JP2005520298A - 照明ユニットの遠隔ポジション制御 - Google Patents

Abstract

照明ユニットは、１つまたは複数のランプ、ランプのポジションを調整するように構成されたモータ、受け取られた信号に依存してモータへ駆動信号を送信するように構成されたコントローラ、ランプの各々に対応する光検出器を含む。光検出器は、コントローラへ接続され、変調された光を受け取ると、対応するランプのポジションを調整すべきことを示す表示をコントローラへ与える。遠隔制御ユニットが照明ユニットと一緒に使用され、遠隔制御ユニットによって、ユーザは、最初に、動かすランプを選択するため変調された光、好ましくはレーザ光を発射し、次に、ランプの所望の動きが起こるように、コード化された赤外線または無線信号を発射する。

Description

本発明は、照明ユニット、および多数の前記照明ユニットを含む照明システムに関する。

多数の照明ユニットを含み、個々のランプの方向を調整することができ、必要な照明効果を得ることのできる照明システムは広く知られている。従来、そのような照明ユニットの方向は、手動で調整可能であったが、これは身体の作業を必要とし、時間がかかった。この調整を自動化し、遠隔から制御する技術が存在する。しかし、個々のランプを調整のために選択する簡単で柔軟性のある手段を有する自動システムの製造には、問題が存在する。

本発明は、個々のランプの方向を調整することができ、必要な照明効果を得ることのできると共に、照明ユニットの方向の調整を簡単に行うことのできる照明ユニット、および多数の前記照明ユニットを含む照明システムを提供する。

本発明の第１の態様によれば、個々に動かすことのできる多数のランプ、前記ランプのポジションを調整するように構成されたモータ手段、受け取られた制御信号に依存して前記モータ手段へ駆動信号を送信するように構成された制御手段、および前記ランプの各々に対応する光検出器であって、前記制御手段へ接続され、変調された光が前記光検出器の１つで受け取られると、対応するランプのポジションを調整すべきことを示す表示が前記制御手段へ提供される光検出器を具備する照明ユニットが提供される。

今から添付の図面を参照し、単なる例として本発明を説明する。

図１
照明システムは図１に示される。照明システムは、２つの照明ユニット１０１および１０２、および持ち運びできる遠隔制御ユニット１０３を含む。照明ユニット１０１および１０２は同様のものであり、各々はそれぞれランプ・ハウジング１１１および１１２を有する。これらのハウジングは、それぞれランプ１２１および１２２を格納している。この例におけるランプは、ハロゲンＰＡＲ３６ランプである。しかし、光ビームを生成することのできる他の電球を使用することができる。

照明ユニット１０１および１０２は通常の照明トラック１０４へ取り付けられ、そこから主要な電気を受け取る。照明トラック１０４は、システムの操作者１０５が居る室の天井へ取り付けられる。照明システムは、指向された光が望まれる区域を照明するのに適している。たとえば、システムは、食堂、美術陳列室などに適している。この後の説明から理解されるように、操作者１０５は、室内の照明を調節するため少しの技術的知識も必要としない。

照明ユニット１０１および１０２の各々は電動機を含み、それによってランプを個々にパンしたりチルトすることができる。更に、ユニットは電源制御回路を含む。電源制御回路は、ランプへ供給された電力を個々に変更することができる。即ち、ランプは調光されるか、オフにされてよい。各々のランプのパンニング、チルティング、および調光は、遠隔制御ユニット１０３を使用する操作者１０５によって制御される。

遠隔制御ユニット１０３と照明ユニット１０１および１０２との間の通信を起こさせるため、遠隔制御ユニットは２種類の別々の放射を発射し、照明ユニットはこれらの放射を検出するように配列されたセンサを有する。第１種の放射は変調された光であり、現在の例では、変調されたレーザ光の形態を取る。本実施形態における第２種の放射は変調およびコード化された赤外線である。

２種類の放射は２つの別個の使用を有する。狭い光ビームは、調整されるべき特定のランプを選択するため操作者によって使用される。ランプが選択されると、関連する照明ユニットは活性化モードに入り、照明ユニットはコード化された赤外線を介して命令を受け取り、受け取られた命令に応答する。したがって、赤外線は、ランプの動き、ポジション、調光などに関して、選択された照明ユニットへ命令コードを送信するために使用される。

たとえば、選択されたランプ、この場合、ランプ１２１または１２２の方向を調整するため、先ず、ランプを選択して、関連した照明ユニットを活性化モードに置かなければならない。これを行うため、操作者は、遠隔制御ユニット１０３の上のボタンを押す。それによって、遠隔制御ユニットは、変調された光の狭いビームを生成する。この例では、遠隔制御ユニット１０３はレーザ・ダイオードを含み、それを使用して光ビームを生成する。この変調された光ビームは、操作者によって、選択された照明ユニットの下側に置かれた光検出センサへ向けられる。変調された光をセンサで受け取ると、照明ユニットは緑色発光ダイオード（ＬＥＤ）を発光し、ランプが選択されて照明ユニットが活性化モードに入ったことを操作者に表示する。

こうして、ランプを選択するために使用される光ビームは十分に狭く、隣接したランプに対応する他の光センサを照明することなく、特定のセンサを照射する。

発光された緑色ＬＥＤを看取すると、操作者は遠隔コントロールの上の第２のボタンを選択して押す。関連したボタンを押すことによって、操作者は、選択されたランプが時計回りか反時計回りへ回転し、ランプをチルトアップまたはチルトダウンしたり、ランプを調光アップまたは調光ダウンしたり、ランプをオフまたはオンに切り替えたりすることを、照明ユニットに命令することができる。ランプのポジションを調整する間、操作者がランプ自身よりもランプによって生成されたビームを看取することができれば、その仕事は通常容易になる。たとえば、もし照明が美術陳列室で使用されるならば、操作者は、光ビームが彫刻の方へ動かされるにつれて光ビームを監視することができる。この理由によって、遠隔制御ユニット１０３によって送信される赤外線は広いビームであり、操作者は照明ユニットの方へ遠隔コントロールをポイントするとき過度に正確になる必要なしに調整を行うことができる。

