JP2010538433A

JP2010538433A - 照明システム

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Publication number: JP2010538433A
Application number: JP2010523497A
Authority: JP
Inventors: メルツナー・エルヴィン; ヤクステイン・デニス; ヨニシュカイト・ミハエル; シュレーゲル・ケルステイン; クレーマー・レギーネ
Original assignee: Arnold and Richter Cine Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Arnold and Richter Cine Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2010-12-09
Also published as: DE102007044566A1; ATE534868T1; WO2009033992A1; EP2198197A1; US9046232B2; US20110013395A1; EP2198197B1

Abstract

【課題】色、明度および放射特性が可変であり、必要に応じてモジュール形式に構成可能かつモジュール形式で拡張可能な、発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えた照明システムを提供する。
【解決手段】本発明の照明システムは、複数の照明モジュール２を有する少なくとも１つのＬＥＤパネル１を備えており、照明モジュール２は、制御可能な複数のＬＥＤおよび当該ＬＥＤを動作させるモジュール用電子装置を具備している。ＬＥＤパネル１は、照明モジュール２を収容するためのハウジングフレーム１１、ハウジングフレーム１１内に配置されたボード１２、および光学装置３，４を受け入れる収容装置を含む。ハウジングフレーム１１は、同様のＬＥＤパネル１または電気コネクタを機械的に接続または機械的かつ電気的に接続するための接続構造１３，１４を、少なくとも一方の側に有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載の、少なくとも１つのＬＥＤパネルを備えた照明システムに関する。

発光ダイオードまたは発光ダイオード（ＬＥＤ）と呼ばれる発光体により、その表面全体で均一に発光する平坦なライト（照明器具）を製造できるようになった。構造の大きいものでは、「ソフトライト」や「フィルライト」と称される面状照明器具または光源（Aufheller）が、あらゆるプロフェッショナル照明の分野で使用されており、映画撮影用カメラまたはビデオカメラの直ぐ近傍で用いられるポートレイト撮影用照明装置として用いられたり、車両や階段の踊り場などの狭い場所で用いられたり、イベント照明や舞台照明でのライトウォール（光壁）の形成に用いられたりする。

特許文献１から、異なる単色光を発する複数のＬＥＤチップを備えた照明装置が知られている。これらＬＥＤチップは、断面直方形状の３次元支持体における凹部に挿入され、導体に電気的に接続されて透明なプラスチック材料で密封されている。これらＬＥＤチップの発光方向には、光制御を行うマイクロレンズで構成された透明なプラスチック材料の拡散板が、前記３次元の支持体に接続されて設けられている。赤色、緑色、青色、黄色の単色光を発する複数のＬＥＤを支持体の凹部に配置されて、互いに異なる混色および光拡散を実現する複数のモジュールを、マトリクス状に組み合わせることにより、光色および光拡散が調節可能な照明装置を形成することができる。

欧州特許出願公開第０９２１５６８号明細書

本発明の目的は、色、明度および放射特性が可変であり、必要に応じてモジュール形式に構成可能かつモジュール形式で拡張可能な、発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えた照明システムを提供することである。

本発明において、上記目的は、請求項１に記載の構成によって達成される。

本発明に係る解決手段により、色、明度および放射特性が可変であって、必要に応じてモジュール形式に構成可能かつモジュール形式で拡張可能な、発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えた照明システムを提供することができる。このようなモジュール構造の、ＬＥＤを備えた照明システムにより、ＬＥＤが発する光を束ねるかもしくは広げる適切な光学要素を具備した、小型のＬＥＤライトまたは発光面の大きいＬＥＤ面状照明器具を選択的に製作することができる。また、個々のＬＥＤパネルに分散制御手段を接続し、および／または複数の相互接続されたＬＥＤパネルに対する集中制御手段を接続することで、ＬＥＤパネルの照明モジュールが発する光の光色、色温度、クロミナンス、明度などのパラメータを調整することができる。

上記照明システムは、少なくとも１つのＬＥＤパネル、好ましくは、少なくとも機械的に互いに接続された複数のＬＥＤパネル、より好ましくは、電気的かつ機械的に互いに接続された複数のＬＥＤパネルを備えている。ＬＥＤパネルは、照明モジュールを収容するための、多角形状、好ましくは、直方形状のハウジングフレーム、ハウジングフレームと一体化されたボード、およびハウジングフレームの上面に設けられた、光学装置を受け入れるための取付部を含み、前記ハウジングフレームは、同様のＬＥＤパネルを機械的に接続するための、または機械的かつ電気的に接続するための１つ以上の接続構造を有する。ＬＥＤパネル内に組み込まれる照明モジュールは、様々な波長の光を発するＬＥＤが組み合わされてなる光源、ＬＥＤを動作させるためのモジュール用電子装置、ＬＥＤおよびモジュール用電子装置を受け入れるモジュール支持体、およびモジュール支持体に接続されてＬＥＤを受け入れるヒートシンクを含む。

照明モジュールに１つ以上の温度センサおよび／またはカラーセンサを設けることにより（これら１つ以上の温度センサおよび／またはカラーセンサは、ＬＥＤとともに、モジュール支持体に接続された回路基板上にコンパクトに配置される）、マイクロコントローラを具備したモジュール用電子装置による、ＬＥＤで構成された光源の自律的な電気駆動および自律制御が可能となる。

さらなる一構成では、混光および／またはビーム成形を行う光学要素が、照明モジュールに接続されてもよい。照明モジュールを複数並べて、これらのモジュール用電子装置を上位制御調節手段に接続することにより、照明器具用の制御可能かつ調節可能な光源を製作することができる。この光源は、ビーム成形を行うさらなる光学手段に接続されてもよい。

異なる波長の光を発するＬＥＤを適宜選択およびＬＥＤの編成を適宜変更し、光源のボード上における当該ＬＥＤの配置を変更し、モジュール用電子装置によって当該ＬＥＤを適宜動作させることにより、照明モジュールが発する光の明度のみならず、照明モジュールの混光のパラメータ、例えば、光色、色温度、クロミナンスなどを調節することができる。

