JP2007525690A - Tile light emitting method and system - Google Patents
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Abstract
タイルの内部空間がLEDによって、例えばグリッド形態またはエッジ照射形態などに照射されるとともに、光拡散パネルが内部空間上に配置されている、タイル発光システムが提供される。タイル発光システムは、他のものと組み合わせて、床、天井、壁または建物外面などの任意の表面をタイル貼りすることができる。発光制御信号を供給して、タイル発光ユニット上に、異なるタイル発光ユニット間で協調させた効果を含めて、広範囲の効果を生成することができる。二次元および三次元の実施態様が考えられる。
A tile lighting system is provided in which an interior space of a tile is illuminated by LEDs, for example, in a grid form or an edge illumination form, and a light diffusing panel is disposed on the interior space. A tile lighting system can be combined with others to tile any surface, such as a floor, ceiling, wall or building exterior. A lighting control signal can be provided to generate a wide range of effects on the tile lighting unit, including effects coordinated between different tile lighting units. Two-dimensional and three-dimensional embodiments are possible.
Description
優先権出願
本出願は、以下の出願の優先権を主張するものである:
米国特許仮出願第60/464185号、「Tile Lighting Methods and Systems」、2003年4月21日出願、
米国特許仮出願第60/467913号、「Tile Lighting Methods and Systems」、2003年5月5日出願、
米国特許仮出願第60/500754号、「Tile Lighting Methods and Systems」2003年9月5日出願、
米国特許仮出願第60/523903号、「Light System Manager」、2003年11月20日出願、および
米国特許仮出願第60/558400号、「Methods and Systems for Providing Lighting Components」、2004年3月31日出願。
Priority application This application claims priority of the following applications:
US Provisional Patent Application No. 60/464185, “Tile Lighting Methods and Systems”, filed April 21, 2003,
US Provisional Patent Application No. 60 / 467,913, “Tile Lighting Methods and Systems”, filed May 5, 2003,
US Provisional Patent Application No. 60 / 500,754, “Tile Lighting Methods and Systems” filed September 5, 2003,
US Provisional Application No. 60/523903, “Light System Manager”, filed November 20, 2003, and US Provisional Application No. 60/558400, “Methods and Systems for Providing Lighting Components”, March 31, 2004. Date application.
背景
LEDベースの発光(lighting)方法およびシステムは、カラーキネティクス株式会社(Color Kinetics Incorporated)によって開発、市販されたもの、および参照により本明細書に組み入れてある特許、特許出願、およびその他の文書に開示されたものを含めて既知である。タイルの形態をとる発光器具を含む、特有の形態の発光器具を含み、LEDベース照明方法およびシステムの発明の観点を最大限に利用する改良型の発光器具に対するニーズがある。
Background LED-based lighting methods and systems have been developed and marketed by Color Kinetics Incorporated, and are incorporated by reference in patents, patent applications, and other documents. It is known including what is disclosed. There is a need for improved luminaires that include specific forms of luminaires, including luminaires that take the form of tiles, and that take full advantage of the inventive aspects of LED-based lighting methods and systems.
要約
本明細書に開示する方法およびシステムは、正方形、長方形、円形、多角形、またはその他の形状などの2次元形状に構成することのできるタイル発光システム(tile lighting system)を提供するものを含む。本明細書では、そのようなタイル発光体(tile light)から出力される光を制御する方法、最適光出力を提供するためのタイル発光体を機械的に構築する方法、タイル発光体を互いに接続してそのようなタイル発光体をアドレス指定して制御することを容易にする方法、そのようなタイル発光体によって提示される効果をオーサリングする方法、およびその他の観点の方法およびシステムを開示する。
Summary The methods and systems disclosed herein include those that provide a tile lighting system that can be configured into a two-dimensional shape, such as a square, rectangle, circle, polygon, or other shape. . In this specification, a method for controlling the light output from such a tile light, a method for mechanically constructing a tile light to provide optimum light output, and connecting the tile light to each other. Thus, methods for facilitating addressing and controlling such tile illuminators, methods for authoring effects presented by such tile illuminators, and other aspects of methods and systems are disclosed.
本明細書に開示する方法およびシステムは、簡単な幾何学形状の平坦回路基板の組合せを含む、3次元ライトも包含する。例えば、実質的に球形の発光ユニット(lighting unit)を、三角形、六角形または五角形などの簡単な多角形の回路基板から形成することができる。同様に、ピラミッド形発光ユニットを、三角形発光ユニットで形成することができる。そのような3次元発光ユニットは、本明細書における他の発光ユニットについて記述する方法で、アドレス指定、給電、および制御することができるとともに、そのような発光ユニットの効果は、本明細書に記述する方法およびシステムを使用してオーサリングすることができる。 The methods and systems disclosed herein also include three-dimensional lights that include a combination of simple geometric flat circuit boards. For example, a substantially spherical lighting unit can be formed from a simple polygonal circuit board such as a triangle, hexagon or pentagon. Similarly, the pyramidal light emitting unit can be formed of a triangular light emitting unit. Such a three-dimensional light-emitting unit can be addressed, powered and controlled in the manner described for other light-emitting units herein, and the effects of such light-emitting units are described herein. Can be authored using methods and systems.
本明細書に開示する方法およびシステムは、複数の発光ユニットを直列構成に配置して、それぞれのASIC(特定用途向け集積回路)へのデータのストリームによってそれらのすべてを制御する制御プロトコルを含み、各発光システムは、前記ストリームにおけるデータの最初の未修正ビットに応答し、そのデータビットを修正して、そのストリームを次のASICに伝送する。このプロトコルは、本明細書においては、場合によっては、カラーキネティック社が販売し、参照により本明細書に組み入れてある特許出願に記載されているもののような、「ストリング・ライト(string light)」プロトコルとしてまたはクロマシック(Chromasic)プロトコルとして記述される。 The methods and systems disclosed herein include a control protocol that places a plurality of light emitting units in a serial configuration and controls them all by a stream of data to a respective ASIC (application specific integrated circuit), Each lighting system responds to the first unmodified bit of data in the stream, modifies the data bit and transmits the stream to the next ASIC. This protocol is sometimes referred to herein as a “string light”, such as that described in a patent application sold by Color Kinetic, Inc. and incorporated herein by reference. It is described as a protocol or as a Chromasic protocol.
この方法およびシステムは、さらに、発光システムの通信機能を提供し、この通信機能においては、発光システムは、発光システムの外部の源からのデータに応答する。データは、発光システムの外部の信号源からくる可能性がある。信号源は、無線信号源であることもある。いくつかの態様においては、信号源は、環境状態を検知するセンサを含み、発光システムの制御は、環境状態に応答する。いくつかの態様においては、信号源は、発光システム用のスクリプト化された発光プログラムに基づいて信号を生成する。 The method and system further provide a communication function of the lighting system, in which the lighting system is responsive to data from a source external to the lighting system. Data can come from signal sources external to the lighting system. The signal source may be a wireless signal source. In some aspects, the signal source includes a sensor that detects an environmental condition, and the control of the lighting system is responsive to the environmental condition. In some aspects, the signal source generates a signal based on a scripted lighting program for the lighting system.
いくつかの態様においては、発光システムの制御は、発光システムユニットを、オブジェクト指向コンピュータプログラムにおいてオブジェクトとして割り当てることに基づいている。いくつかの態様においては、コンピュータプログラムは、オーサリングシステムである。いくつかの態様においては、オーサリングシステムは、仮想システムにおける属性を発光システムの実世界属性に関係づける。いくつかの態様においては、実世界属性は、発光システムの発光ユニットの位置を含む。いくつかの態様においては、コンピュータプログラムはコンピュータゲームである。その他の態様においては、コンピュータプログラムは音楽プログラムである。 In some aspects, control of the lighting system is based on assigning lighting system units as objects in an object-oriented computer program. In some aspects, the computer program is an authoring system. In some aspects, the authoring system relates an attribute in the virtual system to a real world attribute of the lighting system. In some aspects, the real world attribute includes the location of the lighting unit of the lighting system. In some aspects, the computer program is a computer game. In other aspects, the computer program is a music program.
本明細書において提供する方法およびシステムのいくつかの態様においては、発光システムは電源を含む。いくつかの態様において、電源は電力係数制御電源である。いくつかの態様においては、電源は、2段階電源である。いくつかの態様において、電力係数補正(power factor correction)には、エネルギー貯蔵キャパシタおよびDC‐DC変換器が含まれる。いくつかの態様において、PFCおよびエネルギー貯蔵キャパシタは、バスによってDC‐DC変換器から分離されている。
本明細書において提供する方法およびシステムのいくつかの態様において、発光システムは、少なくとも1つのそのような発光ユニットを建物の中または上に配置することをさらに含む。いくつかの態様において、発光ユニットは、建物上の配列内に配置される。いくつかの態様において、この配列は、数、言葉、文字、ロゴ、ブランド、および記号の内の少なくとも1つの表示を容易にするように構成されている。いくつかの態様において、配列は、時間ベース効果を含むライトショー(light show)を表示するように構成されている。
In some aspects of the methods and systems provided herein, the lighting system includes a power source. In some aspects, the power source is a power factor controlled power source. In some aspects, the power source is a two-stage power source. In some aspects, the power factor correction includes an energy storage capacitor and a DC-DC converter. In some embodiments, the PFC and energy storage capacitor are separated from the DC-DC converter by a bus.
In some aspects of the methods and systems provided herein, the lighting system further comprises disposing at least one such lighting unit in or on the building. In some embodiments, the light emitting units are arranged in an array on a building. In some embodiments, the arrangement is configured to facilitate the display of at least one of numbers, words, letters, logos, brands, and symbols. In some embodiments, the array is configured to display a light show that includes a time-based effect.
本明細書において開示する方法およびシステムは、タイル発光システムを提供する方法およびシステムを含む。このタイル発光システムには、グリッドに配置される複数のアドレス指定可能発光ユニット、そのアドレス指定可能発光ユニットからの照明を制御するためのコントローラ、およびグリッドを覆うための光拡散カバーを含めることができる。いくつかの態様において、光拡散カバーには、燐光材料を含めてもよい。いくつかの態様において、光拡散カバーは、実質的に半透明である。いくつかの態様において、この光拡散カバーは、幾何学的形状を与えられる。いくつかの態様において、光拡散カバーは不規則パターンが与えられる。 The methods and systems disclosed herein include methods and systems that provide a tile lighting system. The tile lighting system may include a plurality of addressable light emitting units arranged in a grid, a controller for controlling lighting from the addressable light emitting unit, and a light diffusing cover for covering the grid . In some embodiments, the light diffusing cover may include a phosphorescent material. In some embodiments, the light diffusing cover is substantially translucent. In some embodiments, the light diffusing cover is given a geometric shape. In some embodiments, the light diffusing cover is provided with an irregular pattern.
いくつかの態様において、発光システムは、タイル配設において類似の発光システムの近傍に配置されるように構成される。いくつかの態様において、発光ユニットは、ストリング・ライト・プロトコルを使用して制御される。いくつかの態様において、発光システムには、タイル発光システムへのオーサリング効果のための、オーサリングシステムを含めてもよい。いくつかの態様において、発光システムは、別の類似の発光システムと効果を協調させることができる。
いくつかの態様において、発光システムは建築環境に配置される。いくつかの態様において、発光システムは建物外面に配置される。
In some aspects, the lighting system is configured to be placed in the vicinity of a similar lighting system in a tile arrangement. In some embodiments, the light emitting unit is controlled using a string light protocol. In some embodiments, the lighting system may include an authoring system for authoring effects on the tile lighting system. In some aspects, the lighting system can coordinate effects with another similar lighting system.
In some embodiments, the lighting system is located in a building environment. In some embodiments, the lighting system is located on a building exterior.
本明細書に開示する方法およびシステムは、タイル発光体を提供することを含み、このタイル発光体は、回路基板上に配列に配置されて、制御信号に応答して多様な色の混合光を生成する複数のLED発光ユニットと、この発光ユニットからの光を受光するための拡散体とを含む。いくつかの態様において、光拡散カバーには燐光材料を含めてもよい。いくつかの態様において、光拡散カバーは実質的に半透明である。いくつかの態様において、光拡散カバーには幾何学形状が与えられる。いくつかの態様において、光拡散カバーには不規則パターンが与えられる。 The methods and systems disclosed herein include providing a tile illuminator that is arranged in an array on a circuit board to produce mixed light of various colors in response to a control signal. A plurality of LED light emitting units to be generated and a diffuser for receiving light from the light emitting units are included. In some embodiments, the light diffusing cover may include a phosphorescent material. In some embodiments, the light diffusing cover is substantially translucent. In some embodiments, the light diffusing cover is provided with a geometric shape. In some embodiments, the light diffusing cover is provided with an irregular pattern.
いくつかの態様において、当該方法およびシステムには、発光システム用の効果をオーサリングするための、オーサリングシステムを含めてもよい。いくつかの態様において、オーサリングシステムは、オブジェクト指向オーサリング機能である。いくつかの態様において、配列上に表示される効果は、オーサリング機能のグラフィック表現に対応する。いくつかの態様において、配列上に表示される効果は、入力ビデオ信号に対応する。いくつかの態様においては、配列は建築環境において配置される。いくつかの態様において、配列は建物外面上に配置される。 In some embodiments, the methods and systems may include an authoring system for authoring effects for the lighting system. In some aspects, the authoring system is an object-oriented authoring function. In some aspects, the effect displayed on the array corresponds to a graphical representation of the authoring function. In some aspects, the effect displayed on the array corresponds to the input video signal. In some embodiments, the array is arranged in an architectural environment. In some embodiments, the array is located on the building exterior.
本明細書において開示する方法およびシステムは、実質的に長方形のハウジングの周辺まわりに配置される複数の線形LED発光ユニット、および前記発光ユニットからの光を拡散するための拡散体を含む、タイル発光体を提供することを含む。いくつかの態様においては、この拡散体は、燐光材料を含むか、実質的に半透明であるか、幾何学的形状を与えられるか、または長方形パターンを与えられる。いくつかの態様において、当該方法およびシステムは、拡散体の異なる部分に一定レベルの光出力を供給するための、ハウジング内の反射体を含む。態様によっては、ハウジングは複数のセルに分割されている。態様によっては、セルは長方形である。態様によっては、セルは三角形である。いくつかの態様においては、当該方法およびシステムは、発光システムの効果をオーサリングするためのオーサリングシステムを含む。いくつかの態様においては、オーサリングシステムは、オブジェクト指向オーサリング機能である。態様によっては、配列上に表示される効果は、オーサリング機能の幾何学的表現に対応する。態様によっては、この配列は、建築環境に配置される。態様によっては、この配列は建物外面に配置される。 A method and system disclosed herein includes a plurality of linear LED light emitting units disposed around the periphery of a substantially rectangular housing, and a tile light emission comprising a diffuser for diffusing light from the light emitting units Including providing a body. In some embodiments, the diffuser comprises a phosphorescent material, is substantially translucent, is given a geometric shape, or is given a rectangular pattern. In some embodiments, the methods and systems include a reflector in the housing for providing a constant level of light output to different portions of the diffuser. In some embodiments, the housing is divided into a plurality of cells. In some embodiments, the cell is rectangular. In some embodiments, the cell is a triangle. In some embodiments, the methods and systems include an authoring system for authoring the effects of the lighting system. In some aspects, the authoring system is an object-oriented authoring function. In some aspects, the effect displayed on the array corresponds to a geometric representation of the authoring function. In some embodiments, this arrangement is placed in a building environment. In some embodiments, this array is located on the building exterior.
本明細書に記述する方法およびシステムは、一連のLEDベース発光ユニットであって、各発光ユニットが、シリアルアドレス指定プロトコルにおいてそれにアドレス指定されたデータに応答するように構成されるとともに、フレキシブルストリングとして構成されている、前記一連の発光ユニットと、前記フレキシブルストリングを所定の構成に保持する締結機能とを含む。態様によっては、この締結機能は、フレキシブルストリングを保持するための、実質的に線形のチャネルである。態様によっては、この締結機能は、フレキシブルストリングを配列にして保持する。態様によっては、当該方法およびシステムは、発光システムための効果をオーサリングするオーサリングシステムを含む。態様によっては、オーサリングシステムは、オブジェクト指向オーサリング機能である。態様によっては、配列に表示される効果は、オーサリング機能の幾何学的表現に対応する。態様によっては、配列に表示される効果は、入力ビデオ信号に対応する。態様によっては、この配列は建築環境に配置される。態様によっては、この配列は建物外面に配置される。 The methods and systems described herein are a series of LED-based light emitting units, each light emitting unit being configured to respond to data addressed thereto in a serial addressing protocol and as a flexible string. And a series of light emitting units configured and a fastening function for holding the flexible string in a predetermined configuration. In some aspects, this fastening function is a substantially linear channel for holding the flexible string. In some embodiments, this fastening function holds the flexible strings in an array. In some aspects, the methods and systems include an authoring system that authors effects for the lighting system. In some aspects, the authoring system is an object-oriented authoring function. In some aspects, the effect displayed in the array corresponds to a geometric representation of the authoring function. In some aspects, the effect displayed in the array corresponds to the input video signal. In some embodiments, this arrangement is placed in a building environment. In some embodiments, this array is located on the building exterior.
本明細書で開示する方法およびシステムは、回路基板上の配列に配置された一連のLEDベース発光ユニットを含み、それぞれの発光ユニットが、シリアルアドレス指定プロトコルにおいてそれにアドレス指定されたデータに応答するように構成されている、発光システム用のモジュール構成要素を含む。これらの方法およびシステムには、発光システムのための効果をオーサリングするためのオーサリングシステムを含めることもできる。態様によっては、このオーサリンシステムは、オブジェクト指向オーサリング機能である。態様によっては、配列上に表示される効果は、オーサリング機能のグラフィック表現に対応する。態様によっては、配列上に表示される効果は、入力ビデオ信号に対応する。いくつかの態様においては、回路基板は、フレキシブル回路基板である。態様によっては、この回路基板はプリント回路基板である。態様によっては、この配列は建築環境に配置される。態様によっては、この配列は建物外面に配置される。 The methods and systems disclosed herein include a series of LED-based light emitting units arranged in an array on a circuit board such that each light emitting unit responds to data addressed thereto in a serial addressing protocol. Comprising module components for a lighting system. These methods and systems can also include an authoring system for authoring effects for the lighting system. In some aspects, the authoring system is an object-oriented authoring function. In some aspects, the effect displayed on the array corresponds to a graphical representation of the authoring function. In some aspects, the effect displayed on the array corresponds to the input video signal. In some aspects, the circuit board is a flexible circuit board. In some embodiments, the circuit board is a printed circuit board. In some embodiments, this arrangement is placed in a building environment. In some embodiments, this array is located on the building exterior.
本明細書に開示する方法およびシステムは、発光システムを提供するための方法およびシステムを含み、該発光システムは、複数のモジュール式構成要素を含み、それぞれのモジュール式構成要素は回路基板上に配列に配置された一連のLEDベース発光ユニットを含み、それぞれの発光ユニットは、シリアルアドレス指定プロトコルにおいてそれにアドレス指定されたデータに応答するように構成されている。態様によっては、モジュール式構成要素は、互いに隣接して配置されて、モジュール式構成要素の大配列を形成する。この方法およびシステムには、発光システムための効果をオーサリングするオーサリングシステムを含めてもよい。態様によっては、オーサリングシステムは、オブジェクト指向オーサリング機能である。態様によっては、大配列に表示される効果は、オーサリング機能のグラフィック表現に対応する。態様によっては、配列に表示される効果は、入力ビデオ信号に対応する。態様によっては、この配列は建築環境に配置される。態様によっては、この配列は建物外面に配置される。 The methods and systems disclosed herein include a method and system for providing a lighting system, the lighting system including a plurality of modular components, each modular component being arranged on a circuit board. And a series of LED-based light emitting units, each light emitting unit being configured to respond to data addressed thereto in a serial addressing protocol. In some aspects, the modular components are placed adjacent to each other to form a large array of modular components. The method and system may include an authoring system that authors effects for the lighting system. In some aspects, the authoring system is an object-oriented authoring function. In some aspects, the effect displayed in the large array corresponds to a graphic representation of the authoring function. In some aspects, the effect displayed in the array corresponds to the input video signal. In some embodiments, this arrangement is placed in a building environment. In some embodiments, this array is located on the building exterior.
本明細書に開示する方法およびシステムは、制御された、ネットワーク化されるか、またはネットワーク化されていない照明装置を含む。基本ビルディングブロックには、表面を照明するのに使用する発光ダイード(LED)などの、半導体ベース照明装置が含まれる。カラーパターンおよび様々なスケールでのカラー変更能力をもたらす表面を生成するシステムおよび方法が含まれる。多くの態様において、この装置は、任意の2Dまたは3D表面に組み込むことができる。態様によっては、照明される表面には、光出力を最大化し、光出力を均質化かつ拡散させるとともに、光出力を成形する幾何学形状が含まれる。観察表面には、光を観察者の方向に誘導かつ指向させる、テクスチャおよび2Dまたは3D形態が組み入れられている。 The methods and systems disclosed herein include lighting devices that are controlled, networked, or not networked. The basic building block includes a semiconductor-based lighting device, such as a light emitting diode (LED) used to illuminate the surface. Systems and methods for generating surfaces that provide color patterns and the ability to change color at various scales are included. In many embodiments, the device can be incorporated into any 2D or 3D surface. In some aspects, the illuminated surface includes a geometry that maximizes the light output, homogenizes and diffuses the light output, and shapes the light output. The viewing surface incorporates textures and 2D or 3D forms that guide and direct light in the direction of the viewer.
装置を表面の上または中に装着するための、様々な締結方法についても記述する。
本開示を目的として、本明細書で使用するときには、「LED」の用語は、電気信号に応答して放射を生成することのできる、任意の発光ダイオードまたはその他の種類のキャリア注入/接合ベースシステムを含むものと理解すべきである。すなわち、用語LEDは、それに限定はされないが、電流に応答して発光する種々の半導体ベース構造、発光ポリマー、発光ストリップ、エレクトロルミネセンスストリップ、その他を含む。
Various fastening methods for mounting the device on or in the surface are also described.
For purposes of this disclosure, as used herein, the term “LED” refers to any light emitting diode or other type of carrier injection / junction based system that can generate radiation in response to an electrical signal. Should be understood as including. That is, the term LED includes, but is not limited to, various semiconductor base structures that emit light in response to current, light emitting polymers, light emitting strips, electroluminescent strips, and the like.
特に、LEDの用語は、赤外スペクトル、紫外スペクトル、および種々の部分の可視スペクトル(一般に、約400ナノメートルから約700ナノメートルまでの放射波長を含む)の、1つまたは2つ以上において放射線を生成するように構成可能な、すべての種類の発光ダイオード(半導体および有機発光ダイオードを含む)を指すものである。LEDのいくつかの例としては、それに限定はされないが、様々な種類の赤外LED、紫外LED、赤色LED、青色LED、緑色LED、黄色LED、琥珀色LED、橙色LED、および白色LED(以下に詳細に述べる)が挙げられる。LEDは、所与のスペクトルに対して、様々な帯域幅(例えば、狭帯域、広帯域)を有する放射を生成するように構成することができることも理解すべきである。 In particular, the term LED refers to radiation in one or more of the infrared spectrum, ultraviolet spectrum, and various portions of the visible spectrum (generally including emission wavelengths from about 400 nanometers to about 700 nanometers). All types of light emitting diodes (including semiconductors and organic light emitting diodes) that can be configured to produce Some examples of LEDs include, but are not limited to, various types of infrared LEDs, ultraviolet LEDs, red LEDs, blue LEDs, green LEDs, yellow LEDs, amber LEDs, orange LEDs, and white LEDs (below) Described in detail below). It should also be understood that an LED can be configured to produce radiation having a variety of bandwidths (eg, narrowband, wideband) for a given spectrum.
本発明によるシステムにおける、LED(単数または複数)は、白色、紫外、赤外、またはその電磁スペクトル範囲内のその他の色を含む、任意の色とすることができる。本明細書で使用する場合には、「LED」の用語は、限定なしに、すべてのタイプの発光ダイオード、発光ポリマー、電流に応答して光を生成する半導体ダイ、有機LED、エレクトロルミネセンスストリップ、およびその他の同様なシステムを含むことをさらに理解すべきである。一態様においては、「LED」は、個々に制御される複数の半導体ダイを有する単一発光ダイオードを指すことがある。また、用語「LED」は、LEDのパッケージの種類を限定しないことを理解すべきである。用語「LED」は、パッケージLED、非パッケージLED、表面実装LED、チップ・オン・ボードLEDおよびその他すべての構成のLEDを含む。用語「LED」は、また、LEDからのエネルギーを異なる波長に変換することのできる、材料(例えば、リン)でパッケージされるか、またはそれと関連するLEDを含む。 The LED (s) in the system according to the present invention can be any color, including white, ultraviolet, infrared, or other colors within its electromagnetic spectral range. As used herein, the term “LED” includes, without limitation, all types of light emitting diodes, light emitting polymers, semiconductor dies that generate light in response to current, organic LEDs, electroluminescent strips. , And other similar systems should be further understood. In one aspect, “LED” may refer to a single light emitting diode having a plurality of individually controlled semiconductor dies. It should also be understood that the term “LED” does not limit the type of LED package. The term “LED” includes packaged LEDs, non-packaged LEDs, surface mount LEDs, chip on board LEDs and all other configurations of LEDs. The term “LED” also includes LEDs that are packaged with or associated with a material (eg, phosphorous) that can convert the energy from the LED to a different wavelength.
例えば、本質的に白色光を生成するように構成されたLED(例えば、白色LED)の1つの実装にはある数のダイを含めてもよく、これらのダイは、組み合わせて混合すると本質的に白色を形成する、異なるスペクトルのルミネセンスをそれぞれが放射する。別の実現形態においては、白色光LEDを、第1のスペクトルを有するルミネセンスを異なる第2のスペクトルに変換するリン材料と関連させることができる。このような実現形態の一例においては、比較的短い波長と狭帯域スペクトルとを有するルミネセンスが、リン材料を“励起して(pump)”、このリン材料が、いくぶん広いスペクトルを有する、より長い波長の放射線を放射する。 For example, one implementation of an LED configured to generate essentially white light (eg, a white LED) may include a number of dies that are inherently mixed and mixed together. Each emits a different spectrum of luminescence forming a white color. In another implementation, a white light LED can be associated with a phosphorous material that converts luminescence having a first spectrum to a different second spectrum. In one example of such an implementation, luminescence having a relatively short wavelength and a narrow band spectrum “pumps” the phosphor material, which is longer than the phosphor material has a somewhat broad spectrum. Emits radiation of wavelength.
用語LEDは、LEDの物理的および/または電気的パッケージタイプを限定しないことも理解すべきである。例えば、上述のように、LEDは、それぞれが異なる波長の放射線(例えば、個別に制御可能であるか、あるいは可能でない)を放出する複数のダイを有する単一の発光デバイスを指すことがある。また、LEDは、そのLED(例えば、ある種の白色LED)の一体部分とみなすことのできるリンと関連させることができる。一般的には、LEDの用語は、パッケージLED、非パッケージLED、表面実装LED、チップ・オン・ボードLED、ラジアルパッケージLED、パワーパッケージLED、ある種の容器および/または光学要素(例えば、拡散レンズ)などを含むLEDを指している。 It should also be understood that the term LED does not limit the physical and / or electrical package type of the LED. For example, as described above, an LED may refer to a single light emitting device having multiple dies that each emit radiation of a different wavelength (eg, individually controllable or not possible). An LED can also be associated with phosphorus that can be considered an integral part of the LED (eg, some types of white LEDs). In general, the term LED refers to packaged LEDs, non-packaged LEDs, surface mounted LEDs, chip-on-board LEDs, radial packaged LEDs, power packaged LEDs, certain containers and / or optical elements (eg, diffusing lenses) ) And the like.
「光源(light source)」という用語は、種々の発光源の、任意の1種または2種以上を指すものと理解すべきであり、そのような発光源としては、それに限定はされないが、上述のLEDベース光源、白熱源(例えば、フィラメントランプ、ハロゲンランプ)、蛍光源、リン光源、高輝度放電源(例えば、ナトリウムランプ、水銀ランプ、およびメタルハライドランプ)、レーザー類、その他の種類のルミネセンス源、エレクトロルミネセンス源、パイロルミネセンス源(例えば、火炎)、キャンドルルミネセンス源(例えば、ガスマントル、カーボンアーク発光源)、ホトルミネセンス源(例えば、ガス状放電源)、電子飽和を使用する陰極ルミネセンス源、電流ルミネセンス源(galvano-luminescent sources)、結晶ルミネセンス源、キネルミネセンス源(kine-luminescent sources)、熱ルミネセンス源、トリボルミネセンス源、ソノルミネセンス源(sonoluminescent sources)、放射ルミネセンス源、およびルミネセンスポリマーが挙げられる。 The term “light source” should be understood to refer to any one or more of a variety of light sources, including but not limited to those described above. LED-based light sources, incandescent sources (eg filament lamps, halogen lamps), fluorescent sources, phosphorous light sources, high-intensity discharge sources (eg sodium lamps, mercury lamps, metal halide lamps), lasers, and other types of luminescence Source, electroluminescence source, pyroluminescence source (eg flame), candle luminescence source (eg gas mantle, carbon arc emission source), photoluminescence source (eg gaseous discharge source), electronic saturation Cathode luminescence sources, galvano-luminescent sources, crystal luminescence sources, kine luminescence Scan source (kine-luminescent sources), thermoluminescence source, preparative ribonucleic luminescent sources, sono-luminescent sources (sonoluminescent sources), radiation luminescent sources, and luminescent polymers.
任意の光源を、可視スペクトル内、可視スペクトル外、またはその両者の組合せにおいて、電磁放射線を生成するように構成することができる。したがって「光(light)」および「放射線(radiation)」の用語は、本明細書においては同義で使用する。さらに、光源(light source)には、1つまたは2つ以上のフィルタ(例えば、色フィルタ)、レンズ、またはその他の光学構成要素を、一体構成要素として含めることができる。また、光源は、それに限定はされないが、表示および/または照明を含む、種々の応用に合わせて構成することができることを理解すべきである。「照明源(illumination source)」とは、内部空間または外部空間を効果的に照明するのに十分な強度を有する放射線を生成するように、特に構成された光源である。 Any light source can be configured to generate electromagnetic radiation within the visible spectrum, outside the visible spectrum, or a combination of both. Accordingly, the terms “light” and “radiation” are used interchangeably herein. In addition, a light source can include one or more filters (eg, color filters), lenses, or other optical components as an integral component. It should also be understood that the light source can be configured for a variety of applications, including but not limited to display and / or illumination. An “illumination source” is a light source that is specifically configured to generate radiation having sufficient intensity to effectively illuminate an interior or exterior space.
LEDシステムとは、1種の照明源である。本明細書で使用する場合には、「照明源」とは、すべての照明源を含むことを理解すべきであり、そのような照明源としては、LEDシステム、ならびにフィラメントランプ、火炎などのパイロルミネセンス源、ガスマントルなどのキャンドルルミネセンス源およびカーボンアーク発光源を含む白熱光源、ならびにガス状放電、蛍光源、リン光源、レーザー類、エレクトロルミネセンスランプなどのエレクトロルミネセンス源、発光ダイオード、および電子飽和を使用する陰極ルミネセンス源を含む光ルミネセンス源、ならびに電流ルミネセンス源(galvano-luminescent sources)、結晶ルミネセンス源、キネルミネセンス源(kine-luminescent sources)、熱ルミネセンス源、トリボルミネセンス源、ソノルミネセンス源(sonoluminescent sources)、および放射ルミネセンス源を含むその他のルミネセンス源がある。照明源には、原色を生成することのできるルミネセンスポリマーも含まれる。 An LED system is a kind of illumination source. As used herein, it should be understood that “illumination source” includes all illumination sources, such as LED systems and pyrophores such as filament lamps, flames, etc. Incandescent light sources including luminescence sources, candle luminescence sources such as gas mantles and carbon arc emission sources, and electroluminescence sources such as gaseous discharges, fluorescent sources, phosphorous light sources, lasers, electroluminescent lamps, light emitting diodes, And photoluminescence sources, including cathodoluminescence sources using electron saturation, as well as galvano-luminescent sources, crystal luminescence sources, kine-luminescent sources, thermoluminescence sources, Tririboluminescence source, sonoluminescent sources, and radiation There are other luminescent sources, including Minesensu source. The illumination source also includes a luminescent polymer capable of producing a primary color.
「照明する」という用語は、照明源によって、ある周波数の放射線を生成することを意味すると理解すべきである。「色」という用語は、あるスペクトル範囲内の任意の周波数を意味すると理解すべきである。すなわち、本明細書において使用する場合に、「色」とは、可視スペクトルだけでなく、赤外および紫外領域のスペクトル、およびその他の領域の電磁スペクトルの周波数も包含することを理解すべきである。 The term “illuminate” should be understood to mean producing radiation of a certain frequency by an illumination source. The term “color” should be understood to mean any frequency within a certain spectral range. That is, as used herein, “color” should be understood to encompass not only the visible spectrum, but also the spectrum of the infrared and ultraviolet regions and the electromagnetic spectrum of other regions. .
用語「スペクトル」は、1つまたは2つ以上の光源によって生成される放射の、任意の1つまたは2つ以上の周波数(または波長)を意味すると理解すべきである。したがって、用語「スペクトル」は、可視領域の周波数だけでなく、赤外領域、紫外領域、およびその他の領域の全電磁スペクトルの周波数を意味することを理解すべきである。また、ある特定のスペクトルは、比較的狭い帯域(本質的に少ない周波数または波長成分)または比較的広い帯域(種々の相対強度を有するいくつかの周波数または波長成分)を有することができる。また、ある特定のスペクトルは、1つまたは2つ以上のスペクトルの混合(例えば、それぞれ複数の光源から放射される放射の混合)の結果であり得ることも認識すべきである。 The term “spectrum” should be understood to mean any one or more frequencies (or wavelengths) of radiation produced by one or more light sources. Thus, the term “spectrum” should be understood to mean not only the frequencies in the visible region, but also the frequencies of the entire electromagnetic spectrum in the infrared, ultraviolet, and other regions. Also, a particular spectrum can have a relatively narrow band (essentially few frequencies or wavelength components) or a relatively wide band (several frequencies or wavelength components with various relative intensities). It should also be appreciated that a particular spectrum may be the result of a mixture of one or more spectra (eg, a mixture of radiation each emitted from multiple light sources).
本開示の目的に対しては、用語「色」は、用語「スペクトル」と同義で使用する。しかしながら、用語「色」は、一般には、観察者が知覚可能な放射の特性を基本的に指して使用する(但し、このような使用は、この用語の範囲を限定することを意図するものではない)。したがって、用語「異なる色」は、異なる波長成分および/または帯域幅を有する、異なるスペクトルを暗に意味する。また、用語「色」は、白色光および非白色光の両方に関係して使用できることを認識すべきである。 For the purposes of this disclosure, the term “color” is used interchangeably with the term “spectrum”. However, the term “color” is generally used to refer fundamentally to the characteristics of radiation perceivable by the viewer (however, such use is not intended to limit the scope of the term). Absent). Thus, the term “different colors” implies different spectra with different wavelength components and / or bandwidths. It should also be appreciated that the term “color” can be used in connection with both white and non-white light.
用語「色温度」は、本明細書においては、一般に、白色光と関係して使用するが、このような用法は、この用語の範囲を限定することを意図するものではない。色温度は、本質的には、白色光の特定の色成分または濃淡(例えば、赤みがかった、青みがかった)を意味する。ある特定の放射サンプルの色温度は、従来方法によると、問題の放射サンプルと本質的に同一のスペクトルを放射する黒体放射体の、ケルビン絶対温度(K)によって特性が表される。一般に、白色光の色温度は、約700度K(一般に人の眼に見える最低温度と考えられる)から10,000度K以上までの範囲に入る。 The term “color temperature” is generally used herein in connection with white light, but such usage is not intended to limit the scope of this term. Color temperature essentially means a particular color component or shade of white light (eg, reddish, bluish). The color temperature of a particular radiant sample is characterized by the Kelvin absolute temperature (K) of a blackbody radiator that, according to conventional methods, emits essentially the same spectrum as the radiant sample in question. In general, the color temperature of white light is in the range from about 700 degrees K (generally considered the lowest temperature visible to the human eye) to 10,000 degrees K or more.
低い色温度は、一般的に、赤色成分の強い、または“暖かい雰囲気”の白色光を示し、一方、高い色温度は、一般的に、青色成分の強い、または“冷たい雰囲気”の白色光を示す。例として、木を燃やす火の色温度は、約1,800度Kであり、従来型の白熱電球の色温度は約2848度K、早朝の日光の色温度は約3,000度K、また曇った昼間の空の色温度は約10,000度Kである。色温度が約3,000度Kの白色光の下で見る色彩画像は、比較的赤みがかった色調を有するが、それに対して色温度が約10,000度Kの白色光の下で見る同じ色彩画像は、比較的青みがかった色調を有する。 Low color temperatures generally indicate strong or “warm” white light with a red component, while high color temperatures generally indicate strong blue component or “cold” white light. Show. As an example, the color temperature of fire burning wood is about 1,800 degrees K, the color temperature of a conventional incandescent bulb is about 2848 degrees K, the color temperature of early morning sunlight is about 3,000 degrees K, and The color temperature of the cloudy daytime sky is about 10,000 degrees K. A color image viewed under white light with a color temperature of about 3,000 degrees K has a relatively reddish hue, whereas the same color viewed under white light with a color temperature of about 10,000 degrees K The image has a relatively bluish tone.
