＥＤ１０３に電源投入する。

特定数のＬＥＤパッケージ３０２、ＬＥＤタップ１０４、ＬＥＤ１０３などを有するように図示されているが、図３Ａの実施形態は、具体的に図示された個数に限定されない。以下である限りにおいて、すなわち、複数のＬＥＤタップ１０４が存在し、それらの各々が複数のＬＥＤ１０３を含み、各パッケージ３０２内のＬＥＤ１０３がＴＬＤ１０５の異なるタップに結合され、且つＬＥＤタップ１０４がスイッチと直列に結合されて、ＴＬＤ１０５の循環動作に基づいてＬＥＤタップ１０４の電源投入を制御する限りにおいて、技術的に実現可能な如何なる個数のＬＥＤタップ１０４、パッケージ３０２あたりのＬＥＤ、ＬＥＤタップ１０４あたりのＬＥＤを持つＬＥＤモジュールも企図される。

図３Ｂ及び３Ｃは、例に従った別のＬＥＤモジュール３００の構成を示している。説明の容易さ及び図の明瞭さのため、図３Ａに示した特定の要素は、図３Ｂ又は３Ｃには示していない。例えば、図３Ａに示したスイッチ１１０は、図３Ｂ又は３Ｃには示していない。しかし、当業者が理解することには、ＴＬＤ１０５の各タップは、入力交流信号の瞬時電圧レベルに応じて開く又は閉じるように制御される適切なスイッチを含むことになる。さらに、図３Ｂ及び図３Ｃの図が混み合ったものとなることを避けるために、図３Ａに示したＬＥＤパッケージ３０２は、図３Ｂ又は３Ｃでは個別に符号を付していない。しかし、当業者が理解することには、図３ＡでＬＥＤパッケージ３０２に使用した記号が、図３Ｂ及び３ＣのＬＥＤパッケージを表すためにも使用されており、故に、個々の符号は与えていない。同様に、個々のＬＥＤ１０３は、図３Ｂ又は３Ｃでは符号を付していない。しかし、当業者によって理解されることには、図３Ｂ−３Ｃ全体を通じて使用されるＬＥＤ記号の各記号が、図３Ａに関して図示したのと同様にＬＥＤを表す。

図３Ｂは、一例に従った、全てのＬＥＤタップ１０４が各ＬＥＤパッケージ３０２上に表されるのではないＬＥＤモジュール３００（２）を示している。代わりに、各ＬＥＤパッケージ３０２は、複数のＬＥＤタップ１０４のうちのサブセットのみからのＬＥＤ１０３を含む。図３ＢのＬＥＤモジュール３００（２）の例では、各ＬＥＤパッケージ３０２が、２つの異なるＬＥＤタップ１０４に結合された２つのＬＥＤ１０３を含んでいる。より具体的には、各ＬＥＤパッケージ３０２が、ＬＥＤタップ１０４（１）及びＬＥＤタップ１０４（４）に関連付けられた２つのＬＥＤ１０３、又は、ＬＥＤタップ１０４（２）及びＬＥＤタップ１０４（３）からの２つのＬＥＤ１０３、のいずれかを含んでいる。異なる組のＬＥＤタップ１０４が使用されているが、ＬＥＤタップ１０４のこれら異なる組み合わせは、同等の発光特性を持つ光出力を生み出す。より具体的には、ＬＥＤタップ１０４（１）は、最も高い輝度と最も少ない量のフリッカとを有し、ＬＥＤタップ１０４（４）は、最も低い輝度と最も多い量のフリッカとを有し、その一方で、ＬＥＤタップ１０４（２）及びＬＥＤタップ１０４（３）は、中くらいの輝度及びフリッカを有する。故に、これら２つの組み合わせの平均は、同等の輝度及びフリッカ特性を生み出す。図示していないが、ＴＬＤ１０５は、タップ１／タップ４の組み合わせとタップ２／タップ３の組み合わせとの輝度差を微調整するために、各ＴＡＰに対する電流制御を含んでいてもよい。