異なる波長の光を発する複数のＬＥＤをモジュール用電子装置によって別々に動作させることにより、または同一の波長の光を発するＬＥＤからなるＬＥＤグループをモジュール用電子装置によってグループ単位で動作させることにより、複数の異なる有色ＬＥＤが発する光で構成される混光を、温度に関係なく確実に調節することができる。

マイクロコントローラを具備したモジュール用電子装置により、ＬＥＤを動作させる制御プログラムを変更することができ、または上位の外部のコントローラ（すなわち、照明モジュールと別体のコントローラ）と照明モジュールとを接続することができる。このようにして、照明モジュールのモジュール用電子装置は、全体の制御を行うことができ、場合に応じて、自律式の照明モジュールの調節を行うこともできる。これにより、外部のコントローラの負担を軽減することができる。

好ましくは、モジュール用電子装置は、様々な波長の光を発するＬＥＤで構成される混光の明度、色およびクロミナンスが一定になるように、照明モジュールの温度および／または動作、および／または照明モジュールによって発せられる混光の明度および／または色に応じて、ＬＥＤを制御する。これにより、外部の制御調節手段を必要とせずに局所的な温度補償を行うことができ、自律式の照明モジュールを提供することができる。

ハウジングフレームの底面は、冷却フィンを備えたヒートシンク面を形成する。このヒートシンク面には、形状係合（嵌合）可能な接続要素、特には、スタンド、リグなどの支持部材と接続可能な相互接続ピン（verbindbaren Zapfen）を取り付ける（嵌合される）ための少なくとも１つの取付部が一体化されている。

ハウジングフレームの底面における、冷却フィンを具備したヒートシンク面は、照明モジュールのＬＥＤを受けるヒートシンクに対し、熱伝導性に極めて優れた形態で接続されている。このようにして、ＬＥＤの放熱は、ヒートシンクの冷却フィンを介して最適に行われ、この結果、良好な動作を実現できる。形状係合可能な接続要素を取り付けるための取付部をヒートシンク面に一体化させることにより、ＬＥＤパネルの小型構造を実現でき、また、スタンドやリグなどの支持部材との確実な接続を確立することができる。

ＬＥＤパネルのハウジングフレーム内に配置されたボード（基板）は、照明モジュールを受けるための開口および固定装置、照明モジュール用の給電手段およびインターフェース電子装置、熱量計算および熱対流温度補償を行うためのマイクロプロセッサ、ならびにボードの側方縁部において当該ボードに対して垂直に延在し、機械的な形状接続および電気的な伝導接続用の接続構造を具備したコネクタを有する。つまり、上記ボードは、ＬＥＤパネルの個々の照明モジュール、ならびにこれら照明モジュールと同じくボードに設けられたマイクロプロセッサとを電気的に接続するための給電手段およびインターフェース電子装置を支持する支持体である。このボードの側方縁部に設けられた入力コネクタおよび出力コネクタにより、ＬＥＤパネルを、さらなるＬＥＤパネル、および／または各ＬＥＤパネルもしくは相互接続されたＬＥＤパネルのグループ（ＬＥＤパネルグループ）に対する分散制御用の制御要素、および／または複数のＬＥＤパネルを動作させる中央出力制御ユニットに接続させることができる。

上記複数の照明モジュールは、平面視で直方形状、特には、正方形状であり、かつ、上記ボードに対し、複数の行および列で構成されるマトリクス状のグリッド構造で接続されている。また、照明モジュールのモジュール支持体に連結されたモジュール用ヒートシンクは、ボードの開口に挿入可能であり、これにより、ＬＥＤパネルの底面に設けられたヒートシンク面に熱伝導的に接続されている。このようにして、ＬＥＤからヒートシンク面への最適な放熱が実現される。その結果、ＬＥＤの光出力を最大限に利用することができる。

好ましい一実施形態において、ＬＥＤパネルは、上面で光学装置と接続可能である直方体形状のハウジングフレームを含み、当該光学装置は、個々の照明モジュールに接続される光学要素、および／または全ての照明モジュールに共通な１つの光学要素を有する。

ＬＥＤパネル同士は、直方体形状のハウジングフレームの少なくとも短辺側において互いに形状接続が可能であり、また、列状に互いに接続されてなる複数のＬＥＤパネルの列は、クロスコネクタにより、列毎に互いに機械的および／または電気的に接続することができる。このようにして、照明システムを拡張することができる。

外部の電源を用いずに自立動作を行えるように、少なくとも１つのＬＥＤパネルの前記接続構造に接続可能なバッテリ、好ましくは、当該ＬＥＤパネルの形状に対応したバッテリを設けてもよい。このバッテリは、当該バッテリに接続されるＬＥＤパネル、または当該バッテリに機械的かつ電気的に接続される複数のＬＥＤパネルに給電する。

ＬＥＤパネルの照明モジュールの各種光パラメータを操作または調節するために、ＬＥＤパネルの照明モジュールのモジュール用電子装置と電気的に接続可能な制御要素を、ＬＥＤパネルの接続構造に取り付けてもよい。この制御要素は、データ入力またはパラメータ調節の後、ＬＥＤパネルから再度取り外されてもよい。これにより、例えば、所望のクロミナンスおよび明度での発光、および／またはＬＥＤパネル間での異なる調節に起因する光効果を生成するための、ＬＥＤパネルの微調節が可能になる。

好ましい一実施形態において、上記制御要素は、複数の予備プログラム光設定（いわゆる、予備設定）を用いた調節を可能にする、ステップスイッチを備える。これにより、例えば、ＬＥＤパネルをある場所またはスタジオで使用する前に、ユーザが、頻繁に使用される特定の設定を予めプログラムしておき、必要に応じて、これを後で素早く再生することができる。したがって、複雑で重い大型の操作装置、例えば、ＤＭＸコンソールやコンピュータなどにＬＥＤパネルを接続する必要がなくなる。これは、特に、狭い場所でのフィルム撮影（時間面での制約も厳しくなり得る）において有利である。さらに、上記制御要素は、調光部およびオン／オフスイッチを備えている。上記制御要素での各設定は、当該制御要素よりも電気的に下流に接続された全てのＬＥＤパネルに均一に影響する。よって、ＬＥＤパネルの大規模な組合せを採用する場合であっても、このような制御要素を使用することで、当該組合せを素早くかつ簡単に動作させることができる。