注意すべきは、２つの照明ユニットが区別できないように製造され、相互に同じ変調された光、同じ赤外線、赤外線によって搬送される同じコードを受け取って応答することである。しかし、各々のランプは変調されたレーザ光によって選択可能であるから、各々のランプの動きおよび輝度は、個々に制御可能である。

更に、ここで分かるように、もし照明ユニットを追加する必要があるとすれば、ユニット１０１および１０２と類似したユニットを照明トラック、または室内の他の照明トラックに接続して、同じ遠隔コントロールを使用して個別に操作することができる。これは、照明ユニットまたは遠隔制御ユニット２０１の再配線または再プログラミングの必要なしに行われる。なぜなら、システムの全ての照明ユニット、たとえば１０１は、同じ種類の変調された光および同じ赤外線コードに応答するからである。即ち、照明ユニットは、システム内で取り付けられる前に、それらのユニットを識別する識別コードをプログラムされる必要はない。したがって、照明システムは、そのような照明ユニットの無制限の数を含むように拡張されてよい。

ランプの動きなどを制御することに加えて、遠隔制御ユニット１０３の他のボタンを押すことによって、操作者は、ランプの現在の方向を規定する情報を記憶するか、記憶された情報によって規定されるポジションへランプを動かすことができる。たとえば、操作者１０５は、しばしば、ランプ１２１に１つまたは複数の特定の方向へのポジションを取らせることが必要になるかも知れない。したがって、有用と思われる方向へのポジションをランプに取らせた後、操作者は、このポジションを規定する情報を記憶するように照明ユニットに命令することができる。したがって、将来、その同じ方向が再び必要になるとき、操作者は、記憶された情報を照明ユニットが想起するように命令し、照明ユニットがランプを前記方向へ動かすようにすることができる。

図２
図１の遠隔制御ユニット１０３は、図２で詳細に示される。遠隔制御ユニット１０３は、手で容易に持つことができるサイズおよび重さである。レーザ・ダイオード（図２には示されない）および赤外線ＬＥＤ（図２には示されない）は、遠隔制御ユニットの前端２０１に取り付けられ、付勢されたとき、それぞれのビームは前記前端から前方へ伸びる。遠隔制御ユニット１０３は１つのボタン２０２を有し、このボタンはレーザ・ダイオードを付勢するために押され、操作者が、選択されたランプのセンサへレーザ・ビームを向ける間、下へ押されたままである。ボタン２０２に隣接して、時計回りにパンするボタン２０３、反時計回りにパンするボタン２０４、上方にチルトするボタン２０５、下方へチルトするボタン２０６が置かれる。更に、アップへ調光するボタン２０７、ダウンへ調光するボタン２０８、およびランプをオンおよびオフへ切り替えるボタン２０９が置かれる。

したがって、もし選択されたランプの方向を調整するのであれば、操作者は単にレーザ・ボタン２０２を押し、選択されるランプに対応するセンサへレーザ・ビームを向け、照明ユニットが選択されたことをＬＥＤから看取した後、操作者は４つのポジション・ボタン２０２〜２０５の１つを押す。

遠隔制御ユニット１０３の上面の４つのボタン２１０、２１１、２１２、２１３は、有用なランプ方向および調光設定の記憶および想起に関連している。遠隔制御ユニットは、更に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）２１４を有する。ＬＣＤ２１４は、これらの４つのボタンの使用を容易にする。照明ユニット１０１および１０２の各々は、２３の異なったランプ方向／調光制御設定を規定する情報を記憶することができる。したがって、ランプが有用なポジションへ操作され、このポジションが記憶されるべきであるとき、操作者は、先ず、そのポジションを識別する１から２３の間の数字を選択しなければならない。この数字の選択は、適当に、プリセット・アップ・ボタン２１０またはプリセット・ダウン・ボタン２１１を押すことによって実行される。これらのボタンの押下は、１から２３までの範囲で、数字が増加または減少して、ＬＣＤ２１４によって表示されるようにする。所望の数字が選択され、ＬＣＤ２１４によって表示されたとき、操作者はプリセット記憶ボタン２１２を押す。このアクションは、コントローラを記録モードへ置く効果を有する。次に、操作者はプリセット送信ボタン２１３を押す。それによって、遠隔制御ユニット２０１は、現在活性化されている照明ユニットへコード化された赤外線を送信し、照明ユニットの現在の方向および調光制御設定を規定する情報を、選択された番号によって識別されるメモリ・ロケーションに記憶するように命令する。

このようにしてポジション・データを記憶した後、操作者は、先ずレーザによってランプを選択し、ボタン２１０および２１１およびＬＣＤ２１４を使用し、関連した数字を選択することによって、記憶されたポジションを選択し、プリセット送信ボタン２１３を押すことによって、選択されたランプを同じポジションにすることができる。ボタン２１３が押されると、遠隔制御ユニット２０１はコード化された赤外線を送信する。この赤外線は、関連したメモリ・ロケーションからポジション・データおよび調光制御データを想起し、選択されたランプを、規定されたポジションへ動かし、必要に応じて調光設定を調整するように、照明ユニットへ命令する。

照明ユニット１０１および１０２は、変調された光によって選択されたなかったときでも、赤外線コードを受け取るように構成されるが、照明ユニットのランプが選択されるまで、照明ユニットは受け取られた命令に応答しない。変調された光を受け取ることによって選択されるように、ランプは、照明ユニットの赤外線センサが「全選択」コードを受け取るときに選択される。赤外線は比較的広い角度のビームとして送信されるので、これは幾つかまたは全ての照明ユニットが一度に選択されることを意味する。照明ユニットは、もしこのように選択されるならば、命令に応答してメモリからポジション・データを想起し、関連した所定のポジションへランプを動かすように構成される。