「発光ユニット(lighting unit)」および「発光器具(lighting fixture)」という用語は、本明細書においては同義で使用し、同種または異種の1つまたは2つ以上の光源を含む装置を意味する。ある特定の発光ユニットは、様々な種類の光源(単数または複数)用の取付具の配置、筐体/ハウジングの配置および形状、および/または電気的または機械的な接続形態の、任意の1つを選ぶことができる。さらに、ある特定の発光ユニットは、光源(単数または複数)の動作と関係する他の種々の構成要素(例えば、制御回路)に、随意に関連づける(例えば、含める、結合する、および/またはいっしょにパッケージする)ことができる。「LEDベース発光ユニット」とは、上述したような、1つまたは2つ以上のLEDベース光源を、単独またはその他の非LEDベース光源との組合せで含む、発光ユニットを意味する。 The terms “lighting unit” and “lighting fixture” are used interchangeably herein and refer to a device that includes one or more light sources of the same or different types. A particular light emitting unit can be any one of a fixture arrangement for various types of light source (s), a housing / housing arrangement and shape, and / or an electrical or mechanical connection configuration. Can be selected. In addition, certain light emitting units are optionally associated (eg, included, coupled, and / or together) with various other components (eg, control circuitry) related to the operation of the light source (s). Can be packaged). “LED-based light-emitting unit” means a light-emitting unit that includes one or more LED-based light sources, as described above, alone or in combination with other non-LED-based light sources.
用語「プロセッサ」または「コントローラ」は、本明細書においては同義で使用し、1つまたは2つ以上の光源の動作に関係する、種々の装置を表す。プロセッサまたはコントローラは、多くの方法で実現することが可能であり、例えば、ソフトウエア(例えば、マイクロコードまたはファームウエア)を使用して本明細書で述べた様々な機能を実行するようにプログラムされた1つまたは2つ以上のマイクロプロセッサを使用する、専用ハードウエアによる方法、あるいは、いくつかの機能を実行する専用ハードウエアと、その他の機能を実行するようにプログラムされたマイクロプロセッサおよび関連する回路とを組み合わせる方法などである。とりわけ、プロセッサには、特定用途向け集積回路などの、集積回路を含めることができる。 The terms “processor” or “controller” are used interchangeably herein to represent various devices involved in the operation of one or more light sources. The processor or controller can be implemented in many ways, for example, programmed using software (eg, microcode or firmware) to perform the various functions described herein. Dedicated hardware method using one or more microprocessors, or dedicated hardware that performs some functions, and a microprocessor programmed to perform other functions and related It is a method of combining with a circuit. In particular, the processor can include an integrated circuit, such as an application specific integrated circuit.
種々の実現形態において、プロセッサまたはコントローラは、1つまたは2つ以上の記憶媒体(本明細書においては、総称的に「メモリ」と呼ぶ、例えば、RAM、PROM、EPROM、およびEEPROM、フロッピー(登録商標)ディスク、コンパクトディスク、光ディスク、磁気テープなどの、揮発性および不揮発性コンピュータメモリ)と関連づけることができる。いくつかの実現形態においては、記憶媒体に、1つまたは2つ以上のプログラムを符号化して、このプログラムが、1つまたは2つ以上のプロセッサおよび/またはコントローラ上で実行されると、本明細書で述べた機能の少なくともいくつかを実行するようにすることができる。本明細書で述べた本発明の様々な観点を実現するように、様々な記憶媒体は、プロセッサまたはコントローラ内で固定してもよく、または可搬型として、そこに記憶された1つまたは2つ以上のプログラムをプロセッサまたはコントローラ中にロードしてもよい。用語「プログラム」または「コンピュータプログラム」は、本明細書においては、一般的な意味で、記憶された命令順序の検索によることを含み、1つまたは2つ以上のプロセッサまたはコントローラをプログラムするのに使用することができる、任意の種類のコンピュータコード(例えば、ソフトウエアまたはマイクロコード)を意味して使用する。 In various implementations, the processor or controller may include one or more storage media (collectively referred to herein as “memory”, eg, RAM, PROM, EPROM, and EEPROM, floppy (registered). Trademark) disk, compact disk, optical disk, magnetic tape, etc., volatile and non-volatile computer memory). In some implementations, the storage medium encodes one or more programs, and when the programs are executed on one or more processors and / or controllers, It is possible to perform at least some of the functions mentioned in the book. In order to implement the various aspects of the invention described herein, the various storage media may be fixed within the processor or controller, or may be stored as one or two stored therein. The above program may be loaded into the processor or controller. The term “program” or “computer program” is used herein in a general sense to include one by searching for a stored instruction order to program one or more processors or controllers. Any type of computer code (eg, software or microcode) that can be used is used.
用語「アドレス指定可能(addressable)」は、本明細書においては、それ自体を含む、複数の装置用の情報(例えば、データ)を受け取り、それに対する特定の情報に選択的に応答するように構成された、デバイス(例えば、光源一般、発光ユニットまたは発光器具、1つまたは2つ以上の光源または発光ユニットに関連するコントローラまたはプロセッサ、その他の非発光関係デバイス、その他)を意味する。用語「アドレス指定可能」は、ネットワーク化環境(または、以下にさらに記載する、「ネットワーク」)と関係して頻繁に使用し、このネットワーク化環境では、複数デバイスが、なんらかの通信媒体(単数または複数)を介して互いに結合されている。 The term “addressable” as used herein is configured to receive information (eg, data) for multiple devices, including itself, and selectively respond to specific information thereto. Device (eg, a light source in general, a light emitting unit or light fixture, a controller or processor associated with one or more light sources or light emitting units, other non-light emitting related devices, etc.). The term “addressable” is frequently used in connection with a networked environment (or “network”, further described below), in which multiple devices may communicate with any communication medium (one or more). ).
一実現形態においては、ネットワークに結合された1つまたは2つ以上のデバイスが、ネットワークに(例えば、マスター/スレーブ関係で)結合された1つまたは2つ以上のその他のデバイス用のコントローラとしての役割を果たすことができる。別の実現形態においては、ネットワーク化環境には、ネットワークに結合されたデバイスの1つまたは2つ以上を制御するように構成された、1つまたは2つ以上の専用コントローラを含めることができる。一般に、ネットワークに結合された複数のデバイスは、それぞれ、通信媒体(単数または複数)上にあるデータにアクセスすることができるが、ある特定のデバイスは、それに割り当てられた1つまたは2つ以上の特定の識別子(例えば、「アドレス」)に基づいて、ネットワークとデータを選択的に交換する(すなわち、それからデータを受信し、かつ/またはそれにデータを送信する)ように構成することにおいて、「アドレス指定可能」にすることができる。別の実現形態においては、デバイスは、データをある順序で、または線またはストリングに沿って配置するなどのように、ある経路に沿って受信するように構成することができる。そのような実現形態においては、ストリング内の順序位置に従って、データを特定の発光ユニットにアドレス指定してもよい。すなわち、最初のユニットは、最初のパケットのデータに応答し、第2のユニットは第2のパケットのデータに応答する、以下同様である。このことは、例えば、各発光ユニットに、それにアドレス指定されているパケットのデータを、(例えば、1バイトのデータの第1の位置に「1」を配置するなどして)修正させるとともに、各発光ユニットに最初の未修正パケットデータに応答させることによって達成することができる。この実現形態および発光ユニットのストリングに沿った発光ユニットの順番位置に頼るその他の実現形態を、本明細書においては「ストリング・ライト(string light)」プロトコルと呼ぶ。 In one implementation, one or more devices coupled to the network are used as controllers for one or more other devices coupled to the network (eg, in a master / slave relationship). Can play a role. In another implementation, the networked environment may include one or more dedicated controllers configured to control one or more of the devices coupled to the network. In general, multiple devices coupled to a network can each access data on the communication medium (s), but a particular device can have one or more assigned to it. In configuring to selectively exchange data with a network (ie, receive data from and / or send data to it) based on a particular identifier (eg, “address”), “address Can be specified. In another implementation, the device may be configured to receive data along a path, such as placing data in a certain order or along a line or string. In such an implementation, data may be addressed to a particular light emitting unit according to the ordinal position within the string. That is, the first unit responds to the data of the first packet, the second unit responds to the data of the second packet, and so on. This means, for example, that each light emitting unit corrects the data of the packet addressed to it (for example, by placing “1” in the first position of 1 byte of data) This can be accomplished by having the light emitting unit respond to the initial unmodified packet data. This implementation and other implementations that rely on the sequential position of the light emitting units along the string of light emitting units are referred to herein as the “string light” protocol.
本明細書において使用する、用語「ネットワーク」は、任意の2つまたは3つ以上のデバイス間、および/またはネットワークに結合された複数のデバイス間での(例えば、デバイス制御、データ記憶、データ交換などのための)情報の移送を容易にする、2つまたは3つ以上のデバイス(コントローラまたはプロセッサを含む)の任意の相互接続を意味する。ただちに認識すべきこととして、複数デバイスを相互接続するのに適するネットワークの様々な実現形態には、様々なネットワークトポロジの任意のものを含めるとともに、様々な通信プロトコルの任意のものを使用することができる。さらに、本発明による様々なネットワークにおいて、2つのデバイス間の任意の1つの接続は、その2つのシステム間の、専用の接続、またはその代わりに非専用接続を表すことができる。2つのデバイスのための情報を運ぶことに加えて、そのような非専用接続は、その2つのデバイスのいずれかに必ずしも指定されていない情報を運ぶことができる(例えば、オープンネットワーク接続)。さらに、本明細書で述べる、デバイスの様々なネットワークは、1つまたは2つ以上の無線、有線/ケーブル、および/または光ファイバーリンクを使用して、ネットワーク全体の情報移動を容易にすることができることをすぐに認識すべきである。 As used herein, the term “network” refers to any two or more devices and / or between multiple devices coupled to the network (eg, device control, data storage, data exchange). Means any interconnection of two or more devices (including a controller or processor) that facilitates the transfer of information (for example). It should be immediately recognized that various network implementations suitable for interconnecting multiple devices include any of a variety of network topologies and use any of a variety of communication protocols. it can. Furthermore, in various networks according to the present invention, any one connection between two devices can represent a dedicated connection or alternatively a non-dedicated connection between the two systems. In addition to carrying information for two devices, such a non-dedicated connection can carry information that is not necessarily specified for either of the two devices (eg, an open network connection). Further, the various networks of devices described herein can facilitate the movement of information throughout the network using one or more wireless, wired / cable, and / or fiber optic links. Should be recognized immediately.
本明細書に記述する発光システムは、発光システムによって表示される発光効果を変更および/または選択するのに使用するユーザインターフェイスも含む。ユーザインターフェイスとプロセッサとの間の通信は、有線または無線通信によって達成することができる。本明細書において使用する場合には、用語「ユーザインターフェイス」は、ユーザーとデバイス(単数または複数)との間の通信を可能にする、人のユーザーまたはオペレータと、1つまたは2つ以上のデバイスとの間のインターフェイスを意味する。本発明の様々な実現形態において使用することのできるユーザインターフェイスの例としては、それに限定はされないが、スイッチ、ヒューマン・マシンインターフェイス、オペレータインターフェイス、ポテンショメータ、ボタン、ダイアル、スライドスイッチ、マウス、キーボード、キーパッド、様々な種類のゲームコントローラ(例えば、ジョイスティック)、トラックボール、ディスプレイスクリーン、様々な種類のグラフィカルユーザインターフェイス(GUIS)、タッチスクリーン、マイクロホン、および人が生成する何らかの形態の刺激を受け取り、それに応じた信号を生成するその他の種類のセンサがある。 The lighting system described herein also includes a user interface that is used to change and / or select the lighting effects displayed by the lighting system. Communication between the user interface and the processor can be accomplished by wired or wireless communication. As used herein, the term “user interface” refers to a human user or operator and one or more devices that allow communication between the user and the device or devices. Means the interface between. Examples of user interfaces that can be used in various implementations of the present invention include, but are not limited to, switches, human-machine interfaces, operator interfaces, potentiometers, buttons, dials, slide switches, mice, keyboards, keys. Receives and responds to pads, various types of game controllers (eg, joysticks), trackballs, display screens, various types of graphical user interfaces (GUIS), touch screens, microphones, and some form of human generated stimulus There are other types of sensors that produce the same signal.
上記の概念と、以下においてさらに詳細に考察する追加の概念とのすべての組合せは、本明細書において開示する発明の主題事項であるとみなすことを認識すべきである。とりわけ、本開示に添付する、クレームにおける主題事項のすべての組合せは、本明細書において開示する発明の主題事項の一部であるとみなすものである。 It should be appreciated that all combinations of the above concepts with additional concepts discussed in more detail below are considered subject matter of the invention disclosed herein. In particular, all combinations of claimed subject matter appended to this disclosure are considered to be part of the inventive subject matter disclosed herein.
詳細な説明
以下の記述は、本発明の説明のためのいくつかの態様に関する。当業者であれば、本発明の多数の変形形態を構想することができるが、そのような変形形態および改良形態は、本開示の範囲内に入るものと考える。すなわち、本発明の範囲は、いかなる状況においても、以下に示す開示によって限定されることはない。
特にLEDベース光源に関係するいくつかの態様を含めて、本発明の様々な態様を以下に記述する。しかしながら、本発明は、いかなる特定の実現方法にも限定されないこと、および本明細書において明示的に記述する様々な態様は、第一に説明を目的とするものであることを理解すべきである。例えば、本明細書に記述する様々な概念は、LEDベース光源、LEDを含まないその他の種類の光源を含む様々な環境、LEDとその他の種類の光源を組合せで含む環境、および非発光関係デバイスのみ、または様々な種類の光源を組合せで含む環境において好適に実現することができる。
DETAILED DESCRIPTION The following description relates to several illustrative embodiments of the present invention. One skilled in the art can envision many variations of the invention, but such variations and modifications are considered to be within the scope of the present disclosure. That is, the scope of the present invention is not limited by the following disclosure under any circumstances.
Various aspects of the invention are described below, including several aspects that relate specifically to LED-based light sources. However, it is to be understood that the invention is not limited to any particular implementation and that the various aspects explicitly described herein are primarily for illustrative purposes. . For example, the various concepts described herein include LED-based light sources, various environments that include other types of light sources that do not include LEDs, environments that include combinations of LEDs and other types of light sources, and non-light emitting related devices. Only or in an environment including various types of light sources in combination.
図1は、本発明の一態様による発光環境におけるデバイスとして役立つ、発光ユニット100の一例を示す。図1と関係して以下に記述するものと類似するLEDベース発光ユニットのいくつかの例は、例えば、2000年1月18日付でMuellerらに授与された、「Multicolored LED Lighting Method and Apparatus」という名称の米国特許第6,016,038号および2001年4月3日付けでLysらに授与された、「Illumination Components」という名称の米国特許第6,211,626号に示されている。
FIG. 1 illustrates an example of a
本発明の様々な態様において、図1に示す発光ユニット100は、単独で使用するか、または発光ユニットのシステム(例えば、図2と関係して以下にさらに詳細にのべる)内の、その他の類似の発光ユニットといっしょに使用することができる。単独で、または他の発光ユニットと併用して使用することによって、発光ユニット100は、それに限定はされないが、屋内または屋外の空間照明一般、物体または空間の間接または直接照明、劇場またはその他のエンターテインメントベース/特殊効果照明、装飾照明、安全指向照明、車両照明、陳列および/または商品(例えば、宣伝および/または小売り/消費者環境用)の照明、照明と通信の組合せシステム、その他を含む様々な用途とともに、様々な表示および情報目的に使用することができる。
In various aspects of the present invention, the
さらに、図1と関係して記述したものと類似の、1つまたは2つ以上の発光ユニットは、それに限定はされないが、様々な形態の発光器具、様々な形態の発光体モジュール、または様々な形状と電気的/機械的結合配設(交換モジュールまたは「レトロフィット」モジュールまたは従来式ソケットまたは器具で使用するように適合されたバルブを含む)を有するバルブを含む、様々な製品と共に、様々な消費者用および/または家庭用製品(例えば、夜間灯、おもちゃ、ゲームまたはゲーム部品、エンターテイメント部品またはシステム、食器、電気製品、台所用品、洗濯用製品、その他)に実装することができる。 Further, one or more light emitting units similar to those described in connection with FIG. 1 may include, but are not limited to, various forms of light emitting devices, various forms of light emitter modules, or various types of light emitting units. Various, along with various products, including valves with shapes and electrical / mechanical coupling arrangements (including replacement modules or “retrofit” modules or valves adapted for use with conventional sockets or instruments) It can be implemented in consumer and / or household products (eg, night lights, toys, games or game components, entertainment components or systems, tableware, appliances, kitchenware, laundry products, etc.).
一態様において、図1に示す発光ユニット100には、図1の光源104A、104B、104Cおよび104Dなどの1つまたは2つ以上の光源104を含め、この光源の1つまたは2つ以上を、1つまたは2つ以上の発光ダイオード(LED)を含むLEDベース光源とすることができる。この態様の一観点においては、光源104A、104B、104Cおよび104Dの任意の2つまたは3つ以上を、異なる色(例えば、それぞれ赤、緑、および青)の放射を生成するように適合させることができる。図1は4つの光源104A、104B、104Cおよび104Dを示しているが、発光ユニットは、この点において限定はされるものではなく、本質的に白色光を含む、様々な異なる色の放射を生成するように適合された、異なる数および様々な種類の光源(すべてのLEDベース光源、LEDベースおよび非LEDベース光源の組合せ、その他)を、以下に詳述するように、発光ユニット100内で使用することができることを認識すべきである。
In one aspect, the
図1に示すように、発光ユニット100にプロセッサ102を含め、このプロセッサを、光源104A、104B、104Cおよび104Dを駆動する1つまたは2つ以上の制御信号を出力して、光源から様々な強度の光を生成するように構成することができる。例えば、一つの実現形態においては、プロセッサ102の構成を、各光源用の少なくとも1つの制御信号を出力して、各光源が生成する光の強度を独立して制御するように構成することができる。光源を制御するために、プロセッサが生成することのできる制御信号のいくつかの例としては、それに限定はされないが、パルス変調信号、パルス幅変調信号(PWM)、パルス振幅変調信号(PAM)、パルス変位変調信号、アナログ制御信号(例えば、電流制御信号、電圧制御信号)、前記信号の組合せおよび/または変調、またはその他の制御信号がある。1つの観点では、プロセッサ102は、その他の専用回路(図1には示さず)を制御して、この専用回路が光源を制御して、それぞれの光源の強度を変化させることができる。
As shown in FIG. 1, the
この仕様による発光システムは、効率的な方法でLEDを動作させることができる。標準的なLED性能特性は、LEDが消費する電流量に依存する。最適効果は、最大の明るさ(brightness)を生じるレベルよりも低い電流において得られる。LEDは、一方で適当な寿命を維持しながら、LEDが供給する明るさを増大させるために、通常は、その最も効率的な動作電流よりはるかに上で駆動される。その結果として、PWM信号の最大電流値が可変のときに、効率を向上させることができる。例えば、所望の光出力が最大要求出力よりも小さい場合に、電流最大および/またはPWM信号幅を低減することができる。これは、例えば、パルス振幅変調(PAM)になることがあるが、LEDを駆動するのに使用する電流の幅および振幅を変化させて、LED性能を最適化することができる。 A light emitting system according to this specification can operate LEDs in an efficient manner. Standard LED performance characteristics depend on the amount of current consumed by the LED. The optimum effect is obtained at a current lower than the level that produces the maximum brightness. An LED is typically driven far above its most efficient operating current to increase the brightness it provides while maintaining a reasonable lifetime. As a result, the efficiency can be improved when the maximum current value of the PWM signal is variable. For example, the current maximum and / or PWM signal width can be reduced when the desired light output is less than the maximum required output. This can be, for example, pulse amplitude modulation (PAM), but the width and amplitude of the current used to drive the LED can be varied to optimize LED performance.
一態様においては、発光システムは、LEDを通過する電流の振幅制御のみを提供するように適合させることができる。本明細書に挙げた態様の多くが、LEDの駆動のためのPWMおよびPAMの使用について記述するが、当業者であれば、本明細書に記述したLED制御を達成するのに多くの技法があることを理解するであろう。したがって、本発明の範囲は、いずれの制御技法によっても限定されるものではない。いくつかの態様においては、パルス周波数変調(PFM)または、PWMとPAMの一方または両方との組合せなどのパルス変位変調(PDM)などの、その他の技法を使用することが可能である。 In one aspect, the lighting system can be adapted to provide only amplitude control of the current passing through the LED. Although many of the aspects listed herein describe the use of PWM and PAM to drive LEDs, those skilled in the art have many techniques for achieving the LED control described herein. You will understand that there is. Accordingly, the scope of the present invention is not limited by any control technique. In some aspects, other techniques such as pulse frequency modulation (PFM) or pulse displacement modulation (PDM) such as a combination of PWM and / or PAM may be used.
パルス幅変調(PWM)は、実質的に一定の電流をある時間LEDに供給することを意味する。時間またはパルス幅が短いほど、結果として得られる光において、観察者が観察する明るさは低くなる。人の眼は、受容する光をある時間にわたって積分するために、LEDを通過する電流は、パルス間隔に無関係に同一光レベルを生成することができるにもかかわらず、人の眼には短いパルスは、長いパルスよりも、「より薄暗く(dimmer)」知覚されることになる。PWM技法は、LEDを駆動するための好ましい技法と考えられるが、本発明はそのような技法に限定はされるものではない。発光システムに2つまたは3つ以上のカラーLEDが設けられるときには、これらの色を混合して、LEDの強度または知覚強度を変化させることによって、多くの色の変更形態を生成することができる。一態様においては、3色のLED(例えば、赤、緑および青)を提示して、これらの色のそれぞれをPWMで駆動して、その見かけの強度を変化させる。このシステムは、数百万の色(例えば、PWMチャネルのそれぞれに8ビット制御を使用するときに、1670万色)の生成を可能にする。 Pulse width modulation (PWM) means supplying a substantially constant current to the LED for a period of time. The shorter the time or pulse width, the lower the brightness observed by the observer in the resulting light. Because the human eye integrates the light it receives over time, the current passing through the LEDs can produce the same light level regardless of the pulse interval, but the human eye has a short pulse. Will be perceived as “dimmer” more than a long pulse. Although the PWM technique is considered a preferred technique for driving an LED, the present invention is not limited to such a technique. When a lighting system is provided with two or more color LEDs, many color variations can be generated by mixing these colors and changing the intensity or perceived intensity of the LEDs. In one aspect, three color LEDs (eg, red, green, and blue) are presented and each of these colors is driven with PWM to change its apparent intensity. This system allows the generation of millions of colors (eg, 16.7 million colors when using 8-bit control for each of the PWM channels).
一態様においては、LEDは、PWMで変調するとともに、LEDを駆動する電流の振幅を変調する(パルス振幅変調またはPAM)ことによって変調する。LED効率は、電流の関数として最大値に増大し、続いて効率が低下する。通常、LEDは、許容できる寿命を維持しながらより高い明るさを得るために、その最大効率を超える電流レベルで駆動する。この目的は、一般に、許容できる寿命を維持しながら、LEDからの光出力を最大化することである。一態様においては、低い光の強度が望ましいときには、LEDを低い電流最大値で駆動をすることができる。ここでもPWMを使用することができるが、所望の光出力に応じて、最大電流強度を変化させることもできる。例えば、最大動作点から光出力の強度を低減するために、最大効率が得られるまで、電流の振幅を低下させることができる。LED明るさをさらに低減することが望ましい場合には、PWM起動を低減して、みかけの明るさを低減することができる。 In one aspect, the LED modulates with PWM and by modulating the amplitude of the current driving the LED (pulse amplitude modulation or PAM). LED efficiency increases to a maximum value as a function of current, followed by a decrease in efficiency. Typically, an LED is driven at a current level that exceeds its maximum efficiency in order to obtain higher brightness while maintaining an acceptable lifetime. The purpose is generally to maximize the light output from the LED while maintaining an acceptable lifetime. In one aspect, when low light intensity is desired, the LED can be driven at a low current maximum. Again, PWM can be used, but the maximum current intensity can be varied according to the desired light output. For example, to reduce the light output intensity from the maximum operating point, the current amplitude can be reduced until maximum efficiency is achieved. If it is desired to further reduce the LED brightness, the PWM activation can be reduced to reduce the apparent brightness.
発光ユニット100の一態様においては、図1に示す光源104A、104B、104Cおよび104Dの1つまたは2つ以上に、いっしょにプロセッサ102によって制御される、複数のLEDまたはその他の種類の光源(例えば、様々な並列および/または直列接続のLEDまたはその他の種類の光源)の群を含めることができる。さらに、光源104A、104B、104Cおよび104Dの1つまたは2つ以上に、それに限定はされないが、様々な可視色(本質的に白色光を含む)、白色光の様々な色温度、紫外、または赤外を含む、様々なスペクトル(すなわち、波長または波長帯域)の任意のものを有する放射を生成するように適合された、1つまたは2つ以上のLEDを含めることができる。
In one aspect of the
図1に示す発光ユニット100の別の態様においては、発光ユニット100を、広範囲の可変色放射を生成するように構築、かつ配設することができる。例えば、発光ユニット100を、光源の2つまたは3つ以上によって生成されるプロセッサ制御可変強度光が、結合して混合色光(様々な色温度を有する本質的に白色光を含む)を生成するように、特に配設することができる。特に、混合色光の色(または色温度)を、それぞれの光源の強度の、1つまたは2つ以上を(例えば、プロセッサ102によって出力される1つまたは2つ以上の制御信号に応答して)変えることによって、変化させることができる。さらに、プロセッサ102は、制御信号を光源の1つまたは2つ以上に供給して、様々な静的または時間変化(動的)多色(または複数色温度)発光効果を生成するように、特に構成(例えばプログラム)することができる。
In another aspect of the
図1に示すように、発光ユニット100に、様々な情報を記憶する、メモリ114を含めることができる。例えば、メモリ114を使用して、プロセッサ102によって実行する(例えば、光源のための1つまたは2つ以上の制御信号を生成する)ための1つまたは2つ以上の発光プログラムとともに、可変色放射を生成するのに有用な様々な種類のデータ(例えば、以下に詳述する較正情報)を記憶することができる。またメモリ114は、発光ユニット100を識別するために局所的またはシステムレベルで使用することのできる、1つまたは2つ以上の特定の識別子(例えば、一連番号、アドレス、その他)を記憶することができる。様々な態様において、そのような識別子を、例えば製造業者が事前プログラムしてもよく、またその後に(例えば、発光ユニットに設置したなんらかの種類のユーザインターフェイス、発光ユニットが受信する1つまたは2つ以上のデータまたは制御信号、またはその他によって)変更可能または変更不可にすることができる。別の選択肢として、そのような識別子を、現場における発光ユニットの最初の使用時に決定して、ここでもその後に変更可能または変更不可にすることができる。
As shown in FIG. 1, the
図1の発光ユニット100における複数光源の制御、および(例えば、図2に関係して以下に記述するような)発光システムにおける複数発光ユニット100の制御に関係して発生する1つの問題は、実質的に同様の光源間の光出力における、場合によっては知覚可能な差があることに関係する。例えば、2つの実質的に同一の光源が、それぞれ同一の制御信号で駆動されているとすると、各光源による光出力の実際の強度が、知覚的に異なる可能性がある。光出力におけるこのような差は、例えば、光源間のわずかな製造差、生成される放射のそれぞれのスペクトルを様々に変化させる光源の時間経過による通常の劣化、その他を含む、様々な要因によるものである可能性がある。本発明の目的では、それに対する制御信号と、結果として得られる強度との間の特定の関係が未知である光源を、「未較正の」光源と呼ぶ。
One problem that arises related to the control of multiple light sources in the
図1に示す発光ユニット100において1つまたは2つ以上の未較正の光源を使用すると、予期できないか、または「未較正の」色または色温度を有する光が生成される結果となる可能性がある。例えば、それぞれが、ゼロから255(0〜255)の範囲の調整可能なパラメータを有する対応する制御信号によって制御される、第1の未較正赤色光源および第1の未較正青色光源を含む、第1の発光ユニットを考える。この例の目的に対しては、赤色制御信号がゼロに設定されると、青色光が生成され、これに対して、青色制御信号がゼロに設定されると、赤色光が生成される。しかしながら、両方の制御信号が非ゼロ値から変えられる場合には、様々な知覚的に異なる色が生成される(例えば、この例においては、少なくとも、紫色の多くの異なる濃淡が可能である)。とりわけ、おそらく特に望ましい色(例えば、ラベンダ色)は、125の値を有する赤色制御信号と、200の値を有する青色制御信号とによって得られる。
The use of one or more uncalibrated light sources in the
次に、第1の発光ユニットの第1の未較正赤色光源と実質的に同様の、第2の未較正赤色光源と、第1の発光ユニットの第1の未較正青色光源と実質的に同様の、第2の未較正青色光源とを含む、第2の発光ユニットを考える。上述のように、未較正赤色光源の両方が、それぞれ同一の制御信号によって駆動される場合でも、各赤色光源による光出力の実際の強度は、異なって知覚される可能性がある。同様に、未較正青色光源の両方が、それぞれ同一の制御信号で駆動されているとしても、各青色光源による光出力の実際の強度は、異なって知覚される可能性がある。 Next, a second uncalibrated red light source substantially similar to the first uncalibrated red light source of the first light emitting unit and substantially similar to the first uncalibrated blue light source of the first light emitting unit. Consider a second light-emitting unit that includes a second uncalibrated blue light source. As described above, even when both uncalibrated red light sources are each driven by the same control signal, the actual intensity of light output by each red light source may be perceived differently. Similarly, even though both uncalibrated blue light sources are each driven with the same control signal, the actual intensity of light output by each blue light source may be perceived differently.
前記のことを考慮すると、複数の未較正光源を、発光ユニットにおいて組み合わせて使用し、上述のような混合色光を生成する場合には、異なる発光ユニットによって同一の制御条件の下で生成される光の、観察される色(または色温度)は知覚的に異なる可能性がある。具体的には、再び、上記の「ラベンダ」例を考える。第1の発光ユニットによって125の赤色制御信号と200の青色制御信号とで生成される「第1のラベンダ」は、第2の発光ユニットによって125の赤色制御信号と200の青色制御信号とで生成される「第2のラベンダ」と知覚的に異なる可能性がある。さらに一般的には、第1および第2の発光ユニットは、それらの未較正光源のために、未較正の色を生成する。 In consideration of the above, when a plurality of uncalibrated light sources are used in combination in a light emitting unit to generate mixed color light as described above, light generated under the same control conditions by different light emitting units The observed color (or color temperature) can be perceptually different. Specifically, consider again the “lavender” example above. The “first lavender” generated by the first light emitting unit with 125 red control signals and 200 blue control signals is generated by the second light emitting unit with 125 red control signals and 200 blue control signals. May be perceptually different from the “second lavender”. More generally, the first and second light emitting units generate uncalibrated colors because of their uncalibrated light sources.
前述の観点において、本発明の一態様においては、発光ユニット100は、任意の時間における較正された(例えば、予測可能、再生可能な)色を有する光の生成を容易にするための較正手段を含む。1つの観点においては、この較正手段は、異なる発光ユニットにおいて使用される同様の光源間の知覚できる差を補償するように、発光ユニットの少なくともいくつかの光源の光出力を調整するように構成する。
In view of the foregoing, in one aspect of the invention, the
例えば、一態様において、発光ユニット100のプロセッサ102は、光源104A、104B、104Cおよび104Dの1つまたは2つ以上を制御して、その結果、光源(単数または複数)用の制御信号に実質的に所定の方法で対応する較正された強度で、放射を出力するように構成する。異なるスペクトルおよびそれぞれの較正された強度を有する放射を混合する結果として、較正された色が生成される。この態様に1つの観点においては、各光源に対する少なくとも1つの較正値を、メモリ114に記憶し、プロセッサを、それぞれの較正値を対応する光源用の制御信号に適用して、その結果、較正された強度を生成するように、プログラムする。
For example, in one aspect, the
この態様の1つの観点において、1つまたは2つ以上の較正値を、(例えば、発光ユニット製造/試験フェーズ中に)1度決定して、それをプロセッサ102による使用のためにメモリ114に記憶することができる。別の観点においては、例えば、1つまたは2つ以上の光センサを使用して1つまたは2つ以上の較正値を動的に(例えば、時おり)導くように、プロセッサ102を構成することができる。様々な態様において、光センサ(単数または複数)は、発光ユニットに結合された1つまたは2つ以上の外部構成要素とするか、またはその代わりに、発光ユニット自体の部分として一体化することができる。光センサは、発光ユニット100に一体化されるか、またはその他の方法で関連づけられて、発光ユニットの動作と関係してプロセッサ102によって監視される、信号源の一例である。そのような信号源のその他の例を、図1に示す信号源124と関係して、以下にさらに考察する。
In one aspect of this embodiment, one or more calibration values are determined once (eg, during the light emitting unit manufacturing / testing phase) and stored in
プロセッサ102によって実現可能な、1つまたは2つ以上の較正値を導く1つの例示的な方法として、基準制御信号を光源に適用し、その光源が生成する放射の強度を(例えば、1つまたは2つ以上の光センサによって)計測することがある。次いで、プロセッサは、計測された強度と(例えば、基準制御信号に応じて名目的に期待される強度を表す)少なくとも1つの基準値との比較を行うようにプログラムすることができる。このような比較に基づいて、プロセッサは、その光源に対する1つまたは2つ以上の較正値を決定することができる。特に、プロセッサは、基準制御信号に適用したときに、光源が、その基準値に対応する強度(すなわち、「期待」強度)を有する放射を出力するように、較正値を導くことができる。
One exemplary method for deriving one or more calibration values that can be implemented by the
様々な観点において、所与の光源に対して、全範囲の制御信号/出力強度について1つの較正値を導出することができる。その代わりに、所与の光源に対して、複数の較正値を導出して(すなわち、ある数の較正値「サンプル」を得て)、それらの較正値を、異なる制御信号/出力強度範囲にわたってそれぞれ適用して、非線形較正関数を区分線形方式で近似することもできる。 In various aspects, for a given light source, one calibration value can be derived for the full range of control signal / output intensity. Instead, for a given light source, multiple calibration values are derived (ie, a certain number of calibration values “samples” are obtained) and these calibration values are spread over different control signal / output intensity ranges. Each can be applied to approximate the nonlinear calibration function in a piecewise linear fashion.
別の観点においては、やはり図1に示すように、発光ユニット100には、任意に1つまたは2つ以上のユーザインターフェイス118を含めて、これを設けることによって、多数のユーザー選択可能設定または機能(例えば、発光ユニット100の光出力を概略制御すること、発光ユニットによって生成しようとする事前プログラムされた様々な発光効果を変更および/または選択すること、選択された発光効果の様々なパラメータを変更および/選択すること、発光ユニットのアドレスまたは一連番号などの固有の識別子を設定すること、その他)を容易にすることができる。様々な態様において、ユーザインターフェイス118と発光ユニットとの間の通信は、有線もしくはケーブル伝送、または無線伝送によって達成することができる。
In another aspect, as also shown in FIG. 1, the
一実現形態において、発光ユニットのプロセッサ102は、ユーザインターフェイス118を監視して、光源104A、104B、104Cおよび104Dの1つまたは2つ以上を、少なくとも部分的にインターフェイスのユーザー操作に基づいて制御する。例えば、プロセッサ102を、光源の1つまたは2つ以上を制御する1つまたは2つ以上の制御信号を発生させることによって、ユーザインターフェイスの操作に応答するように、構成することができる。別の選択肢として、プロセッサ102を、メモリに記憶された1つまたは2つ以上の事前プログラムされた制御信号を選択すること、発光プログラムを実行することによって生成される制御信号を修正すること、新規の発光プログラムをメモリから選択して実行すること、あるいはその他の方法で、光源の1つまたは2つ以上によって生成される放射に影響を与えることによって応答するように、構成することができる。
In one implementation, the
特に、一実現形態においては、ユーザインターフェイス118を、プロセッサ102への電力を中断する1つまたは2つ以上のスイッチ(例えば、標準の壁スイッチ)で構成することができる。この実現形態の1つの観点では、プロセッサ102は、ユーザインターフェイスによって制御されているときの電力を監視して、ユーザインターフェイスの操作に起因する電力遮断の期間に少なくとも部分的に基づいて、光源104A、104B、104Cおよび104Dの1つまたは2つ以上を制御するように構成する。上述のように、プロセッサは、例えば、メモリに記憶された1つまたは2つ以上の事前プログラムされた制御信号を選択すること、発光プログラムを実行することによって生成される制御信号を修正すること、新規の発光プログラムをメモリから選択して実行すること、あるいはその他の方法で、光源の1つまたは2つ以上によって生成される放射に影響を与えることによって応答するように、特に構成することができる。
In particular, in one implementation, the
LEDベース発光システムは、非ネットワーク化モードにおいて使用するためのいくつかの発光動作を事前プログラムすることができる。例えば、発光デバイス上のスイッチは、発光デバイスがソリッドカラー、すなわち数分間の間に可視スペクトル全体にわたって照明の色を変化させるプログラム、または照明特性を迅速に変化させるか、もしくはストロボ光を出すように設計されたプログラムを生成するように、設定することができる。一般に、発光システムのアドレスを設定するのに使用するスイッチは、システムを、事前プログラム非ネットワーク化発光制御モードに設定するのにも使用することができる。各発光制御プログラムには、スイッチ設定によって調整される調整可能パラメータも含めることができる。これらの機能のすべては、本発明の原理によるプログラミングデバイスを使用して設定することもできる。例えば、ユーザインターフェイスをプログラミングデバイスに設けることによって、発光システムにおいてプログラムの選択を可能とすること、発光システムにおいてプログラムのパラメータを設定すること、発光システムにおいて新規のプログラムを設定すること、または発光システムにおいて別の設定を行うことができる。 An LED-based lighting system can be pre-programmed with several lighting operations for use in the non-networked mode. For example, a switch on a light-emitting device causes the light-emitting device to be solid color, i.e. a program that changes the color of the illumination over the entire visible spectrum in a few minutes, or to quickly change the lighting characteristics or emit strobe light. Can be configured to generate a designed program. In general, the switch used to set the address of the lighting system can also be used to set the system to a pre-programmed non-networked lighting control mode. Each light emission control program can also include adjustable parameters that are adjusted by switch settings. All of these functions can also be set using a programming device according to the principles of the present invention. For example, by providing a programming device with a user interface, enabling selection of a program in the lighting system, setting program parameters in the lighting system, setting a new program in the lighting system, or in the lighting system Different settings can be made.