また、少なくとも１つのＬＥＤパネルの接続構造には、給電およびデータ送信用のプラグを差し込むことができる。このプラグは、さらなるＬＥＤパネルまたは中央出力制御ユニットに、給電およびデータ送信用のケーブルを介して接続されている。これにより、複数のＬＥＤパネルで構成される大規模な照明ユニット同士を、互いに電気的に接続することができる。

好ましくは、上記接続構造は、ＬＥＤパネル同士、クロスコネクタ同士またはプラグコネクタ同士を機械的に接続するために、端部にストッパを具備した、蟻継ぎ接続形態、溝が形成された箱の形態のＴ字断面形状部による形態などのスライドレール式の接続部を形成し、また、ＬＥＤパネル同士、クロスコネクタ同士またはプラグコネクタ同士を電気的に接続するために、スプリングコンタクトピンおよび平坦なコンタクト部を備える。

好ましくは、個々のＬＥＤパネルまたは複数のＬＥＤパネルを動作させる上記中央出力制御ユニットは、少なくとも１つのＬＥＤパネルへの給電およびデータ送信用のラインを受けるための少なくとも１つの端子を備えた電源ドッキングステーションと、電源ドッキングステーションにワイヤレス接続および／または配線接続を介して接続されているかまたは接続可能であり、当該電源ドッキングステーションにプラグ受けを介して接続可能である制御装置とで構成される。これにより、制御装置は、電源ドッキングステーションの近傍において動作可能なだけでなく、電源ドッキングステーションから離れた位置からでも動作可能である。したがって、例えば、ＬＥＤパネルが高い位置に配置されている場合でも、ＬＥＤパネルの快適な動作を実現することができる。

ＬＥＤパネルを予備プログラム設定のみで発光させたい場合（発光の制御を行うプログラムを予め用意しておき、それ単独で制御を行う場合）、電源ドッキングステーションおよび制御装置の代わりに、いわゆる「電源アダプタ」を、当該ＬＥＤパネルまたはＬＥＤパネルグループ１’に接続してもよい。この電源アダプタは、ＬＥＤパネルまたはＬＥＤパネルグループ１’に対する給電用のソケットのみを有する。

代替的な一実施形態では、電源ドッキングステーションが取り除かれ、制御装置が全ての制御機能を実行する。この実施形態では、制御装置と直接的に通信を行うデータ無線モジュールが、各ＬＥＤパネルまたはＬＥＤパネルグループに差し込まれる。各データ無線モジュール、またはＬＥＤパネルもしくはＬＥＤパネルグループに対する給電は、給電ユニットまたはバッテリによって行われ、データ送信は無線で行われる。

ＤＭＸ５１２、パーソナルコンピュータ、またはシリアルインターフェースを介して操作を行う場合も、制御装置が通信を実行し、このために必要となるプラグコネクタおよび信号変換器を備えた、いわゆるシステムディストリビュータが当該制御装置に接続される。

無線モジュールは、複数のＬＥＤパネルまたはＬＥＤパネルグループを同一のチャネルで同時に動作させることができるように、または各ＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループを別々のチャネルで動作させることができるように、様々な（ハードウェア）チャネル、すなわち、様々な周波数および（ソフトウェア）アドレスに調節可能である。

光成形用の光学装置を収容するための、ＬＥＤパネル収容装置は、上記ハウジングフレームの上縁部に設けられたプラグ接続部、凹凸形状接続部、またはマグネット装置で構成されるものであってもよい。マグネット装置の場合は、一方でボードに連結されて他方で当該光学装置に接続される。このようにして、光学装置とＬＥＤパネルとの確実な接続および脱離が可能になる。

ＬＥＤパネルは、その光放射側において、非反射性のガラスシートによって覆われているか、またはＬＥＤに対する開口が確保された、連続的なプラスチック製のカバーを含む。後者のプラスチック製のカバーの各開口は、対応するガラスシート（Glasscheibe）、好ましくは、非反射性のガラスシートによって覆われてもよい。

ＬＥＤ用の開口を備えた連続的なプラスチック製のカバーを設けることで、有利なことに、引張負荷や衝撃負荷に敏感である大きいガラス板に比べて高い強度が得られ、また、干渉の可能性および干渉信号の発生を効率的に減少可能なシールド用プレートを、個々のＬＥＤよりも上方であって当該プラスチック製のカバーよりも下方である位置に取り付けることができる。

好ましくは、ＬＥＤパネルの直方体形状のハウジングフレームは、部分的にヒートシンク面よりも突出したプラスチック製のフレームを形成している。これにより、ＬＥＤパネルを、高温のヒートシンク面に接することなく、このヒートシンク面よりも極めて温度の低いプラスチック面において把持することができる。

光学装置は、ＬＥＤパネルの個々の照明モジュールに対応した、中央開口部を具備したリフレクタのアレイを有するソフトライト光学要素で構成されてもよい。当該リフレクタは、特には、照明モジュールのＬＥＤによって発せられた光をフルライトガイド（Voll-Lichtleiter einkoppeln）に結合させる円錐鏡または放物面鏡を形成している。このフルライトガイドは、放射された有色光を徹底的に混合（混光）するものであり、好ましくは、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）またはポリカーボネート（ＰＣ）で構成される。好ましくは、フルライトガイドは、上面が所定の粗さを有するか、または規則的な構造、例えば、１２０°に刻まれた三角形状の溝部を有する。これにより、当該フルライトガイドに戻る方向への全反射を防ぎ、光ビームの上方への出射を促進することができる。

上記フルライトガイドは、明度を上昇させて混光を向上させるために、側面および底面において、高反射性のカバーまたはコーティングで覆われている。好ましくは、高反射性のカバーまたはコーティングは、ソフトライト用光学要素の機械的に安定なフレームとしても機能するリフレクタシートとして形成される。均一な発光領域を得るために、前述の構造から少し離れた位置に、拡散板または拡散シート（拡散フォイル）を取り付けてもよい。当該拡散板または拡散シートは、フルライトガイドおよび側方のリフレクタシートから発せされた光を再び集め、これをさらに混光し、この混光を、第２の光源として均一に再度放射する。これにより、比較的高さの小さい構造であっても、個々の照明モジュールからの光を徹底的に混合（混光）することができる。