この目的のために、一対の「全選択」ボタン２１５および２１６が遠隔制御ユニット１０３の対向する側に置かれる。「全選択」ボタン２１５および２１６が同時に押されるとき、遠隔制御ユニット１０３は、その赤外線ＬＥＤによって「全選択」コードを送信する。

したがって、特定の照明配列のために、操作者は、たとえば、メモリ・ロケーション番号１０の中に、各々の照明ユニットについて個別ベースでポジション・データを記憶することができる。したがって、同じ照明配列が再び必要であるとき、操作者は「全選択」ボタン２１５および２１６を押すことによって全ての照明ユニットを選択し、次にプリセット送信ボタン２１３を押す前に、ＬＣＤ２１４の上の番号１０を選択する。こうして、全ての照明ユニットは、プリセット・ポジションへ同時に戻るように作られることができる。

代替の照明システムにおいて、照明ユニットは、１から１０で識別されるメモリ・ロケーションに、１０セットのポジション・データおよび調光設定制御データを記憶するように構成される。しかし、動きシーケンスに関する時間間隔を記憶するため、他のメモリ・ロケーションが使用される。たとえば、「１１」で識別されるメモリ・ロケーションは、１０秒の時間間隔を記憶し、メモリ・ロケーション「１２」は２０秒の時間間隔を記憶する。もしそのような照明ユニットが遠隔制御ユニットから命令を受け取って、プリセットされたデータ「１１」を想起すれば、照明ユニットは、そのような命令を、多数の記憶されたポジションを通って進む命令として解釈する。照明ユニットは、メモリ・ロケーション「１１」から１０秒の時間周期を検索し、次に、メモリ・ロケーション１〜１０からデータを検索し、各々の動きの間に１０秒の遅延を設定して、対応するポジションを通してランプを動かす。同様に、もしプリセット・データ「１２」想起命令が受け取られるならば、ランプは、再びメモリ・ロケーション１〜１０のデータによって規定されるポジションを通って進むが、今度は、ランプの動きの間に２０秒の遅延を設定する。所定数のポジションを通ってランプを動かすこの能力を照明ユニットに設けることによって、システムはダイナミックな照明表示を生成することができる。

図３
図２の遠隔制御ユニットの代替ユニット３０１が図３に示される。遠隔制御ユニット３０１の外観はユニット１０３と類似しているが、ＬＣＤ、またはポジション・データを記憶および想起するために使用される４つのボタン、または「全選択」ボタンを有しない点が異なる。したがって、それはレーザ活性化ボタン３０２、４つの動き制御ボタン３０３、３０４、３０５、３０６、調光アップ・ボタン３０７、調光ダウン・ボタン３０８、およびオン／オフ・ボタン３０９のみを有する。これらのボタンは、ユニット１０３の対応するボタン２０２〜２０９と類似の機能を有する。

遠隔制御ユニット３０１も、より複雑でないコントローラが必要なときに、図１の照明システム、即ち、照明ユニット１０１および１０２と一緒に使用されてよい。たとえば、操作者１０５は、プリセット・ポジションをセットアップする責任を有し、したがって遠隔制御ユニット１０３を使用するが、熟練していない他の操作者は、より簡単な制御ユニット３０１を使用し、個々の照明ユニットの調整を行うことができる。

図４
図２の遠隔制御ユニット１０３の主要な構成部品は、図４で概略的に示される。遠隔制御ユニット１０３は、８ビットＲＩＳＣ様マイクロコントローラ４０１および１６０バイトの組み込みＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）を含む。マイクロコントローラ４０１は、ユニットの操作命令を含む組み込みプログラム・メモリＰＲＯＭ（書き込み可能ＲＯＭ）を有する。適切なマイクロコントローラは、ホルテック（Ｈｏｌｔｅｋ）によって部品番号ＨＴ４８Ｒ５０Ａ−１として販売されている。マイクロコントローラ４０１は、１４個のボタン２０２〜２１３および２１５〜２１６を含むボタン・スイッチ・アレー４０２から入力を受け取る。ボタン・アレーからの受け取られた入力に依存して、マイクロコントローラは、ＬＣＤ２１４、レーザ・ダイオード・モジュール４０３、または赤外線ＬＥＤ４０４へ適切な出力信号を提供する。

この例におけるレーザ・ダイオード・モジュール４０３は、ユーボン・テクノロジ社（Ｅｕｂｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．Ｌｔｄ．）によって販売されているＬＭ−０１レーザ・モジュールであり、操作の間、モジュール４０３はマイクロコントローラ４０１から信号を受け取り、１ｋＨｚ（キロヘルツ）の周波数でオンおよびオフへ切り替えられる。即ち、モジュール４０３は、１ｋＨｚの周波数で変調されたレーザ光を送信する。

赤外線ＬＥＤ４０４は、ビシェイ（Ｖｉｓｈａｙ）によってＩＲ ＬＥＤタイプＴＳＵＳ５４０として販売されている。マイクロコントローラ４０１は、３８ｋＨｚ変調信号をコード化することによって制御信号を生成し、これらの制御信号は、赤外線ＬＥＤによって赤外線ビームへ変換されて送信される。

図５
図１の照明ユニット１０１は、図５の等角図で詳細に示される。照明ユニットは本体５０１を含む。本体５０１は、駆動シャフトによってランプ・ハウジングへ接続され、第２の駆動シャフトによって照明トラック・コネクタ５０２へ接続される。照明ユニット１０１は、照明トラック・コネクタ５０２によって照明トラック１０４へ接続される。この例において、照明トラックはユートラック（Ｅｕｔｒａｃ）によって製造されている。