本発明の原理によるプログラミングデバイスを介して発光システムと通信することによって、プログラムを選択して、調整可能パラメータを設定することができる。次いで、発光デバイスは、スイッチを設定する必要なく、そのプログラムを実行することができる。そのようなプログラム選択のためのスイッチを設定することの別の問題は、スイッチが、直感的なユーザインターフェイスを提供しないことである。ユーザーは、マニュアルにある表を調べて、特定のプログラムに対する固有のスイッチ設定を見つけなくてはならないことがあるのに対して、本発明の原理によるプログラミングデバイスには、ユーザインターフェイススクリーンを含めることができる。ユーザインターフェイスは、プログラム、プログラムパラメータ、または照明デバイスに関するその他の情報を表示することが出来る。プログラマーは、照明装置からの情報を読み取り、この情報をユーザインターフェイススクリーン上に提供することができる。いつかの態様では、非ネットワーク化デバイスは、同期信号などの信号または回路内の電力の「オン」の存在を検出して、効果の再生を開始することができる。すなわち、形式的にはネットワーク化されていない、複数の発光ユニットを、発光プログラムの開始を同期させることによって、そのような外部要因と同期させることができる。 By communicating with the lighting system via a programming device according to the principles of the present invention, a program can be selected to set adjustable parameters. The light emitting device can then execute the program without having to set a switch. Another problem with setting a switch for such program selection is that the switch does not provide an intuitive user interface. A user may have to consult a table in the manual to find the unique switch settings for a particular program, whereas programming devices according to the principles of the present invention may include a user interface screen. it can. The user interface can display programs, program parameters, or other information about the lighting device. The programmer can read information from the lighting device and provide this information on the user interface screen. In some aspects, the non-networked device may detect the presence of a signal, such as a synchronization signal, or power “on” in the circuit and begin playing the effect. That is, a plurality of light emitting units that are not formally networked can be synchronized with such external factors by synchronizing the start of the light emission program.
また図1は、発光ユニット100が、1つまたは2つ以上の他の信号源124からの1つまたは2つ以上の信号を受け取るように構成できることを示している。一態様において,発光ユニットのプロセッサ102は、信号(単数または複数)122を、単独で、または他の制御信号(例えば、発光プログラムを実行することによって生成される信号、ユーザインターフェイスからの出力、その他)と組み合わせて使用して、光源104A、104B、104Cおよび104Dの1つまたは2つ以上を、ユーザインターフェイスに関して上述したのと同様な方法で、制御することができる。
FIG. 1 also illustrates that the
例として、発光ユニット100には、また、センサおよび/または変換器および/または信号源124として作用する、その他の信号発生装置(以後、まとめてセンサと呼ぶ)を含めることができる。センサは、有線または無線伝送システムを介してプロセッサ102と関連づけることができる。ユーザインターフェイスおよびネットワーク制御システムと同様に、センサ(単数または複数)は、プロセッサに信号を供給し、プロセッサは、メモリ114から新しいLED制御信号を選択するか、LED制御信号を修正するか、制御信号を生成するか、またはLED(単数または複数)の出力を変更することによって、応答することができる。
As an example, the
プロセッサ102が受け取って処理することのできる信号(単数または複数)122の例としては、それに限定はされないが、1つまたは2つ以上の音響信号、ビデオ信号、電力信号、様々な種類のデータ信号、ハンドヘルド式遠隔制御装置からの信号、ネットワーク(例えば、インターネット)から得られる情報を表す信号、ある検出可能/検知状態を表す信号、発光ユニットからの信号、変調光からなる信号、その他がある。様々な実現形態において、信号源(単数または複数)124は、発光ユニット100から遠隔場所に設置するか、または発光ユニットの構成要素として含めることができる。例えば、一態様においては、1つの発光ユニット100からの信号を、ネットワークを介して別の発光ユニット100に送ることもできる。
Examples of signal (s) 122 that can be received and processed by
図1の発光ユニット100に使用するか、またはそれと関係して使用することのできる、信号源の例としては、ある刺激に応答して1つまたは2つ以上の信号を生成する様々なセンサまたは変換器の任意のものがある。そのようなセンサの例としては、それに限定はされないが、熱感受性(例えば、温度、赤外線)センサ、湿度センサ、運動センサ、ホトセンサ/光センサ(例えば、1つまたは2つ以上の特定のスペクトルに感度を有するセンサ)、音もしくは振動センサ、またはその他の圧力/力変換器(例えば、マイクロホン、圧電デバイス)、その他などの様々な種類の環境状態センサがある。
Examples of signal sources that can be used in or in connection with the
信号源124のさらなる例としては、電気信号もしくは特性(例えば、電圧、電流、電力、抵抗、キャパシタンス、インダクタンス、その他)、または化学的/生物学的特性(例えば、酸性度、1つまたは2つ以上の特定の化学物質または生体、バクテリア、その他の)を監視する、様々な計量/検出装置があり、信号または特性の計測値に基づいて、1つまたは2つ以上の信号122を供給する。信号源124のさらに別の例としては、様々な種類のスキャナ、画像認識システム、音声またはその他の音響認識システム、人工知能およびロボットシステム、その他がある。
Further examples of
信号源124は、また、発光ユニット100、プロセッサ102、または多くの利用可能な信号生成装置の任意のもの、例えば、メディアプレーヤー、MP3プレーヤー、コンピュータ、DVDプレーヤー、CDプレーヤー、テレビジョン信号源、カメラ信号源、マイクロホン、スピーカ、電話、セルラー電話、インスタントメッセンジャ装置、SMS装置、無線装置、パーソナルオーガナイザデバイス、およびその他多数とすることもできる。
The
一態様において、図1に示す発光ユニット100には、また、光源104A、104B、104Cおよび104Dによって生成される放射を光学的に処理する、1つまたは2つ以上の光学装置(optical facilities)130を含めることができる。例えば、1つまたは2つ以上の光学装置は、生成される放射の、空間分布および伝播方向の、一方または両方を変更するように、構成してもよい。特に、1つまたは2つ以上の光学装置は、生成された放射の拡散角度を変更するように構成することができる。この態様の1つの観点では、1つまたは2つ以上の光学装置130は、生成される放射の、空間分布および伝播方向の一方又は両方を(例えば、ある電気的および/または機械的刺激に応答して)、可変的に変更するように特に構成することができる。発光ユニット100に含めることのできる光学装置の例としては、それに限定はされないが、反射材料、屈折材料、半透明材料、フィルタ、レンズ、鏡、および光ファイバがある。また、光学装置130には、燐光材料、ルミネセンス材料、または生成された放射に応答するか、またはそれと相互作用することのできる、その他の材料を含めることもできる。
In one aspect, the
やはり図1に示すように、発光ユニット100には、発光ユニット100を多種多様なその他のデバイスのどれにでも容易に結合できるようにする、1つまたは2つ以上の通信ポート120を含めることができる。例えば、1つまたは2つ以上の通信ポート120は、複数の発光ユニットを、ネットワーク発光システムとして一緒に結合することを容易にし、このネットワーク化発光システムでは、少なくともいくつかの発光ユニットが、アドレス指定可能であり(例えば、固有の識別子またはアドレスを有し)、ネットワーク全体にわたって移動する特定のデータに応答する。発光ユニット100には、プログラミング装置と通信するように適合された、通信ポート120を含めることもできる。この通信ポートは、有線または無線伝送によってデータを受け取るように適合させることができる。本発明の一態様においては、通信ポート120を介して受け取った情報は、アドレス情報と関係づけることが可能であり、発光ユニット100は、メモリ114内のアドレス情報を受け取り、次いでそれを記憶するように適合させることができる。発光ユニット100は、ネットワークデータからデータを受け取るときには、記憶されたアドレスを、その使用するアドレスとして使用するように適合させることができる。例えば、発光ユニット100を、ネットワークデータが伝達されるネットワークに接続することができる。発光ユニット100は、ネットワーク上で伝達されるデータを監視し、発光システム100のメモリ114内に記憶されたアドレスに対応すると、「聞こえる」(hear)データに応答することができる。メモリ114は、それに限定はされないが、不揮発性メモリを含む、任意の種類のメモリとすることができる。当業者であれば、ネットワークを介してアドレス指定可能な発光器具に通信する、多くのシステムおよび方法があり(例えば、米国特許第6、016、038号)、本発明は特定のシステムまたは方法に限定されないことを理解するであろう。
As also shown in FIG. 1, the
一態様においては、発光システム100は、所与の発光プログラムを選択し、発光プログラムのパラメータを修正するか、またはその他の方法で選択または修正を行うか、あるいはプログラミングデバイスから受信するデータに基づいていくつかの発光制御信号を生成するように適合させることができる。
特に、ネットワーク化発光システム環境においては、(例えば、図2と関係して)以下により詳細に説明するように、データはネットワークを介して通信されるので、ネットワークに結合された各発光ユニットのプロセッサ102は、(例えば、場合によっては、ネットワーク化発光ユニットのそれぞれの識別子によって要求されるように)それに関係する特定のデータ(例えば、発光制御コマンド)に応答するように構成することができる。所与のプロセッサがそれを対象とする特定のデータを識別すると、そのデータを読み取るとともに、例えば、受信データに従って(例えば、光源に対する適当な制御信号を生成することによって)その光源によって生成されるライティング条件を変更することができる。一観点において、ネットワークに結合された各発光ユニットのメモリ114には、例えば、プロセッサ102が受信するデータと対応する発光制御信号の表をロードすることができる。プロセッサ102がネットワークからデータを受信すると、プロセッサは、表を調べて、受信データに対応する制御信号を選択し、それに従って発光ユニットの光源を制御することができる。
In one aspect, the
In particular, in a networked lighting system environment, as data is communicated over the network, as will be described in more detail below (eg, in connection with FIG. 2), the processor of each lighting unit coupled to the network. 102 can be configured to respond to specific data (eg, lighting control commands) associated with it (eg, as required by the respective identifiers of networked lighting units). When a given processor identifies specific data intended for it, it reads that data and, for example, lighting generated by that light source according to the received data (eg, by generating an appropriate control signal for the light source) Conditions can be changed. In one aspect, the
この態様の1つの観点では、所与の発光ユニットのプロセッサ102は、ネットワークに結合されているかどうかにかかわらず、(例えば、米国特許第6,016、038号および第6,211、626号に記述されているように)発光業界においていくつかのプログラム可能発光用途に従来から使用されている、発光指令プロトコルである、DMXプロトコルで受信される、発光命令/データを解釈するように構成することができる。しかしながら、本発明の目的に対して好適な発光ユニットは、この意味で限定されるものではなく、様々な態様による発光ユニットは、他の種類の通信プロトコルに応答して、発光ユニットのそれぞれの光源を制御するように構成することができることを認識すべきである。
In one aspect of this embodiment, the
一態様においては、図1の発光ユニット100は、1つまたは2つ以上の電源108を含み、かつ/またはそれに結合することができる。様々な観点において、電源(単数または複数)108の例としては、それに限定はされないが、AC電源、DC電源、バッテリ、太陽電池式電源、熱電式または機械式電源、その他が挙げられる。さらに、1つの観点では、電源(単数または複数)108には、外部電源から受け取る電力を、発光ユニット100の動作に好適な形態に変換する、1つまたは2つ以上の電力変換装置を含めるか、またはそれに関係づけることができる。
In one aspect, the
図1に明示はしていないが、発光ユニット100は、本発明の様々な態様による、いくつかの異なる構造構成の内の、任意の構成で実現することができる。例えば、所与の発光ユニットは、様々な光源(単数または複数)の装着配置、光源を部分的または完全に包囲する筐体/ハウジング配置および形状、および/または電気的および機械的接続構成の内の、任意のものとすることができる。特に、発光ユニットは、従来型ソケットまたは取付器具(例えば、エジソン型スクリューソケット、ハロゲン取付器具、蛍光取付器具、その他)内に、電気的かつ機械的に係合する、交換品または「レトロフィット」として、構成することができる。
Although not explicitly shown in FIG. 1, the
さらに、上記の1つまたは2つ以上の光学要素は、発光ユニット用の筐体/ハウジング装置に部分的にまたは完全に一体化することができる。さらに、所与の発光ユニットは、任意に、光源(単数または複数)の動作に関係する、様々な他の構成要素(例えば、プロセッサおよび/またはメモリなどの制御回路、1つまたは2つ以上のセンサ/変換器/信号源、ユーザインターフェイス、ディスプレイ、電源、電力変換装置、その他)と関連づける(例えば、含める、結合する、かつ/または一緒に充填する)ことができる。 Furthermore, the one or more optical elements described above can be partially or fully integrated into a housing / housing device for the light emitting unit. Further, a given light-emitting unit may optionally include various other components (eg, control circuitry such as a processor and / or memory, one or more than one) related to the operation of the light source (s). Sensor / converter / signal source, user interface, display, power supply, power converter, etc.) (eg, include, combine and / or fill together).
図2は、本発明の一態様による、ネットワーク化発光システム200の例を示す。図2の態様においては、図1に関係して上述したものと同様の、ある数の発光ユニット100が、互いに一緒に結合されて、ネットワーク化発光システムを形成している。しかしながら、図2に示す発光ユニットの特定の構成および配設は、説明の目的だけのものであり、本発明は図2に示す特定のシステムトポロジに限定されないことを認識すべきである。
FIG. 2 illustrates an example of a
したがって、発光ユニット100は、発光ユニット100がネットワークデータに応答するように、ネットワークと関連している。例えば、プロセッサ102は、ネットワークに関連するアドレス指定可能プロセッサとすることができる。ネットワークデータは、有線または無線ネットワークを介して伝達することが可能であり、アドレス指定可能プロセッサは、それ自体に関係する指令のデータストリームを、「聞いている」ことができる。プロセッサに、それ自体にアドレス指定されたデータが「聞こえる」と、プロセッサはデータを読み取り、受け取ったデータに応じて、発光条件を変更することができる。例えば、発光ユニット100内のメモリ114には、プロセッサ102が受け取るデータに対応する、発光制御信号の表をロードしておくことができる。プロセッサ102がネットワーク、ユーザインターフェイス、またはその他の供給源からデータを受け取ると、プロセッサは、データに対応する制御信号を選択して、それに従ってLED(単数または複数)を制御することができる。また、受け取ったデータによって、プロセッサ102によって実行する発光プログラムを開始させるか、または発光プログラムもしくは制御データを修正するか、あるいはそうしない場合には発光ユニット100の光出力を制御することもできる。
Accordingly, the
さらに、図2には明示していないが、ネットワーク化発光システム200は、柔軟に構成することによって、1つまたは2つ以上のユーザインターフェイス、ならびにセンサ/変換器などの1つまたは2つ以上の信号源を含めることができることを認識すべきである。例えば、1つまたは2つ以上のユーザインターフェイスおよび/または(図1に関係して上述したような)センサ/変換器などの1つまたは2つ以上の信号源は、ネットワーク化発光システム200の発光ユニットの、任意の1つまたは2つ以上と、関連づけることができる。別の選択肢として(または前記に加えて)、1つまたは2つ以上のユーザインターフェイスおよび/または1つまたは2つ以上の信号源は、ネットワーク化発光システム200内の「スタンドアローン」構成要素として実現することができる。スタンドアローン構成要素であろうと、特に1つまたは2つ以上の発光ユニット100と関連していようとも、これらのデバイスは、ネットワーク化発光システムの発光ユニットによって「共有」することができる。言い換えると、1つまたは2つ以上のユーザインターフェイスおよび/または1つまたは2つ以上のセンサ/トランスジューサは、ネットワーク化発光システム内の「共有資源」を構成し、この共有資源は、システムの発光ユニットの任意の1つまたは2つ以上を制御することに関係して使用することができる。
Further, although not explicitly shown in FIG. 2, the
図2の態様に示すように、発光システム200には、1つまたは2つ以上の発光ユニットコントローラ(以後は「LUC」)、例えばLUC208A、208B、208Cおよび208Dなどを含めることが可能であり、各LUCは、それに結合された1つまたは2つ以上の発光ユニット100と通信すること、およびそれらを全体的に制御する役割を負っている。図2には、所与のLUCに直列に結合された、3つの発光ユニット100を示してあるが、本発明は、この意味で限定されるものでなく、異なる数の発光ユニットを、所与のLUCに、多種多様な構成で、多種多様な通信媒体およびプロトコルを使用して、結合することができることを認識すべきである。
As shown in the embodiment of FIG. 2, the
図2にシステムにおいて、各LUCは、中央コントローラ202に結合し、この中央コントローラは、1つまたは2つ以上のLUCと通信するように構成されている。図2では、スイッチングまたは結合デバイスによって、中央コントローラに結合された3つのLUCを示してあるが,様々な態様によれば、異なる数のLCUを、中央コントローラ202に結合できることを認識すべきである。さらに、本発明の様々な態様によれば、多種多様な通信媒体およびプロトコルを使用して、LUCと中央コントローラを様々な構成で互いに結合して、ネットワーク化発光システム20を形成することができる。さらに、LUCと中央コントローラの相互接続、および発光ユニットのそれぞれのLUCへの相互接続は、異なる方法で(例えば、異なる構成、通信媒体、およびプロトコルを使用して)達成できることを認識すべきである。
In the system of FIG. 2, each LUC is coupled to a
例えば、本発明の一態様によれば、図2に示す中央コントローラ202は、LUCとのEthernet(登録商標)ベース(Ethernet-based)の通信を実現するように構成することが可能であり、LUCは、発光ユニット100とのDMXベース通信を実現するように構成することができる。特に、この態様の1つの観点では、各LUCを、アドレス指定可能なEthernet(登録商標)ベースコントローラとして構成し、それによって、Ethernet(登録商標)ベースプロトコルを使用して、特定の固有アドレス(または固有のアドレス群)を介して中央コントローラ202に対して識別可能とすることができる。この方法によると、中央コントローラ202は、結合されたLUCのネットワーク全体にわたってEthernet(登録商標)通信をサポートするように構成することが可能であり、各LUCは、それ自体を対象とする通信に応答することができる。そうすると、各LUCは、それに結合された1つまたは2つ以上の発光ユニットに、中央コントローラ202とのEthernet(登録商標)通信に基づいて、例えば、DMXプロトコルを介して、発光制御情報を伝達することができる。
For example, according to one aspect of the present invention, the
より具体的には、一態様によれば、図2に示すLUC208A、208B、208Cおよび208Dは、発光制御情報を発光ユニット100に送ることができる前に、LUCが解釈する必要のある高レベル指令を、LUCに伝達するように、中央コントローラ202を構成可能であるという点において、「インテリジェント」に構成することができる。例えば、発光システムオペレータは、発光ユニット相互の特定の配置が与えられた場合に、発光ユニットから発光ユニットへ、伝播する虹色(「レインボーチェイス」)が現われるように、色変更効果を生成したいと思うことがある。この例においては、オペレータは、これを実現するために中央コントローラ202に簡単な命令を与えて、中央コントローラが、Ethernet(登録商標)ベースプロトコル高レベル指令(Ethernet-based protocol high-level command)を使用して1つまたは2つ以上のLUCに通信して、「レインボーチェイス」を生成することができる。この指令には、例えば、タイミング、強度、色相、彩度またはその他の関係のある情報を含めることができる。所与のLUCがそのような指令を受け取ると、そのLUCは、適当な発光制御信号を生成するように、その指令を解釈し、次いで、この発光制御信号を、それ自体が制御する1つまたは2つ以上の発光ユニットに、様々な信号方式(例えば、PWM)の任意のものを介してのDMXプロトコルを使用して、伝達することができる。
More specifically, according to one aspect, the
ここでも、本発明の一態様による発光システムにおいて、複数の異なる通信実現形態(例えば、Ethernet(登録商標)/DMX)を使用する前述の例は、説明の目的だけのものであり、本発明はこの特定の例に限定はされないことを認識すべきである。
本明細書に記述する方法およびシステムの一観点は、カラーLED(例えば、赤色、緑色、青色LEDなど、または白色光製品の場合には、白色または琥珀色LEDの異なる色温度など)をオンオフさせて色変更効果または色温度変更効果を達成する方法である。この章の残りでは、赤色、緑色および青色LEDの制御について考察するが、同じ手法を、白色および琥珀色LED、白色光態様などの異なるLEDの制御に使用することができる。いくつかの態様では、プロセッサ102は、例えば、赤色LED用に1つ、緑色LED用に1つ、および青色LED用に1つの3つの出力ピンを有してもよい(勿論のこと、その他の数の出力ピンおよびその他の種類のLEDもこれに含まれる)。いくつかの態様では、同じ色の複数LEDを1つの出力チャネルに接続して、出力チャネルまたはピンは、例えば、赤色、緑色または青色LEDの群を同時に制御する。
Again, the above example using multiple different communication implementations (eg, Ethernet / DMX) in a lighting system according to one aspect of the present invention is for illustrative purposes only, and the present invention is It should be recognized that this particular example is not limited.
One aspect of the methods and systems described herein is to turn on and off color LEDs (eg, red, green, blue LEDs, etc., or in the case of white light products, different color temperatures of white or amber LEDs). This is a method for achieving a color change effect or a color temperature change effect. The remainder of this chapter discusses the control of red, green and blue LEDs, but the same approach can be used to control different LEDs such as white and amber LEDs, white light modes. In some aspects, the
いくつかの態様においては、割込みサービスルーチン(ISR)を、プロセッサ102上である特定の周波数で実行することができる。ISRは、各LEDに対する1組の所望の強度値を、各チャネルの対応出力ピン上のディジタル「オン」および「オフ」パルスのストリームに変換することができる。いくつかの態様においては、ISRは、出力チャネルを順次に処理する。すなわち、ISRは、各出力ピンの「オン」または「オフ」状態を更新するプロセッサ102上で実行される、ソフトウエアルーチンまたはファームウエアルーチンとして実現することができる。態様によっては、第1の色が最初に更新され、ルーチンは、第2の色が更新される点へと続く。ルーチンは、第3の色へと進み、そして再び第1の色の更新を始めるなど、以下同様に続く。態様によっては、割込みサービスルーチンは、所望の1組のLED強度値を各LEDチャネルに対するオンコマンドとオフコマンドのストリームに変換する。
In some aspects, an interrupt service routine (ISR) may be executed at a certain frequency on the
いくつかの態様においては、ネットワーク化発光ユニット100は、劇場発光システムにおいて長年広く使用されているプロトコルである、DMXプロトコルを介して命令を受け取る。DMXプロトコルフォーマットの発光制御信号は、ネットワーク上で中央コントローラから個々の発光ユニット100に送ることが可能であり、それぞれの発光ユニットは赤色、緑色、青色のLEDの群を制御するプロセッサ102を有する。場合によっては、中間電力/データ供給(PDS:power/data supply)が、最初はEthernetなどの別のプロトコルで送られた命令を、個々の発光ユニット100に配信するために、DMXプロトコルフォーマットに変換する。DMXプロコトル命令には、赤色用チャネル、青色用チャネル、および緑色用チャネルが含まれる。いくつかの態様においては、各チャネルは8ビット解像度を有し、各チャネルに対して256の値を生成することが可能である。ネットワーク化発光ユニット100に対して、DMX収集ルーチンは、個々の発光ユニットのプロセッサ上で実行される。この収集ルーチンは、赤色用命令、青色用命令、および緑色用命令を受け取るまで、入力DMXプロトコル命令を繰り返す。次に、収集ルーチンは、各8ビットDMXチャネル値を、より高解像度の14(または16)ビットの所望強度値に、内部に記憶された14ビット強度値の表にある8ビットDMXチャネル値を調べることによって変換する。14(または16)ビット強度値によって、これらのネットワーク化発光ユニット100は、8ビット製品の64(または128)倍の動的解像度を有し、生成されるカラー値に対してよりきめの細かい制御を行うことが可能となる。
In some aspects, the
非ネットワーク化発光ユニット100に対して、発光ショー(lighting show)用の事前プログラムされた命令を、個々の発光ユニット100内のメモリに記憶することができる。ボタンまたは電源遮断装置などのユーザインターフェイスによって、ユーザーは、異なるショーまたは上述のものと類似の、ISRが使用するデータを生成するソフトウエア/ファームウエアプログラムの中から選択することができる。それぞれのプログラムされたショーのための赤、緑および青の個々のチャネルに対する値を、割込みサービスルーチンがアクセスするための表に記憶される。
For
シリアルデータプロトコルを使用する、他のいくつかの態様においては、発光ユニット100に対する制御命令は、各バイトがLEDのチャネル用の制御命令を表わす、一連のバイトからなるデータストリームに配置される。いくつかの態様においては、最初の未修正バイトに対する入力データストリームは(以下にさらに述べるように)、赤色チャネル用に1つ、緑色チャネル用に1つ、青色チャネル用に1つの、3つの異なる12ビットシフトレジスタに時間を計って入れられる。いくつかの態様においては、発振器が、第1のシフトレジスタがクロックアウトし、次いで第2のシフトレジスタ、次いで第3のレジスタがクロックアウトし、信号を120度位相外れで、赤色、緑色、および青色をそれぞれ駆動する3つのトランジスタドライバのそれぞれに配信する。任意選択で、LEDを位相外れで駆動すると、システムへの負荷を平坦化する。
In some other embodiments using a serial data protocol, the control instructions for the
シリアルアドレス指定プロトコルを使用するネットワーク化製品に対して、制御命令は、一連のバイトにして一連の個別発光ユニットに送られ、発光ユニットのそれぞれには、入力される命令ストリームに応答するようにプログラムされた特定用途向け集積回路(ASIC)3600を備えることができる。中央コントローラからの制御データのストリームには、一連の個別発光ユニット100に対する制御命令が含まれ、その系列の制御命令の位置は、発光ユニットの列に沿った個別発光ユニットの位置に対応する。それぞれの個別発光ユニット100は、データのストリームを受け取り、以下のように、それを対象とするデータのバイトに応答する。各発光ユニット100は、データバイトの全ストリームを順番に受け取り、そのデータバイトの所定位置に「1」が存在するかどうかを判定することによるなどして、バイトが修正されたかどうかを示すビットについて、データバイトを検査し始める。データバイトが修正されている場合には、ASIC3600は、次のバイトの検査に進み、未修正バイトが見つかるまで同様に進む。次いで、発光ユニット100は、その未修正データバイトによって指示される制御命令に対応する値を、割込みサービスルーチン用の入力値を保持する表に記憶する。発光ユニット100が、データストリーム中の最初の3つの未修正データバイトを発見して使用すると、発光ユニット100は、所定位置にあるゼロを「1」に変えるか、またはその逆を行うか、あるいはそのデータバイト全体をストリームから削除することによって、それらのバイトを修正する。次いで、修正データストリーム全体が、列内の次の発光ユニット100に送られて、その発光ユニット100は、結果的に、そのときの最初の未修正バイトである、ストリーム中の次のデータバイトに応答することになる。その結果として、発光ユニット100の列は、データストリーム中のバイトの系列の順番に従って、系列内の制御命令に応答する。
For networked products that use the serial addressing protocol, control instructions are sent to a series of individual light emitting units in a series of bytes, each of which is programmed to respond to an incoming instruction stream. An application specific integrated circuit (ASIC) 3600 may be provided. The control data stream from the central controller includes a series of control commands for the individual
図3は、発光システム100と通信可能に関連するプログラミングデバイス300を示している。このプログラミングデバイス300には、プロセッサ302、プロセッサ302と関連するユーザインターフェイス304、プロセッサ302と関連する通信ポート306、およびプロセッサ302と関連するメモリ308を含めることができる。通信ポート306は、データ信号を発光システム100に伝達するように配設するとともに、発光システム100を、そのデータ信号を受け取るように適合させることができる。例えば、通信ポート306を、有線伝送を介してデータを伝達するように配設するとともに、発光システム100の通信ポート120を、その有線伝送を受信するように配設することができる。同様に、通信ポートを、無線伝送を介して通信するように配設することもできる。
FIG. 3 illustrates a programming device 300 that is communicatively associated with the
プログラミングデバイスプロセッサ302は、ユーザインターフェイス304を使用してプロセッサ302内のアドレスを生成するように、ユーザインターフェイス302と関連づけることができる。このユーザインターフェイス304を使用してプロセッサに信号を伝達することが可能であり、プロセッサは、アドレスを生成するか、またはメモリ308からアドレスを選択することができる。一態様においては、ユーザインターフェイスを使用して、開始アドレスを生成または選択することが可能であり、次いで、プログラミングデバイスを、次のアドレスを自動的に生成するように配設することができる。例えば、ユーザーは、ユーザインターフェイス上で選択をすることによって新しいアドレスを選択することができ、次いで、そのアドレスを発光システム100に伝達することができる。アドレスの伝送に続いて、新しいアドレスを選択または生成して、次の発光システム100に伝送することができる。もちろんのこと、新しいアドレスの選択および/または生成の、実際のタイミングは重要ではなく、実際には、先行のアドレスを送信する以前、またはその他の適当な時に生成することができる。
The
このアドレス生成の方法は、ユーザーが2つ以上の発光システム100にアドレス指定したい場合に有用である。例えば、ユーザーは、100個の発光システム100の列を有して、そのような発光システムの1番目に、1000のアドレス番号を含めることを望むことがある。ユーザーは、プログラミングデバイス上でアドレス1000を選択して、プログラミングデバイスに、その発光システムにそのアドレスを伝達させることができる。次いで、プログラミングデバイスは、自動的に次のアドレスを、所望の数列で生成する(例えば、1001とする)ことができる。次いで、この新規に生成されたアドレス(例えば、1001)を、列内の次の発光システムに伝達することができる。これによって、新アドレスを反復して選択することがなくなり、ユーザーに対して1つまたは2つ以上のステップを自動化する。アドレスは、任意所望のパターンで(例えば、2、3、その他ずつ増分させて)選択/生成することができる。
This address generation method is useful when the user wants to address more than one
プログラミングデバイスは、選択/生成されたアドレスをそのメモリ中に記憶して、後に呼び出して発光システムに伝送するように、配設することができる。例えば、ユーザーが、プログラムすべきある数の発光システムを有しており、そのユーザーは自分がプログラムしようとする発光システムを前もって知っているので、プログラミングデバイスのメモリを、一組のアドレスを用いてプログラムしたいと思うことがある。そのユーザーは、計画した配置を有しており、アドレスを選択し、それをメモリに記憶し、次いで、メモリに配置すべき新アドレスを選択するのが望ましい場合がある。このようなアドレスを選択、記憶するシステムは、メモリ中に長いアドレスの列を配置することがある。次いで、ユーザーは、自分がそれにアドレスをロードした順番で、発光システムにアドレス情報を伝送し始めることができる。 The programming device can be arranged to store the selected / generated address in its memory for later recall and transmission to the lighting system. For example, a user has a certain number of lighting systems to be programmed, and the user knows in advance the lighting system that he is trying to program, so the memory of the programming device can be used with a set of addresses. I want to program. The user may have a planned placement, and it may be desirable to select an address, store it in memory, and then select a new address to be placed in memory. A system that selects and stores such addresses may place a long column of addresses in memory. The user can then begin transmitting address information to the lighting system in the order in which he loads the addresses.
プログラムデバイス300には、ユーザインターフェイス304を含め、ユーザインターフェイスは、プロセッサ302と関連付けることができる。ユーザインターフェイス304は、インターフェイス、ボタン、スイッチ、ダイアル、スライドスイッチ、符号変換器、アナログ/ディジタル変換器、ディジタル/アナログ変換器、ディジタル信号発生器、またはその他のユーザインターフェイスとすることができる。ユーザインターフェイス304は、アドレス情報、プログラム情報、発光ショー情報、または証明デバイスを制御するのに使用する、その他の情報もしくは信号を受容することができる。このデバイスは、ユーザインターフェイス情報を受け取ると、発光デバイスと通信することができる。ユーザインターフェイス情報は、メモリ内に記憶して、メモリから照明デバイスに伝達することもできる。ユーザインターフェイス304には、また、情報表示のためのスクリーンを含めることもできる。このスクリーンとしては、スクリーン、LCD、プラズマスクリーン、背面照射ディスプレイ、エッジ照射ディスプレイ、モノクロスクリーン、カラースクリーン、スクリーン、またはその他任意の種類のディスプレイとすることができる。
Program device 300 may include a
本明細書において示す態様の多くは、発光システム100内のアドレスを設定することに関係する。しかしながら、本発明の原理による方法またはシステムは、モード、設定、プログラムまたは発光システム100内のその他の設定を選択することに関係する。また、一態様は、モード、設定、プログラムまたは発光システム100内のその他の設定を修正することにも関係する。一態様においては、プログラミングデバイスを使用して、発光システム100内のプログラムされたモードを選択することができる。例えば、ユーザーは、プログラミングデバイスを使用してモードを選択し、次いで、その選択を発光システム100に伝達し、次いで、発光システム100は、対応するモードを選択することができる。プログラミングデバイス300は、発光システム100内のモードと対応するモードに、事前設定することができる。例えば、発光システム100は4つの事前プログラムされたモード:カラーウォッシュ(color wash)、静的赤色、静的緑色、静的青色、および不規則色生成を有することができる。
Many of the aspects shown herein relate to setting addresses within the
プログラミングデバイス300は、利用可能な同じ4つのモード選択を有し、それによって、ユーザーが、プログラミングデバイス300上で選択を行い、次いで、その選択を発光システム100に伝達できるようにすることができる。選択を受け取ると、発光システム100は、プロセッサ102によって実行するために、メモリから対応するモードを選択することが出来る。一態様においては、プログラミングデバイスは、そのメモリ中に記憶されたモードインジケータを有しており、その結果、このモードインジケータが、特定のモードまたは発光プログラムなどを指示することができる。例えば、プログラミングデバイスは、メモリ内に記憶されて、選択を指示するモードインジケータを有し、このようなモードインジケータの伝達によって、インジケータに対応する、発光システムにおけるモードが、開始または設定されることになる。本発明の一態様には、プログラミングデバイス300を使用して利用可能な選択を、発光システムメモリ114から読み取り、次いで、利用可能な選択をユーザーに提示することを含めることができる。次いで、ユーザーは、所望のモードを選択して、選択を発光システム100に伝達して返すことができる。一態様においては、発光システムは、この選択を受け取り、対応するモードの実行を開始することができる。
The programming device 300 has the same four mode selections available so that a user can make a selection on the programming device 300 and then communicate that selection to the
一態様においては、プログラミングデバイス300を使用して、発光モード、プログラム、設定またはその他を、発光システム100にダウンロードすることができる。発光システム100は、そのメモリ114中に発光モードを記憶することができる。発光システム100を、ダウンロード時にモードを実行するように配設するか、またはモードを、後に選択できるようにすることができる。例えば、プログラミングデバイス300は、1つまたは2つ以上の発光プログラムをそのメモリ308に記憶しておくことができる。ユーザーは、プログラミングデバイス上で、発光プログラムの1つまたは2つ以上を選択し、次いで、プログラミングデバイス300に、選択されたプログラム(単数または複数)を発光システム100にダウンロードさせることができる。次いで、発光システム100は、そのメモリ114内に発光プログラム(単数または複数)を記憶することができる。発光システム100および/またはダウンロードされたプログラム(単数または複数)は、発光システムのプロセッサ102が、ダウンロードされたプログラムの1つを自動的に実行するように、配設することができる。
In one aspect, programming device 300 can be used to download lighting modes, programs, settings, or the like to
本明細書において使用する限り、「有線」伝送および/または通信の用語は、電線、ケーブル、光、またはデバイスが物理的に接続されている、その他任意の種類の、通信を包含するものと理解すべきである。本明細書において使用する限りでは、「無線」伝送および/または通信の用語は、音響、RF、マイクロ波、IR、およびデバイスが物理的に接続されていないその他のすべての通信および/または伝送システムを包含するものと理解すべきである。 As used herein, the term “wired” transmission and / or communication is understood to encompass any wire, cable, light, or any other type of communication to which a device is physically connected. Should. As used herein, the term “wireless” transmission and / or communication refers to acoustic, RF, microwave, IR, and any other communication and / or transmission system where the device is not physically connected. Should be understood as encompassing.