ソフトライト用光学要素では、ＬＥＤパネルの個々のＬＥＤからの発光を均一にしたい場合、当該ＬＥＤによって発せられる光を混合（混光）する必要がないので、光散乱板（開口部にリフレクタが挿入されたもの）を取り除いてもよい。この場合、好ましくは、ソフトライト用光学要素は、高い鏡面性を有する金属シート製のハウジング、およびＬＥＤパネルに取り付けられる拡散反射プレートのみで構成される。拡散反射プレートは、特には、前記金属シート製のハウジングの底部に接着されたマグネットにより、ＬＥＤパネルに取り付けられる。

変形例として、光学装置は、スポットライト用光学要素を形成するものであってもよい。このスポットライト用光学要素は、個々の照明モジュールに対応するようにしてレンズフレーム内に配置されたレンズシステム、特には、上部にハニカム型の集光レンズを配置したＴＩＲレンズで構成されるレンズシステムを有する。

ソフトライト用光学要素およびスポットライト用光学要素は、それぞれ、拡散シート、拡散板、エッグクレートなどのさらなる光学アクセサリを取り付けるためのマグネットを有していてもよい。

ＬＥＤパネルと複数のＬＥＤパネルが組み合わされたグループとを備えた照明システムの一実施形態を示す概要図である。ＬＥＤパネルと複数のＬＥＤパネルが組み合わされたグループとを備えた照明システムの他の実施形態を示す概要図である。８つの照明モジュールを備えたＬＥＤパネルを示す等角図である。図３のＬＥＤパネルを示す平面図である。図３のＬＥＤパネルを示す側面図である。図３のＬＥＤパネルを示す底面図である。光源を形成する複数のＬＥＤを備えた照明モジュールを示す等角図である。ＬＥＤパネルのボードの、その他のアセンブリが取り付けられていない状態を示した平面図である。８つの照明モジュール、電子構成品および側方のプラグコネクタを備えたＬＥＤパネルのボードを、上面側からみた等角図である。図９のＬＥＤパネルのボードの底面の、その他のアセンブリが取り付けられた状態を示す等角図である。入力プラグコネクタを備えたＬＥＤパネルを示す正面図である。平坦なコンタクト部を有する入力プラグコネクタを示す等角図である。出力プラグコネクタを備えたＬＥＤパネルを示す背面図である。出力プラグコネクタを示す等角図である。スポットライト用光学要素を備えたＬＥＤパネルを示す等角図である。スポットライト用光学要素を備えたＬＥＤパネルを示す等角図である。図１５および図１６のスポットライト用光学要素を、光学ハウジングを取り除いた状態で示した側面図である。スポットライト用光学要素のＴＩＲレンズを示す断面図である。ソフトライト用光学要素を示す分解等角図である。図１９のソフトライト用光学要素を示す縦断面図である。ＬＥＤパネル用の充電回路を備えたバッテリを示す等角図である。ＬＥＤパネルに取り付けることができる分散制御用の制御要素を示す等角図である。ＬＥＤパネルに取り付けることができる分散制御用の制御要素を示す側面図である。ＬＥＤパネルに取り付けることができる分散制御用の制御要素を示す平面図である。中央出力制御ユニットの電源ドッキングステーションを示す等角図である。中央出力制御ユニットの電源ドッキングステーションを示す背面図である。電源ドッキングステーションに電気的および／または機械的に接続可能な、中央出力制御ユニットの制御装置を示す等角図である。電源ドッキングステーションに電気的および／または機械的に接続可能な、中央出力制御ユニットの制御装置を示す正面図である。２つ以上のＬＥＤパネルを用いて広い発光領域を形成するための電気機械的なクロスコネクタを示す等角図である。中央出力制御ユニットとＬＥＤパネルの照明モジュールとを接続するための接続ケーブルを示す斜視図である。２つのＬＥＤパネル同士を接続するための接続ケーブルを示す斜視図である。ＬＥＤパネルにドッキング可能なデータ無線モジュールを示す平面図である。モジュール式の照明システムの、図２に示す実施形態で用いられるシステムディストリビュータを示す斜視図である。図２に示すモジュール式の照明システムの実施形態において、「電源アダプタ」としてＬＥＤパネルにドッキングして使用可能な、バッテリを示す斜視図である。拡散体および拡散シートを１つ以上のＬＥＤパネルの前方に取り付けるためのシートホルダを示す斜視図である。ＬＥＤパネルをスタンドおよび固定具に取り付けるためのスタンドピンを示す等角図である。図３０のスタンドピンを分解して示した分解側面図である。

図示の複数の実施形態を参照しながら、本発明のさらなる特徴および利点を以下に説明する。

本発明のモジュール式の照明システムの個々の機能構成要素を示す概要図である図１には、個々のＬＥＤパネル１が示されている。個々のＬＥＤパネル１には、光源をそれぞれ備えた８つの照明モジュール２が設けられている。各照明モジュール２の光源は、様々な波長の光、すなわち、様々な色の光を発する複数のＬＥＤで構成されている。ＬＥＤパネル１は発光体を形成しており、当該ＬＥＤパネル１の上面に、ソフトライト用光学要素３またはスポットライト用光学要素４を追加で設けてもよい。ソフトライト用光学要素３またはスポットライト用光学要素４は、様々な波長の光、すなわち、様々な色の光を発するＬＥＤについて、さらなる混光を行うことで、所望のビーム成形を実現することができる。ＬＥＤパネル１は、側方に電気機械的なプラグコネクタ１３，１４を備えており、このプラグコネクタを介して複数のＬＥＤパネル１を電気的および機械的に接続することにより、ＬＥＤパネルの列を形成できるようになっている。ＬＥＤパネルの複数の列は、追加のクロスコネクタ（横方向コネクタ）９によって互いに接続されることにより、マトリクス状の構造を有するＬＥＤパネルグループ１’を形成することができる。

各ＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’に対してそれぞれ制御要素７を接続することにより、個々のＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’の分散駆動を行うことができ、また、個々のＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’の照明モジュールにおける個々の光パラメータの操作または調節が可能になる。制御要素７は、データ入力またはパラメータ設定を行った後、ＬＥＤパネル１から再度取り外されてもよい。