コネクタ５０２は、照明トラック１０４から主要な電気を受け取り、照明ユニット１０１の重さを支える。更に、コネクタ５０２は、照明トラックへ固定されたときアンカーを提供し、本体５０１およびランプ・ハウジング１１２はアンカーの周りでパンすることができ、したがってランプ１１２のパンニングが実行される。ランプ１１２のチルティングは、単純に本体５０１に関するランプ・ハウジングの回転によって実行される。

照明ユニット１０１は、図５では、その「ホーム」ポジションにあるように示され、その本体はトラック１０４と平行で、そのランプ・ハウジングはランプを下方へ向けている。これから説明するように、ランプは、自分自身を「ホーム」ポジションへ方向づけることができるように配列され、記憶されるポジション・データは、このポジションに関して決定される。

平たい窓５０３が本体５０１の下側に置かれる。窓５０３は、遠隔制御ユニット１０３のレーザ・ダイオードおよび赤外線ＬＥＤによって送信された波長の可視光および赤外線光を通す。したがって、窓５０３は、レーザ光および赤外線が窓の後ろに置かれたセンサへアクセスすることを可能にする。

ランプ１１２が選択されたときに発光する緑色ＬＥＤ５０４も、本体５０１の下側に置かれる。

代替の実施形態において、窓５０３は、並んで配列された一対のレンズを規定する形状であり、到着する放射を２つのセンサの上に集中させるように構成される。

図６
図１の照明ユニット１０１は、図６の照明トラックから取り外されて示される。照明ユニット１０１は自己充足モジュールであって、コネクタ５０２によって照明トラックへ容易に接続および切り離される。したがって、前述したように、トラック照明システムの中に含まれるそのようなユニットの数は、簡単に調整可能である。更に、何らかの理由で、照明ユニットの取り替えを必要とする場合、トラックから１つのユニットをアンクリップし、新しいユニットをクリップすることによって、非常に簡単および迅速に取り替えを行うことができる。更に、コネクタ５０２は従来型であるから、既存の照明システムの中で、そのシステムを更に変更することなく、照明ユニット１０１を使用して既存の固定型照明ユニットを取り替えることができる。

図７
照明ユニット１０１の本体の中にある構成部品の概略的物理レイアウトは、図７に示される。電気ケーブル７０１は、コネクタ５０２の端子を本体５０１の中の電源回路７０２へ接続する。ケーブル７０１は、中空の駆動シャフト７０３を通って本体５０１へ入る。シャフト７０３はコネクタ５０２を本体へ接続する。電源回路７０２は安定電圧を制御回路７０４へ供給する。電源回路７０２は、更に、第２の中空駆動シャフト７５３を通るケーブルによってランプ１２１へ電力を供給する変圧器を含む。

簡単および明瞭を目的として、他の電気接続は図７から省略されているが、その詳細は後の図９に関して提供される。

前述したように、緑色表示ＬＥＤ５０４は、本体５０１の低い方の壁に置かれ、赤外線センサ７０６および光センサ７０７は窓５０３の後ろに置かれる。

駆動シャフト７０３は、本体５０１に関して回転するように軸受の中に置かれ、コネクタ５０２へは堅く取り付けられる。したがって、動作中、本体はシャフト７０３を駆動することによって回転する。シャフト７０３は平歯車７０８を支持する。平歯車７０８は、駆動歯車が回転するとシャフト７０３が駆動されるように、駆動歯車７０９とかみ合う。駆動歯車７０９は、減速歯車７１１を介して電動機７１０によって駆動される。電動機７１０および減速歯車７１１は単一のユニットである。この単一のユニットは、モータが１２ボルトを受け取るとき、１分間に約８回転で駆動歯車７０９を回転させるように構成される。必要なトルクを提供することに加えて、歯車７１１は、更に、電力がモータ７１０から取り除かれたとき、ランプがパンしないことを保証する。

スロットを有するタコディスク７１２は、電動機７１０の背後から延びるバックシャフト７１３へ堅く固定される。タコディスク７１２は、制御回路７０４へ接続された光センサ７１４の中に置かれる。光センサ７１４は、モータが動作するとき、制御回路へパンニング動作情報を供給する。

ホーム・フラグと呼ばれる１つのスロット付きディスク７１５が、駆動シャフト７０３の端部へ堅く取り付けられる。第２の光センサ７１６が配置され、シャフト７０３が回転するにつれて、ホーム・フラグはセンサ７１６を通って回転する。光センサ７１６およびホーム・フラグ７１５によって、限定された回転ポジション情報が制御回路へ供給され、制御回路はシャフト７０３をホーム・ポジションへ回転させることができる。

ランプ１２２をチルトするために使用される駆動シャフト７５３は、駆動シャフト７０３と類似しており、したがって同様の対応するホーム・フラグ７６５、光センサ７６６、減速歯車７６１を介して電動機７６０によって駆動される駆動歯車７５９、駆動歯車７５９によって駆動される平歯車７５８、関連する光センサ７６４を有するタコディスク７６２を支持する電動機バックシャフト７６３を有する。歯車７１１と同じように、減速歯車７６１は、モータのパワーのもとでランプをチルトするために必要なトルクを提供し、モータが駆動されていないとき、過度のチルティングを防止する。

図８Ａおよび図８Ｂ
タコディスク７１２および光センサ７１４は、それぞれ図８Ａおよび図８Ｂの側面図および端面図で詳細に示される。バックシャフト７１３へ取り付けられたタコディスク７１２は円形ディスクである。このディスクは１０個のスロット８０１を含む。スロット８０１は、ディスクの外方エッジから内方へ放射状に延び、したがって１０個の放射状スポーク８０２を規定する。センサ７１４は、ＬＥＤ８０３およびフォトダイオード８０４を含み、これらはディスク７１２の対向する側面と対面するように配置される。ディスクが回転し、スポーク８０２がＬＥＤ８０３とフォトダイオード８０４との間を通過するにつれて、フォトダイオードは対応する信号を生成する。この信号は制御回路７０４へ供給される。こうして、制御回路７０４は、モータ７１０の回転情報を提供する信号を受け取る。