ＬＥＤタップ１ １０４（１）のＬＥＤ１０３は、ＶｉｎとＬＥＤタップ２ １０４（２）とに直列に結合され、ＬＥＤタップ２ １０４（２）は、ＬＥＤタップ３ １０４（３）に直列に結合され、ＬＥＤタップ３ １０４（３）は、ＬＥＤタップ４ １０４（４）と直列に結合され、ＬＥＤタップ４ １０４（４）は、ＴＬＤ１０５のタップ４に直列に結合されている。ＴＬＤ１０５のタップ１は、ＴＬＤ１０５のタップ１用のスイッチ１１０が閉じられるときにＬＥＤタップ１ １０４（１）を介してＶｉｎとＴＬＤ１０５のタップ１との間に回路が形成されることを可能にするよう、ＬＥＤタップ１ １０４（１）とＬＥＤタップ２ １０４（２）との間に結合されている。ＴＬＤ１０５のタップ２は、ＴＬＤ１０５のタップ２用のスイッチ１１０が閉じられるときにＬＥＤタップ１ １０４（１）及びＬＥＤタップ２ １０４（２）を介してＶｉｎとＴＬＤ１０５のタップ２との間に回路が形成されることを可能にするよう、ＬＥＤタップ２ １０４（２）とＬＥＤタップ３ １０４（３）との間に結合されている。ＴＬＤ１０５のタップ３は、ＴＬＤ１０５のタップ３用のスイッチ１１０が閉じられるときにＬＥＤタップ１ １０４（１）、ＬＥＤタップ２ １０４（２）、及びＬＥＤタップ３ １０４（３）を介してＶｉｎとＴＬＤ１０５のタップ３との間に回路が形成されることを可能にするよう、ＬＥＤタップ３ １０４（３）とＬＥＤタップ４ １０４（４）との間に結合されている。ＴＬＤ１０５のタップ４は、ＴＬＤ１０５のタップ４用のスイッチ１１０が閉じられるときに図示したＬＥＤタップ１０４の全てを介してＶｉｎとＴＬＤ１０５のタップ４との間に回路が形成されることを可能にするよう、ＬＥＤタップ４ １０４（４）の端部に結合されている。動作において、ＴＬＤ１０５は、上述したのと同様にして、入来するＡＣ電力信号の瞬時ＤＣ電圧に応じて、タップの各々に関するスイッチを閉じることの間での循環を行う。タップ作動におけるこの変化は、最も長くＬＥＤタップ１ １０４（１）に、次に長くＬＥＤタップ２ １０４（２）に、次に長くＬＥＤタップ３ １０４（３）に、そして、次に長くＬＥＤタップ４ １０４（４）に電源投入させる。

図３ＡのＬＥＤモジュール３００（１）と同様に、タップあたりのＬＥＤ１０３の数、ＬＥＤ１０３の総数、ＬＥＤパッケージ３０２の総数、ＴＬＤ１０５のタップの総数におけるバリエーション、又はその他のバリエーションが可能である。

図３Ｃは、一例に従った、各ＬＥＤパッケージ３０２が、ＬＥＤタップ１０４のサブセットのみからのＬＥＤ１０３を含み、各ＬＥＤパッケージ３０２が、異なるＴＬＤ１０５によって駆動されるＬＥＤ１０３を有するＬＥＤモジュール３００（３）を示している。ＬＥＤモジュール３００（３）におけるＬＥＤ１０３の構成は、図３Ｂに関して説明したのと同様のタイプの“平均化”により、各ＬＥＤパッケージ３０２が同等の特性を持つ光を生み出すものである。より具体的には、各ＬＥＤパッケージ３０２は、異なるＴＬＤ１０５の異なるＬＥＤタップ１０４に結合されたＬＥＤ１０３を有する。各ＬＥＤパッケージ３０２上に略同じ照明特性を生成するように、異なるＬＥＤタップ１０４が各ＬＥＤパッケージ３０２内で組み合わされる。例えば、ＬＥＤモジュール３００（３）の最も左側のＬＥＤパッケージ３０２は、第１のＴＬＤ１０５（１）の第１のタップ１０４（１−１）からのＬＥＤ１０３と、第２のＴＬＤ１０５（２）の第４のタップ１０４（２−４）からのＬＥＤ１０３とを含んでいる。ＬＥＤモジュール３００（３）の中央のＬＥＤパッケージ３０２は、２つの中央のタップからのＬＥＤ（すなわち、第１のＴＬＤ１０５（１）からの第２のタップ１０４（１−２）と第２のＴＬＤ１０５（２）からの第３のタップ１０４（２−３）との組み合わせ、又は、第１のＴＬＤ１０５（１）からの第３のタップ１０４（１−３）と第２のＴＬＤ１０５（２）からの第２のタップ１０４（２−２）との組み合わせ、のいずれか）を含んでおり、故に、同等の照明特性を持つ。ＬＥＤモジュール３００（３）の右端のＬＥＤパッケージ３０２は、第１のＴＬＤ１０５（１）の第４のタップ１０４（１−４）からのＬＥＤ１０３と、第２のＴＬＤ１０５（２）の第１のタップ１０４（２−１）からのＬＥＤ１０３とを含んでいる。