個々のＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’は、自立電源として、バッテリ１０に接続されてもよい。好ましくは、バッテリ１０は、ＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’に、直接接続されるか、または接続要素を介して接続される。

中央出力制御ユニット５，６は、ＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’に給電し、また、個々のＬＥＤパネル１の照明モジュール２を駆動させるための設定値を入力する。中央出力制御ユニット５，６は、電源ドッキングステーション５と制御装置６とで構成される。制御装置６は、電源ドッキングステーション５に接続（連結）可能であるか、または電源ドッキングステーション５から離れた位置から、無線もしくは配線接続を介して動作可能である。電源ドッキングステーション５は、複数のソケットを有しており、接続ケーブル８を介して、ＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’の給電および駆動を行うための電気接続を確立することができる。

この実施形態では、好ましくは、全てのＬＥＤパネル１またはＬＥＤグループ１’が、給電およびデータ送信用のケーブルにより、電源ドッキングステーション５と星型に接続されている。

本発明のモジュール式の照明システムの代替的な一実施形態での個々の機能構成要素を示す概要図である図２では、電源ドッキングステーション５が取り除かれており、制御装置６が全ての制御機能を実行する。この実施形態では、制御装置６と直接的に通信を行うデータ無線モジュール１８が、各ＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’に差し込まれる。各データ無線モジュール１８、またはＬＥＤパネル１もしくはＬＥＤパネルグループ１’に対する給電は、給電ユニットまたはバッテリ１０’によって行われ、データ送信は無線で行われる。

ＤＭＸ５１２、パーソナルコンピュータ、またはシリアルインターフェースを介して操作を行う場合も、制御装置６が全ての通信を実行し、このために必要となるプラグコネクタおよび信号変換器を備えた、いわゆるシステムディストリビュータ９が当該制御装置６に接続される。

データ無線モジュール１８は、複数のＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’を同一のチャネルで同時に動作させることができるように、または各ＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’を別々のチャネルで動作させることができるように、様々な（ハードウェア）チャネル、すなわち、様々な周波数および（ソフトウェア）アドレスに調節可能である。

ＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’を、予備プログラム設定のみで発光させたい場合（発光の制御を行うプログラムを予め用意しておき、そのプログラム単独で制御を行う場合）、電源ドッキングステーション５（図１）および制御装置の代わりに、いわゆる「電源アダプタ」１０’を、当該ＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’に接続してもよい。この電源アダプタ１０’は、ＬＥＤパネルまたはＬＥＤパネルグループ１’に対する給電用のソケットのみを有する。

ＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’に接続されたデータ無線モジュール１８と制御装置６との無線接続に動作不良や干渉が生じた場合、ケーブルを用いた緊急接続を確立できるようになっている。したがって、データ無線モジュール１８、制御装置６、分散制御用の制御要素７および電源アダプタは、データケーブルを差し込むことが可能なジャックソケットを有している。必要に応じて、この接続を用いて、ソフトウェアの更新（ダウンロード）を行ってもよい。

以下では、図１および図２に概略的に示したモジュール式の照明システムの個々の機能構成要素の構造、動作および協働関係を詳細に説明する。

図３の等角図および図４の平面図には、ボード１２を挿入可能な直方形状のハウジングフレーム１１を具備したＬＥＤパネル１が示されている。ハウジングフレーム１１は、閉じた底面を有しており、この底面は、冷却フィン１５１を備えたヒートシンク面１５を形成している。このハウジングフレーム１１は、短辺側において、ボード１２に接続された入力プラグコネクタ１３および出力プラグコネクタ１４を備えている。ボード１２は、同一構成の８つの照明モジュール２と機械的かつ電気的に接続されている。２行４列に並べられた照明モジュール２同士の間には、３つの取付マグネット１６が設けられている。これら取付マグネット１６は、図１および図２に示したソフトライト用光学要素３やスポットライト用光学要素４の形態の光学装置を、ハウジングフレーム１１に取り付ける際に用いられる。

好ましくは、ＬＥＤパネル１の直方形状のハウジングフレーム１１は、部分的にヒートシンク面１５よりも突出したプラスチック製のフレームを形成している。これにより、ＬＥＤパネル１を、高温のヒートシンク面１５に接することなく、このヒートシンク面１５よりも極めて温度の低いプラスチック面において把持することができる。

ソフトライト用光学要素３およびスポットライト用光学要素４は、それぞれ、さらなる光学アクセサリ、例えば、拡散シート（拡散フォイル）、拡散板、エッグクレートなどを取り付けるためのマグネットを有していてもよい。

ハウジングフレーム１１の底面を形成するヒートシンク面１５には、３つの取付部１５２，１５３，１５４が一体化されている。これら取付部１５２，１５３，１５４に接続要素を挿入することにより、当該接続要素をＬＥＤパネル１と形状係合（嵌合）させることができる。接続要素として、特に、スタンド、リグまたはその他の支持部材に接続されているかまたはこれと接続可能な接続ピン、例えば、図３０および図３１に示すようなものが用いられる。取付部１５２，１５３，１５４は、箱状部分と溝とを有する断面形状であり、任意で追加の溝が設けられていてもよい。一方、接続ピンはこれに対応するＴ字形状部を有しており、ハウジングフレーム１１側から接続ピンのこの形状部に差し込むことにより、当該形状部が取付部１５２，１５３，１５４に挿入され、ＬＥＤパネル１と係合するか、または狭持装置によって固定される。

図５は、ＬＥＤパネル１（図３）の下方に位置するヒートシンク１１の側面図である。図中のヒートシンク１１の左側には、ロックを解除するためのスライド部１７、および平坦なコンタクト部を有する出力プラグコネクタ１４が示され、右側には、スプリングコンタクトピンを有する入力プラグコネクタ１３が設けられている。一方、ＬＥＤパネル１の底面には、冷却フィン１５１を備えたヒートシンク面１５、および接続ピン（特に、スタンド用ピン）を挿入するための取付部であるＴ字断面形状の開口部１５２，１５３，１５４が示されており、その中心部分には、ＬＥＤパネル１をスタンド、端子（Klemmen）などに螺合させるためのねじ山が刻まれている。