図９Ａおよび図９Ｂ
ホーム・フラグ７１５および対応するセンサ７１６は、それぞれ図９Ａおよび図９Ｂの側面図および端面図で詳細に示される。センサ７１６はセンサ７１４と同じ型であり、ホーム・フラグ７１５の対向する側面と対面するＬＥＤ９０３およびフォトダイオード９０４を有する。

シャフト７０３の端部に固定されるホーム・フラグ７１５はディスクの形態を取り、ディスクの半分から外側部分が取り除かれている。したがって、ディスクは半分９０５について小さな半径を有し、他の半分９０６について大きな半径を有する。２つの半分の半径の差分は、フラグ７１５が回転するにつれて、フラグの大きな半分９０６が、半回転でＬＥＤ９０３とフォトダイオード９０４との間に来るが、他の半回転では来ないようになっている。その結果、シャフトが回転するにつれて、フォトダイオードは、シャフトのポジションに依存する電圧を制御回路へ供給する。更に、２つのエッジ７１７および７１８は、ディスクの半径が小から大へ変化するポジションを規定し、フォトダイオード９０４からの電圧をモニタすることによって、これらのエッジが検出される。シャフト７０３のホーム・ポジション、したがって照明ユニットのホーム・ポジションは、これらのエッジの１つに関して選択される。

図１０
照明ユニット１０１の主要な電気および電子要素は、図１０で概略的に示される。トラック・コネクタ５０２によって受け取られた主要な電気は、電源１００１およびサイリスタ回路１００２へ供給される。電源１００１は、適切に調整された電圧を、マイクロコントローラ１００３、電気消去型プログラマブル・ロム（ＥＥＰＲＯＭ）１００４、および駆動回路１００５を含む照明ユニット１０１の電子制御回路へ供給するように構成される。

サイリスタ回路１００２は、マイクロコントローラ１００３から受け取られた信号に応答して、ランプ変圧器１００６への電圧供給を制御するように構成される。こうして、ゼロと主電圧との間の電圧がランプ変圧器１００６へ供給される。ランプ変圧器１００６は、主電圧を受け取るとき、１２ボルトの電圧をランプ１２１へ供給するように構成される。即ち、ランプ変圧器１００６は、ランプ定格の範囲内で電圧を供給する。

マイクロコントローラ１００３は、多数入力／出力用途に設計された８ビットのＲＩＳＣ様のマイクロコントローラである。適切なマイクロコントローラ１００３は、部品番号ＨＴ４８Ｃ５０Ａ−１としてホルテック（Ｈｏｌｔｅｋ）から販売されている。マイクロコントローラ１００３は、１６０キロバイトの組み込みランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）を有する。それは、更に、照明制御ユニット１０１の動作のプロセス命令を含む書き込み可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）を有する。

マイクロコントローラは、光センサ７１４および７６４からの信号および光センサ７１６および７６６からの信号を受け取る。光センサ７１４および７６４からの信号は、それぞれモータ７１０および７６０の回転運動に関するデータをマイクロコントローラ１００３へ与え、光センサ７１６および７６６からの信号は、駆動シャフト７０３および７５３が、いつホーム・ポジションにあるかをマイクロコントローラへ表示する。マイクロコントローラは、更に、赤外線センサ７０６および光センサ７０７からの信号を受け取る。本実施形態における光センサは、ビシェイ（Ｖｉｓｈａｙ）から部品番号ＢＰＷ３４として供給されているフォトダイオードであり、適切な赤外線センサはジェイアールシー（ＪＲＣ）から部品番号ＮＪＬ６１Ｖ３８０として販売されている。

マイクロコントローラは、更に、ＥＥＰＲＯＭ１００４へ信号を供給し、そこから信号を受け取ることができる。こうして、ポジション・データおよび調光設定情報は、ＥＥＰＲＯＭに記憶され、電源が切れた後でも検索可能である。たとえば、使用中に照明ユニットの現在の調光設定がＥＥＰＲＯＭに記憶され、前記照明ユニットが最初にスイッチオンされたとき、最後に使用された調光設定が探索されて、関連信号が調光サイリスタ回路１００２へ印加されることができる。

マイクロコントローラ１００３は、更に、駆動回路１００５へ信号を出力するように構成される。駆動回路１００５は、マイクロコントローラから受け取られた信号に応答してモータ７１０および７６０へ電圧を供給するパワートランジスタを含む。

図１１
照明ユニット１０１のマイクロコントローラの動作を概略的に示すフローチャートは、図１１に示される。ステップ１１０１で電力を受け取った後、マイクロコントローラ１００３は、ステップ１１０２でＥＥＰＲＯＭ１００４から最後に使用された調光設定を検索し、対応する信号をサイリスタ回路１００２へ供給し、サイリスタ回路が必要な電力をランプ１２１へ供給するようにする。こうして、照明ユニットが最初に電力を受け取るとき、照明ユニットのランプは、照明ユニットがスイッチオフされる直前に使用された調光設定でスイッチオンされる。ステップ１１０３では、正しく変調された信号、即ち、１ｋＨｚの変調された信号がフォトダイオード７０７から受け取られたかどうかが質問される。もしこの質問への返答がイエスであれば、マイクロコントローラは、ステップ１１０５へ入る前のステップ１１０４で、赤外線検出器７０６から受け取られた後続の制御信号に応答する。そうでなく、もしステップ１１０３の質問への返答がノーであれば、ステップ１１０５へ直接入る。

ステップ１１０５では、「全選択」コードが赤外線検出器７０６から受け取られたかどうかの質問が行われる。もしこの質問への返答がノーであれば、プロセスは再びステップ１１０２へ直接入る。もしこの質問への返答がイエスであれば、プロセスはステップ１１０２へ再び入る前にステップ１１０６へ入る。ステップ１１０６では、マイクロコントローラ１００３は、赤外線検出器７０６から受け取られた「ポジション選択」制御信号に応答する。これらの信号によって、マイクロコントローラは、ＥＥＰＲＯＭ１００４に記憶されたポジション・データおよび調光設定データを検索し、対応する仕方でランプのポジションおよび電力設定を制御する。