図３ＣのＬＥＤモジュール３００（３）内に、各回路がＴＬＤ１０５のうちの異なる１つに関連付けられた２つの異なる回路が形成されている。より具体的には、ＬＥＤタップ１０４（１−１）は、ＶｉｎとＬＥＤタップ１０４（１−２）とに直列に結合され、ＬＥＤタップ１０４（１−２）は、ＬＥＤタップ１０４（１−３）と直列に結合され、ＬＥＤタップ１０４（１−３）は、ＬＥＤタップ１０４（１−４）と直列に結合され、ＬＥＤタップ１０４（１−４）は、ＴＬＤ１０５（１）のタップ４と直列に結合されている。同様に、ＬＥＤタップ１０４（２−１）は、ＶｉｎとＬＥＤタップ１０４（２−２）とに直列に結合され、ＬＥＤタップ１０４（２−２）は、ＬＥＤタップ１０４（２−３）と直列に結合され、ＬＥＤタップ１０４（２−３）は、ＬＥＤタップ１０４（２−４）と直列に結合され、ＬＥＤタップ１０４（２−４）は、ＴＬＤ１０５（２）のタップ４と直列に結合されている。ＴＬＤ１０５（１）のタップ１は、タップ１がオンに切り換えられるときにＶｉｎからＴＬＤ１０５（１）のタップ１まで回路を形成するよう、ＶｉｎとＬＥＤタップ１０４（１−１）との間に結合されている。ＴＬＤ１０５（１）のタップ２は、タップ２がオンに切り換えられるときにＶｉｎからＴＬＤ１０５（１）のタップ２まで回路を形成するよう、ＬＥＤタップ１０４（１−２）とＬＥＤタップ１０４（１−３）との間に結合されている。ＴＬＤ１０５（１）のタップ３は、タップ３がオンに切り換えられるときにＶｉｎからＴＬＤ１０５（１）のタップ３まで回路を形成するよう、ＬＥＤタップ１０４（１−３）とＬＥＤタップ１０４（１−４）との間に結合されている。ＴＬＤ１０５（１）のタップ４は、タップ４がオンに切り換えられるときにＶｉｎからＴＬＤ１０５（１）のタップ４まで回路を形成するよう、ＬＥＤタップ１０４（１−４）の端部に結合されている。

ＴＬＤ１０５（１）に関してと同様に、ＴＬＤ１０５（２）のタップ１は、タップ１がオンに切り換えられるときにＶｉｎからＴＬＤ１０５（２）のタップ１まで回路を形成するよう、ＶｉｎとＬＥＤタップ１０４（２−１）との間に結合されている。ＴＬＤ１０５（２）のタップ２は、タップ２がオンに切り換えられるときにＶｉｎからＴＬＤ１０５（２）のタップ２まで回路を形成するよう、ＬＥＤタップ１０４（２−２）とＬＥＤタップ１０４（２−３）との間に結合されている。ＴＬＤ１０５（２）のタップ３は、タップ３がオンに切り換えられるときにＶｉｎからＴＬＤ１０５（２）のタップ３まで回路を形成するよう、ＬＥＤタップ１０４（２−３）とＬＥＤタップ１０４（２−４）との間に結合されている。ＴＬＤ１０５（２）のタップ４は、タップ４がオンに切り換えられるときにＶｉｎからＴＬＤ１０５（２）のタップ４まで回路を形成するよう、ＬＥＤタップ１０４（２−４）の端部に結合されている。これらのＴＬＤ１０５は独立に動作するが、どちらも、ＡＣ幹線電源１０２によって電力供給されることができ、故に、ほぼ同相である。一方のＴＬＤ１０５の最も多く電源投入されるタップが、他方のＴＬＤ１０５の最も少なく電源投入されるタップと結合されているので、電力が各ＬＥＤパッケージで平均化する。異なる組み合わせのＬＥＤタップ１０４に対して輝度レベルを一致させるために、ＴＬＤ１０５の各タップからの電流出力が微調整されてもよい。図３Ａ及び３Ｂに関して上述したＬＥＤモジュール３００と同様に、以下である限りにおいて、すなわち、異なるＴＬＤの異なるタップの輝度レベルを“平均化”するようにして、ＬＥＤ３００が、異なるＴＬＤ１０５のタップによって電力供給されるＬＥＤ１０３を含むＬＥＤパッケージ３０２を組み込む限りにおいて、例えば、ＬＥＤ１０３の数、ＬＥＤタップ１０４の数、ＬＥＤパッケージ３０２あたりのＬＥＤ１０３の数などにおける数多くのバリエーション、又はその他のバリエーションが可能である。