ＬＥＤパネル１の底面図である図６は、ヒートシンク面１５の冷却フィン１５１を平面視で示している。図中のヒートシンク面の左の短辺側には、ＬＥＤパネル１の入力プラグコネクタ１３が示され、右側には、接続ピンまたはさらなるＬＥＤパネルの接続のロックを解除するためのスライド部１７を備えた、ＬＥＤパネル１の出力部が示されている。７つの円形状または半円形状の凹部１５５，１５６，１５７が設けられており、開口部１５２，１５３，１５４に挿入された接続ピンは、これら凹部１５５，１５６，１５７に挿入されて押し込まれることにより、当該凹部１５５，１５６，１５７に形状係合する。

図３から図６に示したＬＥＤパネル１は、上方に光学装置を配置しなくとも、その図示された形態のままで、広角度の平坦な光源として使用することができる。

オプションとして、ＬＥＤパネル１には、ＬＥＤ（発光ダイオード）に対する開口が確保された、非反射性の連続的なガラスシート（Glasscheibe）、または連続的なプラスチック製のカバーを設けてもよい。ＬＥＤ用の開口を備えた連続的なプラスチック製のカバーを設けることで、有利なことに、引張負荷や衝撃負荷に敏感である大きいガラス板に比べて高い強度が得られ、また、干渉の可能性および干渉信号の発生を効率的に減少可能なシールド用プレートを、個々のＬＥＤよりも上方であって当該プラスチック製のカバーよりも下方である位置に取り付けることができる。

図７に、照明モジュール２の斜視図を示す。照明モジュール２は、モジュール用電子装置が配置される回路基板として形成された四角形状のモジュール支持体２０で構成される。モジュール支持体２０は開口部２４を有しており、モジュール用ヒートシンク２５のベース部２５０が、この開口部２４に、モジュール支持体２０の表面よりも突出するようにして挿入される。モジュール支持体２０の底部にはコネクタ片２３が連結されており、このコネクタ片２３を介して、前記モジュール用電子装置が、分散制御用の制御要素７または中央出力制御ユニット５，６に接続される。モジュール用ヒートシンク２５のベース部２５０には、平行六面体形状のメタルコア基板に配置され複数のＬＥＤ（本実施形態では１２個）を備える光源２１と、温度センサ２８と、ＬＥＤ２２および温度センサ２８を当該メタルコア基板の縁部まで接続し、そこでモジュール用電子装置に直接ワイヤボンド接続で接続される導体とが設けられている。なお、前記複数のＬＥＤは、対ごとで互いに異なる波長の光（すなわち、異なる色の光）を発する。

図７に示した照明モジュール２は、メタルコア基板およびモジュール用ヒートシンク２５からＬＥＤパネル１のヒートシンク面１５を経て行われる、ＬＥＤ２２の最適な放熱に加えて、照明モジュール２とライトハウジングまたは冷却手段との間の単純かつ確実な機械接続を特徴とする。この実施形態では、モジュール支持体２０が機械的負荷に曝されない。また、光源２１は、そのＬＥＤ２２の光路がモジュール支持体２に設けられた締結要素２６，２７、またはモジュール用電子装置の図示しない電子構成品によって妨げられないようにして配置されている。これにより、光源２１の発光方向の下流に配置される光学要素は、ＬＥＤ２２が発する光ビームを極めて効率的に集めて成形することができる。

照明モジュール２の動作時において光源２１の放熱を最適に行うために、ヒートシンク２５は、銅やアルミニウムなどの極めて高い熱伝導性を有する材料で構成されている。また、ヒートシンク２５は、底面にねじ孔を有しており、このねじ孔により、照明モジュール２全体とＬＥＤパネル１との間で単純かつ確実な機械接続を行うことができる。

モジュール用電子装置と分散制御用の制御要素７との接続、モジュール用電子装置と中央出力制御ユニット５，６との接続、またはモジュール用電子装置と照明モジュールの電源との接続は、モジュール支持体２０の底面に設けられたコネクタ片２３を介して行われる。一実施形態において、コネクタ片２３は５つのコンタクト（端子）を有し、これら５つのコンタクトは、それぞれ、２つの電圧源、接地電位、および分散制御用の制御要素７または中央出力制御ユニット５，６とのシリアルインターフェース用の２つのコンタクトに接続される。

前記複数のＬＥＤ２２は、様々な波長の光（すなわち、様々な色の光）を発するＬＥＤからなる。これらＬＥＤ２２のうちのいくつかを、互いに同一の波長の光（すなわち、同一の色の光）を発するものとしてもよい。ＬＥＤ２２はメタルコア基板上で互いに近接して配置されるため、異なる色の混光が生じる。この混光は、ＬＥＤを適宜選択することで調整でき、さらには、光を束ねる（光線束化する）手段や追加の混光手段などによっていっそう最適化され、また、さらなる制御手段や調整手段により、温度に関係なく一定に維持することができる。これにより、所望の光温度、明度などに調節することができる。

図８は、ＬＥＤパネル１の、マザーボードとして形成されたボード１２を示す平面図である。ボード１２は、特に、コントローラ、ならびにさらなるメモリ、制御部およびインターフェース要素を備える。ハウジングフレーム１１と同様に直方形状であるボード１２には、照明モジュール２のモジュール用ヒートシンク２５を挿入するための８つの開口１２１および照明モジュール２のコネクタ片２３を受け入れるソケット１２２が設けられており、開口１２１とソケット１２２とからなる各対は、異なる向きとなっている。分かり易いように、図８の平面図では、ボード１２の両側に設けられるメモリの電子構成品、制御部の電子構成品およびインターフェース要素の電子構成品を省略した。直方形状のボード１２は、短辺側において、当該ボード１２の平面に対して垂直に延在する入力プラグコネクタ１３および出力プラグコネクタ１４を備えており、これら入力プラグコネクタ１３および出力プラグコネクタ１４は、ＬＥＤパネル１の給電用のコンタクトを構成するのみでなく、それぞれ、信号の入力部、信号の出力部も構成する。ボード１２の中心部には、図１および図２に示す光学装置３，４を取り付けるための複数の取付マグネット１６が、互いに離間して設けられている。