発光ユニット100のための様々な幾何学構成と、発光ユニット100を識別をするためのいくつかの任意選択の方法を特定した結果、これらの構成に照明制御信号を供給するには、オペレータが、適当な制御信号を適当な発光ユニット100に関係づけることができることが必要であることが認識される。ネットワーク化発光ユニット100の構成は、任意に配設することもできるが、それにはオペレータが、特定の発光体を環境内の特定の幾何学的位置に関係づける表または類似の機能を開発する必要がある。多数の発光ユニット100を必要とする大型施設に対しては、特に、発光ユニットの据付者が、ある期間にわたって発光システムを使用して維持するオペレータと同じではないことがあることを想定すると、発光ユニットの物理的場所とそのネットワークアドレスの間の関係を特定して追跡する必要性は、非常に困難なものとなる可能性がある。したがって、状況によっては、それに制御信号を供給するために、発光ユニット100の物理的な場所と、それの仮想場所との間の関係づけを容易にするアドレス方式を提供することのが有利なことがある。
As a result of identifying various geometrical configurations for the
したがって、本発明の一態様は、発光ユニット100にアドレス情報を提供する方法を対象とする。この方法は、A)少なくとも1つのLED発光ユニット100および少なくとも1つのその他の制御可能デバイスに結合された独立にアドレス指定可能なコントローラにデータを伝送する行為であって、前記データは、前記コントローラが前記少なくとも1つのLED発光ユニット100に出力する第1の制御信号のための第1の制御情報と、前記コントローラが前記少なくとも1つの他の制御可能デバイスに出力する第2の制御信号のための第2の制御情報の内の少なくとも一方を含む前記行為、およびB)前記少なくとも1つのLED光源と前記少なくとも1つのその他の制御可能デバイスの内の少なくとも一方を、前記データに基づいて制御する行為を含む。
Accordingly, one aspect of the present invention is directed to a method for providing address information to a
本発明の別の態様は、A)複数の独立にアドレス指定可能なコントローラのデータを受け取る行為であって、少なくとも1つの前記複数の独立にアドレス指定可能なコントローラが、少なくとも1つのLED光源および少なくとも1つのその他の制御可能デバイスに結合されている、前記行為、B)前記少なくとも1つの独立にアドレス指定可能なコントローラが前記少なくとも1つのLED光源に出力する第1の制御信号のための第1の制御情報と、前記少なくとも1つの独立にアドレス指定可能なコントローラが前記少なくとも1つのその他の制御可能デバイスに出力する第2の制御信号のための第2の制御情報の内の少なくとも一方に対応するデータの少なくとも一部を選択する行為、およびC)前記少なくとも1つのLED光源と、前記少なくとも1つのその他の制御可能デバイスの内の少なくとも一方を、前記選択されたデータの部分に基づいて制御する行為を含む、方法を対象とする。 Another aspect of the present invention is: A) act of receiving data of a plurality of independently addressable controllers, wherein at least one of the plurality of independently addressable controllers comprises at least one LED light source and at least Said act coupled to one other controllable device, B) a first for a first control signal output by said at least one independently addressable controller to said at least one LED light source Data corresponding to at least one of control information and second control information for a second control signal that the at least one independently addressable controller outputs to the at least one other controllable device The act of selecting at least a part of C, and C) the at least one LED light source; Serial at least one of the at least one other controllable device, comprising the act of controlling on the basis of the selected portion of data, a method to target.
本発明の別の態様は発光システムを対象とし、該発光システムは:互いに結合されてネットワークを形成する複数の独立にアドレス指定可能なコントローラであって、その内の少なくとも1つの独立にアドレス指定可能なコントローラが、少なくとも1つのLED光源および少なくとも1つのその他の制御可能デバイスに結合されている、前記複数の独立にアドレス指定可能なコントローラ;および前記ネットワークに結合されて、前記複数の独立にアドレス指定可能なコントローラにデータを伝送するようにプログラムされた少なくとも1つのプロセッサであって、前記データが、前記少なくとも1つの独立にアドレス指定可能なコントローラが前記少なくとも1つのLED光源に出力する第1の制御信号のための第1の制御情報と、前記少なくとも1つの独立にアドレス指定可能なコントローラが前記少なくとも1つのその他の制御可能デバイスに出力する第2の制御信号のための第2の制御情報の内の少なくとも一方に対応する、前記少なくとも1つのプロセッサを含む。 Another aspect of the present invention is directed to a lighting system, the lighting system comprising: a plurality of independently addressable controllers coupled together to form a network, at least one of which is independently addressable A plurality of independently addressable controllers coupled to at least one LED light source and at least one other controllable device; and a plurality of independently addressable coupled to the network At least one processor programmed to transmit data to a possible controller, wherein the data is output by the at least one independently addressable controller to the at least one LED light source. First control information for a signal, and Said at least one corresponding to at least one of second control information for a second control signal output by at least one independently addressable controller to said at least one other controllable device; Includes a processor.
本発明の別の態様は、発光システムに使用される装置を対象とし、前記発光システムは、一緒に結合されてネットワークを形成する複数の独立にアドレス指定可能なコントローラを含み、該複数の独立にアドレス指定可能なコントローラの少なくとも1つの独立にアドレス指定可能なコントローラは、少なくとも1つのLED光源および少なくとも1つのその他の制御可能なデバイスに結合されている。この装置は、少なくとも1つのプロセッサをネットワークに結合するための出力を有する前記少なくとも1つのプロセッサを含み、前記少なくとも1つのプロセッサは、データを、複数の前記独立にアドレス指定可能なコントローラに伝送するようにプログラムされており、前記データは、前記少なくとも1つの独立にアドレス指定可能なコントローラが前記少なくとも1つのLED光源に対して出力する第1の制御信号のための第1の制御情報と、前記少なくとも1つの独立にアドレス指定可能なコントローラが前記少なくとも1つのその他の制御可能なデバイスに対して出力する第2の制御信号のための第2の制御情報の内の少なくとも一方に対応している。 Another aspect of the present invention is directed to an apparatus used in a lighting system, the lighting system including a plurality of independently addressable controllers coupled together to form a network, the plurality of independently At least one independently addressable controller of the addressable controller is coupled to at least one LED light source and at least one other controllable device. The apparatus includes the at least one processor having an output for coupling at least one processor to a network, the at least one processor transmitting data to a plurality of the independently addressable controllers. And wherein the data includes first control information for a first control signal that the at least one independently addressable controller outputs to the at least one LED light source, and the at least one One independently addressable controller corresponds to at least one of second control information for a second control signal output to the at least one other controllable device.
本発明の別の態様は、少なくとも1つのLED光源と少なくとも1つのその他の制御可能なデバイスを含む発光システムにおいて使用する装置を対象とする。この装置は、少なくとも1つのコントローラを、少なくとも前記少なくとも1つのLED光源および前記少なくとも1つのその他の制御可能なデバイスにそれぞれ結合するための少なくとも第1および第2の出力ポートを有する前記少なくとも1つのコントローラを含み、前記少なくとも1つのコントローラは、また、前記第1の出力ポートが前記少なくとも1つのLED光源に対して出力する第1の制御信号のための第1の情報と、前記第2の出力ポートが前記少なくとも1つのその他の制御可能なデバイスに対して出力する第2の制御信号のための第2の制御情報の内の少なくとも一方を含むデータを受信する少なくとも1つのデータポートを有し、前記少なくとも1つのコントローラは、前記少なくとも1つのLED光源と前記少なくとも1つのその他の制御可能なデバイスの内の少なくとも一方を前記データに基づいて制御するように構築されている。 Another aspect of the invention is directed to an apparatus for use in a lighting system that includes at least one LED light source and at least one other controllable device. The apparatus includes the at least one controller having at least first and second output ports for coupling at least one controller to at least the at least one LED light source and the at least one other controllable device, respectively. The at least one controller also includes first information for a first control signal that the first output port outputs to the at least one LED light source, and the second output port. Having at least one data port for receiving data including at least one of second control information for a second control signal to be output to the at least one other controllable device, At least one controller includes the at least one LED light source and the least It is built at least one of even one other controllable device to control on the basis of the data.
本発明の別の態様は、発光システムにおける方法を対象とし、前記発光システムは、直列接続を形成するように結合された少なくとも第1および第2の独立にアドレス指定可能なデバイスを含み、前記独立にアドレス指定可能なデバイスの少なくとも1つのデバイスが、少なくとも1つの光源を含む。この方法は、A)少なくとも第1および第2の独立にアドレス指定可能なデバイスにデータを伝送する行為であって、前記データは、前記第1および第2の独立にアドレス指定可能なデバイスの少なくとも一方のための制御情報を含み、前記データは、少なくとも前記第1および第2の独立にアドレスして可能なデバイスの直列接続における相対位置に基づいて配置されている前記行為を含む。 Another aspect of the invention is directed to a method in a lighting system, the lighting system comprising at least first and second independently addressable devices coupled to form a series connection, wherein the independent At least one of the addressable devices includes at least one light source. The method comprises A) an act of transmitting data to at least first and second independently addressable devices, wherein the data is at least one of the first and second independently addressable devices. Including control information for one side, the data including at least the first and second independently addressable actions being arranged based on relative positions in a serial connection of possible devices.
本発明の別の態様は、発光システムにおける方法を対象とし、前記発光システムは、少なくとも第1および第2の独立にアドレス指定可能なデバイスを含み、前記独立にアドレス指定可能なデバイスの少なくとも1つのデバイスは少なくとも1つの光源を含む。
この方法は、A)前記第1の独立にアドレス指定可能なデバイスにおいて少なくとも前記第1および第2の独立にアドレス指定可能なデバイスのための第1のデータを受け取る行為、B)前記第1のデータから少なくとも第1のデータ部分を除去して第2のデータを形成する行為であって、前記第1のデータ部分が、前記第1の独立にアドレス指定可能なデバイスのための第1の制御情報に対応する前記行為、およびC)前記第1の独立にアドレス指定可能なデバイスから前記第2のデータを伝送する行為を含む。本発明の別の態様は、発光システムを対象とし、前記発光システムは、結合して直列接続を形成する少なくとも第1および第2の独立にアドレス指定可能なデバイスであって、その内の少なくとも1つのデバイスが少なくとも1つの光源を含む、前記独立にアドレス指定可能なデバイスと、前記第1および第2の独立にアドレス指定可能なデバイスに結合された少なくとも1つのプロセッサであって、データを少なくとも前記第1および第2の独立にアドレス指定可能なデバイスに伝送するようにプログラムされており、前記データは、前記第1および第2の独立にアドレス指定可能なデバイスの少なくとも一方のための制御情報を含み、前記データは、少なくとも第1および第2の独立にアドレス指定可能なデバイスの直列接続における相対位置に基づいて配置されている、前記少なくとも1つのプロセッサとを含む。
Another aspect of the invention is directed to a method in a lighting system, wherein the lighting system includes at least first and second independently addressable devices, wherein at least one of the independently addressable devices. The device includes at least one light source.
The method includes: A) act of receiving at least first data for the first and second independently addressable devices at the first independently addressable device; and B) the first independently addressable device. Removing at least a first data portion from the data to form second data, wherein the first data portion is a first control for the first independently addressable device. The act corresponding to information, and C) the act of transmitting the second data from the first independently addressable device. Another aspect of the present invention is directed to a lighting system, said lighting system being at least first and second independently addressable devices that combine to form a series connection, at least one of which At least one processor coupled to the independently addressable device and the first and second independently addressable devices, wherein at least one light source includes at least one light source, Programmed to transmit to first and second independently addressable devices, the data comprising control information for at least one of the first and second independently addressable devices; Said data includes at least a phase in a series connection of at least first and second independently addressable devices. It is arranged based on the position, and a said at least one processor.
本発明の別の態様は、発光システムにおいて使用する装置を対象とし、前記発光システムは、直列接続を形成するように結合された、少なくとも第1および第2の独立にアドレス指定可能なデバイスを含み、前記独立にアドレス指定デバイスの少なくとも1つのデバイスは、少なくとも1つの光源を含む。この装置は、前記少なくとも1つのプロセッサを前記第1および第2の独立にアドレス指定可能なデバイスに結合する出力を有する少なくとも1つのプロセッサを含み、該少なくとも1つのプロセッサは、前記第1および第2の独立にアドレス指定可能なデバイスにデータを伝送するようにプログラムされており、前記データは、前記第1および第2の独立にアドレス指定可能なデバイスの少なくとも一方のための制御情報を含み、前記データは、少なくとも第1および第2の独立にアドレス指定可能なデバイスの直列接続における相対位置に基づいて配置されている。 Another aspect of the invention is directed to an apparatus for use in a lighting system, the lighting system including at least first and second independently addressable devices coupled to form a series connection. , At least one of the independently addressed devices includes at least one light source. The apparatus includes at least one processor having an output that couples the at least one processor to the first and second independently addressable devices, the at least one processor comprising the first and second Programmed to transmit data to independently addressable devices, the data including control information for at least one of the first and second independently addressable devices, The data is arranged based on at least a relative position in the series connection of the first and second independently addressable devices.
本発明の別の態様は、発光システムにおいて使用する装置を対象とし、前記発光システムは、少なくとも第1および第2の独立に制御可能なデバイスを含み、前記独立に制御可能なデバイスの少なくとも1つのデバイスは、少なくとも1つの光源を含む。この装置は、前記少なくとも1つのコントローラを少なくとも前記第1の独立に制御可能なデバイスに結合する、少なくとも1つの出力ポートと、少なくとも前記第1および第2の独立に制御可能なデバイスのための第1のデータを受信する少なくとも1つのデータポートを有する、少なくとも1つのコントローラを含み、該少なくとも1つのコントローラは、前記第1のデータから少なくとも第1のデータ部分を除去して第2のデータを形成し、該第2のデータを前記少なくとも1つのデータポートを介して伝送するように構築されており、前記第1のデータ部分は、少なくとも前記第1の独立に制御可能なデバイスのための第1の制御情報に対応する。 Another aspect of the invention is directed to an apparatus for use in a lighting system, wherein the lighting system includes at least first and second independently controllable devices, wherein at least one of the independently controllable devices. The device includes at least one light source. The apparatus includes at least one output port that couples the at least one controller to at least the first independently controllable device and a first for at least the first and second independently controllable devices. Including at least one controller having at least one data port for receiving one data, wherein the at least one controller removes at least a first data portion from the first data to form second data And configured to transmit the second data via the at least one data port, wherein the first data portion is a first for at least the first independently controllable device. Corresponds to the control information.
本発明の別の態様は、発光システムを対象とする。この発光システムは、第1のデータポートを介してデータストリームを受信し、前記データストリームの第1の部分に基づいて照明条件を生成し、第2のデータポートを介して前記データストリームの少なくとも第2の部分を伝達するように適合されたLED発光システム;前記LED発光システムを保持するように適合され、かつ前記第1および第2のデータポートをデータ接続と電気的に関連づけるように適合されたハウジングを含み;前記データ接続は少なくとも1つの不連続区間を備える電気導体を含み;前記第1のデータポートは、前記不連続区間の第1の側のデータ接続に関連し;前記第2のデータポートは、前記不連続区間の第2の側に関連し、前記第1および第2の側は電気的に絶縁されている。 Another aspect of the invention is directed to a lighting system. The lighting system receives a data stream via a first data port, generates an illumination condition based on a first portion of the data stream, and at least a first of the data stream via a second data port. An LED lighting system adapted to transmit two parts; adapted to hold the LED lighting system and adapted to electrically associate the first and second data ports with a data connection The data connection includes an electrical conductor comprising at least one discontinuous section; the first data port is associated with a data connection on a first side of the discontinuous section; the second data A port is associated with the second side of the discontinuous section, and the first and second sides are electrically isolated.
本発明の別の態様は、集積回路を対象としている。この集積回路は、データ認識回路であって、第1のデータポートを介して受信されるデータストリームの少なくとも第1の部分を読み取るように適合された前記データ認識回路;前記データの第1の部分に応答して少なくとも1つの照明制御信号を生成するように適合された照明制御回路;および第2のデータポートを介してのデータストリームの少なくとも第2の部分を伝送するように適合された出力回路を含む。 Another aspect of the invention is directed to an integrated circuit. The integrated circuit is a data recognition circuit, the data recognition circuit adapted to read at least a first portion of a data stream received via a first data port; a first portion of the data An illumination control circuit adapted to generate at least one illumination control signal in response to the output; and an output circuit adapted to transmit at least a second portion of the data stream via the second data port including.
本発明の別の態様は、発光システムを制御する方法を対象とする。この方法は、複数の発光システムを提供するステップ;前記複数の発光システムの第1の発光システムに対してデータストリームを伝達するステップ;第1の発光システムに、前記データストリームを受取り、該データストリームの第1の部分を読み取らせるステップ;第1の発行システムに、前記データストリームの第1部分に応答して発光効果を生成させるステップ;および前記第1の発光システムに、前記データストリームの少なくとも第2の部分を前記複数の発光システムの第2の発光システムに伝達させるステップを含む。 Another aspect of the invention is directed to a method of controlling a lighting system. The method includes providing a plurality of lighting systems; communicating a data stream to a first lighting system of the plurality of lighting systems; receiving the data stream to a first lighting system; Reading a first portion of the data stream; causing a first publishing system to generate a lighting effect in response to the first portion of the data stream; and causing the first lighting system to at least a first of the data stream. Transferring the second portion to a second light emitting system of the plurality of light emitting systems.
図4を参照すると、それぞれの場合に、光通信設備120を備える様々な構成を、発光ユニット100に提供することができる。構成としては、(実施態様によっては、曲線でもよい)線形構成404、円形構成402、楕円形構成414、ピラミッドなどの三次元構成418、または様々な構成402、404の収集が挙げられる。また、発光ユニット100には、赤色、緑色、および青色のLEDを含む、多種多様な色のLEDを、様々な混合物として含めて、混色を生成するとともに、1つまたは2つ以上のその他のLEDを含めて、変化する色および白色光の色温度を創出することができる。例えば、赤色、緑色および青色を、琥珀色、白色、UV、橙色、IRまたはその他のLEDの色と混合することができる。琥珀色LEDと白色LEDを混合して、それによって変化する色、および白色の色温度を提供することができる。LED色の任意の組み合わせによって、LEDが赤色、緑色、青色、琥珀色、白色、橙色、UVであろうと、またはその他の色であろうと、全域の色を生成することが可能である。本明細書全体を通して記述した様々な実施態様は、発光ユニット100におけるLEDのすべての可能な組み合わせを包含しており、その結果、変化する色、強度、彩度、および色温度の光を、要求に応じてプロセッサ102の制御の下で生成することができる。LEDと、リンなどのその他の機構との組み合わせも、本明細書に包含されている。
Referring to FIG. 4, in each case, various configurations including the
光に対する赤色、緑色および青色の混合光を提案したが、それらの混合光の、混合加法混色の広色域(wide gamut)を生成する能力のために、そのような系の、全体色彩品質または演色(color rendering)能力は、すべての用途に対して理想的であるわけではない。このことは、主として、現行の赤色、緑色および青色発光装置の狭い帯域幅のせいである。しかしながら、比較的広帯域の供給源は、例えば、標準CRI指標で計測するときに、良好な演色の生成が可能である。場合によっては、このことは、現在は利用不可能なLEDスペクトル出力を必要とすることがある。しかしながら、広帯域の光源は、利用可能となるであろうことはわかっており、そのような広帯域源は、本明細書において記述する発光ユニット100に対する光源として包含されている。
Proposed mixed light of red, green and blue for light, but due to their ability to produce a wide additive gamut, the overall color quality of such systems or Color rendering capabilities are not ideal for all applications. This is mainly due to the narrow bandwidth of current red, green and blue light emitting devices. However, a relatively broadband source can produce good color rendering, for example, when measured with standard CRI indices. In some cases, this may require LED spectral power that is not currently available. However, it has been found that a broadband light source will be available, and such a broadband source is included as a light source for the
さらに、白色LEDの追加(通常は、青色または紫外線LEDにリン機構を追加)によって、「比較的良好な」白色が得られるが、そのような供給源から制御可能または選択可能な色温度においては、なお限定的である。赤色、緑色および青色混合物への白色の追加によって、利用可能な色の色域を増大させることはできないが、それによって、混合光に対してより広帯域の源を加えることができる。この混合光に琥珀色源を追加すると、色域を「埋める(filling in)」ことによって、色彩をさらに改善することができる。 In addition, the addition of white LEDs (usually adding a phosphorus mechanism to blue or ultraviolet LEDs) provides a “relatively good” white, but at a controllable or selectable color temperature from such sources. Still limited. The addition of white to the red, green and blue mixture cannot increase the color gamut of available colors, but it can add a wider band source to the mixed light. Adding a fading source to this mixed light can further improve the color by “filling in” the color gamut.
光源同士を発光ユニット100として組み合わせると、可視スペクトルを埋めるのを助けて、所望の光のスペクトルを忠実に再生することができる。これらには、広帯域の日光等価物、または他の光源もしくは望ましい光特性に対応する、比較的離散形の波形を含む。望ましい特性としては、それが特定の波長が吸収または減衰される環境を含むという理由から、スペクトルの部分を除去する能力が挙げられる。例えば、水は、光の大部分の非青色および非緑色を吸収かつ減衰させ、そのために、水中用途では、発光ユニット100用の青色源および緑色源を組み合わせる発光体が便益をもたらす。
Combining the light sources together as the
琥珀色および白色光源は、色温度選択可能白色光源を提供することが可能であり、ここで生成された光の色温度は、黒体曲線に沿って、2つの光源の色度座標(chromaticity coordinates)を接続する線分によって、選択することができる。色温度選択は、光源に特定の色温度値を設定するのに有用である。
橙色は、そのスペクトル特性を白色LEDベース光源と組み合わせて使用して、発光ユニット100から、制御可能な色温度光を提供することができる、もう1つの色である。
The amber and white light sources can provide a color temperature selectable white light source, where the color temperature of the light generated is along the black body curve, the chromaticity coordinates of the two light sources. ) Can be selected according to the line segment connecting. Color temperature selection is useful for setting a specific color temperature value for a light source.
Orange is another color that can provide controllable color temperature light from the
白色光とその他の色の光を、発光ユニット100の光源として組み合わせると、多くの商業用および家庭用用途、例えば、プール内、スパ、自動車、建築インテリア(商業用および住居用)、間接照明用途、例えば、アルコーブ照明、商業用店頭(point of purchase)照明、販売促進、おもちゃ、美容、信号系、航空、海洋、医療、海中、宇宙、軍事、消費者、キャビネット下照明、オフィス家具、景観、キッチン、ホームシアター、浴室、洗面所、ダイニングルーム、デッキ、ガレージ、ホームオフィス、家庭用製品、居間、墓碑照明、博物館、写真、美術用途、およびその他多数のための、多目的発光体を提供することができる。
Combining white light and other colors of light as the light source for the
なお図4を参照すると、発光ユニット100は、多数の異なる形態に配置することができる。したがって、1つまたは2つ以上の光源104A〜104Dに、ハウジウング内のプロセッサ102を配置することができる。ハウジングは、円形または楕円形などの点光源402に類似するものなど、様々な形状をとることができる。そのような点光源402は、ランプまたは円筒形器具(cylindrical fixture)などの従来型発光器具に設置することができる。発光ユニット100は、点光源402を直線に設置するか、または円筒形ハウジングのような実質的に線形のハウジング内に位置するボード上に、光源104A〜104Dを、実質的に直線に配置することによって、実質的に線形配置に構成することが可能である。線形発光ユニット404は、他の線形要素404またはその他の形状の要素と、端と端を付けて配置することによって、様々な形状の複数の発光ユニット100からなる比較的長い線形発光システムを製作することができる。ハウジングは、曲げることによって曲線発光ユニットを形成することが可能である。同様に、枝部「T」または「Y」を用いて接合部を作成することによって、分枝発光ユニット410を作成することができる。曲げ発光ユニットには、1つまたは2つ以上の「V」要素を含めることができる。点光源402、線形404、曲線形、分枝形410および屈曲形発光ユニット100の様々な構成の組み合わせを使用して、任意の形状の発光システム、例えば文字、数字、記号、ロゴ、物体、構造物、その他に似せて成形した発光システムを創出することができる。異なる構成の他の発光ユニット100に接続するのに好適な発光ユニット100の一実施態様を以下に記述する。
Referring to FIG. 4, the
一態様において、本発明は、パネルまたはタイルとして構成された、制御されて、ネットワーク化されるか、またはネットワーク化されない発光ユニット100に関する。1つまたは2つ以上のLEDを備える発光ユニットを、そのような発光ユニット100に装着するか、または埋め込んで、様々な規模で、色のパターンおよび色変更能力を提供することができる。一実施態様において、そのような発光ユニット100は、壁、天井、ドア、窓または床に装着するか、または一体化させることができる。
In one aspect, the present invention relates to a
図5を参照すると、発光ユニット100は、複数の三角形領域502を含むタイル500内に配置されており、それらの領域のそれぞれの色は、様々な快適効果のために、選択かつ制御が可能である。光および色パターンは、生成、操作、退色、移動させることが可能である。タイル500は、協調効果のためにネットワーク化するか、または単独モードで作動させることができる。様々な態様において、照明表面の詳細項目には、光出力を最大化し、光出力を均一化かつ拡散し、光出力を成形する幾何学形態が含まれる。観察表面には、観察者に向かって光を誘導し、配向するテキスチャおよび2Dおよび3D形態が組み込まれる。
Referring to FIG. 5, the
図5の態様は、要素504毎に4つの制御可能領域を備える12要素パネルを含む、パネル壁施設のために設計されたタイル500である。これは、タイル500の多数の可能な組合せの中の1つにすぎない。すべての形状のタイル500を組み合わせて、従来型の床、壁または天井タイルと同様に、任意の表面を覆うか、またはその他の建築材料を一緒に取り付けて構造または構造の部分を覆うことができる。タイル500は、一緒に取り付けることにより、家具および備品を形成して、それぞれの場合に、本開示を通して、また参照により本明細書に組み入れてある特許および特許出願に記述する、発光システム機能を持たせることができる。
The aspect of FIG. 5 is a
図6を参照すると、タイル500またはパネルの表面への装着、または要素同士を相互接続するための様々な装着策がある。一態様においては、壁装着602が使用される。壁装着では、装着クリップ604を使用して、所望の間隔を空け、壁にユニットを固定し、壁からの間隔を与える。壁への取り付けは、ブラケットまたはZクリップまたはフレンチクリート(French-cleats)などの2分割クリートによってもよい。タイル500は、背面を横断するワイヤを用いて絵のようにフックから吊るすこともできる。これらのクリート設計は、チャネルまたは窪み表面などの構造を組み込んで、データを通信するためのワイヤを通すこと、および隣接ユニット間に電源を配置することを可能にするか、または成端および壁空間および接続箱の通過を目的としたケーブルの通線を改善することができる。図6および後続の図は、タイル500の使用および装着の方法をさらに詳細に示す。
Referring to FIG. 6, there are various attachment strategies for attaching to the surface of a
図6には、天井装着608も示してある。壁装着実施態様に示すように、デバイスは、ブラケットおよびその他の取り付け具によって天井に固定することができるが、天井は、吊り下げグリッド構造で覆われていることが多く、このような構造によって、多様な天井タイルだけでなく、発光体類およびHVAC関係要素の設置が可能となる。天井タイル要素610は、標準吊り天井グリッドにはめ込むように寸法決めすることができる。例えば、2フィート×2フィート要素610は、標準天井グリッド612に直接はめ込むこともできる。天井装着の追加の配線オプションとしては、設置の柔軟性をもたらす、ユニット間のジャンパーケーブルを挙げることができる。
Also shown in FIG. 6 is
ハウジング設計は、コンピュータセンタで使用される高床のもの、または直接施工床材料として使用される構造タイルとも類似する、床要素を形成するのに十分な構造強度のものとすることができる。代替的に、タイル500は、透明または半透明の床要素の下に装着して、そのような要素を通して照明を提供することもできる。例えば、これらのパネル要素の多くの組合せは、ダンスフロアとして、または様々なドラマチックで心地よい効果のためのスタジオおよびステージセット用として使用することができる。
The housing design can be of a high floor used in computer centers, or of sufficient structural strength to form floor elements, similar to structural tiles used as direct construction floor material. Alternatively,
天井装着態様に対して、すべての材料及び構造は、吊るし天井の上方の空間が通常、空気搬送にも使用されるので、好ましくはプレナム(plenum)級とする。パネルおよび配線絶縁を含み選択される材料は、すべての要求耐火等級に合致し、揮発性ガスを発生してはならない。さらに、高電力LEDデバイスに対して、または大規模なLED集合を使用する場合には、熱消散システムをパネル構造中に直接的に組み入れることができる。熱消散機能ついての多くの実施態様がある。これらは、従来型の鋳造または押し出し金属のヒートシンク、ならびにファンおよび適当な換気チャネルおよび空気流チャネルの形態をとることができる。その他の機能としては、熱を移動させる対流を可能にして、源から離れる熱の流れをもたらす、液体冷却システムが挙げられる。熱消散の追加の手段としては、ペルチエ効果を使用するものなどの、熱電冷却デバイスが挙げることでき、これらは電気を使用して低温側を生成して、「高温」側に熱を発散させる。 For the ceiling mounting mode, all materials and structures are preferably plenum grade, since the space above the suspended ceiling is usually also used for air transport. The materials selected, including panel and wiring insulation, must meet all required fire ratings and must not generate volatile gases. Further, for high power LED devices or when using large LED sets, a heat dissipation system can be incorporated directly into the panel structure. There are many embodiments for the heat dissipation function. These can take the form of conventional cast or extruded metal heat sinks, as well as fans and appropriate ventilation and air flow channels. Other functions include a liquid cooling system that allows convection to transfer heat, resulting in a flow of heat away from the source. Additional means of heat dissipation can include thermoelectric cooling devices, such as those that use the Peltier effect, which use electricity to generate the cold side and dissipate heat to the “hot” side.