こうして、マイクロコントローラは、フォトダイオードによって活性化され、ステップ１１０３で個別ベースで赤外線制御コードに応答するか、赤外線検出器によって活性化され、グループの一部分として、ステップ１１０５で他の照明ユニットのマイクロコントローラと一緒に応答することができる。

図１２
赤外線検出器から受け取られた制御信号へ応答するステップ１１０４は、図１２で詳細に示される。

マイクロコントローラ１００３は、変調された光がステップ１１０３でフォトダイオードで受け取られた後、赤外線検出器を介して受け取られた制御信号に応答するように構成される。しかし、もし制御信号が所定の時間周期で受け取られないならば、マイクロコントローラは、ステップ１１０３で再び活性化されるまで、制御信号へ応答しないように構成される。したがって、最近の制御信号がどのように受け取られたかをモニタするため、ステップ１２０１でタイマが開始される。

次に、ステップ１２０２で、動き制御信号が受け取られたかどうかの質問が行われる。もし動き制御信号が受け取られたのであれば、プロセスはステップ１２０３へ入る。ステップ１２０３では、動き制御信号が最早赤外線検出器から受け取られなくなるまで、駆動信号が関連モータへ送信される。動き制御信号が最早受け取られなくなると、駆動信号は停止される。更に、ステップ１２０１で開始されたタイマは、ステップ１２０４に入る前に再開始される。

ステップ１２０２で、もし動き制御信号が受け取られなかったことが決定されると、プロセスはステップ１２０４へ直接入る。ステップ１２０４では、調光アップ、調光ダウン、調光オン、または調光オフに関する制御信号が受け取られたかどうかの質問が行われる。もしそのような信号が受け取られたのであれば、ステップ１２０５で、対応する信号が調光サイリスタ回路１００２へ送信され、ステップ１２０６へ入る前にタイマが再開始される。そうでなければ、ステップ１２０４からステップ１２０６へ直接入る。

ステップ１２０６では、制御信号が赤外線センサから受け取られたかどうかが決定される。この制御信号は、現在のポジションを規定するデータを記憶すべきことを命令する。もし受け取られていなければ、ステップ１２１０へ直接入るが、もし受け取られていれば、ステップ１２０７へ入る。

ステップ１２０７では、ランプの現在の方向が知られているかどうかが決定される。ステップ１１０１のパワーオンの後に、ランプがホーム・ポジションに置かれたときにのみ、ランプのポジションが知られる。これは、ランプが最後にホーム・ポジションに存在した後、ランプのポジションは光センサ７１４および７６４から受け取られた動きデータから計算されるからである。もしランプの現在のポジションが知られていれば、ステップ１２０９へ直接入るが、もし知られていなければ、プロセスは、ステップ１２０９へ入る前に、先ずステップ１２０８へ入る。

ステップ１２０８では、マイクロプロセッサの制御のもとで、ホーム・ポジションに達するまで、信号がモータへ供給される。この動きの間にセンサ７１４および７１６からのデータをモニタすることによって、「現在のポジション」を規定するデータが発見される。「現在のポジション」データを決定した後で、ランプは「現在のポジション」へ戻される。

ステップ１２０９では、ランプの現在ポジションのデータが、ランプの現在の調光設定を規定するデータと一緒に記憶される。

ステップ１２１０では、「ポジション選択」制御信号が赤外線検出器から受け取られたかどうかの質問が行われる。もしそのような信号が受け取られていれば、マイクロコントローラは、ステップ１２１２へ入る前に、ステップ１２１１で、受け取られた「ポジション選択」制御信号に応答する。そうでなければ、プロセスはステップ１２１０からステップ１２１２へ直接入る。ステップ１２１１はステップ１１０６と類似しており、図１３に関連して詳細に説明される。

ステップ１２１２では、タイマが所定の時間に達したかどうかの質問が行われる。もしタイマが所定の時間に達していれば、これは、操作者１０５が遠隔制御ユニット１０３を使用してランプの設定を所定の期間内に調整しなかったことを示し、ステップ１１０４から出る。しかし、もしタイマが所定の時間に達していなければ、プロセスはステップ１２１３へ入る。ステップ１２１３では、更なる質問が行われ、マイクロコントローラが制御信号に応答することを操作者が最早必要としないことを示す「非活性化」制御信号が受け取られたかどうかが決定される。もしその返答がイエスであれば、プロセスはステップ１１０４から出るが、そうでなければステップ１２０２へ再び入る。

図１３
「ポジション選択」制御信号に応答するステップ１１０６は、図１３で詳細に示される。ステップ１１０６の中では、最初のステップ１３０１で、マイクロプロセッサは赤外線受信機から「ポジション選択」制御信号を受け取る。この制御信号は、必要なポジション・データおよび調光設定データを含むメモリ・ロケーションを指定する。ステップ１３０２では、記憶されたポジション・データおよび調光設定データが、ステップ１３０１で指定されたメモリ・ロケーションから検索される。ステップ１３０３では、ランプの現在のポジションが知られているかどうかの質問が行われる。もしこの質問への返答がイエスであれば、ステップ１３０５へ直接入り、そうでなければ、プロセスは先ずステップ１３０４へ入る。ステップ１３０４では、マイクロコントローラの制御のもとで、駆動信号がモータへ送信されて、ランプを「ホーム」ポジションへ動かす。したがって、現在のポジションが知られる。なぜなら、現在のポジションは「ホーム」ポジションだからである。ステップ１３０５では、計算が行われ、現在ポジションからステップ１３０２で検索されたデータによって規定される必要なポジションへランプを動かすために必要な動きを決定する。ステップ１３０６では、マイクロコントローラの制御のもとで、駆動信号がモータへ送信され、ランプを必要なポジションへ動かす。