図４は、一例に従った、タップ付き線形ドライバを用いてＬＥＤを駆動する方法４００のフロー図である。図１、２、及び３Ａ−３Ｃに関して例示したシステムに関して説明するが、当業者が理解することには、技術的に実現可能な別の順序で方法４００のステップを実行するように構成されるシステムも、本開示の範囲内である。

図示のように、方法４００はステップ４０２で開始し、タップ付き線形ドライバ（“ＴＬＤ”）１０５が、交流電圧が第１の電圧レベルに達することに応答して、ＬＥＤ１０３の第１のセットを該交流電圧で駆動する。上述のように、ＴＬＤ１０５は、入力交流電圧に応じて、駆動されるＬＥＤ１０３の数を変える。電圧が増加するにつれて、ＴＬＤ１０５はより多くの数のＬＥＤ１０３を駆動し、電圧が低下するにつれて、ＴＬＤ１０５はより少ない数のＬＥＤ１０３を駆動する。

ステップ４０４にて、交流電圧が第２の電圧レベルより上まで上昇し、それに応答して、ＴＬＤ１０５がＬＥＤ１０３の第２のセットを駆動する。ＬＥＤの第１のセットのＬＥＤ１０３のうちの少なくとも１つは、ＬＥＤの第２のセットのＬＥＤ１０３のうちの少なくとも１つと同一ＬＥＤパッケージ３０２上にある。この同一パッケージ上での配置は、同一ＬＥＤパッケージ３０２上の異なるＬＥＤ１０３が単一の点光源として見えるのに十分に近接して配置されているので、異なるＬＥＤタップ１０４に関連する異なる照明特性が“平均化”されることを可能にする。

ステップ４０６にて、交流電圧が第２の電圧レベルより下まで低下し、それに応答して、ＴＬＤ１０５がＬＥＤの第２のセットを駆動することを止める。換言すれば、ＴＬＤ１０５は、ＬＥＤ１０３の第１のセットを駆動するが、ＬＥＤ１０３の第２のセットは駆動しない。ステップ４０８にて、交流電圧が第１の電圧レベルより下まで低下し、それに応答して、ＴＬＤ１０５がＬＥＤの第１のセット及びＬＥＤの第２のセットの双方の駆動を止める。ステップ４０２−４０８は、交流電圧の交番する電流とともにサイクルとして繰り返される。複数の異なるタップに接続された複数のＬＥＤが共にパッケージングされるので、異なるタップに関連する異なる照明品質が“平均化”される。

従って、タップ付き線形ドライバによって駆動されるＬＥＤに関するフリッカ問題を緩和する助けとすべく、幾つかの原理例及び装置実施形態をここに開示する。より具体的には、後述する様々な装置により、ＴＬＤを用いてＬＥＤを駆動することに付随するフリッカを低減する助けとなるＬＥＤの構成を例示する。

図５Ａは、一例に従ったＬＥＤのダウンライト装置５０２を示している。図示のように、ダウンライト５０２は、発光デバイスアレイ５０６を支持するハウジング５０４を含んでいる。発光デバイスのアレイは、任意の構成に編成されることができ、例えば図示のように線形アレイに編成され得る。発光デバイスアレイ５０６は、パッケージングされたエミッタ５１０を含んでおり、これらパッケージングされたエミッタ５１０は、上述したＬＥＤパッケージのいずれか、又は、ここに提供された教示と一致した、技術的に実現可能なそれらの変更とし得る。パッケージングされたエミッタ５１０は、異なるタップの照明特性を平均化した点光源として各ＬＥＤパッケージが見えるよう、単一のパッケージを共有し且つＴＬＤ１０５の異なるタップによって電力供給される複数のＬＥＤ１０３を有する。