図7は、タイル500用のレール装着設備700を示す。この態様は、多数のタイル500またはパネル要素を合わせて接続するレールを含む、装着システムである。これと同じレール700を、図7に示す吊り下げまたは装着システムとして使用することができる。
図8を参照すると、この発明の別の観点は、装置の配線は、原理的に積み木(building block)に類似する、タイル500間の直接コネクタ802を介して行うこともできる。すなわち、モジュール式タイル500またはパネル要素を、機械式および電気式両方の取り付け具によって互いに直接接続することができる。
FIG. 7 shows a
Referring to FIG. 8, according to another aspect of the present invention, the wiring of the device can also be done via a
図9を参照すると、タイル500は、磁石機能900を備えて、タイル500が磁石900の吸引力によって互いに保持されるようにすることができる。パネルは、十分に軽量として、隣接する要素間の結合を可能にするように、その磁場が適切に整列されている鉄系材料または磁石を組み入れることができる。
図10を参照すると、二重目的接続によって、タイル500またはパネルを接続して取り付ける設備を開示してある。図10において、ダイアモンド形および三角形の要素1002は、タイル同士を相互接続するブラケットである。拡大部分は、タイル間500の電気接続およびデータ接続を示している。
Referring to FIG. 9, the
Referring to FIG. 10, an installation for connecting and mounting
図11は、LUCプロセッサ1102と電力検知モジュール1114を含む、汎用LUC208の一部分のブロック図である。図11に示すように、電力検知モジュール1114は、電源入力接続1112に結合してもよく、これが、電力出力接続1110を介してLUCに結合された1つまたは2つ以上の発光ユニットに、電力を供給することができる。また、電力検知モジュール1114は、1つまたは2つ以上の出力信号1116を、プロセッサ1102に供給してもよく、プロセッサは、接続1108を経由して、中央コントローラ202に電力検知に関係する情報を伝達する。
FIG. 11 is a block diagram of a portion of a general purpose LUC 208 that includes an
図11に示すLUCの1つの観点では、電力検知モジュール1114は、プロセッサ1102と一緒に、実際に消費されている電力または電力を消費しているユニットの実際の数を必ずしも特定する必要なく、LUCに結合された発光ユニットの任意のものによって電力が消費されている場合のみを特定するように適合させることができる。LUC設備に結合された発光ユニットの集まりによって、電力が消費されているか、または消費されていないかについての、そのような「2値」判定によって、本発明の一実施態様による(例えば、LUCプロセッサ1102または中央コントローラ202によって実施することのできる)識別子特定/学習アルゴリズムが容易となる。別の観点では、電力検知モジュール1114およびプロセッサ1102は、任意の時間に発光ユニットよって消費される実際の電力を、少なくとも概略で特定するように適合させることができる。単一の発光ユニットにより消費される平均電力が、事前に分かっている場合には、そのような実際の電力計測から、任意の時間において電力を消費しているユニットの数を導出することができる。このような特定は、以下にさらに述べるように、本発明の他の実施態様においても有用である。
In one aspect of the LUC shown in FIG. 11, the
図12は、本発明の一実施態様による電力検知モジュール1114を含む、LUCの回路実装の一部分の例を示す。図12において、電源入力接続は、正極端子1112Aおよび接地端子1112Bとして示されている。同様に、発光ユニットへの電力出力接続は、正極端子1110Aおよび接地端子1110Bとして示されている。図12において、電力検知モジュール1114は、本質的に、電源入力接続の接地端子1112Bと電力出力接続の接地端子1110Bとの間の挿入された、電流センサとして実装されている。この電流センサは、電力出力接続から消費される電力に基づいてサンプル電圧を蓄積するサンプリング抵抗R3を含む。次いで、このサンプル電圧は、演算増幅器U6によって増幅され、それによって、電力が消費されていることを示す出力信号1116をプロセッサ1102に供給する。
FIG. 12 shows an example of a portion of a circuit implementation of an LUC that includes a
図12に示す、この実施態様の1つの観点では、電力入力供給接続1112Aおよび1112Bは、約20ボルトの電源電圧の供給が可能であり、電力検知モジュール314は、LUCに結合された発光ユニットの群が消費する負荷電流のアンペア当たり約2ボルト(すなわち、2V/Aのゲイン)の、出力信号316を生成するように設計することができる。その他の観点では、プロセッサ1102には、約0.02ボルトの大きさの検出解像度を有するA/D変換器を含めることが可能であり、発光ユニットは、各発光ユニットが通電されたときに約0.1アンペアの電流を消費し、その結果として、群のいずれかのユニットが通電されるときに、(上述の2V/Aゲインに基づいて)最低約0.2ボルトの出力信号1116を生成する(すなわち、プロセッサのA/D変換器によって容易に分解される)ように設計することができる。別の観点では、発光ユニットの群によって消費される、最小零入力電流(オフ状態電流、通電された光源なし)を時おり計測して、電力検知モジュール1114に対して適当な閾値を設定することができ、それによって、出力信号1116は、実際に1つまたは2つ以上の光源が実際に通電されることにより、発光ユニットの群によって電力が消費されている場合を、正確に反映する。
In one aspect of this embodiment shown in FIG. 12, the power
上述のように、本発明の一実施態様によれば、LUCプロセッサ1102は、電力検知モジュール1114からの出力信号1116を監視して、発光ユニットの群によって電力が消費されているかどうかを判定し、この指示を識別子特定/学習アルゴリズムに使用して、LUCに結合された発光ユニット群の識別子の収集を特定する。
As described above, according to one embodiment of the present invention, the
図13を参照すると、タイル500は、窪み領域1304中にはまってタイル500をつないで、相互接続するブラケット要素1302によって、背面でつなぐことができる。窪み領域1304は、発光ユニット100を備える発光システムの、配線またはケーブル配線を容易にするチャネルとして機能することができる。拡大領域は、ブラケット要素1302の位置態様を示している。このブラケットは、隣接タイル500間の間隔、壁吊り下げおよび接続を提供する要素も形成する。ブラケット1302は、空間、取り付けおよび吊り下げ機能とともに、統合配線チャネルを提供する。ブラケット1302は、これらの特徴の1つまたは2つ以上を使用することができる。
Referring to FIG. 13,
壁、床、天井またはその他の表面からのタイル500のスペーシングの場合には、光学要素が、タイルの裏側縁上の光路を提供して、発光パネルにフレームをつけるとともに、タイル500に「ハロー効果(halo effect)」を与える。このハロー発光体には別個の発光要素を設けて、前方および後方の発光を別個に制御することもできる。このハロー効果には、鋸歯状(crenellated)、波状、線などの異なる発光形状を与えるシャドーマスクまたは成形シルエット、表面上で異なる退色を有する拡散材料または単純で鋭利な縁枠を使用することもできる。
In the case of spacing of the
ハロー効果またはフレーム効果は、異なる別個に制御される発光ユニット100によって例示することもできる。線または隣接表面は、タイルまたはパネルのグリッドまたはパターン内に強調片(accent pieces)として組み込まれる、光の条片とすることができる。図14は、別個に制御される長方形発光要素1404によって分離される正方形タイル500を示す。発光要素1404は、モジュール式であり、任意の形状に製作することによって、任意のパターンまたはパターンの組を生成することができる。
様々な態様において、各タイル500は多様な個別形状に仕切ることができる。下にある制御可能ノードのグリッドによって、グリッド自体の解像度まで各ノードを照らすのに十分な照明となるであろう。多角形、円形およびその他の組の連結パターンを含む任意の形状を、分離してタイル500で個別に制御することができる。
The halo effect or the frame effect can also be exemplified by different separately controlled
In various aspects, each
タイル500に必要な発光要素の数を低減するために、LEDを備える基板を、図15の右側に示すように、形状の中心に向かっているエッジ上の、発光ユニット100または光源1502として、装着することができる。光源1502から外に放射する光は、光源1502から離れる距離の関数として、強度が低下することになる。より均一な照明を提供するために、タイル500内部の形状の構成を、照明を取り込み反射することによって、光源1502が配置されている領域上に配置されるカバー1512に対して、より均一な照明表面を提供するようにすることができる。図15において、ピラミッド1510は、観察者の方向に延びて、観察者の方向への光の増大をもたらす、浮彫り(relief)で示してある。ピラミッド1510の底辺近くのピラミッド面1504は、光源1502により近い平坦領域1508よりも明るいが、この理由は光源1502からの光の入射角度が、光が平坦領域1508からよりも、より多くの光が傾斜面1504から上方に(実質的にピラミッド1508の頂上に向かう方向からタイル500を見ている、観察者の目の方向に)反射されるようになっているためである。拡散カバー1512を用いると、この効果は、図15の左側に示すように、タイル500全体からのほぼ均一な照明の強度をもたらす。すなわち、図15は、拡散カバー1512有り、および無しの両方の状態での、エッジ照射内部を備えるタイル500を示す。光出力を誘導、拡散および均質化するピラミッド要素1508の使用に留意して頂きたい。対角線は、隣接領域間を分離し、様々な高さで設けることによって、隣接区間からの色の重複を除去するか、または許容することができる。
In order to reduce the number of light emitting elements required for the
ピラミッド1508は、好ましい光効果を実現するのに簡単な形状であるが、その他の形状を設けてもよく、タイル500の異なる相違および異なる構成に対してより効率的にすることができる。曲線形状、特に光分布の数学モデルに合わせたものは、距離に対して高い均一性さえももたらすことができる。放物線などの、2次式によって記述される形状は、タイル500の観察者の目に向かって反射される光の均一性の適正な性質を与えるのに適している。
The
いくつかの態様においては、タイル500の内部の表面材料は、艶消し白色表面、すなわちランバート面(Lambertian surface)とすることができる。ランバート面とは、完全に艶消し特性の表面であり、すなわち完全拡散表面からの任意の方向の反射光は、その方向と表面に垂直方向との間の角度の余弦として変化することを示す、ランベルトの余弦法則に従う。その結果は、その表面の輝度は、観察角度によらず同一である。これと、上記のような形状とを組み合わせることによって、感じ取れるほどの変動のない、快適で均一に照らされた表面が得られる。
In some embodiments, the surface material inside the
勿論のこと、態様によっては、様々な形状および材料を使用して均一な照明以外の高価を得ることが望ましいことがある。様々な形状は、光からの彫刻効果(sculptural effects)を得るための、変動、陰影およびテクスチャをもたらすことができる。例えば、記号、文字、数字、ロゴ、文字、絵またはその他の要素を、タイル500の内部構成、内部の反射性質、またはカバー1512の光透過能力を設計してタイル500の特定の領域における光強度を変化させることによって形成することができる。
ここで、ピラミッド1508のようなタイル500の内部における表面を使用して、空隙を生成し、その空隙の下の空間を、電源およびコントローラ、コネクタおよびタイル500のシステムのその他の関係する部品を隠すのに使用することができることに留意されたい。
Of course, in some embodiments, it may be desirable to use a variety of shapes and materials to obtain a cost other than uniform illumination. Various shapes can provide variation, shading and texture to obtain sculptural effects from light. For example, symbols, letters, numbers, logos, letters, pictures or other elements may be designed to design the internal configuration of the
Here, the surface inside the
図15の態様は、エッジ照射させたシステムを示すが、発光ユニット100のその他の構成を、タイル500の内部を発光させるのに使用することができる。これらには、規則または不規則グリッド、柱状配列、円、または光放出要素として働く発光ユニット100のその他の形状が含まれる。これらの要素は、また、タイル500の内部の範囲で、固定色をもたらすか、または独立に制御されるノードを有することができる。いくつかの態様において、回路基板に白色はんだマスクを使用して、タイル500からの反射および光出力を最大化することができる。
Although the embodiment of FIG. 15 shows an edge illuminated system, other configurations of the
図15のカバー1512は、タイル500用の拡散パネルの一例である。そのような拡散パネルは、美学または装飾目的で、様々な快適形状に成形および彫刻することができる。これらは、互いに代用して全体の見かけを変更するか、または異なるテーマを表わす、モジュール式ユニットとすることができる。色と形状の組合せにおいて、各施設を固有にすることができる。シルクスクリーンなどの、色彩に富んだ半透明または不透明のカバーを使用すると、さらに多くの効果をもたらすことができる。これは、宣伝または情報目的、分配設備または自動販売機の前面、標識、フォンまたはキオスクなどの利用しやすいサービス、およびその他の任意の用途で使用することができる。半透明色を使用すると、着色グラフィックスの背後で変化する色を使用して、フレア効果を生成することができる。モジュール式拡散パネルを使用すると、材料の色に基づいてより多様な色変更効果が可能となる。
A
図16および図17は、本開示に包含される広範囲の中で、光を拡散および回折させるのに使用することのできる様々なテクスチャおよび形状を示す。カバー1600は、グラフィックスおよび文字および芸術作品などのその他の要素を組み込むことができる。モザイク(tessellations)は、周期的または非周期的な、エシェル状(Escher-like)またはペンローズ型(Penrose-type)パターンにして設けることができる。これらの多くのテクスチャおよび形状にしたタイル500は、壁、ドア、窓、天井、床、家具、テーブル、棚、およびその他の表面を含む、ビル内部および外部の部分を覆うためなどに、多くの環境において配置することができる。
FIGS. 16 and 17 illustrate various textures and shapes that can be used to diffuse and diffract light within a wide range encompassed by the present disclosure.
図18および図19は、容易に形成されるように設計されて、従来型製造技術を用いて成型されたパネルを形成する拡散表面を示す。ここで、タイル500は、表面1802と同一面で適合するように設計し、それによって、間隙のない壁まで遡って、多数ユニット構成の外側でフレームを構成する必要がなく、タイルの配線およびその他の機械的様相を露出させることができる。図19は、拡散パネル用の異なる設計による、そのようなタイル500のいくつかの実施態様を示す。
18 and 19 illustrate a diffusing surface that is designed to be easily formed to form a panel molded using conventional manufacturing techniques. Here, the
図20は、それぞれが赤色、緑色および青色のLEDを組み込んだLEDパッケージを使用する、色変化要素2002の規則グリッドを有する構成2000を示す。勿論のことその他のLED色を使用することができる。光法主要素は、基板の背面上の集積された制御、電力および通信チップまたはASICと結合されており、これによって任意形状の構成の開発が非常に簡単明瞭な工程になる。図20および図21は、発光要素2002、2102間に異なる間隔を有する、2つの異なるプリント回路基板2000、2100を示す。構成2000は6×6配列、または1平方フィート当り36ユニットである。構成2100は8×8配列、または1平方フィート当り64要素2102である。この数は、特定の用途の従って変えることが可能であり、全体空間が光放出要素2002、2102によって完全に一杯になるまで無制限である。
FIG. 20 shows a
これらの制御された光基板は任意の形状に製作することができる。各ノードは、DMXなどのアドレス手法によるか、またはいくつかの実施態様においてより好ましくは、各ノードが直列でデータを受け取り、そのストリーム内の最初の未修正データ要素に応答する、本明細書の別の場所で記述するストリング・ライト・プロトコルによるかいずれかで、個別に制御可能に製作することができる。この特定の態様においては、RGBクラスタは単一パッケージ内の同じ場所に配置することができる。発光要素がそのようなグリッド構成に配置されるときには、拡散パネルを直接、その要素上に配置することが可能であり、任意の形状、記号、文字その他を、各グリッド要素に対するオーサリング信号によって、グリッド要素の強度および色を変化させて生成することが可能である。一態様は、正方形パターンに配置されて拡散体によって覆われてタイル発光体500を形成する、複数の基板204である。
These controlled optical substrates can be fabricated in any shape. Each node is addressed by an addressing scheme such as DMX, or more preferably in some embodiments, where each node receives data serially and responds to the first unmodified data element in its stream. It can be made individually controllable, either by a string write protocol described elsewhere. In this particular embodiment, the RGB clusters can be placed at the same location in a single package. When the light emitting elements are arranged in such a grid configuration, it is possible to place the diffuser panel directly on the element, and any shape, symbol, character, etc. It is possible to generate with varying intensity and color of the element. One aspect is a plurality of
いくつかの態様においては、制御は、例えば本明細書の別の場所で記述するソフトウエアオーサリングシステムと関連する、オブジェクト指向制御とすることができる。態様によっては、オーサリングは、本明細書の別の場所に記述する、幾何学的オーサリング方法とすることができる。したがって、「フラッシュ(Flash)」アニメーションなどの、ソフトウエアでオーサリングされた効果は、構成2000、2100において複製して、次いで拡散パネルに拡散させて、その結果として色の爆発、チェーシングレインボウ、絞り染め状効果、などの非常に心地よい効果を得ることができる。効果としては、文字、グラフィックス、アニメーションその他のスクロールが挙げられる。いくつかの態様においては、効果を、入力ビデオ信号などの入力信号に応答するようにオーサリングすることが可能であり、この場合には、グリッドまたは配列を形成する個々の発光ユニット100が、入力ビデオ信号のピクセル、またはピクセルの部分などを表わすものなど、ビデオ信号の要素に応答する。
In some aspects, the control can be an object-oriented control, eg, associated with a software authoring system described elsewhere herein. In some aspects, authoring can be a geometric authoring method as described elsewhere herein. Thus, software-authored effects, such as “Flash” animations, are duplicated in
タイル500を提供する別の方法では、エッジ照射を使用し、一態様では反射性下面(reflective underside)または押し出し反射体形状(extruded reflector shape)を使用する。
図22を参照すると、別の態様2200は、一つの効果のために異なる物理層を使用する。この方法は、拡散体2202を有する統合LEDノード2204を使用する。白色はんだマスクを有する多角形PCBを使用して、各ノード2202は、拡散体材料2204上の隆起の下に位置する。この効果は、均一な色彩場に浮遊する、ある数の個別にアドレス指定可能な制御可能ノードである。小さな円で示された光放出ノード204は、光を上方に拡散体2202中へと放出し、これらの拡散体は多様な形状およびテクスチャを持たせることができる。これは、図22においてその光を水平矢印で示してあるエッジ照明ユニットへの追加とすることができる。
Another method of providing the
Referring to FIG. 22, another
図23を参照すると、ペンローズタイルは、どれほど多く使用されても、規則パターンを形成しない1組のタイルである。このパターンは非周期性(aperiodic)と呼ばれる。この特性を有する、2つのタイルの最も簡単な組は、全エッジが単位長さを有する、図23に示す2つの長斜方形である。これらの形状で製造されるタイル貼り表面は、色彩制御によって、いくつかの非常に面白いパターンを有する。これらは、規則的に反復するパターンのないように面を埋めるタイルの配置である。タイルの同じ外観のクラスタが、無限の頻度で反復することが可能であるが、同じ間隔を空けられていない。そのような形状は、参照により本明細書に組み入れてある「Set of Tiles for Covering a Surface」と言う題の、米国特許第4133152号において考察されている。その他のタイルとして、面の周期的または非周期的タイル貼りの両方を形成することのできる多目的タイル(versatile tile)を挙げることができる。これらの効果は、幾何学ベースとして、メディア(音楽、ビデオ、ビデオおよびコンピュータゲーム、映画その他)などの、その他のシステムと結合させることができる。 Referring to FIG. 23, the Penrose tile is a set of tiles that do not form a regular pattern, no matter how many are used. This pattern is called aperiodic. The simplest set of two tiles having this property is the two rhomboids shown in FIG. 23, where all edges have unit length. Tiling surfaces made with these shapes have some very interesting patterns due to color control. These are tile arrangements that fill the surface so that there are no regularly repeating patterns. Clusters of the same appearance of tiles can repeat at an infinite frequency, but are not spaced the same. Such a shape is discussed in US Pat. No. 4,133,152, entitled “Set of Tiles for Covering a Surface”, which is incorporated herein by reference. Other tiles can include versatile tiles that can form both periodic and aperiodic tilings of surfaces. These effects can be combined with other systems, such as media (music, video, video and computer games, movies, etc.) as a geometry base.
様々な幾何学形状でのタイルの配置を含む、発光ユニット100の多様な構成だけでなく、物理的場所を有する発光ユニット100を、それがネットワークアドレスであっても、ユニーク識別子であっても、または互いに沿って制御信号を伝える発光ユニット100の系列またはストリング内の位置であっても、発光ユニット100のためのアドレスに関係づけるための様々な態様を開発した結果、発光ユニット用の制御信号をオーサリングする機能を有することがさらに望ましい。そのようなオーサリングシステムの一例は、マサチューセッツ州ボストンのカラーキネティクス社(Color Kinetics Incorporated)によるCOLORPLAY(登録商標)などの、ソフトウエアベースのオーサリングシステムである。
Not only the various configurations of the
本発明の一態様は、制御信号を生成するためのシステムおよび方法に関する。制御信号は、本明細書においては、様々な構成にした発光ユニット100のためのオーサリング発光ショーおよび表示と関係して開示するが、ここで理解すべきことは、この制御信号は、それが発光システム、発光ネットワーク、光、LED、LED発光システム、オーディオシステム、サラウンドサウンドシステム、霧マシン、雨マシン、電気機械式システムまたはその他のシステムのいずれであろうとも、制御信号に応答することのできる任意のシステムを制御するのに使用できることである。米国特許第6016038号、第6150774号、および第6166496号に記載されているもののような発光システムは、制御信号を使用することのできる、いくつかの異なる種類の発光システムを例証している。
One aspect of the invention relates to a system and method for generating a control signal. Although the control signal is disclosed herein in connection with the authoring light show and display for the
ある種のコンピュータアプリケーションにおいては、通常、ある種の仮想環境を表わす、ディスプレイスクリーン(これは、パーソナルコンピュータスクリーン、テレビジョンスクリーン、ラップトップスクリーン、ハンドヘルド、ゲームボーイスクリーン、コンピュータモニタ、フラットスクリーンディスプレイ、LCDディスプレイ、PDAスクリーン、またはその他のディスプレイの場合)がある。また、通常、それらのディスプレイスクリーンを取り囲む実世界環境におけるユーザーが存在する。本発明は、とりわけ、仮想環境におけるコンピュータアプリケーションを使用して、発光システムなどの、実世界環境に位置するシステムのための制御信号を生成することに関し、そのような発光システムとしては、線形構成、配列、曲線構成、3D構成、およびその他の構成を含み、そして特にタイル500を様々な2次元および3次元の構成に配置して形成することのできる構成を含む、上述の様々な構成に位置する発光ユニット100などがある。
In certain computer applications, a display screen (typically a personal computer screen, a television screen, a laptop screen, a handheld, a Game Boy screen, a computer monitor, a flat screen display, an LCD display that represents a certain virtual environment. , PDA screen, or other display). Also, there are usually users in a real world environment surrounding their display screens. The present invention relates to, among other things, using a computer application in a virtual environment to generate control signals for a system located in a real world environment, such as a lighting system, which includes a linear configuration, Located in the various configurations described above, including arrays, curvilinear configurations, 3D configurations, and other configurations, and in particular configurations that allow the
本発明の一態様は、図24のブロック図に示す制御信号を生成する方法を記述する。この方法には、画像または画像の表現、すなわちグラフィック表現2402を提供または生成することを含めることができる。グラフィック表現は、図面、写真、生成画像、または静的であるか、もしくは静的に見える画像などの静的画像とすることができる。スクリーン上の画像は連続的に更新されているが、静的画像には、コンピュータスクリーンまたはその他のスクリーン上で表示される画像を含めることができる。
One aspect of the present invention describes a method for generating the control signal shown in the block diagram of FIG. The method may include providing or generating an image or a representation of an image, ie a
グラフィック表現2402を提供することには、画像または画像の表現を生成することも含めることができる。例えば、プロセッサを使用して、グラフィック表現2402を生成するソフトウエアを実行してもよい。この場合にも、生成される画像は、静的であるか、もしくは静的に見えるか、または画像は動的であってもよい。動的画像を生成するのに使用されるソフトウエアの一例として、マクロメディア社(Macromedia, Incorporated)によるFlash5コンピュータソフトウエアがある。Flash5は、グラフィックス、画像およびアニメーションを生成するのに、広範に使用されるコンピュータプログラムである。画像を生成するのに使用される、その他の有用な製品としては、例えば、Adobe Illustrator、Adobe Photoshop、およびAdobe LiveMotionが挙げられる。静的画像と動的画像の両方を生成するのに使用することのできるその他多くのプログラムがある。例えば、マイクロソフト社(Microsoft Corporation)はコンピュータプログラムPaintを製造している。このソフトウエアは、ビットマップフォーマットでスクリーン上に画像を生成するのに使用される。その他のソフトウエアプログラムを使用して、ビットマップ、ベクトル座標、またはその他の技法で画像を生成することができる。また、グラフィックスを3次元またはそれ以上の次元で描く多くのプログラムも存在する。例えば、マイクロソフト社のDirect Xライブラリは、3次元空間における画像を生成する。上記のいずれのソフトウエアプログラムまたは類似のプログラムの出力も、グラフィック表現2402としての役割を果たすことができる。いくつかの態様において、グラフィック表現は入力ビデオ信号と対応させてもよく、この場合には個々のビデオフレームはグラフィック表現として表わされる。
Providing the
いくつかの態様において、グラフィック表現2402は、プロセッサ上で実行されるソフトウエアを用いて生成してもよいが、グラフィック表現2402はスクリーン上に表示されることはない。一態様においては、アルゴリズムによって、例えば宇宙における爆発などの画像またはその表現を生成することができる。この爆発関数は、画像を生成して、この画像を使用して本明細書において記述したように、実際に画像をスクリーン上に表示するか、または表示しないで、制御信号を生成することができる。画像の表示は、発光ネットワークを介して、例えばスクリーン上に表示することなく行うことができる。
In some aspects, the
一態様において、画像の生成または表現することは、プロセッサ上で実行されるプログラムによって達成することができる。一態様において、画像または画像の表現を生成する目的は、空間内で定義される情報を提供することである。例えば、画像の生成によって、発光効果の空間を通過しての進行のし方を定義することができる。発光効果は、例えば爆発を表わすことができる。この表現は、タイル500のグリッドの隅で明るい白色光を発生させて、光をこの隅から離れる方向にある速力(速度および方法)で進め、効果の伝播が続くときに、光の色を変えることができる。一態様においては、画像生成装置は、関数またはアルゴリズムを生成することができる。
In one aspect, generating or representing an image can be accomplished by a program executed on a processor. In one aspect, the purpose of generating an image or a representation of an image is to provide information defined in space. For example, by generating an image, it is possible to define how to proceed through the space of the light emitting effect. The luminous effect can represent, for example, an explosion. This representation generates bright white light at the corner of the grid of
この関数またはアルゴリズムは、爆発、雷撃、ヘッドライト、空間またはグリッドを通過する列車、空間またはグリッドを通過して発射された弾丸、空間またはグリッドを通過する光、空間またはグリッドを横断する日の出、空間またはグリッドの回りを移動する紡ぎピン歯車(spinning pinwheel)、カラーチェーシングレインボウ、またはその他の事象などの事象を表わすことができる。この関数またはアルゴリズムは、空間またはグリッド内で渦巻く光、空間またはグリッド内で弾む光の球、空間内で弾む音、その他の画像などの画像を表わすことができる。この関数またはアルゴリズムは、無規則に生成される効果またはその他の効果を表わすこともできる。「グリッド」という用語は、グリッド、配列、格子、または隅を回る壁などの曲げるか湾曲させた配設を含む、類似の表面などの、任意の2次元配設を包含することを意図するものである。「空間(space)」という用語は、任意の3次元配設を包含することを意図するものである。 This function or algorithm can be used for explosions, lightning strikes, headlights, trains passing through space or grid, bullets fired through space or grid, light passing through space or grid, sunrise across space or grid, space Or it can represent an event such as a spinning pinwheel moving around the grid, a color chasing rainbow, or other event. This function or algorithm may represent an image such as a light swirling in space or grid, a ball of light bouncing in space or grid, a sound bouncing in space, or other images. This function or algorithm can also represent randomly generated effects or other effects. The term “grid” is intended to encompass any two-dimensional arrangement, such as a grid, array, grid, or similar surface, including bent or curved arrangements such as walls around corners. It is. The term “space” is intended to encompass any three-dimensional arrangement.
図24を参照すると、発光システム構成機能2404は、本明細書に記述する方法およびシステムの、さらなるステップを達成することができる。発光システム構成機能は、図1に関係して示したものなどの、発光システムのための、システム構成ファイル、構成データまたはその他の構成情報を生成することができる。
Referring to FIG. 24, the lighting
光システム構成機能は、発光ユニット100などのシステム、サウンドシステムまたは本明細書に示すその他のシステムを、環境100内の位置(単数または複数)で表現するか、またはそれらを関係づけることができる。例えば、LED発光ユニット100は、室内の位置に関係づけることができる。一実施態様においては、照射される表面(lighted surface)の場所を、構成ファイルに含めるために、特定することもできる。照射された表面の位置を、発光ユニット100と関連づけることもできる。実施態様によっては、表面を照明する光を生成する発光ユニット100も重要である一方で、照射された表面107を、所望のパラメータとすることができる。表面が発光ユニット100によって照射されるようにスケジュールされているときに、発光制御信号を、発光ユニット100に伝達することができる。例えば、生成された画像が、部屋の特定のセクションが、色相、彩度または明度において変化することを要求するときに、制御信号を発光システムに伝達することができる。この場合においては、制御信号を使用して、発光システムを制御することによって、照射される表面107を適当な時間に照明することができる。照射される表面107を、壁面に配置し、光をその表面107に投射するように設計された発光ユニット100は、天井に配置することができる。構成情報は、発光ユニット100を始動して、表面107に照射する時期を起動または変化させるように、配設することもできる。
The light system configuration function may represent or relate systems, such as the
なお図24を参照すると、グラフィック表現2402および発光システム構成機能2404からの構成情報を、変換モジュール2408に供給することが可能であり、この変換モジュールは、構成ファイルからの位置情報を、グラフィック表現からの情報と関連づけて、その情報を、発光ユニット100用の制御信号などの制御信号に変換する。次いで、変換モジュールは、制御信号を、発光ユニット100などに伝達することができる。実施態様によっては、変換モジュールは、(以下に示す)環境に対する構成ファイル内に記憶されているように、グラフィック表現における位置を、環境内の発光ユニット100の位置にマップ化する。このマッピングは、グラフィック表現におけるピクセルまたはピクセル群の、環境100内の発光ユニット100または発光ユニット100の群に対する、1対1のマッピングとしてもよい。グラフィック表現内のピクセルの、発光ユニット100によって照射される、環境内の表面107、ポリゴン、または物体に対するマッピングとすることもできる。マッピング関係は、ベクトル座標情報、波動関数、またはアルゴリズムを、発光ユニット100の位置に対してマッピングすることもできる。多数の異なるマッピング関係を、構想することが可能であり、これらは本明細書に包含されるものである。
Referring to FIG. 24, the configuration information from the
図25を参照すると、制御信号を生成するための方法およびシステムの、ブロック図の別の態様を示してある。光管理機能2502を使用して、発光ユニット100を、環境内の位置、光システムによって照射される表面、およびその他に、マッピングするマップファイルを生成する。アニメーション機能2508が、アニメーション効果のためのグラフィックファイルの列を生成する。変換モジュール2512が、発光ユニット100用のマップファイル2504内の情報を、グラフィックファイル内のグラフィック情報と関係づける。例えば、グラフィックファイル内の色彩情報を使用して、発光ユニット100用の色制御情報に変換して、類似の色を生成することができる。グラフィックファイル用のピクセル情報を、発光ユニット100用のアドレス情報に変換することが可能であり、このアドレス情報が、問題のピクセルと対応することになる。実施態様によっては、変換モジュール2512は、発光システム用の構成ファイルの内容および問題のアニメーション機能に適当な変換アルゴリズムに基づいて、特定のグラフィックファイル情報を特定の発光制御信号に変換するためのルックアップテーブルを含む。変換された情報は、再生ツール2514に送ることが可能であり、この再生ツールが、アニメーションを再生し、環境内の発光ユニット100に制御信号2518を供給することができる。
Referring to FIG. 25, another aspect of a block diagram of a method and system for generating a control signal is shown. The
図26を参照すると、構成ファイル2600の一実施態様を示してあり、これは発光ユニット100またはその他のシステムに対して記憶することのできる構成情報のいくつかの要素を示している。すなわち、構成ファイル2600は、各発光ユニット100に対する識別子2602とともに、環境100に対する所望の座標系またはマッピングシステム(これは、(x,y,z)座標、極座標、(x,y)座標、その他とすることができる)における、その発光システム100の位置2608を記憶することができる。位置508およびその他の情報は、時間依存である場合があり、そのために構成ファイル2600には、時間の要素2604を含めることができる。構成ファイル2600は、発光ユニット100によって照射される位置2610の情報を記憶することもできる。この情報は、1組の座標で構成するか、またはこの情報は、環境内で識別される表面、ポリゴン、物体またはのその他の項目とすることができる。構成ファイル2600は、また、発光ユニット100の使用に対して利用可能な自由度、例えば色彩範囲2612における利用可能な色彩、強度範囲2614における利用可能な強度、またはその他についての情報を記憶することもできる。構成ファイル2600には、また、本発明で開示する制御システムによって制御される、環境内のその他のシステムについての情報、環境内の表面107の特徴についての情報、その他も含めることができる。すなわち、構成ファイル2600は、1組の発光ユニット100を、それらが環境100において生成することのできる、条件にマッピングすることができる。
Referring to FIG. 26, one embodiment of a
一実施態様において、構成ファイル2600などの構成情報は、プロセッサ上で実行されるプログラムを使用して生成することができる。図27を参照すると、このプログラムは、グラフィカルユーザインターフェイスを備えるコンピュータ2700上で実行することが可能であり、この場合に、環境2702の表現を表示して、発光ユニット100、照射される表面107またはその他の要素をグラフィックフォーマットで示すことができる。このインターフェイスには、例えば部屋の表現2702を含めることができる。発光体、照射される表面またはその他のシステムを、インターフェイス2712内で提示して、システムに場所を割り当てることができる。一実施態様においては、位置座標系または位置マップは、発光システムなどのシステムを表現することができる。位置マップは、例えば、照射される表面の表現のために生成することもできる。図27は、発光ユニット100を備える部屋を示している。他の実施態様においては、発光ユニット100は、建物の外面、建物の窓、その他に配置することができる。
In one embodiment, configuration information, such as
表現2702は、効果の生成を簡略化するのにも使用することができる。例えば、1組の記憶された効果を、スクリーン2712上にアイコン2710で表すこことができる。イクスプロージョンアイコンを、カーソルまたはマウスで選択することが可能であり、これによって、座標系においてイクスプロージョンの開始および終了点をクリックするように、ユーザーが応答を求められる。表現内でベクトルを配置することによって、ユーザーは、部屋2702の上方隅で、イクスプロージョンを開始させて、光および/または音の波が環境中を伝播するようにすることができる。構成ファイル2600において識別されるように、発光ユニット100のすべてが所定の位置にある状態で、イクスプロージョンの表現を、発光システムおよび/またはサウンドシステムなどの別のシステムによって、部屋の中で再生することができる。
The
使用に際して、本明細書で使用するような制御システムは、コンピュータ2700のユーザーに提供されている情報に応答、または協調して、発光ユニット100からユーザーまたはプログラマーに情報を提供するのに使用することができる。これを提供する方法の一例は、コンピュータ2700上でコンピュータアニメーションを生成しているユーザーと関係する。発光ユニット100を使用して、コンピュータ2700上のディスプレイ2712に応答して、1つまたは2つ以上の発光効果を創出することができる。発光効果、または照明効果は、多種多様な効果を生成することが可能であり、それには、色変更効果;ストロボ効果;フラッシング効果;協調発光効果;ビデオまたはオーディオなどの他の媒体と協調する発光効果;色が、色相、彩度および強度においてある時間にわたって変化するカラーウォッシュ;環境色の生成;カラーフェード;カラーチェーシングレインボー、部屋の端から端に走るフレヤ(flare streaking across a room)、日の出、イクスプロージョンによる煙(plume)、その他の移動効果などの、運動を刺激する効果;およびその他多数の効果が含まれる。生成することのできる効果は、無限に近い。光および音が絶え間なくユーザーを取り囲み、空間における照明または色を制御または変化させることによって、情緒を変化させ、雰囲気を創出し、材質または物体を強調し、またはその他の快適で、かつ/または有用な効果を創出する。コンピュータ2700のユーザーは、ディスプレイ2712上で効果を修正する間に、それらを観察することが可能であり、したがって、ユーザーが便宜に効果を修正することができる、フィードバックループを可能にする。
In use, a control system as used herein is used to provide information from the
一実施態様においては、画像または表現を形成するために生成される情報を、発光ユニット100または複数の発光ユニット100に伝達することができる。この情報は、構成ファイルに生成された状態で、発光システムに送ることができる。例えば、画像は、部屋の上方右側隅で始まるイクスプロージョンを表し、このイクスプロージョンが部屋中を伝播するようにすることができる。画像が、その計算された空間を伝播するにつれて、制御信号を、対応する空間にある発光システムに伝達することができる。発光システムがその上に投射する、照射される空間中を画像が通過しているときに、伝達信号は、発光システムに、所定の色相、彩度および強度の光を生成させることができる。本発明の一実施態様は、発光システムを介して画像を投射することができる。この画像は、コンピュータスクリーンまたはその他のスクリーンまたは投射デバイスを用いて、投射することもできる。一実施態様においては、スクリーンを使用して、発光システム上での画像の再生に先立って、かつ/またはその間に、画像を可視化することができる。一実施態様では、音またはその他の効果を、発光効果と関係づけることができる。例えば、空間中を伝播する光波のピーク強度は、音波の直前にあるようにすることができる。その結果、光波が部屋を通過し、音波がそれに続くようにすることができる。光波は、発光システム上で再生が可能であり、音波は、サウンドシステム上で再生することができる。この協調は、部屋を通過しているように見える効果を創出するか、または様々なその他の効果を創出することができる。
In one embodiment, information generated to form an image or representation can be communicated to the
図27を参照すると、効果は、コンピュータ2700のディスプレイスクリーン2712上に表現された、仮想環境中を伝播することができる。実施態様よっては、この効果は、空間を時間とともに移動するベクトルまたは面としてモデル化することができる。すなわち、実世界環境内の効果の面に位置する、すべての発光ユニット100を、効果面が発光システム面を通過して伝播するときに、ある種の照明を生成するように制御することができる。これは、ディスプレイスクリーンの仮想環境内にモデル化が可能であり、これによって、開発者は、時間と共に変化する一連の位置を通過して、面をドラッグすることができる。例えば、効果面2718は、仮想環境中を、ベクトル2708によって移動することができる。効果面2718が、ポリゴン2714に到達するとき、ポリゴンを、カラーパレット2704から選択した色に、ハイライトすることができる。このポリゴンに対応する実世界物体上に配置された、発光ユニット100は、そうすると、実世界環境において同じ色で照明することができる。もちろん、このポリゴンは、任意の物体、面、表面、壁、その他の上にある発光システムの任意の構成とすることが可能であり、その結果、創出することのできる3D効果の範囲は無制限である。
Referring to FIG. 27, the effect can propagate through the virtual environment represented on the
一実施態様において、画像情報は、中央コントローラから伝達することができる。この情報は、発光システムがこの情報に応答する以前にリフレッシュすることができる。例えば、画像情報を、位置マップ内のある位置に誘導することができる。位置マップに誘導される情報のすべてを、その情報を発光システムに送る以前に取り込むことができる。これは、画像がリフレッシュされる度に、またはこの画像のセクションがリフレッシュされる度に、あるいはその他の時期に達成することができる。一実施態様においては、取り込んだ情報に対して、アルゴリズムを実行することができる。このアルゴリズムは、情報を平均化する、最大情報を計算して選択する、最小情報を計算して選択する、情報の第1四分位数を計算して選択する、情報の第3四分位数を計算して選択する、最も使用される情報を計算して選択する、情報の積分を計算して選択する、またはその情報について別の計算を実行することができる。このステップを完了することによって、受け取った情報に応答する、発光システムの効果を平準化することができる。例えば、1回のリフレッシュサイクルにおける情報は、マップ内の情報を数回変更する可能性があり、投射された光が、任意のリフレッシュサイクルにおいて1つの値をとるときに、効果の見え方を最良にすることができる。 In one embodiment, the image information can be communicated from a central controller. This information can be refreshed before the lighting system responds to this information. For example, the image information can be directed to a position in the position map. All of the information directed to the location map can be captured before sending the information to the lighting system. This can be accomplished each time the image is refreshed, every time a section of this image is refreshed, or at other times. In one embodiment, an algorithm can be executed on the captured information. This algorithm averages the information, calculates and selects the maximum information, calculates and selects the minimum information, calculates and selects the first quartile of information, the third quartile of information A number can be calculated and selected, the most used information can be calculated and selected, an integral of information can be calculated and selected, or another calculation can be performed on the information. By completing this step, the effect of the lighting system in response to the received information can be leveled. For example, information in a single refresh cycle may change the information in the map several times, and the effect will look best when the projected light takes one value in any refresh cycle. Can be.
一実施態様においては、発光システムに伝達される情報は、発光システムが情報に応答する以前に変更することができる。例えば、情報フォーマットは、伝達の以前に変わってもよい。情報は、コンピュータからUSBポートまたはその他の通信ポートを介して伝達することが可能であり、情報のフォーマットは、情報が発光システムに伝達されるときに、DMXなどの発光プロトコルに変えることができる。一実施態様においては、情報または制御信号は、コンピュータ、ポータブルコンピュータ、ノートブックコンピュータ、パーソナルディジタルアシスタンツ、またはその他のシステムの、通信ポートを介して、発光システムまたはその他のシステムに伝達することができる。情報または制御信号は、また、電子的またはその他の方法でメモリに記憶して、後に検索することもできる。Color Kinetics Incorporatedが製造販売する、iPlayerシステムやSmartJackシステムなどのシステムは、発光制御信号を伝達および/または記憶するのに使用することができる。 In one embodiment, the information communicated to the lighting system can be changed before the lighting system responds to the information. For example, the information format may change before transmission. Information can be communicated from the computer via a USB port or other communication port, and the format of the information can be changed to a lighting protocol such as DMX when the information is communicated to the lighting system. In one embodiment, the information or control signal can be communicated to the lighting system or other system via the communication port of a computer, portable computer, notebook computer, personal digital assistant, or other system. . Information or control signals can also be stored electronically or otherwise in memory for later retrieval. Systems such as the iPlayer and SmartJack systems manufactured and sold by Color Kinetics Incorporated can be used to transmit and / or store lighting control signals.
一実施態様においては、いくつかのシステムを、位置マップと関連づけることが可能であり、いくつかのシステムが位置マップを共有するか、またはこれらのシステムが、独立した位置領域に常駐してもよい。例えば、第1の発光システムから照射される表面の位置が、第2の発光システムから照射される表面と交差してもよい。この2つのシステムは、それでも、発光システムのいずれかに伝達される情報に応答することができる。一実施態様においては、2つの発光システムの相互作用も制御することができる。アルゴリズム、ファンクションまたはその他の技法を使用して、相互作用空間における1つまたは2つ以上の発光システムの発光効果を変更することができる。例えば、相互作用空間が、発光システムからの非相互作用空間の半分よりも大きい場合には、発光システムの色相、彩度および明るさを修正して相互作用領域を補償することができる。これを用いて、例えば、相互作用領域または隣接領域の全体的外観を調整することができる。 In one embodiment, several systems can be associated with a location map, and some systems may share a location map, or these systems may reside in independent location areas. . For example, the position of the surface irradiated from the first light emitting system may intersect the surface irradiated from the second light emitting system. The two systems can still respond to information communicated to either of the lighting systems. In one embodiment, the interaction of the two lighting systems can also be controlled. Algorithms, functions, or other techniques can be used to change the lighting effect of one or more lighting systems in the interaction space. For example, if the interaction space is greater than half of the non-interaction space from the lighting system, the hue, saturation and brightness of the lighting system can be modified to compensate for the interaction region. This can be used, for example, to adjust the overall appearance of the interaction area or adjacent area.