図９および図１０は、それぞれ、他のアセンブリが取り付けられた状態のボード１２の上面を示す等角図、当該ボード１２の下面を示す等角図である。これらの図には、照明モジュール２のマトリクス状の配置構成と、ボード１２の開口１２１に挿入されたモジュール用ヒートシンク２５と、ソケット１２２に差し込まれた８つの照明モジュール２のコネクタ片２３と、取付マグネット１６、メモリの電子構成品、制御部の電子構成品およびインターフェース要素の電子構成品の配置構成と、入力プラグコネクタ１３および出力プラグコネクタ１４の配置とが示されている。

ボード１２には、８つのプラグコネクタ、および照明モジュール２のモジュール用ヒートシンク２５を受けるための８つの開口１２１が設けられている。ボード１２には、さらに、照明モジュール２用の電圧源および界面電極（インタフェース電極）、ならびに熱量計算および熱対流温度補償を行うマイクロプロセッサが設けられている。

図１１は、ハウジングフレーム１１の短辺側に入力プラグコネクタ１３を備えたＬＥＤパネル１を示す正面図である。この入力プラグコネクタ１３は、グリッド状に配置された複数のスプリングコンタクトピン（スプリングコンタクトプローブ）を有しており、これらスプリングコンタクトピンは、さらなるＬＥＤパネル１またはプラグと接続された際に弾性復帰し、終了位置において、同じくグリッド状に設けられた平坦なコンタクト部に当接する。これにより、信号送信や給電が行われる。入力プラグコネクタ１３とＬＥＤパネル１との接続は、３つのねじ１３５，１３６，１３７をハウジングフレーム１１に接続することによって行われる。

図１２は、任意でＬＥＤパネル１に接続可能な、傾斜部１３３を有するベースプレート１３０を備えた入力プラグコネクタ１３を示す等角図である。傾斜部１３３には、平坦なコンタクト部９２、図中の左側のストッパ１３１、および係止ボルトのボール部を係合可能な一部が欠けた孔（円柱状の軸方向に沿って一部分が欠けた孔）９３が設けられている。図中の入力プラグコネクタ１３の右側には案内用斜面（Einfuhrschrage）１３４があり、ここに、当該入力プラグコネクタ１３の平坦なコンタクト部９２に対応するスプリングコンタクトピンを突き合わせるようになっている。スプリングコンタクトピンは、平坦なコンタクト部９２上を、側方から圧力を受けることなく摺動することができる。

図１３は、ハウジングフレーム１１の他方の短辺側に配置された出力プラグコネクタ１４とスライド部１７とを備えたＬＥＤパネル１を示す背面図である。スライド部１７は、対応するコンタクトとのロックを解除するためのものである。出力プラグコネクタ１４は、複数の平坦なコンタクト部９２、任意でＬＥＤパネル１に接続可能な係止ピンのボール部を係合させることができる一部が欠けた孔９３、および図中の左側のストッパ１４１を有している。出力プラグコネクタ１４は、３つのねじ１４５，１４６，１４７により、ＬＥＤパネル１のハウジングフレーム１１に結合される。

図１４は、長寸形態の出力プラグコネクタ１４０を示す等角図である。この出力プラグコネクタ１４０は、図中の右手側の端部領域に設けられた球形状の係止ボルト９４と、Ｔ字形状の溝によって接続を行う案内用斜面（Einfuhrschrage）と、グリッド状に配置された信号伝達および給電を行うための複数のスプリングコンタクトピン９１と、当該出力プラグコネクタ１４をＬＥＤパネル１のハウジングフレーム１１、接続用プラグ、または電源ドッキングステーション５に接続するための３つのねじ１４５，１４６，１４７とを有する。

図１５〜図２０に、ＬＥＤパネル１の発光上面の上に配置可能な光学要素の各種実施形態を示す。当該光学要素は、所望の光放射特性に応じて、ソフトライト用光学要素３またはスポットライト用光学要素４として形成される。

図１５は、スポットライト用光学要素４を備えたＬＥＤパネル１を示す等角図である。ＬＥＤパネル１の上面に接続されたスポットライト用光学要素４は、フレーム４０を有する。フレーム４０の上面には、集光レンズプレート４１が設けられている。この集光レンズプレート４１は、その下方に配置されたＴＩＲレンズ（図１６および図１７に示されている）４２により、照明モジュール２（図７）の光源２１（図７）によって発せられた光を混合（混光）する。図示の実施形態において、モジュール式のスポットライト用光学要素４の高さは２２ｍｍであり、その半値角は１８°である。

図１６は、ＬＥＤパネル１の個々の照明モジュールにそれぞれ対応した複数のＴＩＲレンズ４２による、マトリクス状の配置構成を示す等角図である。図１７の側面図には、これらＴＩＲレンズが、ハウジングを取り除いた状態で示されている。ＴＩＲレンズ４２は、複数の球状レンズで構成され、図１８の縦断面図に示したような形状を有する。ＴＩＲレンズ４２は、中央の孔部分４２３を具備したカップ形状のレンズ部４２１、および半球形状のレンズ部４２２を有する。

スポットライト用光学要素４を、ハウジングを取り除いた状態で示した図１７の側面図から、図１５の集光レンズプレート４１の下にＴＩＲレンズ４２があること、およびＴＩＲレンズ４２の下に３つの鉄製のディスク１６０があることが分かる。鉄製のディスク１６０は、当該スポットライト用光学要素４をＬＥＤパネル１に接続するための部材であり、ＬＥＤパネル１の取付マグネット１６に結合される。ＴＩＲレンズ４２は、図７の照明モジュールのＬＥＤ（複数組み合わされることで光源を形成する）から５ｍｍ上方に配置される。

図１９および図２０は、それぞれ、ＬＥＤパネル１に接続可能なソフトライト用光学要素３を示す分解等角図および縦断面図である。ソフトライト用光学要素３は、ハウジングフレーム３１、ハウジングフレーム３１の上端部に配置される拡散反射プレート３０、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）またはポリカーボネート（ＰＣ）で構成される光散乱板３３、および光散乱板３３の開口部３６に挿入され、照明モジュール２の光源２１のＬＥＤ２２の発光を結合するリフレクタ３２で構成される。光散乱板３３は、側面および底面が鏡面であり、ＬＥＤ２２によって発せられる光の最適な反射を行う。このため、開口部３５を具備した鏡板３４が、その開口部３５を光散乱板３３の開口部３６に合致させるようにして光拡散板３３の底面に配置される。光散乱を最適化するために、ＰＭＭＡまたはＰＣで構成される光拡散板３３の上面および下面を凹凸状、例えば、溝部および突部が交互に連続するようにしてもよい。