図５Ｂは、一例に従った管状（tube）発光ダイオード（ＴＬＥＤ）装置５２２を示している。図示のように、ＴＬＥＤ５２２は、上述したようにＬＥＤタップの照明特性を平均化するように構成されたＬＥＤパッケージ５２０（上述のＬＥＤパッケージ３０２のいずれかとし得る）の線形アレイを含んでいる。剛性又は半剛性のハウジング５２６が、発光デバイスアレイ５０６を支持するリジッド又はフレキシブル基板５２８を支持する。リジッド又はフレキシブル基板５２８は、当該リジッド又はフレキシブル基板の片面又は両面に配置されたプリント配線構造（例えば、トレース、スルーホール、コネクタなど）又はその他の導電構造を含むことができる。

図５Ｃは、一例に従ったトロファ装置５４２を示している。図示のように、トロファ５４２は、発光デバイスのアレイを支持する剛性又は半剛性の整形されたハウジング５４６を含んでいる。発光デバイスのアレイは、任意の構成に編成されることができ、例えば図示のように、整形されたハウジングの境界内に配置された発光デバイスアレイ５０６上の構成に編成され得る。一部のトロファは、プリント配線板モジュール上に装着されたもっと多数（又は少数）の発光デバイスで構成され得る。これらの発光デバイスは、上述したように異なるＬＥＤタップの照明特性を平均化するように構成された上述のＬＥＤパッケージ３０２を含み得る。

説明してきたのは、電気接続されたＬＥＤ群の複数の個別制御可能なストリングに関わるアンチフリッカ設計技術を支援しながら、物理的設計（例えば、レイアウト及び相互接続）が単純化されるように、ＬＥＤをパッケージングして相互接続する手法である。

本発明を詳細に記載してきたが、当業者が理解することには、本開示を所与として、ここに記載された発明概念の精神から逸脱することなく、本発明に変更が為され得る。故に、図示して説明した特定の実施形態に本発明の範囲を限定する意図はない。

Claims (15)