一実施態様においては、発光効果を音に結合することが可能であり、この音は、発光効果に追加されるとともにそれを強化する。一例として「赤色警告」列があり、この場合には、「ウープウープ(whoop whoop)」というサイレンのような効果が、その音と協調する部屋全体の赤色の点滅と結合される。一方の刺激が他方を強化する。低周波音および点滅光を使用する、地震の音および運動が、このような協調効果の別の例である。光および音の移動を使用して方向を示すことができる。 In one embodiment, it is possible to couple a lighting effect to the sound, which is added to and enhances the lighting effect. An example is the “red warning” column, in which the siren-like effect of “whoop whoop” is combined with the red flashing of the entire room in coordination with the sound. One stimulus strengthens the other. Seismic sounds and movements using low frequency sounds and flashing lights are another example of such cooperative effects. Light and sound movement can be used to indicate direction.
一実施態様においては、発光体は、2次元または平面図内に表現される。これによって、発光体の面内での表現が可能となり、この面において、発光体を様々なピクセルと関連づけることができる。次いで、標準的なコンピュータグラフィック技法を、効果のために使用することができる。アニメーションツウィ−ニング(animation tweening)および、標準的ツールでも、発光効果を創出するのに使用することができる。Macromedia Flashは、比較的低解像度のグラフィックで動き、ウエブ上のアニメーションを創出する。Flashは、簡易ベクトルグラフィックスを使用して、容易にアニメーションを創出する。ベクトル表現は、World Wide Web上で、ネット上でアニメーションを送るなどの、ストリーミングアプリケーションに対して効率的である。同じ技法を使用して、環境100に対する座標系内で、ピクセル情報またはベクトル情報を、発光ユニット100の位置に対応するベクトルまたはピクセルに、マッピングすることによって、発光指令を抽出するのに使用することができるアニメーションを創出するのに使用することができる。
In one embodiment, the light emitter is represented in two dimensions or a plan view. This allows an in-plane representation of the illuminant, where the illuminant can be associated with various pixels. Standard computer graphic techniques can then be used for effects. Animation tweening and standard tools can also be used to create luminescent effects. Macromedia Flash works with relatively low resolution graphics and creates animation on the web. Flash uses simple vector graphics to create animations easily. Vector representation is efficient for streaming applications, such as sending animations on the World Wide Web. Using the same technique to extract a lighting command by mapping pixel information or vector information to a vector or pixel corresponding to the position of the
例えば、コンピュータ2700のアニメーションウインドウは、部屋または、発光体を含むその他の環境を表現することができる。そのウインド内のピクセルは、その部屋の内部の発光体と対応させることが可能であり、低解像度平均化画像を、高解像度画像から創出することができる。この方法で、対応するピクセルまたはピクセルの近傍がオンになるときに、部屋の中の発光体を起動することができる。LEDベース発光技術は、ディジタル制御情報を使用して、要求に応じて任意の色を創出することが可能であるので(米国特許第6,016,038号、同第6,150,774号、および同第6,166,496号を参照)、発光体は、元の画像の色を、忠実に再生することができる。
For example, the animation window of
本発明の原理によるシステムおよび方法を使用して生成することのできる効果の例としては、それに限定はされないが、イクスプロージョン、色彩、水中効果、乱流(turbulence)、色彩変化、ファイヤ、ミサイル、追跡、部屋の回転、形状運動(shape motion)、ティンカーベル形状(Tinkerbell-like shapes)、部屋内を移動する光、およびその他多数を上げることができる。これらの効果はいずれも、周波数、波長、波幅、ピークツーピーク測定値、速力(velocity)、慣性力、摩擦、速度(speed)、幅、回転、ベクトル、その他などのパラメータを用いて指定することができる。これらの内の任意のものを、音などの、その他の効果と結合することができる。 Examples of effects that can be generated using systems and methods according to the principles of the present invention include, but are not limited to, explosion, color, underwater effects, turbulence, color change, fire, missiles. Tracking, room rotation, shape motion, Tinkerbell-like shapes, light moving through the room, and many others. All of these effects should be specified using parameters such as frequency, wavelength, wave width, peak-to-peak measurement, velocity, inertial force, friction, speed, width, rotation, vector, etc. Can do. Any of these can be combined with other effects, such as sound.
コンピュータグラフィックスにおいて、エイリアス除去は、周辺が描かれた画像において、解像度に限界がある場合の階段状効果を除去する技法である。このような効果は、テレビジョン上で、狭い縞状のパターンが示されるときに、見ることができる。この周辺は、線が水平に近づくにつれて、蟻が這うように見える。同様にして、効果運動の間の円滑な遷移を与えるように、発光を制御することができる。例えば波幅、振幅、位相または周波数などの効果パラメータを修正して、比較的良好な効果をもたらすことができる。 In computer graphics, anti-aliasing is a technique that removes staircase effects when there is a limit to resolution in an image in which the periphery is drawn. Such an effect can be seen on television when a narrow striped pattern is shown. This area looks like ants crawling as the line approaches horizontal. Similarly, light emission can be controlled to provide a smooth transition between effect movements. For example, effect parameters such as wave width, amplitude, phase or frequency can be modified to produce a relatively good effect.
例えば、図29を参照すると、概略図2900に、ある時間にわたる単独の発光体2904を表す、円を示してある。この光を「横断させる」効果のためには、その効果は単に、波が光を通過すると光を脈動させる、階段関数を有すればよい。しかしながら、幅の概念なしには、この効果は識別不能かもしれない。この効果は幅を有するのが好ましい。しかしながら、光の上の効果が、単に、ある時間オンとなる階段関数であるならば、急激な遷移があるように見えて、これは場合によっては望ましいが、時間共に移動する(すなわち、それに関連するいくぶんかの速力を有する)効果に対しては、これは通常、望ましくない。
For example, referring to FIG. 29, a schematic diagram 2900 shows a circle representing a
図29に示す波2902は、変化に対応する形状を有する。要するに、それは波2902が、空間を伝播するときの、視覚的な畳み込み積分(convolution)である。したがって、イクスプロージョンなどからの波が、空間中の点群を通過して移動すると、これらの点は、その強度がゼロから上昇するとともに、さらに色相および彩度における関連する変化を与えることも可能であり、これによって効果の移動の、現実感がさらに高まる。光の数および密度が増加すると、ある点において、部屋はスクリーンの延長となり、大きくまばらなピクセルが与えられる。比較的少数の発光ユニット100の場合にでも、この効果は、最終的には大型スクリーンディスプレイと類似のディスプレイとしての役割を果たすことができる。
A
効果は、関連する運動および方向、すなわち速力を有してもよい。さらにその他の物理的パラメータでも、摩擦、慣性力、および運動量など、物理的パラメータを得るために、記述することができる。さらにそれ以上に、効果は、特有の軌跡を有することができる。一実施態様においては、各発光体は、その発光体の属性を与える表現を有することができる。これは、例えば2D位置の形態を取ることができる。発光ユニット100は、割り当てられた様々な自由度(例えば、xyz−rpy)のすべて、または任意の組み合わせを有することができる。
ここに列記する技法は、発光に限定されない。制御信号は、その位置に基づくその他の装置、例えば、花火技術(pyrotechnics)、臭気生成装置、霧生成装置(fog machines)、泡生成装置(bubble machines)、運動機構、音響デバイス、空間を移動する音響効果、またはその他のシステム中を伝播させることができる。
The effect may have an associated motion and direction, ie speed. Still other physical parameters can be described to obtain physical parameters such as friction, inertial force, and momentum. Even more so, the effect can have a unique trajectory. In one embodiment, each light emitter may have a representation that gives the attributes of that light emitter. This can take the form of a 2D position, for example. The
The techniques listed here are not limited to light emission. Control signals travel through other devices based on their position, eg pyrotechnics, odor generators, fog machines, bubble machines, motion mechanisms, acoustic devices, space It can be propagated through sound effects or other systems.
本発明の別の実施態様を図30に示してあり、この図は、制御信号を生成するためのステップを含むフロー図3000を含む。最初に、ステップ3002において、ユーザーは、図27に示すディスプレイ2712のようなグラフィカルユーザインターフェイスにアクセスすることができる。次に、ステップ3003において、ユーザーは、例えばグラフィックプログラムまたは類似の機能を使用して、ディスプレイ上に画像を生成することができる。この画像は、例えば部屋、壁、建物、表面、物体、またはその他の環境の表現とすることが可能であり、この環境には発光ユニット100が配置される。図30と関係して、次のことを仮定しており、それは環境内での発光ユニット100の構成が、既知であり、例えば、テーブルまたは構成ファイル2600などに記憶されていることである。勿論のこと、類似の情報を、ストリング・ライト・プロトコルにおける発光体のストリングに沿ったその位置(これは特定の順序でグリッドをつなぐことによってグリッドを形成することもできる)などの、単に発光ユニット100の順序位置を知ることによって記憶することができる。
Another embodiment of the present invention is shown in FIG. 30, which includes a flow diagram 3000 that includes steps for generating a control signal. Initially, in
次に、ステップ3004において、ユーザーは、例えば効果のメニューなどから、効果を選択することができる。一実施態様においては、この効果は、色パレットから選択する色とすることができる。この色は、白色の色温度とすることもできる。この効果は、本明細書に記述したものなどの、別の効果としてもよい。一実施態様においては、画像の生成3003は、プロセッサ上で実行されるプログラムによって達成することができる。次いで画像をコンピュータスクリーン上に表示することができる。ステップ3004において、パレットから色が選択されると、ステップ3008においてユーザーは画像の部分を選択することができる。これは、グラフィカルユーザインターフェイスにおけるスクリーン上のカーサーを使用して達成することが可能であり、この場合に、カーサーを、画像の所望部分の上に置いて、次いでその部分をマウスで選択する。画像の部分の選択に続いて、ステップ3010において、その部分からの情報を、発光制御信号に変換することができる。これには、ビットストリームのフォーマットを変更すること、またはその情報をその他の情報への変換することを含めることができる。画像を形成する情報は、赤色、緑色、および青色などのいくつかの色に、セグメント化することができる。この情報はまた、例えば、セグメント化した赤色、緑色、および青色信号にして、発光システムに伝達することもできる。
Next, in
この信号はまた、ステップ3012において、復号信号として発光システムに伝達することができる。この技法は、発光システムの色を変更するのに有用である可能性がある。例えば、カラーパレットをグラフィカルユーザインターフェイス内に提示することが可能であり、かつパレットは数百万の異なる色を表現することができる。あるユーザーは、部屋の中、またはその他の領域の照明を、深い青色に変更したいと思うことがある。このタスクを達成するために、ユーザーは、マウスを用いてスクリーンから色を選択することが可能であり、部屋の中の照明が、ユーザーが選択したスクリーンの部分の色と一致するように、変化する。一般に、コンピュータスクリーン上の情報は、赤色、緑色および青色の小さなピクセルで提示される。米国特許第6,016,038号、同第6,150,774号、および同第6,166,496号に記載されたものなどの、LEDシステムには、赤色、緑色、および青色の発光要素も含めることができる。スクリーン上の情報から、制御信号への変換過程は、発光システムが指令を理解するように、フォーマット変更とすることができる。しかしながら、一実施態様においては、個別の発光要素の情報またはレベルは、ピクセル情報を生成するのに使用する情報と同一のものとすることができる。これによって、発光システムにおけるピクセル情報の正確な複製が可能となる。
This signal can also be transmitted to the lighting system as a decoded signal at
環境内で光システムの位置を特定する技法、環境内で効果(時間および形状ベース効果を含む)をモデル化する技法、および発光システム環境を仮想環境にマッピングする技法を含む、本明細書に記述した技法を使用すると、無制限の範囲の効果を、無制限の範囲の環境においてモデル化することが可能である。効果は、タイル500のような、正方形または長方形ディスプレイ上に創出することのできるものに限定する必要はない。その代わりに、発光システムは、広範囲の線、ストリング、曲線、ポリゴン、錐体、球体、半球体、非線形構成、雲、任意の形状および構成に配置することが可能であり、次いで、選択された座標次元においてそれらの位置を取り込む仮想環境内に、モデル化することができる。すなわち、光システムは、部屋、建物、家庭、壁、物体、製品、小売店、車両、船舶、飛行機、プール、スパ、病院、手術室、またはその他の場所などの、任意の環境の内部または外部に配置することができる。
Described herein, including techniques for locating a light system in the environment, techniques for modeling effects (including time and shape-based effects) in the environment, and techniques for mapping a lighting system environment to a virtual environment Using this technique, an unlimited range of effects can be modeled in an unlimited range of environments. The effect need not be limited to what can be created on a square or rectangular display, such as
一実施態様において、発光システムを、コンピュータアプリケーションのコードと関連づけて、それによって、コンピュータアプリケーションコードが修正または作成されて、発光システムを制御するようにすることができる。例えば、オブジェクト指向プログラミング技法を使用して、コンピュータコード内のオブジェクトに属性を接続し、この属性を使用して発光システムの挙動を支配することができる。オブジェクト指向技法は、当該分野において知られており、参照により本明細書にその全文を組み入れてある、Timothy Buddによる教科書「Introduction to Object-Oriented Programming」などに記載されている。ここで理解すべきことは、その他のプログラミング技法も、コンピュータアプリケーションと協調して照明するように発光システムを誘導するのに使用することが可能であり、オブジェクト指向プログラミングは、当業者であれば本明細書に記述する方法およびシステムを促進することを理解するであろう、多種多様なプログラム技法の1つであることである。 In one embodiment, the lighting system can be associated with the code of the computer application so that the computer application code can be modified or created to control the lighting system. For example, object oriented programming techniques can be used to connect an attribute to an object in computer code and this attribute can be used to govern the behavior of the lighting system. Object-oriented techniques are known in the art and are described in textbooks such as “Introduction to Object-Oriented Programming” by Timothy Budd, which is incorporated herein by reference in its entirety. It should be understood that other programming techniques can also be used to guide the lighting system to illuminate in concert with the computer application, and object-oriented programming can be performed by those skilled in the art. It is one of a wide variety of programming techniques that will be understood to facilitate the methods and systems described herein.
一実施態様においては、開発者は、発光システム入力を、コンピュータプリケーション内のオブジェクトに接続することができる。例えば、開発者は、アプリケーションオブジェクトのコード構築、またはオブジェクトに追加される、発光ユニット100の抽象を有することができる。オブジェクトは、位置、速力、色彩、強度、またはその他の値などの、様々な属性で構成することができる。開発者は、コンピュータアプリケーションのコード内に、オブジェクトにおけるインスタンスとして発光体(light)を加えることができる。例えば、オブジェクトは、オブジェクト指向コンピュータアニメーションプログラムまたはソリッドモデリングプログラムにおけるベクトルとすることができる。発光ユニット100を、コンピュータアプリケーションのオブジェクトのインスタンスとして追加することが可能であり、発光システムは、強度、色および様々な効果などの、属性を有することができる。したがって、コンピュータアプリケーションにおいてベクトルのオブジェクトをコールするイベントが発生すると、プログラムを通して実行されているスレッドが、発光システムのプロセッサへの入力としての役割を果たすコードを引き出すことができる。発光体は、形状、配置、空間位置を正確に表現するか、属性または特性(trait)の値を表すか、またはその他の要素またはオブジェクトの指示を提供する。
In one embodiment, a developer can connect lighting system inputs to objects in a computer application. For example, the developer can have an abstraction of the
図31を参照すると、本発明の原理によるネットワーク化発光システムの一実施態様においては、ネットワーク発信装置3102が、ネットワーク情報を発光ユニット100に伝達する。このような実施態様においては、発光ユニット100には、入力ポート3104および出力ポート3108を含めることができる。ネットワーク情報は、第1の発光ユニット100に伝達し、第1の発光ユニット100は、それ自体にアドレス指定された情報を読み取り、情報の残りの部分を次の発光ユニット100に送ることができる。当業者であれば、本発明の原理によるシステムに包含される、その他のネットワークトポロジがあることを認識するであろう。
Referring to FIG. 31, in one embodiment of the networked light emitting system according to the principles of the present invention, the
図32を参照すると、フローチャート3200は、協調照明を提供する方法に対するステップを示す。ステップ3202において、プログラマーは、例えば、オブジェクト指向プログラミング技法を使用して、コンピュータアプリケーション用のオブジェクトをコーディングする。ステップ3204において、プログラミングは、アプリケーションにおけるオブジェクトのそれぞれに対するインスタンスを引き出す。ステップ3208において、プログラマーは、アプリケーションの1つまたは2つ以上のオブジェクトに、発光体をインスタンスとして加える。ステップ3210において、プログラマーは、アプリケーションコードを通して実行される、スレッドを準備する。ステップ3212において、プログラマーは、光をインスタンスとして有するオブジェクトから、発光システム入力コードを引き出すスレッドを準備する。ステップ3214において、ステップ3212においてスレッドから引き出された入力信号が、発光システムに供給されて、その結果、発光システムが、コンピュータアプリケーションから引き出されるコードに応答する。
Referring to FIG. 32, a
コンピュータアプリケーション用のコードから、発光ユニット100への、そのようなオブジェクト指向光入力を使用して、様々な発光効果を、実世界環境において、コンピュータアプリケーションの仮想世界オブジェクトに関連づけることができる。例えば、ポリゴンのイクスプロージョンなどの、効果のアニメーションにおいて、発光効果に、ポリゴンのイクスプロージョン、例えば、音、閃光(flashing)、運動、振動およびその他の一時的効果を接続することができる。さらに、発光ユニットには、音生成装置、運動生成装置、霧生成装置(fog machine)、雨生成装置(rain machine)またはそのオブジェクトに関係する指示を生成することのできるその他の装置を含む、その他の効果装置を含めてもよい。
Using such object-oriented light input from the code for the computer application to the
図33を参照すると、フロー図3300が、コンピュータスクリーンの仮想環境上の表現と、実環境内の発光ユニット100または発光ユニット100の組との間の、協調照明のためのステップを示している。実施態様によっては、発光ユニット100の制御用のプログラムコードは、その制御信号を供給するマシン上で実行される個別のスレッドを有する。ステップ3302において、プログラムはスレッドを開始する。ステップ3304において、スレッドは、ある数の仮想発光体、すなわち仮想環境において発光体を表現するプログラムコード内のオブジェクトを通して、できる限り頻繁に実行される。ステップ3308において、スレッドは3次元数学を解いて、環境内のどの実世界発光ユニット100が、コンピュータ表現の仮想環境におけるオブジェクトの座標系の基準点として投射される、実世界における基準点(例えば、選択される表面107)に近接しているかを求める。
Referring to FIG. 33, a flow diagram 3300 illustrates steps for coordinated lighting between a virtual environment representation of a computer screen and a
したがって、(0,0,0)位置は、実環境における場所であり、かつコンピュータアプリケーションのディスプレイにおけるスクリーン上の点(例えば、ディスプレイの中心)でもあり得る。ステップ3310において、コードは、仮想環境を、発光ユニット100を含む、実世界環境にマッピングし、その結果、コンピュータスクリーンの外部で発生している事象は、基準点との関係において、仮想オブジェクトおよび事象の、コンピュータスクリーン上の基準点に対する関係と相似している。態様によっては、仮想世界は2次元であり、その結果、タイル500で形成されるような、2次元実世界グリッドは、乾燥環境内の2次元物体によって表わされる。その他の場合には、仮想世界は、実世界における、空間または多角形などの3次元物体を表わす。そのような3次元物体には、タイル500などの2次元物体によって形成されるものが含まれる。
Thus, the (0,0,0) location is a location in the real environment and can also be a point on the screen (eg, the center of the display) in the computer application display. In
ステップ3312において、この方法のホストは、マッピングのためのインターフェイスを提供することができる。マッピングファンクションは、例えば、以下に記述するDirectlight APIにおける「project-all-lights」のファンクションによって行うことが可能であり、このファンクションは、ドラグおよびドロップインターフェイスなどの簡易ユーザインターフェイスを使用して実世界光をマッピングする。発光体の配置は、その発光体を向ける表面ほどは、重要ではないことがある。照明または光を反射して環境に戻すのはこの表面であり、その結果、マッピングプログラムに対して最も重要なのは、この表面となることがある。マッピングプログラムは、発光システムの場所ではなく、これらの表面を、マッピングするか、または発光システムの場所および表面上の発光体の両方をマッピングすることもできる。
協調照明のためのコードを提供するシステムは、プロセッサ、オペレーティングシステム、およびデータベースなどの実行のためのファイルを記憶するためのメモリを含む、プログラミングを可能にする任意好適なコンピュータである。
In
The system that provides code for coordinated lighting is any suitable computer that allows programming, including a processor, an operating system, and a memory for storing files for execution, such as a database.
各発光ユニット100は、構成ファイル中に記憶される属性を有することができる。構成ファイルの構造の一例を、図26に示してある。実施態様によっては、構成ファイルには、発光体番号、各発光体の位置、発光体出力の位置または方向、光のガンマ(明るさ)、1つまたは2つ以上の属性の指示番号、およびその他様々な属性などの、様々なデータを含めることができる。構成ファイルの座標を変更することによって、スクリーン上に表現される仮想世界への実世界発光体のマッピングを、仮想環境において発生していることを実世界発光体が反映することができる方法で、行うことができる。したがって、開発者は、イクスプロージョンのような時間ベース効果を創出することができる。次いで、様々なアプリケーション属性に接続することのできる、効果のライブラリをコード内に設けることができる。例としては、イクスプロージョン、レインボー、カラー追跡、フェードインおよびフェードアウト、その他が挙げられる。開発者は、アプリケーションの仮想オブジェクトに、効果を接続することができる。例えば、イクスプロージョンが終了すると、光は、ディスプレイ内で消えて、構成ファイル内の光と関連するオブジェクトの破壊を反映している。
Each
構成ファイルを簡略化するために、様々な技法を使用することができる。実施態様によっては、順番に通し番号をつけた、半球カメラを、換算係数を備える基底線として使用して、発光体を3角測量し、発光体がどこにあるかを計測する必要なしに、構成ファイルを自動的に生成する。実施態様によっては、構成ファイルはタイプ入力するか、または、光源をドラグして環境の表現上にドロップするのに使用することのできる、グラフィカルユーザインターフェイスに入れることができる。開発者は、実環境に真に配置された器具と一致する、構成ファイルを作成することができる。例えば、発光要素が、環境内でドラグ、ドロップされると、プログラムは、プログラム中の仮想発光体を、環境内の実発光体と関連づけることができる。発光の構成を支援する発光オーサリングプログラムの一例が、米国特許出願第09/616,214号「Systems and Methods for Authoring Lighting Sequences.」に含まれている。Color Kinetics Inc.は、「ColorPlay」と呼ばれる、好適なオーサリングおよび構成プログラムを提供している。 Various techniques can be used to simplify the configuration file. In some embodiments, using a hemispherical camera, numbered sequentially, as a baseline with a conversion factor, triangulate the illuminant, and without having to measure where the illuminant is located, the configuration file Is automatically generated. In some implementations, the configuration file can be typed or placed in a graphical user interface that can be used to drag the light source and drop it onto the representation of the environment. Developers can create configuration files that match instruments that are truly placed in the real environment. For example, when a light emitting element is dragged and dropped in the environment, the program can associate a virtual light emitter in the program with a real light emitter in the environment. An example of a lighting authoring program that supports the configuration of light emission is included in US patent application Ser. No. 09 / 616,214, “Systems and Methods for Authoring Lighting Sequences.” Color Kinetics Inc. provides a preferred authoring and configuration program called “ColorPlay”.
コードの実装についてのさらなる詳細は、本明細書に付録Aとして添付した、Directlight API説明書に示してある。Directlight APIは、プログラマーが発光効果をプログラムに組み入れることを可能にする、プログラマー用インターフェイスである。Directligh APIは、付録Aとして添付してある。オブジェクト指向プログラミングは、発光効果を組み入れるのに使用されるプログラム技法の一例にすぎない。発光効果は、任意のプログラミング言語またはプログラミング方法に組み入れることが出来る。オブジェクト指向プログラミングにおいては、プログラマーは、2Dまたは3D空間をシミュレーションすることが多い。
上記の例においては、発光体は、オブジェクトの位置を示すのに用いており、このオブジェクトは、期待される光を生成するか、または光をそれらに接続する。光を使用することのできる方法には、他に多くの方法がある。発光システム内の発光体は、コンピュータアプリケーション(ゲームなど)においてイベントを指示すること、またはオブジェクトのレベルまたは属性を指示することなどの、様々な目的で使用することができる。
Further details about the implementation of the code are given in the Directlight API documentation attached as Appendix A herein. The Directlight API is a programmer interface that allows programmers to incorporate lighting effects into their programs. The Directligh API is attached as Appendix A. Object-oriented programming is just one example of a programming technique used to incorporate luminous effects. The luminous effect can be incorporated into any programming language or programming method. In object-oriented programming, programmers often simulate 2D or 3D space.
In the above example, illuminants are used to indicate the position of objects, which generate or connect light to them as expected. There are many other ways in which light can be used. The light emitters in the lighting system can be used for various purposes, such as indicating an event in a computer application (such as a game) or indicating the level or attribute of an object.
コンピュータスクリーンまたは類似の装置を使用して、環境内の発光ユニット100の構成を表現できることを認識し、かつ発光ユニット100の表現を、オブジェクト指向プログラム内のオブジェクトに接続し、このプログラムが、仮想世界における表現の、事象および属性に対応する発光ユニット100のための制御信号を生成することができることを認識すれば、発光ユニット100のための制御信号は、発光ショーのオーサリングの目的で、グラフィック表現に接続できるだけでなく、エンターテインメント目的などのその他の目的で生成されるグラフィック表現、ならびにグラフィクで表現することが可能であり、したがって、環境内で発光ユニット100によって表現することのできる、その他の信号およびデータ源にも接続できることが、理解されるであろう。例えば、家電製品ディスプレイまたはコンピュータスクリーンなどのディスプレイ上に現われるグラフィックイコライザーによるなどして、音楽をグラフィックで表現することができる。
Recognizing that the configuration of the
次に音楽のグラフィック表現は、筋書きのあるショーを、ソフトウエアオーサリングツールで編集するのと同じ方法で、発光ユニット100用のオーサリング信号に変換することができる。したがって、グラフィックで提示することのできる任意の種類の信号または情報は、上記のもとの類似の信号生成機能を、発光ユニット100の実世界位置を仮想環境における座標に変換する上記の、アドレス指定および構成機能と連結して使用して、発光ユニット100上の表現に変換することが可能である。例えば、信号源124によって検知することのできるものは何でも、データとしてグラフィックで表現することが可能であり、また室内のタイル500の配列上などに、色として表現することができる。例えば、タイル500は、外部の温度が温暖であると赤く輝き、株式市場が上昇すると青色に輝く、その他同様である。
The graphic representation of the music can then be converted into an authoring signal for the
発光ユニット100用の制御信号に変換することのできる表現の一例は、コンピュータゲーム表現である。コンピュータゲームにおいては、通常、ある種の仮想世界を表現する、ディスプレイスクリーン(これには、パーソナルコンピュータスクリーン、テレビジョンスクリーン、ラップトップスクリーン、ハンドヘルド、ゲームボーイスクリーン、コンピュータモニタ、フラットスクリーンディスプレイ、LCDディスプレイ、PDAスクリーン、またはその他のディスプレイでもよい)がある。このディスプレイスクリーンに、グラフィック表現を含め、このグラッフィク表現は、通常、ゲーム用のオブジェクト、事象および属性を具現化することができる。ゲーム用のコードは、発光ユニット100用の発光制御信号を接続することが可能であり、それによってゲーム内の事象がスクリーン上にグラフィックで表現され、次にスクリーン上のグラフィックスが、イクスプロージョン用のフラッシング光などの実世界のゲームの事象または属性を表す信号などの、対応する発光制御信号に変換される。ゲームによっては、ゲーム中のオブジェクトを、直接、タイル500の配列のような、発光体の配列上に表現することが可能である。例えば、ゲーム「ポン(pong)」は、パドルおよび「ボール」などのゲーム要素を表すタイル500を用いて、建物の壁または側面上でプレイすることができる。
An example of an expression that can be converted into a control signal for the
隣接ユニット間で電気接続が容易になる構成に対して、図8に関係して記述したように、これらの接続を、近接さと幾何学的形状を確立するために使用することができる。さらに、これを、システムの全体マップを生成するのに使用し、次いでこのマップを、ある数のタイル500にわたっての効果をオーサリングするのに使用することができる。図34を参照すると、タイルAがタイルBに連結または接続されており、かつタイプBがタイルCに接続されている場合に、ここで、全体トポロジまたは互いの関係が確立されている3つのタイルが得られる。このことは、特定のタイルを種類によるか、またはユニットによって識別するシステムによって自動的に行うことができる。この情報は、メモリ要素、または識別子を表わす電気的ジャンパーもしくは抵抗器によって記憶するか、または表わすことができる。すなわち、各タイル500またはパネル要素がその隣接が何であるかを知り、かつ光放出要素のネットワークにどのようなタイル500が存在するかを知り、かつ各タイルの中に何があるかを知ることによって、システムは、すべての光放出要素がそれぞれどこに位置するかを知ることができる。このことによって、全体システムを1つの一体ユニットとして処理するための効果またはイメージが可能となる。
For configurations that facilitate electrical connections between adjacent units, these connections can be used to establish proximity and geometry, as described in connection with FIG. Furthermore, this can be used to generate an overall map of the system, which can then be used to author effects over a certain number of
そのような実現形態において、各タイル500は、固有IDまたはタイル500の種類を表わすIDを有する。いくつかの変種の1つとすることもできる。隣接タイルが、エッジ接続によって電気的にエッジ同士で接続されている場合、これらのタイル間で通信して互いに情報を供給するためにハンドシェークルーチンを設けることができる。これは、デバイスがコンピュータネットワークに接続されている場合に従うプロトコルと非常に類似している。全体トポロジを決定するためには、したがって1つのタイルもしくはパネルから次へ、さらに中央コントローラへの通信のシーケンスが必要となる。図34に示すタイル500には2種類があり、それは三角形および正方形である。隣接するタイル500は電気接続を有し、これによって、1つのユニットから次のユニットにシリアルプロトコルおよび低オーバヘッド通信を使用して情報の伝達が可能になる。タイル間の接続によって、完成施設の構成を決定する通信の経路が可能となる。隣接体およびタイル種類の知識によって、この2つの隣接体構成において明白な配置が得られる。接続幾何学形状が既知である限り、2つ以上の隣接体を有することも可能である。物理的ピクセルの生成を目的とするネットワークの自己構成については、例えば、マサチューセッツ工科大学(Massachusetts Institute of Technology)のKelly Heatonの研究、例えば2000年6月にマサチューセッツ工科大学Media Arts and Sciencesの科学修士号(degree of Master of Science)の資格要件の部分的履行として、Architecture and Planning 学科のMedia and Sciencesコースに提出された、「Physical Pixels」に記載されている。
In such an implementation, each
タイル500を使用する別の用途としては、上述のように、スケートリンク、またはその他の氷彫刻を含む、氷を中心とする現場(ice-centric venue)における氷の下での、これらのデバイスの使用である。これらのタイルは氷の下に敷設することができる。タイルを保護するために、カプセル材または透明保護被膜を使用して、ユニットに対する、水による損傷および人または車両の重量による損傷を防止する。水の層がリンクに加えられて、ユニットの上に構築されるので、氷はタイル500からの光を拡散することになる。
Another application for using
氷の準備ができると、氷の上のスケーターとプロップ(prop)上のセンシングデバイスを位置システムと結合して、氷の上のスケーターおよびパックなどのその他の人工物の絶対位置を特定して、その位置を時間とともに光で追跡することができる。したがってスケーターは、スケートをするときに形を追跡し、光または色変更および移行の残像などの特殊効果を配置して、動きに「尾(tail)」をつけることができる。アイス・カペード(Ice Capades)などに対して、光は、愛国的なものを含む広範囲なテーマに対する表示、またはアイスイベントにおけるキャラクタ、すなわち「シンデレラ」、「クマのプーさん(Winnie-the-Pooh)」、その他に関係する表示として使用することができる。 When the ice is ready, combine the skater on the ice and the sensing device on the prop with the position system to determine the absolute position of other artifacts such as skater and pack on the ice, Its position can be tracked with light over time. Thus, the skater can track the shape when skating and place special effects such as light or color change and transition afterimages to "tail" the movement. For Ice Capades etc., light is a display on a wide range of themes, including patriotic things, or characters in ice events, namely “Cinderella”, “Winnie-the-Pooh” Can be used as a display related to others.
追加のセンシングは、人または人の手もしくは腕、または器具の存在を検出して、前記腕または器具の接近をセンシングすることによって画像の「覆いをとって(unveil)」応答することができる。例えば、腕が表面を横断して移動するときに、表面覆いを単に拭い去るかのように発光パターンが露呈される。接触は必要ではないが、それをするのは可能であり、同様に、パッドまたは横断移動するパッドを使用することができる。例えば、その存在および接近が検出されて、接近する発光要素をオンにする、スキージ状(squeegee-like)器具。動きおよび動きの速度を検出して、下にある光パターンの覆いをとるタイミングを調節してもよい。これは、動き追跡、およびダンス中、移動中などの指示に使用することもできる。表面は、キャンバスとして処理してもよく、他の操作手段または合図手段によって色を選択することもできる。残像効果を追加して、動きがその「尾(tail)」を持つようにすることもできる。 Additional sensing can respond by “unveiling” the image by sensing the presence of a person or a person's hand or arm, or instrument, and sensing the approach of the arm or instrument. For example, when the arm moves across the surface, the light emission pattern is exposed as if the surface covering is simply wiped away. Although contact is not required, it is possible to do so, and a pad or a translating pad can be used as well. For example, a squeegee-like device that detects its presence and approach and turns on an approaching light emitting element. The timing of uncovering the underlying light pattern may be adjusted by detecting movement and speed of movement. It can also be used for motion tracking and instructions such as during dancing and moving. The surface may be treated as a canvas and the color can be selected by other operating means or signaling means. An afterimage effect can be added to make the movement have its “tail”.
一般に、タイル500ついて記述したいずれの表示モードも、センシング手段(電磁、IR、無線、容量性、可視光、ホール効果、音響その他)と結合して、効果をトリガーするか、または効果を検知信号の振幅または位置に結び付けることができる。壁、床または天井のそばを移動する人が、効果をトリガーすることができる。多くの原理で作動する接近検出装置を使用して、検知情報を発光に結合することができる。音楽は、音楽信号の周波数および振幅に基づいて、発光効果を提供し、それに結合する(応答システム)か、または事前に書かれた効果をトリガーし、次いで音楽に同期させることができる。
In general, any display mode described for
音響効果は、通常、直接的に結合したマイクロフォンを介して、振幅の関数として照明パターンまたは照明順序を変化させて行われる。効果を伝播させるか、またはショー順序を音楽またはオーディオと協調させる、時間的および空間的な効果に基づいて、より高度な効果が可能である。
追加のセンシングは、TAOSセンサなどの光センサまたは周囲光の尺度となる、さらに簡単な光電センサを結合することによって、光出力を周囲光の関数として調整することができる。次いで、この情報をコントローラが使用して、それに従って全体光を減光するか、または色または色温度を変化させる。時間の経過または空のイメージでさえ使用可能であるとともに、その色を一致させるのにパネルを使用することができる。
The acoustic effect is usually done via a directly coupled microphone, changing the illumination pattern or illumination sequence as a function of amplitude. More advanced effects are possible based on temporal and spatial effects that propagate the effects or coordinate the show order with music or audio.
Additional sensing can adjust the light output as a function of ambient light by coupling a light sensor such as a TAOS sensor or a simpler photoelectric sensor that is a measure of ambient light. This information is then used by the controller to dimm the total light or change the color or color temperature accordingly. Even time or sky images can be used, and panels can be used to match their colors.
仮想天空光は、床の上、および天井が屋根ではない空間においても生成することができる。タイル発光体は、Virtual Skylight(登録商標)またはVirtual Windowの概念によく適しており、そこでは建物の外に向けた、非常に安価なカメラ(安価なwebcamで十分である)を備え、そのイメージを低速時間または実時間で使用して、必ずしも高解像度ウインドウを与えないが、外で行われていること―雲の通過、または何か移動するものの影などの感覚を得る。VSまたはVWは、簡単な減光型インターフェイス、またはマサチューセッツ州ボストンのカラーキネティクス社(Color Kinetics Incorporated)のColorDialのもののようなインターフェイスを備える、非センシングベースシステムとすることも可能である。 Virtual skylight can also be generated on the floor and in spaces where the ceiling is not a roof. Tile illuminators are well suited to the concept of Virtual Skylight® or Virtual Window, where they have a very inexpensive camera (a cheap webcam is sufficient) and the image Is used in slow or real time, not necessarily giving a high resolution window, but what is happening outside-to get a sense of the passage of clouds or the shadow of something moving. The VS or VW can also be a non-sensing based system with a simple dimming interface or an interface such as that of Color Dial of Color Kinetics Incorporated, Boston, Massachusetts.