ステップ１３０２で検索された調光設定データに応答して、マイクロコントローラはサイリスタ回路１００２へ信号を送信する。これは、サイリスタ回路が必要な電力をランプへ供給するようにし、それによって必要な調光設定が生成される。ステップ１３０６が完了すると、ステップ１１０６が完了し、プロセスはステップ１１０２へ再び入る。

図１４
理解すべきは、ランプを選択するために光が使用されることである。なぜなら、その可視性によって、狭い光ビームが照明ユニットのフォトダイオードへ正確に向けられるからである。しかし、一度、照明ユニットが選択されると、制御信号を搬送する放射が広いビームを含んで、操作者の正確性が必要でなくなることが望ましい。主要な実施形態では、広い放射ビームは赤外線ビームであった。しかし、代替の実施形態では、赤外線の代わりに電波が使用される。

図４の遠隔制御ユニットの代替ユニットの主要な構成部品は、図１４で概略的に示される。図１４の遠隔制御ユニットは、図４のユニットとほぼ同じであるが、赤外線ＬＥＤ４０４が無線周波発生器１４０１、変調回路１４０２、およびアンテナ１４０３によって置換されることが異なる。変調回路１４０２は、マイクロコントローラ４０１から受け取られた制御信号を使用して、無線周波発生器１４０１から受け取られた無線周波信号を変調し、変調された無線周波信号を生成するように構成される。次に、無線周波信号はアンテナ１４０３を介して照明ユニットへ送信される。

図１５
図１４の遠隔制御ユニットから命令を受け取るのに適した代替の照明ユニットの主要な電気および電子要素は、図１５で概略的に示される。図１５の照明ユニットは、図１０の照明ユニット１０１とほぼ同じであるが、赤外線受信機７０６がアンテナ１５０１および受信機回路１５０２によって置換されていることが異なる。したがって、図１５の照明ユニットの、図１０と同じ構成部品は、同じ数字ラベルを与えられている。

受信機回路１５０２は、変調された無線周波信号をアンテナ１５０１から受け取り、この信号から、変調する信号、即ち、制御信号を検索する。次に、変調する信号がマイクロコントローラ１００３へ送信され、そこでデコードされる。

図１４の遠隔制御ユニットおよび図１５の照明ユニットの他の動作は、それぞれ遠隔制御ユニット１０３および照明ユニット１０１と同じである。

本発明の更なる代替の実施形態において、照明ユニットは、個々に動かすことのできる第２のランプ、およびそれに対応して、１ｋＨｚの変調された光を受け取る第２のフォトダイオードを有する。このフォトダイオードはマイクロコントローラへ接続される。照明ユニットは、２つのフォトダイオードのいずれかで、変調された光を受け取ると、活性化モードへ入るが、受け取っているフォトダイオードに対応するランプのみが選択される。こうして、活性化されたとき、照明ユニットは、赤外線検出器から制御信号を受け取り、変調された光を受け取ったフォトダイオードを有するランプを動かしたり調光したりすることによって応答する。

したがって、主要な実施形態の照明ユニットと同じく、照明ユニットは、独立に動かすことのできるランプの任意のものが、変調された光が光センサで受け取られたことによって選択され、次にコード化赤外線の形態で受け取られる制御信号を受け取ることによって方向づけられるように構成される。動作のこの単純性は、個々に動かすことのできるランプの各々のために、対応する光センサを設けることによって促進される。

更なる代替の照明システムにおいて、システムは、更に、ユニット２０１のような遠隔制御ユニットまたは図１４の遠隔制御ユニットに加えて、代替の遠隔制御デバイスを含む。代替の遠隔制御デバイスは、遠隔制御ユニットと同じ仕方、即ち適当に、無線リンク上を送信されるコードまたは赤外線によって、「全選択」および「ポジション選択」命令を送信するように構成される。しかし、デバイスの構成として、デバイスのキーパッド上で入力されるかバス・システムを介して遠方のコンピュータから受け取られた動きシーケンスを記憶するようにプログラムされる。一度、プログラムされると、代替の遠隔制御デバイスは、システムの照明ユニットへ命令を周期的に送信し、更なる人間またはコンピュータの入力なしに、プログラムされた動きシーケンスを通して照明ユニットを動かすように構成される。デバイスは、更に、バス・システムを介して遠方のコンピュータから受け取る命令に応答して、照明ユニットへ命令を送信するように構成されてよい。

説明の始めに、標準のランプ、たとえばハロゲンＰＡＲ３６がランプ１２１および１２２としてランプ・ハウジング１１１および１１２の中で使用されてよいことを言及した。これらのランプは、修正されない形態では白光を与えるか、代替的に、ランプに隣接したフィルタを付加することによって、着色光、たとえば赤色、緑色、または青色の光を提供する。フィルタは動かすことができ、遠隔制御ユニットからのコード化入力に応答して、図１０に示されるマイクロコントローラ１００３から制御される。

照明ユニットから異なった着色光を提供する代替の方法は、離散的フィルタの代わりに離散的ランプを使用することである。照明ユニットに関してスペースが優先される場合、そのようなランプは単独で使用される同等のランプよりも小さく、異なった色、即ち、言及したように赤、緑、および青を着色されるであろう。標準型ランプの代わりに、発光ダイオード（ＬＥＤ）が使用されてよい。どのような形態のランプが使用されようとも、ランプは、動かすことのできるフィルタと同じように、マイクロコントローラによって制御される。