1. 発光ダイオード（ＬＥＤ）モジュールであって、当該モジュールは、
   少なくとも１つの第１のＬＥＤと少なくとも１つの第２のＬＥＤとを含む第１のＬＥＤパッケージと、
   当該モジュール内で前記第１のＬＥＤパッケージから距離を置いて配置された第２のＬＥＤパッケージであり、少なくとも１つの第３のＬＥＤと少なくとも１つの第４のＬＥＤとを含む第２のＬＥＤパッケージと、
   前記少なくとも１つの第１のＬＥＤ及び前記少なくとも１つの第３のＬＥＤに関連付けられた第１のタップと、
   前記少なくとも１つの第２のＬＥＤ及び前記少なくとも１つの第４のＬＥＤに関連付けられた第２のタップであり、前記第１のタップ及び当該第２のタップは同数のＬＥＤに関連付けられている、第２のタップと
   を有し、
   前記少なくとも１つの第１のＬＥＤと少なくとも１つの第２のＬＥＤとがほぼ点光源として見え、且つ前記少なくとも１つの第３のＬＥＤと少なくとも１つの第４のＬＥＤとがほぼ点光源として見えるようにされており、且つ、前記第１のＬＥＤパッケージから前記第２のＬＥＤパッケージへの前記距離が、前記第１のタップ及び前記第２のタップからの照明変動を平均化するようにされている、
   モジュール。
2. 当該モジュールは更に、交流電圧に基づいて前記第１のタップ及び前記第２のタップを駆動するように構成された第１のタップ付き線形ドライバ（ＴＬＤ）を有し、前記第１のＴＬＤは、前記交流電圧の瞬時電圧を検知し、該瞬時電圧に基づいて異なる数のＬＥＤに電力供給するように構成される、
   請求項１に記載のモジュール。
3. 前記第１のＬＥＤパッケージは更に、第３のタップに関連付けられた第５のＬＥＤと、第４のタップに関連付けられた第６のＬＥＤとを有し、前記第１のタップ、前記第２のタップ、前記第３のタップ、及び前記第４のタップの各々が、交流電圧に基づいて異なる時間量だけ電源投入される、請求項１に記載のモジュール。
4. 前記第１のＬＥＤパッケージ及び前記第２のＬＥＤパッケージは、各々が４つのＬＥＤを含む複数のＬＥＤパッケージのセットに含まれており、各パッケージの各ＬＥＤが、前記第１のタップ、前記第２のタップ、前記第３のタップ、及び前記第４のタップのうちの異なる１つに結合されており、前記第１のタップに結合されたＬＥＤ群、前記第２のタップに結合されたＬＥＤ群、前記第３のタップに結合されたＬＥＤ群、及び前記第４のタップに結合されたＬＥＤ群が全て直列に結合されており、当該モジュールは更に、一組のスイッチを有し、各スイッチが、前記第１のタップ、前記第２のタップ、前記第３のタップ、及び前記第４のタップのうちの異なるタップに対応し且つそれに結合されており、前記一組のスイッチは、前記第１のタップ、前記第２のタップ、前記第３のタップ、及び前記第４のタップを、異なる時間量だけ電源投入されるように制御する、
   請求項３に記載のモジュール。
5. 第３のタップに関連付けられた第５のＬＥＤと、第４のタップに関連付けられた第６のＬＥＤとを有する第３のＬＥＤパッケージ、
   を更に有する請求項２に記載のモジュール。
6. 前記第１のタップは、前記第１のＴＬＤによって、前記第１から第４のタップの中で最も多い時間にわたって電源投入され、前記第２のタップは、前記第１のＴＬＤによって、前記第１から第４のタップの中で最も少ない時間にわたって電源投入される、請求項５に記載のモジュール。
7. 前記第１のＬＥＤパッケージ及び前記第２のＬＥＤパッケージは、第１組のＬＥＤパッケージに含められ、該第１組のＬＥＤパッケージの各ＬＥＤパッケージは、前記第１のタップによって電力供給されるＬＥＤと、前記第２のタップによって電力供給されるＬＥＤとを含み、
   前記第３のＬＥＤパッケージは、第２組のＬＥＤパッケージに含められ、該第２組のＬＥＤパッケージの各ＬＥＤパッケージは、前記第３のタップによって電力供給されるＬＥＤと、前記第４のタップによって電力供給されるＬＥＤとを含み、
   前記第１のタップによって電力供給される前記第１組のＬＥＤパッケージの前記ＬＥＤは、前記第３のタップによって電力供給される前記第２組のＬＥＤパッケージの前記ＬＥＤと直列に結合され、前記第３のタップによって電力供給される前記第２組のＬＥＤパッケージの前記ＬＥＤは、前記第４のタップによって電力供給される前記第２組のＬＥＤパッケージの前記ＬＥＤと直列に結合され、前記第４のタップによって電力供給される前記第２組のＬＥＤパッケージの前記ＬＥＤは、前記第２のタップによって電力供給される前記第１組のＬＥＤパッケージの前記ＬＥＤと直列に結合され、
   当該モジュールは更に、一組のスイッチを有し、各スイッチが、前記第１のタップ、前記第２のタップ、前記第３のタップ、及び前記第４のタップのうちの異なるタップに対応し且つそれに結合されており、前記一組のスイッチは、前記第１のタップ、前記第２のタップ、前記第３のタップ、及び前記第４のタップを、異なる時間量だけ電源投入されるように制御する、
   請求項６に記載のモジュール。
8. 交流電圧に基づいて前記第１のタップを駆動するように構成された第１のＴＬＤと、
   前記交流電圧に基づいて前記第２のタップを駆動するように構成された第２のＴＬＤと、