本発明についてのその他の制御関係の観点として、減光および較正のための倍率変更係数の組込みがあり、これらの係数は工場においてコントローラメモリ中に設定してプログラムするか、またはユーザがディップスイッチもしくはPCインターエフィス、またはその他の同様な手段でタイル発光体中に設定することができる。
タイル500は、任意の形状、多角形、正方形、長方形、三角形、円形、楕円形、菱形、五角形、六角形、七角形、八角形、九角形、十角形およびその他あらゆる形状を含む、いかなる形状にもすることができる
上述の説明の多くは、パネルまたはタイル500に対する2次元形状の概念をめぐるものであったが、これらの要素は、3Dとして、いかなる三次元形状を形成することも可能である。ピラミッド、四面体、十二面体、平行六面体(parallelpiped)、その他を含む多くの多角形物体だけでなく、任意の三次元形状を形成することができる。
Other control-related aspects of the present invention include the incorporation of magnification change coefficients for dimming and calibration, which are set and programmed in the controller memory at the factory, or the user can use a dip switch or It can be set in the tile light by PC interface or other similar means.
Tile 500 can be any shape, including polygons, squares, rectangles, triangles, circles, ellipses, rhombuses, pentagons, hexagons, heptagons, octagons, octagons, decagons, and any other shape. Although much of the above description was about the concept of a two-dimensional shape for a panel or
本発明は、部屋または区間を全体にわたっての特殊な照明効果を達成するために、照明器具の物理的形状と、その照明器具の区画を個別にアドレス指定して制御する能力との組合せを包含する。本発明は、また、その連結機構が機械的強度と電気的接続の両方を提供することのできる、連結された、実質的に同様の、繰り返し下位組立体を利用する、照明器具またはディスプレイの構築方法に関する。本発明は、また、光源を正確かつ精密に位置決めを可能にする目的で、連結された、繰り返し下位組立体の幾何学形状を利用することに関する。本発明はさらに、全体照明効果を達成するために、ディスプレイの物理的形状と、そのディスプレイの区画を個別にアドレス指定して制御する能力とを組み合わせることに関する。 The present invention encompasses a combination of the physical shape of a luminaire and the ability to individually address and control the luminaire compartments to achieve special lighting effects throughout the room or section. . The present invention also provides for the construction of a luminaire or display that utilizes a linked, substantially similar, repeating subassembly whose linkage mechanism can provide both mechanical strength and electrical connection. Regarding the method. The present invention also relates to the use of connected, repeating subassembly geometries for the purpose of enabling accurate and precise positioning of the light source. The invention further relates to combining the physical shape of the display with the ability to individually address and control the display sections to achieve the overall lighting effect.
図35、36、37に示すように、特殊な代表的形状である球3500に対して、2D三角形の形態の連結設計が生成され、この2D三角形は、同一設計の他の基板と接続し、連結すると、球3500を形成することができる、プラトンの立体(以下を参照のこと)ではないが、この原理は、連結要素に基づいて、変倍された形態および多数の形状を生成するのに使用することができる。
剛体支持具および締結具を使用する機械的接続を、成形基板要素を一緒に保持するのに使用することができるが、電気的接続を使用することも可能であるか、または隣接基板のはんだ付けによって多数の小さな形状に対しても十分な接続をもたらすことができる。この場合の各基板は、個別に制御可能な、ネットワーク化した発光要素である。これは、各基板上の個別のコントローラによって達成することが可能であり、これらのコントローラには、市販のマイクロプロセッサ、またはカラーキネティクスによるストリング光プロトコルを使用するChromasicチップなどの集積化制御チップを使用することができる。
As shown in FIGS. 35, 36, and 37, for a
Mechanical connections using rigid supports and fasteners can be used to hold the molded substrate elements together, but electrical connections can also be used, or adjacent substrate soldering Can provide sufficient connections for many small shapes. Each substrate in this case is a networked light emitting element that can be individually controlled. This can be accomplished by separate controllers on each board, which use commercially available microprocessors or integrated control chips such as Chromasic chips that use color kinetics string light protocols. can do.
その他の形状としては、立方体、八面体、菱形十二面体(rhombic dodecahedron)、黄鉄鉱型十二面体(the pyritohedron)、三角十二面体(deltoidal dodecahedron)、多面体(テタートイド:tetartoid)、四面体、偏方二十四面体(diploid)、螺旋体(gyroid)、多面体(テタートイド:tetartoid)、偏方多面体(trapezohedron)、正四十八面体(hexoctahedron)、四六面体(tetrahexahedron)、三角面体(tristetrahedron)、偏四角多面体(trisoctahedron)、および十六面体(hextetrahedron)が挙げられる。これらの形状のそれぞれは、発光制御および照明のための回路基板要素として設計することのできる、簡単な幾何学的要素で形成されるという利点がある。さらにプラントンの立体も開示され、これはその面がすべて正多角形である多面体であり、これは、それらが合同な辺および角度を有することを意味する。そのような多面体は、図38に示すような、5種類のみである。 Other shapes include cubes, octahedrons, rhombic dodecahedrons, pyrite-type dodecahedrons, the pyritohedrons, deltoidal dodecahedrons, polyhedrons (tetartoids), tetrahedra, declinations Diploid, gyroid, polyhedron (tetartoid), orthohedral polyhedron (trapezohedron), hexoctahedron, tetrahexahedron, tristetrahedron, polarized polyhedron ( trisoctahedron), and hextetrahedron. Each of these shapes has the advantage of being formed with simple geometric elements that can be designed as circuit board elements for light emission control and illumination. Further, a Planton solid is also disclosed, which is a polyhedron whose faces are all regular polygons, which means that they have congruent sides and angles. There are only five types of polyhedrons as shown in FIG.
様々な態様において、相互接続およびモジュラー性は、互いの接近によって同時整列(co-align)する誘導性要素を使用することによってさらに改善することができる。誘導性結合は、変圧器に類似して、AC信号を使用し、この信号を、1つの要素から別の要素へと電力、例えば12VACを供給するのに使用できる。同時に、データを電力信号に重畳させて、多重化データ・電力接続を生成することができる。多重化は、また、直接電気接続によって、要素間の多重化データおよびDC電力を使用して行うことも可能である。この概念は,カラーキネティクス社のiColor MR製品と類似しているが、物理的形態因子が非常に異なり、ランプではなくタイル500である。
In various embodiments, interconnection and modularity can be further improved by using inductive elements that co-align with each other. Inductive coupling uses an AC signal, similar to a transformer, and can be used to supply power, eg, 12 VAC, from one element to another. At the same time, data can be superimposed on the power signal to create a multiplexed data / power connection. Multiplexing can also be done using multiplexed data and DC power between elements by direct electrical connection. This concept is similar to the Color Kinetics iColor MR product, but the physical form factor is very different: the
さらに簡単にするには、要素間の通信を(可視または赤外線などの)光学手段で行うことが可能であり、それによって隣接パネルが整列して、光学結合要素が、1つの要素から次の要素にデータを流すことを可能にする。この方法によって、多種多様な協調かつ同期パターンを、様々なパネルを横断して発生させることができる。別の方法は、RF技術を使用して配線などを使用することなく多数のパネルを相互接続するものである。 To make it even easier, the communication between the elements can be done by optical means (such as visible or infrared) so that adjacent panels are aligned so that the optical coupling element can be moved from one element to the next. Allows you to stream data. In this way, a wide variety of cooperation and synchronization patterns can be generated across various panels. Another method uses RF technology to interconnect multiple panels without using wiring or the like.
本開示は、モジュール間で上方を伝達する多くの方法を含む。基礎となるアーキテクチャも関係がある。図39において、番号付きのブロック(1,2,...N)のそれぞれは、複数の制御可能ノード(例えば、RGBまたはRGBWおよび制御チップ)を有するタイル500を表わす。ネットワーク、例えばイーサネット(登録商標)を使用して一連のハブまたはルーターを接続し、これらのハブまたはルーターのそれぞれは、多数のタイル500に接続されている。この方法によって、プロセッサ、コンピュータまたはコントローラからの要素の階層が、制御データストリームをハブに供給し、ハブはそれらへの情報を取り込み、それを発光ユニット100およびタイル500内のノードに配信する。これは、例えば、全ビデオ信号を聞き取り、その信号の表示すべき特定の区間を取り出すビデオスクリーンとは異なる。
図40を参照すると、追加の発明は、非常に高速のシリアルバス4002を使用して、概念的により簡単であるが、高速の手法を用いる。このバス4002はFireWireの高速バージョンとすることもできる。タイル間の相互接続は、Bluetoothまたはその他任意の既知の無線接続プロトコルなどの、無線とすることもできる。
The present disclosure includes a number of ways to communicate upward between modules. The underlying architecture is also relevant. In FIG. 39, each of the numbered blocks (1, 2,... N) represents a
Referring to FIG. 40, the additional invention uses a very high speed
図41を参照すると、本発明のいくつかの態様において、様々な装着構成を使用することができる。図41の態様において、光源4102の表面4104までの距離L4108は、光源4102からの光との重複を最少化し、かつ有効範囲を最大化するように選択することができる。図41でわかるように、距離は、LED4102のビーム角度の関数である。実際的な割合の範囲内で、多くの重複を除去するか、または隣接発光要素間にフレームまたはボックスを供給するように選択される、距離4108を選択するのが望ましい。図41においてわかるように、ビーム角度および距離に関係する関数は、三角関数値である。半広がり角(half-angle spread)がαであり、隣接LED間の距離がLである場合に、隣接LEDからのビームが交わる距離は、L/(2tan(α))である。これが望ましい距離である。しかしながら、吸収、反射およびその他の光学特性のために、最も心地よい効果を得るには、この距離を、この距離の他方の片側方向にわずかに調節するのが望ましいことがある。
Referring to FIG. 41, various mounting configurations can be used in some aspects of the present invention. In the embodiment of FIG. 41, the distance L4108 to the
なお図41を参照すると、LEDの表面への接近は、合成パターンを画定する。図41は、発光ダイオード4102の列と、拡散表面4104の距離の影響とを示している。LED4102が表面に近すぎると、表面の4104の拡散品質に応じて、一連の点を生じることになる。遠すぎる場合には、重複によって隣接光源の混合が生じる。最後に、右端の図には、隣接する光源からのビームが一致する点に対応する拡散体の位置が示されている。
Still referring to FIG. 41, the proximity of the LED to the surface defines a composite pattern. FIG. 41 shows the row of
通常の態様において、光源4102は、1つの角度で最大光を有し、次の角度増分でゼロとなるような、完全なビームではない。しかしながら、光の急速な低下が一般的であり、ビームパターンおよび角度は、光が中央強度の半値に低下する角度によって定義されることが多い。
重複を防止して、光出力を潜在的に増大させる別の機械的手段は、各光源4102に対して、そのエッグクレート(egg-crate)発光拡散体内で使用されるもののような、各光源4102を、その隣接物から機械的に隔離するものである。薄い材料を小さなオフセット距離で使用して、機械的部品の列が拡散体を透けて見えるのを防止することができる。
In a normal manner, the
Another mechanical means of preventing duplication and potentially increasing the light output is for each
図42を参照すると、光源4102は、この場合、介入する拡散物質のない状態で直接観察される。図42は、基板4202上に規則配列に装着されたLED4102の直視画像である。拡散体は使用していない。この画像でわかるように、光源4202は明るい光の点として見える。それらは個別に制御するか、または時間経過とともに同じことを実行するように同期させることができる。図42の上部には、外方向を向く、一行のLEDを示してあり、観察への光路を中途妨害する物質はない。下部画像においては、基板は、それぞれがRGB LED光源の8×8(64)グリッド内にある4つの1スクエア(square:平方フィート)正方形基板を示す。
Referring to FIG. 42, the
図43を参照すると、いくつかの態様において、拡散表面4104は光源4102に対して傾けることができる。図43において、拡散表面4104は、光源と観察者との間で、LED4102の前方に示してある。拡散表面は、LEDに対してある角度がある。図43においてわかるように、距離が変化すると、光の点は見えるとともに、隣接の光の点と合体する。近づきすぎて合体すると、隣接光源からの色が互いに重複して、源を区別することは困難となり、色混合が発生する。異なる色の場合には、ボケが発生する場合の焦点ずれ画像と類似する、結果的な解像度低下が生じる。この例は、異なる光の点の間での遷移が望ましい用途、および効果のために解像度を低下させたボケ領域において使用することができる。
Referring to FIG. 43, in some aspects, the diffusing
図44を参照すると、様々な構成および表面を、光源4102を用いて使用することができる。図44において、LED要素4102が示されており、左から右に、表面1401に接触している。拡散材料内に埋め込まれた構造が、LEDへのかみ合い形状を形成している。このことは、LEDが標準5mm(T1−3/4)パッケージ、SMT、であるか、またはその他のパワーパッケージであるかによって当てはまる。この緊密な結合によって、反射損失が減少し、光学ゲル材料を合わせて使用することによって光学損失を最小化または無くすことができる。
Referring to FIG. 44, various configurations and surfaces can be used with the
図44の態様において、一連の個別光源4102からの出力を成形するための、全体光学特性を有する形状を形成するために、材料が使用される。態様4408において、材料は平坦表面として成形されている。態様4410においては、材料4104は光学レンズである。態様4412においては、波状の表面が、変化する距離との光相互作用から生じる、様々なパターンおよび形状を形成する。態様4414において、そのような形状またはその他任意の形状は、LED光源からの距離を調節することができる。この調節装置は、距離を調節または設定するための多数の機械的手段の1つとすることができる。簡単なねじ4418を示してあり、このねじ4418を回わすと、材料はLED基板から離れる方向または近づく方向に移動する。そのような調節装置は、機械的爪または窪み構造を捕捉するラッチおよび鋸歯形パターンとするか、または距離及び高さを調節するためのその他任意の機構とすることもできる。
In the embodiment of FIG. 44, a material is used to form a shape having overall optical properties to shape the output from a series of individual
図45を参照すると、LEDモジュールを表面に保持するための、本発明の光源用の締結機能および装着機能の多数の態様を示してある。図45の態様は、一般的な締結機能を説明することを意図するものであり、限定的なものではない。これらの例は、いかなる状況おいても、1つの材料または表面を別のものに取り付けることのできる手段を限定はしない。態様4502において、側面上の小さな構造が、パネルの上部からパネル中の円形の穴に押し込まれるときに、その穴に入ってロックされる。モジュールを接続するケーブルが、横断面で示してあり、1つのモジュールから次のモジュールへと連続して伝わり、絶縁配置手段(IDCスタイル)を介してモジュールの中につながれている。モジュール4504は、パッケージと一体になった側面への小さな平坦タブ4506を有し、ねじ、釘、針またはその他の締結具を介して抑制領域(hold down area)として使用される。態様4508においては、かみ合い構造を有する小型別個平坦部品が、表面に締め付けられて、モジュールはその別個部品の上にスナップ止めされる。態様4510においては、この態様は態様4504と類似しているが、タブの領域は、円形であるか、またはモジュールの底部を通過して延びている。
Referring to FIG. 45, a number of aspects of the fastening and mounting functions for the light source of the present invention to hold the LED module on the surface are shown. The aspect of FIG. 45 is intended to illustrate a general fastening function and is not limiting. These examples do not limit the means by which one material or surface can be attached to another under any circumstances. In
態様4512において、より小さな穴がパネルに生成されて、4516に示すねじ構造をネジきりするか、または装着面の反対側から、自己タップネジを用いて使用することができる。態様4524において、パネル締結具4526はモジュール設計に取り付けるが、または一体化されて、適当な寸法の穴を通過して押し込み、直接的に位置決めして保持される。態様4518において、2分割配設が設けられ、第1の底部部品4528は、それに限定はされないが、ねじ、釘、接着剤などの、多数の可能な手段の1つを介して装着表面に取り付けられる。配線を事前取り付けされた第2の部品4530は、モジュールを上部から押し込んだときに、ロック作用をもたらす、かみ合い構造を介して、底部部品にスナップ嵌めされる。図示していないが、前後の追加の構造が、ユニットが底部装着部品4528内にすべり込んだり、移動したりするのを防止する。態様4514においては、底部部品4528から延びるタブを、表面に取り付けることができる。モジュールは、態様4518に関して記載したのと同様な方法で、底部部品4528に取り付けられる。態様4520において、モジュールは、パネルの底部から突き出る。同様の機能が、スナップ・イン機能をもたらし、配線はパネルの底部上に残る。態様4522においては、両面部品の形態の接着剤を、モジュールの底部とモジュール自体とに取り付けることができる。設置のためには、保護材料を接着剤から剥がして、粘着表面を露出させ、次いで、装着表面に押し付ける。直接またはその他の材料においては、接着剤は掻き落すか、または除去して、新しいDST部品を適用することができる。
In
図46を参照すると、押し込み(push-through)組み付け機構の詳細を示してある。図46において、発光ノード(light node)4602は底側から押し付けられて、装着表面4608の穴4604を通過する。穴4604の直径よりも大きい、発光ノード4602の底部上のリム4610が、発光ノード4602が押し込まれて抜けてしまうのを防止する。したがって、複数の発光ノード4602を接合する配線4612が、装着穴4604のせん断縁に噛み合わないように保護される。反対側から、保持リング4614が発光ノードの外側に押し付けられて、内部歯4618またはその他類似機能が発光ノード4602とかみ合い、それが穴4604の中に戻るのを防止する。係合されて、装着表面4608と同一面になるように押し付けられると、この正係合(positive engagement)によって、ユニットは確実に位置決めして保持される。適度に薄い縁端のツールを用いて、保持リング4614を持ち上げることによって、保持リング4614を除去することもできる。
Referring to FIG. 46, details of the push-through assembly mechanism are shown. In FIG. 46, a
図47を参照すると、発光ノード4102によって照明される表面は、本明細書で説明したように、2次元表面である必要はない。例えば、図47の表面4700のような、複雑なトポロジとすることができる。この例においては、深い彫り込みまたはテクスチャを付けられた3D表面を、発光要素または発光ノード4102と合わせて使用することもできる。表面への距離を変化させることによる、様々な快適効果を、そのような表面4700を用いて達成することができる。3D表面4700は、任意の適切に半透明または透明の材質のものとすることができる。深さおよび厚さを変えると、実際に不透明になり、色と半透明性において豊富な変化の組合せが得られる。その表面自体は、無色とするか、またはそれに固有色および色の深さを与えることができる。
Referring to FIG. 47, the surface illuminated by
図48を参照すると、その形状の背後の制御可能な発光ノード4102の組によって増強または強調される特徴又は色を有する、3次元の照明された形状4800を有することも可能である。例えば、半球形状4800には、地球の一部の地図をその上に含め、発光ノード4102は、海を強調するのに輝く青色光を用いたり、黄色表面構造を強調するのに黄色光を用いるなど、色を強調するように照明することができる。
Referring to FIG. 48, it is also possible to have a three-dimensional
図49および図50を参照すると、半透明グラフィックスおよび材質などの、重ね合わせグラフィック要素を備える発光要素の配列を確立することも可能である。例えば、発光要素の配列4900は、重ね合わせた半透明要素4902または透明要素4904によって覆いをして、配列4900からの発光の効果を強調することができる。図50を参照すると、重ね合わせ要素は、ロゴ5002またはブランド、商標、商号、事業名、人名その他などの類似の要素とすることもできる。重ね合わせ要素は、また、発光要素が異なる光の色でグラフィック5004を照明するときに、変化効果または「フレア(flair)」効果を生成するように設計されたグラフィックなどの、グラフィック5004とすることもできる。上記の図に示すように、これらの発光配列4900は、表示または宣伝用途だけでなく、消費者向け製品およびその他のにおける新規要素のために使用するためのグラフィック要素を強調するかまたはその輪郭を描く(delineate)のに使用することができる。様々な光透過品質を有する様々な材質上に印刷された、グラフィックは、配列の上に重ね置きして、前記グラフィック材質のための、柔軟で制御可能な背面照射(backlit)照明を提供することができる。これらのグラフィックは、任意の印刷された材質とすることができる。
With reference to FIGS. 49 and 50, it is also possible to establish an array of light emitting elements comprising superimposed graphic elements, such as translucent graphics and materials. For example, the array of
図51を参照すると、配列4900には、様々な間隔を設けることができる。一態様においては、配列4900は、規則的に間隔を空けた、線形の、平面配列5100である。その他の態様において、配列は不規則に間隔を空けることができる。図52は、不規則に間隔を空けた、発光要素4102の平面配列5200を示す。図51および図52は、発光要素の間隔における変化を説明している。間隔は、規則的または自由形態とすることができる。間隔は、ユニット全体にわたって線形または非線形に変化させたり、上述の実質的に球形態様によるなど、3次元にでも変化させることができる。
Referring to FIG. 51, the
図53は、メビウスの帯の形態の三次元ループ5300を示す。図53に示すように、発光要素4102のメッシュを、異なる密度および間隔だけでなく、三次元において全体形状を無限の種類で生成することができる。メビウスの帯は、一つの端および1つの側だけを有するトポロジー表面である。発光要素は、このような種類の複雑な表面(トーラス(toruses)、クラインの管(klein bottles)、3次元空間(3-space)におけるハイパーキューブ表現、その他)に容易に組み込むことができる。
FIG. 53 shows a three-
また、本明細書に記述する方法およびシステムは、発光ノードをそれに装着するグリッド材料または装着表面材料としての、熱硬化性材料の使用を含む。熱硬化性材料は、加熱下で型内で成形するか、または手作業ででも成形が可能であり、次いで、冷却して所望の形状とすることができる。このような方法で、用途向けの表面を成型して、加熱下または加圧下で捩りまたはその他の方法で成形して所望の形状にして、その形態を維持することができる。熱硬化性の材料の例としては、ABS、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ナイロン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ポリスチレン樹脂、アセタール樹脂、アクリロニトリル、メタクリル樹脂、フタル酸塩、ポリブチレン、ポリエーテル、ポリフェニレン、ポリスルホン樹脂、スチレン樹脂、アクリル酸樹脂、セルロース樹脂、成型樹脂(Molding Resins)、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、およびビニル&ポリビニル樹脂が挙げられる。このリストは、熱可塑性材料の種類および変種をいかなる意味でも限定するものではない。形状を生成する別の方法は、金属などの、ブレンド可能かつ成形可能な材料を使用する方法であり、それらの材料は、ワイヤグリッドの一形態で、捩って、成形することによって多くの形態にすることができる。ワイヤメッシュ、スクリーンおよびクロスは、金属、(ガンビーフィギア:Gumby(登録商標)figuresのような)被覆金属またはプラスチック材料で製作して、次いで、加圧したり引抜いて多種多様な形状にすることができる。以下の図54に示すように、そのような材料のグリッド配置は、前記モジュールの配置において大幅な柔軟性をもたらす。 The methods and systems described herein also include the use of a thermosetting material as the grid material or mounting surface material on which the light emitting node is mounted. The thermosetting material can be molded in a mold under heating or manually, and then cooled to the desired shape. In this way, the surface for the application can be molded and twisted or otherwise formed under heat or pressure to form the desired shape and maintain its shape. Examples of thermosetting materials include ABS, acrylic resin, fluororesin, nylon resin, polyarylate resin, polyester resin, polyphenylene sulfide, polystyrene resin, acetal resin, acrylonitrile, methacrylic resin, phthalate, polybutylene, polyether. , Polyphenylene, polysulfone resin, styrene resin, acrylic resin, cellulose resin, molding resin, polyamide resin, polycarbonate resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyethylene terephthalate, and vinyl & polyvinyl resin. This list does not limit the types and variations of thermoplastic materials in any way. Another method of generating shapes is to use blendable and moldable materials, such as metals, which are in one form of wire grid, many forms by twisting and forming. Can be. The wire mesh, screen and cloth can be made of metal, coated metal (such as Gumby® figures) or plastic material, and then pressed or drawn into a wide variety of shapes . As shown in FIG. 54 below, such a grid arrangement of materials provides significant flexibility in the arrangement of the modules.
図54を参照すると、発光ノード4102は、ワイヤグリッド5402の範囲の間隔で配置して、装着において完全な柔軟性を有して、グリッド5402自体の拘束のみを受けるようにすることができる。この開示において、装着表面自体を、成形して3次元とすることもできる。発光要素の装着または取り付けの用意がされる限り、装着表面の形状についての制限はない。
Referring to FIG. 54, the
図55を参照すると、グリッド5402に配置された発光ノード4102の複雑な配設は、それ自体が、ディスプレイ5502におけるなど、グラフィック要素、アイコン、および主題または芸術的自由度のその他の表現を形成することができる。図55に示すように、発光ノードの場所は、特定の設計に準ずる、特定のパターンおよび形状を形成することができる。そのようなモジュールの高密度な配列を使用して、任意の着色パターンを形成することができるが、その用途が、高密度配列の部分集合だけを必要とする場合には、特定のパターンを使用するのがより経済的である。このことは、多くの設置において、より経済的かつ実際的である。繰り返すと、図に示すグリッド5402は、発光ノード4102の装着および経路指定の可能性を示すためだけのものである。
Referring to FIG. 55, the complex arrangement of
本明細書に記述する方法およびシステムは、また、本明細書に記述した発光ノードまたは要素のための、様々なキャップおよびレンズオプションを提供する。図56は、短レンズオプション5608を有するスナップモジュール5604を備える発光ノード5602を示す。図56の設計は、多数のモジュール設計の一つである。この図では、ユニットには半球レンズ5608が組み込まれている。そのようなレンズ5608は、基本モジュール5604と係合するための特定のかみ合わせフォーマットで設計されており、その結果、レンズ5608はモジュール式であり、光学特性または純粋に形状に基づく美的外見または応用用途などの、所望の機能に応じて、多数の形状をとることができる。そのようなレンズ設計は、ライセンス付き文字、宝石形状またはアイコンまたは会社ロゴまたは多くの用途専用形状の形態とすることができる。
The methods and systems described herein also provide various cap and lens options for the light emitting nodes or elements described herein. FIG. 56 shows a
図57は長レンズ5702を示し、この場合に外見はレンズ組立体全体に沿って均一な光色としてもよい。
図58は、レンズなしの発光ノード5802を示す。レンズなしのモジュールは、様々なレンズ構成を受け入れるか、またはレンズをまったく受け入れない。図58において、発光エミッタおよび電子回路を取り囲むウエル(well:縦穴)5804は、様々なキャップまたはレンズモジュールを介して適合させることができる。「レンズ」の用語はいかなる場合にも限定を意図するものではない。材料および「レンズ」設計の形態は、光を回折、反射および拡散する光学機能とすることができるが、透明、領域によって不透明、または半透明にすることもできる。それは、その部分がモジュール設計に適合する、任意の形状とすることができる。ユニットの尺度においても制限はなく、寸法は、特定の設計を説明することを意図するものであるが、ユニットは、寸法を拡大または縮小して多数の用途に対する機能を提供することができる。
FIG. 57 shows a
FIG. 58 shows a
図59は、発光ノードの単一ノード保持装置態様の、コンピュータ支援設計(CAD)図面5900を示す。図60は、発光ノードのレンズ無し態様のCAD図面6000を示す。図59、60に示すモジュールは、10mm程度の寸法の代表モジュールである。発光ノードは、より小さな寸法(例えば、1mm尺度)またはより大きな寸法(100または1000mm)に容易に変倍することが可能であり、モジュールはモジュール内の複数の光放出要素からなる。また、図59は、発光要素またはモジュールのためのトラック装着システム5902を示す。図59において、モジュールは、トラック(track)形状にスナップ嵌めされた、または取り付けられた状態で示されており、多くの用途に対してモジュール配設の線形形態を提供する。完成した発光ユニットは様々な用途に用いることができる。さらに、屈曲可能半径を与えることが可能であり、この屈曲可能半径は、他の表面に装着するための、横方向だけでなく垂直方向の柔軟性を、文字通りもたらす。
FIG. 59 shows a computer aided design (CAD) drawing 5900 of a single node holding device aspect of a light emitting node. FIG. 60 shows a CAD drawing 6000 of the light-emitting node without lens. The modules shown in FIGS. 59 and 60 are representative modules having dimensions of about 10 mm. The light emitting node can be easily scaled to smaller dimensions (eg, 1 mm scale) or larger dimensions (100 or 1000 mm), and the module consists of multiple light emitting elements within the module. FIG. 59 also shows a
図61を参照すると、本発明のその他の態様としては、タイル500のための制御信号をオーサリングする基本として、センサなどの様々な信号源124を利用する態様を挙げることができる。例えば、近接センサ6102は、タイル500の位置またはその近傍に配置して、ユーザー6104がタイル500の近傍にいるときには、タイルが所定の方法で色を変えるようにすることもできる。すなわち、近接センサ6102は、タイル500のユーザインターフェイスとして作用する。次いで、そのようなセンサ6102付きのタイル500の配列は、例えば、壁の上に配置して、ユーザー6104が、様々な順序で様々なタイルの近くで手を振ることなどによって、様々な効果をオーサリングすることができる。例えば、タイル599全体にわたって手をかざすことによって、カラーチェーシングレインボウまたは類似の効果を、タイル500の配列上に生成することもできる。
Referring to FIG. 61, other aspects of the present invention may include the use of
タイル500は、一群のLED程度の、寸法の非常に小さいタイルから、非常に大きなタイルまで、任意の寸法とすることができる。図62を参照すると、タイル500は、部屋またはエレベータ用のように、天井、床、または壁の全体を覆うように寸法決めされている。したがって、例えば、LEDがその上に配置され、例えば、上述のストリング光または直列プロトコルによって制御される、壁パネルの寸法に、金属基板をすることもできる。金属基板は、長方形、円形、正多角形、または不規則形状など、空間に適合する任意の形状に成形することができる。くつかの態様では、LEDを備える金属基板は、次いで、ユニットとして設置のために基板の上に伸ばすことのできる半透明、弾塑性またはポリマーなどの、拡散材料で覆いをしてもよい。そのようなユニットは、壁、ドア、天井、床、エレベータ壁、またはその他の建設ユニットとして機能させることができる。
The
いくつかの態様において、タイル500は、屋外用途のために耐水性とするか、または水中用途のために防水性とすることができる。したがって、タイル500は、防水ポリマー、ゴム、プラスチックまたはその他の防水材料で覆いをして、電力配線および制御配線用のシール接続などの、耐水性構造で構築することもできる。そのような態様としては、金属またはその他の導体など、LEDから熱伝導により熱をとって、それらの使用期間を増大させるための材料を含めてもよく、それはタイル500の外部の水またはその他の材料と熱的に接続することができる。防水水中タイル500は、地中または地上の水泳プール、携帯用または地中スパ、噴水の底面または側面、池または水ディスプレイ、庭園水ディスプレイ、水族館、またはその他任意の水中環境の底面または側面を照明するのに使用することができる。したがって、図63を参照すると、タイル500は、例えば水泳プール6300、スパ、噴水、池または水族館の底面において表示して、プール6300内で様々な色または色温度のディジタル制御された照明ショーを提供することができる。
In some aspects, the
いくつかの態様において、光源104は、基板204などの支持構造上に配置してもよい。基板204は、回路基板とするか、または光源104だけでなく電気施設202で使用される構成要素など、電気構成要素を支持することのできる、類似の機能とすることができる。図64を参照すると、いくつかの態様において、基板204は、光源104の配列またはグリッド2208を備える、長方形基板204で構成してもよい。図64に示す態様においては、配列は、一辺6インチの正方形基板204の6×6配列である。配列2208は、任意の数の光源104を備えることができ、その他任意の寸法をとることができる。光源は、赤、緑、青、白またはその他のLED色などの、LEDのミニチュア群で構成してもよい。いくつかの態様においては、各光源104は、赤、緑および青の表面装着LEDの三つ組(triad)で構成される。正方形配列は、類似の配列2208を収納する他の基板204と並べて、配列2208を配置するのに非常に便利であり、その結果、建物の壁または外面を覆う延長システムなどの、複数配列2208の全体にわたって効果を生成することができる。すなわち、配列2208は、より大きな発光システムのモジュール構成要素としての役割を果たすことができる。迅速な設置を促進にするために、基板204は、基板204を壁またはその他の装着領域に取り付けるのに便利である、複数の事前製造ねじ穴2210を有してもよい。いくつかの態様においては、基板204には、基板を損傷から保護するプラスチックカバーのような、保護カバー2212が設けられており、ユーザーが基板204上の電気結線に触れるのを防止する。カバー2212には、空間2214を含めて、カバー2212を透過して光を拡散させることなく観察者が光源を直接的に見ることができるようにしてもよい。その他の態様においては、カバー2212は、光透過性カバーとするか、または光拡散カバーとすることができる。
In some aspects, the
図65を参照すると、別の態様において、光源104の配列2208は、図65の6×6の配列よりも密度は低いが、基板204(ここでも6インチ×6インチ基板204)、カバー2212、ネジ穴2210、および観察者が光源104を直接見ることのできる空間2214など、同様な要素を含む3×3の配列としてもよい。ここでも、光源104は、赤色、緑色および青色の表面実装LEDの三つ組などの、様々なLEDの色で構成することができる。
Referring to FIG. 65, in another aspect, the
図66は、図64および図65と関係して記述した長方形配列2208基板などの、基板204の背面を示している。基板204は、源から電力およびデータを取り込むためのジャック2218、および電力およびデータを送り出すためのジャック2220を含む。いくつかの態様においては、ジャック2218、2220によって、基板204をその他の基板204と直列に整列することが可能となり、中央コントローラからのデータは、ジャック2218、2220によって基板から基板へと伝えられる。いくつかの態様においては、配列2208内の各群の光源104に、光源104のための発光制御信号を取り扱うASIC3600などのプロセッサを設けることができる。いくつかの態様においては、ASIC3600は直列に配置されて、本明細書で記述したようなシリアル制御機能によって制御され、この場合に各ASICは、データストリームを取り込み、最初の未修正バイトに応答し、それが応答するバイトを修正し、修正したデータストリームを次のASICに送る。基板204の背面上のASIC3600は、6×6配列2208または3×3配列2208などの配列につなぐこともできる。いくつかの態様においては、ASIC3600のそれぞれは、基板204の背面上の抵抗器およびキャパシタに沿って配置される。また、基板204には、追加のASIC2230を含めて、中央コントローラが、基板204を6×6または3×3配列として識別するなど、その上にASICが配置される特定の型式の基板204を識別することを可能にしてもよい。また、基板204には、ネジ穴2210からの押出し部2228を含めてもよい。押出し部2228は、基板204を表面に取り付けるネジを誘導するとともに、基板204の背面と表面の間をオフセットさせて、ASIC3600またはその他の構成要素が、基板204を表面に取り付けるときにつぶれないようにすることができる。隅押出し部2224は、同様に、基板204の隅におけるオフセットを与える。
FIG. 66 shows the back side of the
いくつかの態様においては、カバー2212には、光源104の視野角を増大させるなど、配列2208を構成する光源104から出る光を成形する、レンズ、拡散体またはその他の光学設備400を取り付けてもよい。
態様によっては、発光ユニット100には、ユニットを表面上の任意の場所に配置することを可能にする、ディップライン(dipline)形式の装着パネルを含めてもよい。基板204には、設置中にユニット100を位置合わせするための一体化ハッシュマーク(hash marks)を含めてもよい。態様によっては、基板204は、正確な設置を容易にするための、一体化レーザレベル計を有してもよい。この態様においては、Dipline形式(Diplineは、商標登録された積層導体装着材料)表面材料などの導体の積層面を使用して、モジュール式に取り付けたピンコネクタを挿入して、材料の表面に押し込み、表面内部の選択された導体層と接触させることによって、ユニットを任意の場所に配置できるようにすることができる。
In some aspects, the
In some embodiments, the
図67を参照すると、ハウジングは、フレキシブルバンド6750、テープまたはリボンの形態をとって、ユーザーが、ハウジングを特定の形状または空隙に適合させることを可能にすることもできる。すなわち、本明細書に記述するタイル500の様々な態様は、フレキシブルタイルとすることができる。同様に、ハウジングはフレキシブルストリング6754の形態をとることもできる。そのようなバンド6750またはストリング6754は、様々な長さ、幅および厚さに構成して、手術用照明用途の身体部分または空隙に適合させるための成形、対象物に適合させるための成形、通常ではない空間に適合させるための成形、その他のためなど、フレキシブルハウジングの便益を受ける用途の特定の要件に適合させることができる。フレキシブル態様においては、小型バンド6750またはストリング用のポリマーまたは「ペーパー」バテリーなどの、薄形バテリーを使用するのが有利なことがある。
Referring to FIG. 67, the housing may take the form of a
図68を参照すると、配列6800を、図56から図59と関係して記述するとともに、参照により本明細書に組み入れてある文献に記述した、ストリング発光ノードなどの、フレキシブルストリング6754から形成することができる。そのような配列6800はフレキシブルである一方で、一旦配置されると、この配列を使用して、図64から図66に関係して記述した回路基板上に配置されるもののような、剛体グリッドへの類似の効果を表示することができる。例えば、配列6800は、フレキシブルストリングのノードを行または列にクリップ留めしたり、ノードをチャネル状につないで線形配設を生成するなどして、建物の外側面上でつなぎ合わせることができる。そのような配列は、例えば、色変更ショー、グラッフィク効果、アニメーション効果、ビデオ型効果、テキストスクロール効果、その他を含む、大型配列上で実行されるように設計された効果を表示するのに使用することができる。
Referring to FIG. 68, an
図69aを参照すると、発光システムマネジャー5000を設けて、複数の発光ユニット100または発光システムの制御を管理することが望ましい。図69bを参照すると、ハードウエアおよびソフトウエア構成要素の組合せで構成することのできる、発光システムマネジャー5000を設けてある。それには、複数の発光システムの場所をマッピングするための、マッピング機能5002が含まれる。このマッピング機能は、本明細書に記述するか、または当業者に知られている、発光体の場所を発見してマッピングするための様々な技法を使用することができる。場所は、その世界における物理的な場所とするか、または、発光ユニット100のストリングまたは配列における発光ユニット100の相対位置などの、相対的場所とすることができる。また、発光システム上で表示することのできる、1つまたは2つ以上の発光ショーを構成するための発光システムコンポーザ5400も設けてある。ショーのオーサリングは、幾何学形状およびオブジェクト指向プログラミング手法に基づいてもよく、例えば、本明細書および参照により本明細書に組み入れてある文献に開示されるか、または当該技術において知られている様々な方法およびシステムによる、マッピング機能を使用して発見してマッピングすることのできる発光システムの幾何学形状などである。また、発光ショーのためのコードを実行して、発光制御信号を、例えば1つまたは2つ以上の発光システム、あるいは発光システムを支配する電力/データシステムなどの関係システムに配信することによって、発光ショーを再生するための発光システムエンジンが設けられている。発光システムマネジャー5000、マッピング機能5002、発光システムコンポーザ5004および発光システムエンジン5008のさらなる詳細を本明細書に記載してある。
Referring to FIG. 69a, it is desirable to provide a
発光システムマネジャー5000、マッピング機能5002、発光システムコンポーザ5004および発光システムエンジン5008は、コンピュータハードウエア、電気通信ハードウエアおよびコンピュータソフトウエアの構成要素の組合せによって提供することができる。異なる構成要素を、単一のコンピュータシステム上に設けるか、または別個のコンピュータシステム間に分散させることができる。
The
図70を参照すると、一態様において、マッピング機能5002および発光システムコンポーザ5004は、オーサリングコンピュータ5010上に設けられている。オーサリングコンピュータ5010は、パーソナルコンピュータなどの従来型コンピュータとしてもよい。態様によっては、オーサリングコンピュータ5010は、グラフィックユーザインターフェイス、キーボード、オペレーティングシステム、メモリ、および通信機能などの従来型パーソナルコンピュータ構成要素を含む。態様によっては、オーサリングコンピュータ5010は、Windows(登録商標)環境のようなグラフィックユーザインターフェイスを備える開発環境で動作する。オーサリングコンピュータ5010は、例えば、電線、データ接続、無線接続、ネットワークカード、バス、Ethernet接続、Firewire、802.11機構、Bluetooth、またはその他の接続などの、任意の従来式通信接続によって、ネットワークに接続してもよい。態様によっては、図70におけるように、オーサリングコンピュータ5010は、Ethernet接続を設けられており、それによってEthernetスイッチ5102を介するなどして、任意選択で発光システムエンジン5008、発光システム自体(オーサリングコンピュータ5010からの命令を受信可能にされた)、または1つまたは2つ以上の発光ユニット100で構成される発光システムに電力および/またはデータを供給する、電力/データ源(PDS)1758を含む、その他のEthernetベースデバイスと通信することができるようにすることができる。例えば、発光システムは、複数の発光ユニット100がグリッドパターンに配設されている、タイル発光体500または配列2208を備える基板204としてもよい。マッピング機能5002および発光システムコンポーザ5004には、オーサリングコンピュータ5010上で実行されるソフトウエアアプリケーションを含めてもよい。
Referring to FIG. 70, in one aspect,
なお図70を参照すると、複雑なショーのための制御システムを、1つまたは2つ以上の発光システムに提供するアーキテクチャにおいて、オーサリングコンピュータ5010を使用して構成されるショーは、Ethernet接続を経由して、1つまたは2つ以上のEthernetスイッチによって発光システムエンジン5008に配信される。発光システムエンジン5008は、発光システムコンポーザ5004によって構成されるショーをダウンロードして、それらを再生して、発光システムのための発光制御信号を生成する。いくつかの態様においては、発光制御信号は、Ethernetスイッチによって1つまたは2つ以上の電力/データ源に中継されるとともに、例えばLEDのスイッチを入れたり、切ったりすることによって、その命令を実行するように装備された発光システムに中継されて、その色または色温度を制御したり、その色調、強度、または彩度を変化させたりする。態様によっては、電力/データ源は、発光システムコンポーザ5004から直接的に受信するようにプログラムすることができる。態様によっては、発光システムエンジン5008のフォーマットから、エンターテインメントライティングに使用されるDMXまたはDALI信号などの従来型フォーマットに信号を変換するように、ブリッジをプログラムすることができる
Still referring to FIG. 70, in an architecture that provides a control system for a complex show to one or more lighting systems, a show configured using the
発光システムコンポーザ5004は、図24から図33と関係して記述したグラフィック表現とオブジェクト指向オーサリング手法を利用することができる。すなわち、ビデオ信号を表わすものを含み、グラフィック表現は、制御命令に変換することが可能であり、発光制御信号は、発光ユニット100の場所をグラフィック表現中の対応する場所にマッピングする。入力ビデオ信号のグラフィック表現の場合には、従来式ビデオ信号の行/列フォーマットを、タイル発光体500または基板204上の配列2208に配置されるユニットなどの、一群の発光ユニット100のフォーマットにマッピングすることができる。したがって、タイル発光体500または配列2208を使用して、様々な解像度のビデオ効果だけでなく、その他のアニメーション効果、グラフィックス、文字スクロール効果、および多様な色変更効果を表示することができる。
The light emitting
図71を参照すると、いくつかの態様においては、発光システムコンポーザ5004を使用して構成される発光ショーは、XML文書として実現される簡単なスクリプトに編集される。このXML文書は、Ethernet接続上で迅速に送信することができる。態様によっては、XML文書は、発光システムエンジン5008のXMLパーサーによって読み取られる。発光ショーを送信するのにXML文書を使用すると、発行ショーをその他の種類のプログラミング命令と組み合わせることが可能となる。例えば、XML文書タイプ定義には、発光システムエンジン5008によって実行される発光ショーのためのXML命令だけでなく、別のコンピュータシステム、例えば音声システム、エンターテインメントシステム、マルチメディアシステム、ビデオシステム、音響システム、音声効果システム、煙効果システム、蒸気効果システム、ドライアイス効果、別の発光システム、セキュリティシステム、情報システム、センサフィードバックシステム、センサシステム、ブラウザ、ネットワーク、サーバ、無線コンピュータシステム、建物情報技術システム、または通信システムのための命令を含むXMLを含めることができる。
Referring to FIG. 71, in some aspects, a lighting show configured using
すなわち、本明細書で提供する方法およびシステムは、制御信号を複数の発光システムに中継する発光システムエンジンを提供することを含み、この場合に発光システムエンジンはショーを再生する。発光システムエンジン5008には、プロセッサ、データ機能、オペレーティングシステムおよび通信機能を含めることができる。発光システムエンジン5008は、DALIまたはDMX発光制御機能と通信するように構成してもよい。いくつかの態様においては、発光システムエンジンは、シリアル通信プロトコルで動作する、発光制御機能と通信する。態様によっては、発光制御機能は、発光ユニット102のための電力/データ源である。
That is, the methods and systems provided herein include providing a lighting system engine that relays control signals to a plurality of lighting systems, where the lighting system engine plays a show. The
いくつかの態様においては、発光システムエンジン5008は、発光システムコンポーザ5004からダウンロードされる発光ショーを実行する。態様によっては、このショーは、発光システムコンポーザ5004から発光システムエンジン5008に、XMLファイルとして配信される。態様によっては、このショーは、ネットワーク上で発光システムエンジンに配信される。態様によっては、ショーは、Ethernet機能上で配信される。態様によっては、ショーは、無線機能上で配信される。態様によっては、ショーはFirewire機能上で配信される。態様によっては、ショーは、インターネット上で配信される。
In some aspects, the
いくつかの態様において、発光システムコンポーザ5004によって構成される発光ショーは、別のコンピュータシステムからのその他のファイル、例えば、他方のコンピュータに関係するXML要素と共に、発光システムコンポーザによって出力されるXML文書を構文解析するXMLパーサーを含むものなどと組み合わせることができる。態様によっては、発光ショーは、追加の要素を、発光ショーを収容するXMLファイルに追加することによって組み合わせることができる。態様によっては、その他のコンピュータシステムはブラウザを含み、ブラウザのユーザーは、そのブラウザを使用してXMLファイルを編集することによって、発光ショーコンポーザによって生成される発光ショーを編集することができる。態様によっては、発光システムエンジン5008はサーバを含み、このサーバはインターネット上でデータを受け取ることができる。態様によっては、発光システムエンジン5008は、発光システムの複数のゾーンを処理する機能があり、発光システムの各ゾーンは異なるマッピングを有する。態様によっては、複数のゾーンは、発光システムエンジン5008の内部クロックを用いて同期される。
In some aspects, a light show configured by
本明細書に含まれる方法およびシステムは、複数の発光システムの場所をマッピングするための、発光システムマネージャ5000のマッピング機能5002を提供する方法およびシステムを含む。態様によっては、マッピングシステムは、上述の手法を用いて、環境内の発光システムを発見する。態様によっては、次いで、マッピング機能は、例えばグラフィックユーザインターフェイスを用いるなどして、発光システムを2次元空間にマッピングする。
本発明のいくつかの態様において、発光システムエンジン5008は、Linuxオペレーティングシステムを有するパーソナルコンピュータシステムを含む。態様によっては、発光システムエンジンは、DMXまたはDALIシステムへのブリッジと関連する。
上述のDirectLight APIの一態様を以下にページに示す。
The methods and systems included herein include methods and systems that provide a
In some aspects of the present invention, the
One aspect of the DirectLight API described above is shown on the page below.