２つの照明ユニットおよび１つの持ち運びできる遠隔制御ユニットを含む照明システムを示す。 図１の遠隔制御ユニットの詳細を示す。 図２の遠隔制御ユニットの代替ユニットを示す。 図２の遠隔制御ユニットの主要構成部品を概略的に示す。 図１の照明ユニット１０１の等角図である。 照明トラックから取り外された図１の照明ユニット１０１を示す。 照明ユニット１０１の本体の中にある構成部品の概略的物理レイアウトを示す。 タコディスク７１２および光センサ７１４の側面図である。 タコディスク７１２および光センサ７１４の端面図である。 ホーム・フラグ７１５および対応するセンサ７１６の側面図である。 ホーム・フラグ７１５および対応するセンサ７１６の端面図である。 照明ユニット１０１の主要な電気および電子要素を示す。 照明ユニット１０１のマイクロコントローラの動作を概略的に示すフローチャートである。 赤外線検出器から受け取られた制御信号に応答するステップ１１０４を詳細に示す。 「ポジション選択」制御信号に応答するステップ１１０６を詳細に示す。 図４の代替遠隔制御ユニットの主要な構成部品を概略的に示す。 図１４の遠隔制御ユニットから命令を受け取るのに適した代替照明ユニットの主要な電気および電子要素を概略的に示す。

符号の説明

１０１、１０２ 照明ユニット
１０３ 遠隔制御ユニット
１０４ 照明トラック
１０５ 操作者
１１１、１１２ ランプ・ハウジング
１２１、１２２ ランプ
２０１ 遠隔制御ユニット

Claims (15)

1. 照明ユニットであって、
   個々に動かすことのできる多数のランプと、
   前記ランプのポジションを調整するように構成されたモータ手段と、
   受け取られた制御信号に依存して前記モータ手段へ駆動信号を送信するように構成された制御手段と、
   前記ランプの各々に対応する光検出器であって、前記制御手段へ接続され、変調された光が前記光検出器の１つで受け取られると、対応するランプのポジションを調整すべきことを示す表示が前記制御手段へ提供される光検出器と
   を具備する照明ユニット。
2. 前記ユニットが更に放射受け取り手段を含み、該放射受け取り手段が、コード化された放射を受け取り、コード化および受け取られた放射に依存して前記制御信号を生成するように構成されている、請求項１に記載の照明ユニット。
3. 前記個々に動かすことのできる多数のランプが、個々に動かすことのできる１つのランプである、請求項１または２に記載の照明ユニット。
4. 前記光検出器の各々が、同じ特定の周波数で変調された光に応答する、請求項１から３のいずれか一項に記載の照明ユニット。
5. 更に、前記ランプの１つを調光する電力制御回路を含み、前記制御手段が、受け取られた制御信号に依存して前記電力制御回路へ信号を送信するように構成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の照明ユニット。
6. 更に、ランプのポジションを規定するポジション・データを決定するように配列されたポジション検出手段と、
   前記ランプの特定のポジションを規定するポジション・データを記憶する記憶手段と
   を含み、前記制御手段が、
   （ａ）受け取られたポジション選択制御信号に依存して、選択されたポジション・データを前記記憶手段から読み取り、
   （ｂ）前記ランプのポジションが前記選択されたポジション・データと対応するように、前記モータ手段へ駆動信号を送信する
   ように配列された、請求項１から５のいずれか一項に記載の照明ユニット。
7. 前記制御手段が、ポジション記憶制御信号の受け取りに依存して、ランプの現在ポジションに対応するポジション・データを記憶するように構成された、請求項６に記載の照明ユニット。
8. 前記制御手段が、
   （ａ）ポジションのシーケンスが必要であることを示すコードを受け取り、
   （ｂ）前記受け取られたコードに依存して、選択されたポジション・データの複数のセットを前記記憶手段から読み取り、
   （ｃ）前記ランプのポジションが、シーケンスの中の選択されたポジション・データの前記セットの各々に対応するように、前記モータ手段へ駆動信号を送信する
   ように構成された、請求項６または７に記載の照明ユニット。
9. 前記制御手段が、放射受け取り手段から制御信号を受け取り、前記制御信号が全ランプ選択コードを含むとき、前記モータ手段へ駆動信号を送信して、個々に動かすことのできる各々のランプのポジションを調整するように構成された、請求項２から８のいずれか一項に記載の照明ユニット。
10. 更に、照明ユニットによって放射される光の色を変更する制御手段を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の照明ユニット。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の照明ユニットの複数個を含む照明システムであって、全ての前記照明ユニットの検出器が同じ周波数で変調された光に応答する照明システム。
12. 照明システムであって、
    請求項２から１０のいずれか一項に記載の照明ユニットと、
    変調されたレーザ光を送信し、前記コード化された放射を送信するように構成された遠隔手動入力デバイスであって、前記ランプの１つが前記レーザ光の送信によって選択され、前記選択されたランプが、前記コード化された放射の送信によって動かされるデバイスと
    を具備する照明システム。
13. 照明システムであって、
    請求項２から１０のいずれか一項に記載の照明ユニットと、
    第１のユーザ・アクションを受け取ると、変調された光ビームを送信し、第２のユーザ・アクションを受け取ると、前記コード化された放射を送信するように構成された遠隔手動入力デバイスとを含み、
    前記２つのユーザ・アクションのみによって、前記ランプの１つが選択されて動かされる
    照明システム。
14. 照明システムであって、
    請求項２から１０のいずれか一項に記載の照明ユニットと、
    動きシーケンスを規定するセット・データを記憶し、対応するポジション選択制御信号を所定の周期で送信するように構成された遠隔制御デバイスであって、前記照明ユニットが動きシーケンスを通って前記ランプを動かすように命令されるデバイスと
    を具備する照明システム。
15. 照明ユニットであって、
    前記照明ユニットを照明トラックへ接続する照明トラック・コネクタと
    前記照明トラック・コネクタへ回転可能に接続された本体と、
    前記本体へ回転可能に接続されたランプとを含み、
    前記本体がモータ手段および制御手段を含み、前記モータ手段は前記本体を前記コネクタに関してパンさせ、前記ランプを前記本体に関してパンさせるように構成され、前記制御手段は受け取られた制御信号に依存して前記モータ手段へ駆動信号を送信するように構成された
    照明ユニット。

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