   を更に有する請求項１に記載のモジュール。
9. 前記第１のＬＥＤパッケージ及び前記第２のＬＥＤパッケージはどちらも第１組のＬＥＤパッケージに含められ、該第１組のＬＥＤパッケージの各ＬＥＤパッケージは、前記第１のタップによって電力供給されるＬＥＤと、前記第２のタップによって電力供給されるＬＥＤとを含み、
   当該モジュールは更に、第２組のＬＥＤパッケージを有し、該第２組のＬＥＤパッケージの各ＬＥＤパッケージは、前記第１のＴＬＤによって駆動される第３のタップにより電力供給されるＬＥＤと、前記第２のＴＬＤによって駆動される第４のタップにより電力供給されるＬＥＤとを含み、前記第３のタップは、前記第４のタップとは異なる時間量だけターンオンされる、
   請求項８に記載のモジュール。
10. 発光ダイオード（ＬＥＤ）モジュールを駆動する方法であって、当該方法は、
    第１のＬＥＤパッケージに配置された第１のＬＥＤと、前記第１のＬＥＤパッケージから距離を置いて配置された第２のＬＥＤパッケージに配置された第３のＬＥＤとに、第１のタップを介して電力供給することと、
    前記第１のＬＥＤパッケージに配置された第２のＬＥＤと、前記第２のＬＥＤパッケージに配置された第４のＬＥＤとに、第２のタップを介して電力供給して、前記第１のタップ及び前記第２のタップに供される照明変動を平均化するよう、前記第１のＬＥＤパッケージの前記ＬＥＤがほぼ点光源として見え、且つ前記第２のＬＥＤパッケージの前記ＬＥＤがほぼ点光源として見えるようにすることと
    を有し、
    前記第１のタップの前記電力供給は、交流電圧により、前記第２のタップの前記電力供給よりも時間量において長く、
    前記第１のタップ及び前記第２のタップは同数のＬＥＤに関連付けられる、
    方法。
11. 前記第１のタップ及び前記第２のタップに電力供給することは、第１のタップ付き線形ドライバ（ＴＬＤ）を介して前記第１のタップ及び前記第２のタップに電力供給することを有し、前記第１のタップ付き線形ドライバは、前記交流電圧の瞬時電圧を検知し、該瞬時電圧に基づいて異なる数のＬＥＤに電力供給するように構成される、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第１のタップ、前記第２のタップ、前記第１のＬＥＤパッケージに配置された第５のＬＥＤに関連付けられた第３のタップ、及び前記第１のＬＥＤパッケージに配置された第６のＬＥＤに関連付けられた第４のタップに、前記交流電圧に基づいて異なる時間量だけ電源投入すること、を更に有する請求項１１に記載の方法。
13. 前記第１のタップに前記第２のタップよりも長い時間量にわたって電力供給することは、前記交流電圧に基づいて第１のタップ付き線形ドライバ（ＴＬＤ）を介して前記第１のタップを駆動することと、前記交流電圧に基づいて第２のＴＬＤを介して前記第２のタップを駆動することとを有する、請求項１０に記載の方法。
14. 前記第１のＬＥＤパッケージ及び前記第２のＬＥＤパッケージはどちらも第１組のＬＥＤパッケージに含められ、該第１組のＬＥＤパッケージの各ＬＥＤパッケージは、前記第１のタップによって電力供給されるＬＥＤと、前記第２のタップによって電力供給されるＬＥＤとを含み、
    前記ＬＥＤモジュールは更に、第２組のＬＥＤパッケージを有し、該第２組のＬＥＤパッケージの各ＬＥＤパッケージは、前記第１のＴＬＤによって駆動される第３のタップにより電力供給されるＬＥＤと、前記第２のＴＬＤによって駆動される第４のタップにより電力供給されるＬＥＤとを含み、前記第３のタップは、前記第４のタップとは異なる時間量だけターンオンされる、
    請求項１３に記載の方法。
15. ハウジングを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）装置であって、
    前記ハウジング内に、
    少なくとも１つの第１のＬＥＤと少なくとも１つの第２のＬＥＤとを含む第１のＬＥＤパッケージと、
    モジュール内で前記第１のＬＥＤパッケージから距離を置いて配置された第２のＬＥＤパッケージであり、少なくとも１つの第３のＬＥＤと少なくとも１つの第４のＬＥＤとを含む第２のＬＥＤパッケージと、
    前記少なくとも１つの第１のＬＥＤ及び前記少なくとも１つの第３のＬＥＤに関連付けられた第１のタップと、
    前記少なくとも１つの第２のＬＥＤ及び前記少なくとも１つの第４のＬＥＤに関連付けられた第２のタップであり、前記第１のタップ及び当該第２のタップは同数のＬＥＤに関連付けられている、第２のタップと
    が配置されており、
    前記少なくとも１つの第１のＬＥＤと少なくとも１つの第２のＬＥＤとがほぼ点光源として見え、且つ前記少なくとも１つの第３のＬＥＤと少なくとも１つの第４のＬＥＤとがほぼ点光源として見えるようにされており、且つ、前記第１のＬＥＤパッケージから前記第２のＬＥＤパッケージへの前記距離が、前記第１のタップ及び前記第２のタップからの照明変動を平均化するようにされている、
    ＬＥＤ装置。

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