ライティングを制御するためのプログラミングインターフェイス
最初に読むべき重要事項
1)サンプルプログラムおよびReal Light Setupは、使用のコンピュータ上のWindows(登録商標)で、DirectLight.dll COMオブジェクトを登録するまでは実行できません。このインストールには、Register DirectLight.exeおよびUnregister DirectLight.exeという賢明な名称の2つの短いプログラムが含まれています。
2)DirectLightでは、COM1にSmartJackが接続されていることを仮定しています。この仮定は、“mylights.h”ファイル内の、DMX_INTERFACE_NUM値を編集することによって変更することができます。
Programming interface for controlling lighting
Important points to read first 1) The sample program and Real Light Setup cannot be executed until the DirectLight.dll COM object is registered in Windows (registered trademark) on your computer. This installation includes two short programs wisely named Register DirectLight.exe and Unregister DirectLight.exe.
2) DirectLight assumes that SmartJack is connected to COM1. This assumption can be changed by editing the DMX_INTERFACE_NUM value in the “mylights.h” file.
DirectLightについて
構成
アプリケーション(例えば、3D描画ゲーム)は、その3D世界内に、バーチャルライト(virtual light)を生成することができる。DirectLightは、これらのライトを、色および明るさの設定は、ゲーム内のバーチャルライトの場所および色に対応させた状態で、実世界のColor Kineticsフルスペクトルディジタルライト上にマッピングすることができる。
DirecLightには、バーチャルライトの3つの一般形がある。
ダイナミックライト(Dynamic light) バーチャルライトの最も一般的な形態は、位置と色値(color value)を有する。このライトは、移動可能であり、その色は必要な頻度で変更可能である。ダイナミックライトは、輝く宇宙星雲、ロケット閃光、会社のロゴの横を飛び過ぎる黄色スポットライト、または貪欲な突然変異氷イタチ(ice-weasel)の明るく赤い目などを表すことができる。
About DirectLight Configuration Applications (e.g., 3D drawing games) can generate virtual lights within their 3D world. DirectLight can map these lights onto a real-world Color Kinetics full-spectrum digital light with color and brightness settings corresponding to the location and color of the virtual light in the game.
DirecLight has three general forms of virtual lights.
Dynamic light The most common form of virtual light has a position and a color value. The light is movable and its color can be changed as often as necessary. Dynamic lights can represent a glowing cosmic nebula, a rocket flash, a yellow spotlight that flies over the company logo, or the bright red eyes of a greedy mutant ice-weasel.
アンビエントライト(Ambient light)は、静止しており、色値だけを有する。太陽、オーバヘッドルームライト、または一般カラーウォッシュ(general color wash)が、アンビエントの例である。ダイナミックライトおよびインジケータライトは、必要な数だけ所有できるが、アンビエントライト源は1つだけ所有することができる(これは、アンビエント色値の数である)。
インジケータライト(Indicator lights)は、特定のリアルワールドライトにのみ割り当てることができる。ダイナミックライトが、位置を変更することが可能であり、したがって異なるリアルワールドライト(real-world lights)に影響を与えるのに対して、インジケータライトは、常に単一のリアルワールドライトに影響を与える。インジケータは、ユーザーに、ライティングとは別に、例えばシールド状態、脅威の場所、その他のフィードバックを与えることを意図している。
Ambient light is stationary and has only color values. Sun, overhead room lights, or general color wash are examples of ambient. You can have as many dynamic lights and indicator lights as you need, but you can own only one ambient light source (this is the number of ambient color values).
Indicator lights can only be assigned to certain real world lights. Indicator lights always affect a single real world light, whereas dynamic lights can change position and thus affect different real-world lights. The indicator is intended to give the user feedback, for example shield status, threat location, etc., apart from lighting.
これらのすべてのライトは、必要な頻度でその色を変えることができる。
通常、ユーザーは、リアルワールドライトを設定する。my_lights.hファイルを、DirectLight GUI Setupプログラムの中に作成して、それによって編集することができる。APIが、my_lights.hファイルから設定をロードし、これは、リアルワールドライトがある場所、それらの型式、および、どの種類のバーチャルライト(ダイナミック、アンビエント、インジケータ、またはそれらの組み合わせ)がそれらに影響を与えるかについての情報のすべてを含む。
バーチャルライトは、生成して静的とするか、または実時間で動的に生成することができる。DirectLightsは、それ自体のスレッドにおいて実行される。また、DirectLightsは、ライト中に常に新しい値を置き換えて、それらが休眠しないようにする。ユーザーは、バーチャルライトを更新した後に、それらを、一回のファンクションコールでリアルワールドライトに送る。DirectLightは、仮想世界から実世界へのすべてのマッピングを処理する。
All these lights can change color as often as necessary.
Normally, the user sets the real world light. You can create the my_lights.h file in the DirectLight GUI Setup program and edit it accordingly. The API loads the settings from the my_lights.h file, which is where the real world lights are located, their type, and what kind of virtual light (dynamic, ambient, indicator, or a combination) affects them Including all of the information about what to give.
Virtual lights can be generated static and can be generated dynamically in real time. DirectLights runs in its own thread. DirectLights also always replaces new values during the light so they don't sleep. After updating the virtual lights, the user sends them to the real world lights with a single function call. DirectLight handles all mapping from the virtual world to the real world.
アプリケーションが、すでに3D光源を使用している場合には、その光源をVirtual_Lightクラス上に1:1でマッピングすることができるので、DirectLightの実装は、非常に容易である。
アクションゲームに対する一般的な設定は、主としてアンビエントに設定される1つのオーバヘッドランプ、主としてダイナミックに設定される、モニタの背後、側面および周囲のライト、およびおそらくインジケータに設定されるスクリーン近くのいくつかの小さいライトを有する。
アンビエントライトは、気分と雰囲気を創出する。プレイヤーの回りのダイナミックライトは、プレイヤー回りで発生している物事:武器、環境物体、爆発、などのフィードバックを与える。インジケータライトは、ゲームパラメータ:シールドレベル、危険、発見、などについての瞬時のフィードバックを与える。
If the application already uses a 3D light source, the DirectLight implementation is very easy because the light source can be mapped 1: 1 onto the Virtual_Light class.
A common setting for action games is one overhead lamp that is set primarily to ambient, some that are set dynamically, mainly behind the monitor, side and surrounding lights, and perhaps some near the screen set to indicators. Has a small light.
Ambient light creates mood and atmosphere. Dynamic lights around the player give feedback about things happening around the player: weapons, environmental objects, explosions, etc. Indicator lights give instant feedback about game parameters: shield level, danger, discovery, etc.
効果(LightignFX)は、ライトに接続することが可能であり、これはダイナミックライティングに優先するか、またはそれを強調する。スタートレック(Star Trek)において、例えば、Armadaが、Red Alertをヒットすると、部屋のすべてのライトが、赤色に脈動し、それらのライトが有するその他の色情報をすべて、一時的に置き換える。
その他の効果は増強することができる。例えば、イクスプロージョン効果は、1個のバーチャルライトに接続して、時間経過とともに再生される。したがって、ファイヤボールをフェードさせるために常に値をツウィーク(tweak)しなくてはならないのではなく、バーチャルライトを生成して、効果を接続して開始し、そして効果が終了するまでライトをそのままにしておくことができる。
リアルライトは、それらが設置された部屋を基本とする座標系を有する。コンピュータモニタの前に座っている人を基準として、その頭を原点とする。Xはその右方向に増大し、Yは天井方向に増大し、Zはモニタ方向に増大する。
An effect (LightignFX) can be connected to a light, which overrides or emphasizes dynamic lighting. In Star Trek, for example, when Armada hits Red Alert, all the lights in the room pulsate red and temporarily replace all other color information they have.
Other effects can be enhanced. For example, the explosion effect is played back as time passes by connecting to one virtual light. So instead of having to always tweak the value to fade the fireball, create a virtual light, start connecting the effect, and leave the light until the effect ends. I can keep it.
Real lights have a coordinate system based on the room in which they are installed. Based on the person sitting in front of the computer monitor, the head is the origin. X increases in the right direction, Y increases in the ceiling direction, and Z increases in the monitor direction.
バーチャルライトは、いかなる座標系を使用しようともまったく自由である。バーチャルライトをリアルライトにマッピングするいくつかの異なるモードがある。バーチャルライト座標系軸を、リアルライト座標系と軸合わせすることによって、物事はずっと容易になる。
ライト位置は、任意の実数値をとることができる。DirectLight GUI setupプログラムは、ライトを、部屋の中央から1メートル以内に制約するが、この値は、手操作によって思うままに変更することができる。しかし、最初にProjection Typesについて読んで頂きたい。ある種のモードでは、実世界および仮想世界の座標系が、同じ縮尺を有することが必要となる。
Virtual lights are completely free to use any coordinate system. There are several different modes for mapping virtual lights to real lights. By aligning the virtual light coordinate system axis with the real light coordinate system, things become much easier.
The write position can take any real value. The DirectLight GUI setup program constrains the light to within 1 meter from the center of the room, but this value can be changed manually as desired. But first, read about Projection Types. Certain modes require that the real and virtual world coordinate systems have the same scale.
開始
DirectLight SDKのインストール
Setup.exeファイルを実行すると次のものがインストールされる。
/Windows(登録商標)/System/に3つのdllファイル、すなわちDirectLight用に1つ、DMXを経由するリアルワールドライトとの低レベル通信用に2つ。
Install DirectLight SDK
When you run the Setup.exe file, the following are installed:
Three dll files in / Windows® / System /, one for DirectLight and two for low-level communication with Real World Light via DMX.
DirecLightをインストールしたフォルダに:Visual C++プロジェクトファイル、ソースコードおよびヘッダファイル:
my_lights.hは、DirectLightおよびDirectLight GUI Setup.exeの両方によって参照される。my_lights.hは、light_definitions.hを参照する。その他のファイルは、DirectLight GUI Setupによってのみ参照される。DLLおよびSetupプログラムの両方とも、これらのファイルを発見するためにレジストリエントリを使用する:
FX_Librariesは、DirectLightsからアクセス可能なライティング効果を含む。
Real Light Setupは、リアルライトについての情報を変更するためのグラフィカルエディタを含む。
Sample Programは、DirectLightの使い方を示す、豊富なコメント付きのプログラムを含む。
my_lights.h is referenced by both DirectLight and DirectLight GUI Setup.exe. my_lights.h refers to light_definitions.h. Other files are referenced only by DirectLight GUI Setup. Both the DLL and Setup programs use registry entries to find these files:
FX_Libraries contains lighting effects accessible from DirectLights.
Real Light Setup includes a graphical editor for changing information about real lights.
Sample Program includes a program with a wealth of comments that show how to use DirectLight.
DirectLight COM
DirectLight DLLは、DirectLight機能をカプセル化するCOMオブジェクトをインプリメントする。DirectLightオブジェクトは、DirectLightインターフェイスを有し、これをクライアントプログラムが使用する。
DirectLight COMオブジェクトを使用するためには、オブジェクトを使用するマシンは、DirectLight COMサーバーを登録しておくことが必要である(前記の、最初に読むべき重要事項を参照のこと)。これを済ませていない場合には、 Microsoft COM実時間ライブラリは、ユーザーのCOMサーバーを見つける場所を知らないことになる(本質的に、DirecgLight.dllのパスが必要となる)。
DirectLight COM
The DirectLight DLL implements a COM object that encapsulates DirectLight functionality. The DirectLight object has a DirectLight interface that is used by the client program.
In order to use a DirectLight COM object, the machine that uses the object needs to register a DirectLight COM server (see the important note to read first above). If you don't do this, the Microsoft COM real-time library will not know where to find your COM server (essentially you need the path of DirecgLight.dll).
プログラム(これをクライアントと呼ぶ)からDirectLight COMオブジェクトにアクセスするためには、まず、(とりわけ)DirectLight COMインターフェイスの定義を収録するdirectlight.hと、オブジェクトおよびインターフェイスの様々なUIDの定義(詳細は後述)を収録する、DirectLight_i.cをインクルードしなくてはならない。
COMサーバーを使用する以前には、最初にCOMランタイムを初期化しなくてはならない。これを行うには、NULLパラメータを用いて、CoInitializeファンクションをコールする。
CoInitialize (NULL);
現在の目的では、この戻り値について、気にかける必要はない。
To access a DirectLight COM object from a program (called a client), first of all, directlight.h containing the definition of the DirectLight COM interface (among others) and various UID definitions for the object and interface (details below) ), DirectLight_i.c must be included.
Before using the COM server, you must first initialize the COM runtime. To do this, call the CoInitialize function with a NULL parameter.
CoInitialize (NULL);
For the current purpose, you don't need to worry about this return value.
次に、DirectLightオブジェクトをインスタント化する必要がある。これを行うには、CoCreateInstanceファンクションをコールする必要がある。これによって、DierctLightオブジェクトのインスタンスが作成されて、DirectLightインターフェイスにポインタが与えられる。
CoCreateInstanceによって戻される、誤りがある場合には、ほとんどはREGDB_E_CLASSNOTREGであり、これは、クラスが使用マシン上で登録されていないことを示す。これが当てはまる場合には、Register DirectLightプログラムを実行したことを確認して、もう一度やり直す。
アプリケーションを整理するときには、次の3行を含める必要がある。
When organizing your application, you need to include the following three lines:
COMインターフェイスは、それを使い終わったときには、必ずそれを開放する必要がある。それをしないと、アプリケーションの終了後にオブジェクトがメモリに残留することになる。
CoFreeUnusedLibraries ()は、COMに、使用中の DirectLightファクトリ(CoCreateInstance ()をコールしたときにCOMオブジェクトを作成したサーバー)をメモリから除去するように要求し、CoUninitialize ()は、COMライブラリを停止する。
A COM interface must be opened when you are finished using it. Otherwise, the object will remain in memory after the application ends.
CoFreeUnusedLibraries () requests COM to remove the used DirectLight factory (the server that created the COM object when calling CoCreateInstance ()) from memory, and CoUninitialize () stops the COM library.
DirectLight Class
DirectLightクラスは、APIのコア機能を収録する。これは、アンビエントライトの値、すべてのライトの大域の明るさ(ガンマ)を設定する機能、およびバーチャルライトを追加および除去する機能を収録する。
Types:
The DirectLight class contains the core functionality of the API. This includes the ability to set the ambient light value, the global brightness (gamma) of all lights, and the ability to add and remove virtual lights.
Types :
Public Member Functions:
Light Class
アンビエントライトは、ライトとして定義される。ライトクラスは、Virtual LightsとReal Lightsの親クラスである。メンバ変数:
Ambient light is defined as light. The light class is the parent class of Virtual Lights and Real Lights. Member variables:
Real Lights
Real Lightsは、Lightクラスから継承する。リアルライトは実世界のライトを表す。メンバ変数:
char m_identifier [100]は、ライトの名称である(例えば、「オーバヘッド」または「コーブライト」)。デバッギングツールとしての使用を除いて、DirectLightによって使用されない。
Real Lights
Real Lights inherits from the Light class. Real light represents real world light. Member variables:
char m_identifier [100] is the name of the light (for example, “overhead” or “cove light”). Not used by DirectLight, except for use as a debugging tool.
int DMX_portは、所与のライトがそこから情報を受け取るチャネルを表す、固有の負でない整数である。DMX情報は、各ライトに対して3バイト(赤色、緑色、および青色)を有するバッファ内に送られる。(DMX_port * 3)は、実際には、指定されたライトの赤色値の指標である。DirectLight DMXのバッファは、512バイトであり、したがってDirectLightは約170のライトをサポートできる。大きなバッファは、性能問題を引き起こす可能性があり、したがって可能であれば、大きなDMX_port数を使用するのを避ける。
Light_Type m_Typeは、Color Kineticsライトの異なるモデルを記述する。現在、DirectLight GUI Setupがアイコンを表示する以外には不使用。
int DMX_port is a unique non-negative integer that represents the channel from which a given light receives information. DMX information is sent in a buffer with 3 bytes (red, green, and blue) for each light. (DMX_port * 3) is actually an indicator of the red value of the specified light. The DirectLight DMX buffer is 512 bytes, so DirectLight can support about 170 lights. Large buffers can cause performance problems, so avoid using large DMX_port numbers if possible.
Light_Type m_Type describes different models of Color Kinetics lights. Currently not used except when DirectLight GUI Setup displays icons.
float_m_add_ambientこのライト色に対するアンビエントライト寄与の量
範囲0〜1
float_m_add_dynamicこのライト色に対するダイナミックライト寄与の量
範囲0〜1
float_m_gammaは、このライトの全体的明るさである。範囲0〜1。
float m_cutoff_angleは、このライトの、その回りにあるバーチャルライトに対する敏感さを決定する。大きな値にすると、それは、ほとんどのバーチャルライトからの情報を受け取る。比較的小さな値にすると、それは、リアルライトと同一アーク(arc)にあるバーチャルライトからのみ寄与を受ける。
float_m_add_ambient Amount of ambient light contribution to this light color range 0-1
float_m_add_dynamic Dynamic light contribution amount range for this light color 0 to 1
float_m_gamma is the overall brightness of this light. Range 0-1.
float m_cutoff_angle determines the sensitivity of this light to the surrounding virtual lights. A large value will receive information from most virtual lights. At relatively small values, it will only benefit from virtual lights that are in the same arc as the real light.
Projection_Type m_projection_typeは、バーチャルライトがリアルライト上にマッピングされる状態を定義する。
SCALE_BY_VIRTUAL_DISTANCE_TO_CAMERA_ONLY:このリアルライトは、仮想座標系の原点からバーチャルライトの位置までの距離だけに基づいて、バーチャルライトからの寄与を受けることになる。バーチャルライト寄与は、原点からの距離がカットオフ範囲に近づくにつれて、直線的に減少する。
SCALE_BY_DISTANCE_AND_ANGLE:このリアルライトは、上記で計算された距離と、リアルライトとバーチャルライトとの間の角度差とに基づいて、バーチャルライトからの寄与を受ける。バーチャルライト寄与は、原点からの距離がカットオフ範囲に近づき、角度がカットオフ角度に近づくにつれて、直線的に減少する。
SCALE_BY_DISTANCE_VIRTUAL_TO_REAL:このリアルライトは、リアルライトからバーチャルライトへの3-spaceにおける距離に基づいて、バーチャルライトからの寄与を受けることになる。このモードでは、実座標系および仮想座標系が同一であることを仮定する。バーチャルライト寄与は、実から仮想への距離がカットオフ範囲に近づくにつれて、直線的に減少する。
Projection_Type m_projection_type defines the state in which the virtual light is mapped onto the real light.
SCALE_BY_VIRTUAL_DISTANCE_TO_CAMERA_ONLY: This real light will receive a contribution from the virtual light based only on the distance from the origin of the virtual coordinate system to the position of the virtual light. The virtual light contribution decreases linearly as the distance from the origin approaches the cutoff range.
SCALE_BY_DISTANCE_AND_ANGLE: This real light receives contributions from the virtual light based on the distance calculated above and the angular difference between the real light and the virtual light. The virtual light contribution decreases linearly as the distance from the origin approaches the cutoff range and the angle approaches the cutoff angle.
SCALE_BY_DISTANCE_VIRTUAL_TO_REAL: This real light will receive a contribution from the virtual light based on the 3-space distance from the real light to the virtual light. In this mode, it is assumed that the real coordinate system and the virtual coordinate system are the same. The virtual light contribution decreases linearly as the real-to-virtual distance approaches the cutoff range.
Virtual Lights
Virtual Lightsは、実世界Color Kineticsライト上にマッピングされる、ゲームまたはその他の実時間アプリケーションの内部の光源を表す。Virtual Lightsは、アプリケーション内において、可能な限り頻繁に、作成、移動、消去、および色変更を行うことができる。
Virtual Lights represent light sources inside a game or other real-time application that are mapped onto real-world Color Kinetics lights. Virtual Lights can be created, moved, erased, and color changed as often as possible in the application.
Lighting FX
Lighting FXは、リアルライトもしくはバーチャルライト、またはインジケータ、さらにアンビエントライトに接続することのできる、時系列効果である。ライティング効果は、別の効果を子(children)として有することが可能であり、その場合には、その子は順次再生される。
Lighting FX is a time series effect that can be connected to real or virtual lights, or indicators, and even ambient lights. A lighting effect can have other effects as children, in which case the children are played sequentially.
上記のファンクションは、バーチャルライト、インジケータライト(そのインジケータへのポインタ、またはその番号によって関係づけられる)、アンビエントライト、およびすべてのリアルライトをもたらすバージョンとしても存在する。
The above functions also exist as versions that yield a virtual light, an indicator light (related by a pointer to that indicator, or its number), an ambient light, and all real lights.
Configuration File
ファイルmy_lights.hは、リアルワールドライトについての情報を収録し、開始時に、DirectLightシステム中にロードされる。ファイルmy_lights.hおよびlight_definitions.hは、DirectLightsを使用してアプリケーションと同一のディレクトリに含めなければならない。
my_lights.hは、DirectLight GUI Setupプログラムによって作成し編集する。プログラムの使い方についてのより詳細な情報については、プログラム内のオンラインヘルプを参照されたい。
Configuration File
The file my_lights.h contains information about real world lights and is loaded into the DirectLight system at the start. The files my_lights.h and light_definitions.h must be included in the same directory as the application using DirectLights.
my_lights.h is created and edited by the DirectLight GUI Setup program. For more detailed information on how to use the program, please refer to the online help in the program.
次に、my_lights.hファイルの例がある。
この例ファイルは、我々のオフィスからとったものであり、そこには、コンピュータの回りに、(モニタの前に座っている人を基準として)以下のライトを備える、ライトセットアップが備えられている:1つのオーバヘッド(ほとんどアンビエントライト);頭の両側に1つづつ(左および右):頭の後に1つ;我々の前方にあるモニタの上、左および右側にそれぞれに沿って3つである。
my_lights.hファイルの各ラインは、Real_Lightを表す。各Real_Lightインスタンスは、surprise surprise、1つのリアルワールドライトを表す。
モニタの左右の下部ライトは、インジケータ0および2であり、モニタの左側の中央ライトは、インジケータ1である。
This example file is taken from our office, which has a light setup around the computer with the following lights (relative to the person sitting in front of the monitor): One overhead (mostly ambient light); one on each side of the head (left and right): one behind the head; three along the top, left and right sides of the monitor in front of us .
Each line in the my_lights.h file represents Real_Light. Each Real_Light instance represents a surprise surprise, one real world light.
The lower lights on the left and right of the monitor are
位置値は、メートル単位である。Zは、モニタの面に対して入る/出る方向である。Xはモニタの面内で垂直な方向である。Yは、モニタ面内で水平な方向である。
MAX_LIGHTSは、各MDX世界に対して、最高170である。各DMX世界は、通常、コンピュータへの単一の物理的接続(例えば、OCM1)である。MAX_LIGHTSが大きいと、ライトの応答は遅くなるが、この理由はMAX_LIGHTSが、DMX(MAX_LIGHTS*3)に送るバッファの大きさを決定するためである。バッファがより大きくなると、明らかに、送る時間は長くなる。
OVERALL_GAMMAは、0〜1の値をとることができる。この値は、DirectLights中に読み込んで、実行中に変更することができる。これは、DirectLight APIの終了を表わす。
The position value is in meters. Z is the direction to enter / exit the surface of the monitor. X is the vertical direction in the plane of the monitor. Y is a horizontal direction in the monitor plane.
MAX_LIGHTS is a maximum of 170 for each MDX world. Each DMX world is typically a single physical connection (eg, OCM1) to a computer. If MAX_LIGHTS is large, the response of the light will be slow, because MAX_LIGHTS determines the size of the buffer sent to DMX (MAX_LIGHTS * 3). Obviously, the larger the buffer, the longer it takes to send.
OVERALL_GAMMA can take a value between 0 and 1. This value can be read during DirectLights and changed during execution. This represents the end of the DirectLight API.
本発明を、上記に示して説明した態様に関係して開示したが、当業者には、様々な等価物、修正形態および改良形態が明白であり、それらは本明細書に包含されるものである。 While this invention has been disclosed in connection with the embodiments shown and described above, various equivalents, modifications and improvements will be apparent to those skilled in the art and are intended to be encompassed herein. is there.
Claims (124)
前記アドレス指定可能発光ユニットからの照明を制御するコントローラ、および
前記グリッドを覆うための光拡散カバーを含む、タイル発光システム。 Multiple addressable light emitting units arranged in a grid,
A tile lighting system comprising: a controller for controlling lighting from the addressable light emitting unit; and a light diffusing cover for covering the grid.
前記発光ユニットから光を受ける拡散体を含む、タイル発光体。 A plurality of LED light emitting units arranged in an array on a circuit board, the LED light emitting units generating mixed light of different colors in response to a control signal, and a diffuser that receives light from the light emitting units; Tile light emitter.
前記発光ユニットからの光を拡散するための拡散体を含む、タイル発光体。 A tile light emitter, comprising: a plurality of linear LED light emitting units disposed around a periphery of a substantially rectangular housing; and a diffuser for diffusing light from the light emitting units.
前記フレキシブルストリングを所定の構成に保持する締結機能を含む、発光システム。 A series of LED-based light emitting units, each light emitting unit being configured to respond to data addressed thereto in a serial addressing protocol and configured as a flexible string; and A light emitting system including a fastening function for holding the flexible string in a predetermined configuration.
前記アドレス指定可能発光ユニットからの照明を制御するためのコントローラを設けること、および
前記グリッドを光拡散カバーで覆うことを含む、タイル発光システムを提供する方法。 Providing a plurality of addressable light emitting units arranged in a grid;
A method for providing a tile lighting system, comprising: providing a controller for controlling illumination from the addressable light emitting unit; and covering the grid with a light diffusing cover.
前記発光ユニットから光を受ける拡散体を設けること含む、タイル発光体を提供する方法。 A plurality of LED light emitting units arranged in an array on a circuit board, wherein the LED light emitting units that generate mixed light of different colors in response to a control signal are provided, and a diffuser that receives light from the light emitting units Providing a tile light emitter.
前記発光ユニットから光を受ける拡散体を設けること含む、タイル発光体を提供する方法。 A plurality of LED light emitting units disposed around the periphery of a substantially rectangular housing, the LED light emitting units generating mixed light of different colors in response to a control signal, and light from the light emitting units A method for providing a tile illuminator, comprising providing a diffuser for receiving a light.
前記フレキシブルストリングを所定の構成に保持する締結機能を設けることを含む、発光をもたらす方法。 A series of LED-based light-emitting units, each light-emitting unit configured to respond to data addressed thereto with a serial addressing protocol and including the series of light-emitting units configured in a flexible string Providing light emission, and providing a fastening function to hold the flexible string in a predetermined configuration.
回路基板上の配列に配置された一連のLEDベース発光ユニットを提供することを含み、それぞれの発光ユニットが、シリアルアドレス指定プロトコルでそれにアドレス指定されたデータに応答するように構成されている、前記方法。 A method for providing a module component for a lighting system comprising:
Providing a series of LED-based light emitting units arranged in an array on a circuit board, each light emitting unit being configured to respond to data addressed thereto with a serial addressing protocol, Method.
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