ソフトライト用光学要素３では、ＬＥＤパネル１の個々のＬＥＤからの発光を均一にしたい場合、当該ＬＥＤによって発せられた光を混合（混光）する必要がないので、開口部３６にリフレクタ３３が挿入された前記光散乱板３３を取り除いてもよい。この場合、好ましくは、ソフトライト用光学要素３は、高い鏡面性を有する金属シート製のハウジング、およびＬＥＤパネル１に取り付けられる拡散反射プレート３０のみで構成される。拡散反射プレート３０は、特には、前記金属シート製のハウジング内部の底部に接着されたマグネットにより、ＬＥＤパネル１に取り付けられる。

１つ以上のＬＥＤパネル１の自立電源には、図２１の等角図に示す、充電用電子装置が一体化されたバッテリ１０が使用される。このバッテリ１０は、ＬＥＤパネル１に、出力プラグコネクタ１０１を具備したケーブル端部１００を介して接続でき、電源ドッキングステーション５（図１）に、入力プラグコネクタ１０２を介してドッキングされることにより、充電可能である。バッテリ１０の底面にはポケット１０３が設けられており、このポケット１０３は、（前述した接続ピンと同様の方法で）ＬＥＤパネル１のヒートシンクに差し込まれることで当該ヒートシンクに係合可能な接続要素を受け入れることができる。

図２２〜図２４に示す、ＬＥＤパネル１に差し込み可能な分散制御用の制御要素７は、ＬＥＤパネル１の固定された光色または予めユーザによってプログラムされた光色（既定の光色）、およびＬＥＤパネル１の発光の明度を調節する。一般的に、分散制御用の制御要素７は、調節終了後は各ＬＥＤパネル１から取り外されるが、制御要素７を取り外した後も、ＬＥＤパネル１は調節された光および明度で発光を続ける。複数のＬＥＤパネルが互いに接続されてＬＥＤパネルグループを形成した場合、分散制御用の制御要素７が、当該制御要素７よりも電気的に下流に配置された全てのＬＥＤパネルを制御する。

図２２の等角図において、分散制御用の制御要素７は、図中の左側に、異なる光色（色温度３２００Ｋ、４３００Ｋ、５６００Ｋおよび６３００Ｋ）のための４つの固定設定およびユーザによってプログラム可能な２つの設定（ユーザＩ（図中のBenutzer I）およびユーザII（図中のBenutzer II））を有する予備設定選択スイッチ７１、図中の右側に、０〜１００％の調光範囲を有する調光部７２、ならびに当該調光部７２の下に、オン／オフスイッチ７３を備えている。分散制御用の制御要素７を示す図２３の側面図および図２４の平面図は、それぞれ、対応するコンタクトのロックを解除するロック部（Riegel）７５を有する出力プラグコネクタ７４、スプリングコンタクトピン９１を有する入力プラグコネクタ７６を示す。このような配置構成により、大きい操作要素７１〜７３を設けるための十分なスペースを、当該制御要素７の前側に確保することができる。このようにして、ユーザは、あらゆる位置から設定変更を行うことができる。

ＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’に差し込み可能な分散制御用の制御要素７（無線モジュールの代わりに差し込まれる）は、図２２〜図２４に示した、制御要素７の表面から突出した予備設定選択スイッチ７１および調光部７２の変形例として、埋め込み型の回転ノブを備えるものであってもよい。これにより、誤って調節が行われるのを防ぐことができる。

照明システムのモジュール構造における一連の構成に続いて、中央出力制御ユニット５，６は、図２５の等角図および図２６の背面図に示す電源ドッキングステーション５、ならびに図２７の等角図および図２８の正面図に示す制御装置６で構成される。

電源ドッキングステーション５は、そのハウジングの上面５１の傾斜部分に、照明モジュールまたはＬＥＤパネルの４つのラインにそれぞれ接続される４つの出力用のソケット５０１，５０２，５０３，５０４、およびオン／オフスイッチ５１０を備えている。上面５１の中心部には、把持部５４の隣りに無線アンテナ５３が設けられている。また、前側の傾斜面５０には、制御装置６に対する平坦なコンタクト部を備えた出力プラグコネクタ５５が設けられている。これにより、制御装置６の対応する入力プラグコネクタが、電源ドッキングステーション５の傾斜した前側に設けられた前記出力プラグコネクタ５５に係合することができる。このようにして、卓上動作装置が形成される。一方、制御装置６と電源ドッキングステーション５とを離して配置する場合、電源ドッキングステーション５の無線制御、またはケーブル接続による電源ドッキングステーション５のケーブル制御が可能である。

電源ドッキングステーション５は、照明システム全体に対する、中央電源通信装置として機能する。

図２６に示す電源ドッキングステーション５の後側５２は、図中上方の列に、ＬＥＤパネルの照明モジュールに対する４つのソケット５０１〜５０４、図中中央の列に、リモート制御のためのＤＭＸ入出力用のソケット５２０、バッテリを充電するための充電用のソケット５２１，５２２、およびネットワーク用のソケット５３０、図中下方の列に、ＲＳ２３２プログラミングインターフェース５４０、ヒューズ５５０、およびＡＣ入力用のソケット（Netzeingangsbuchse）５６０を備えている。図中の左下側にはカバーが設けられており、このカバーの下には、ＵＳＢインターフェース、シリアルインターフェース、イーサネット（登録商標）インターフェースなどのさらなるサービスインターフェースが設けられている。

図２７の等角図には、無線接続またはケーブル接続を介して電源ドッキングステーション５と選択的に接続できる制御装置６が示されており、当該制御装置６は、電源ドッキングステーション５との無線接続用の無線アンテナ６０、把持面６１、ケーブル接続用のソケット６２、様々な所定値およびパラメータを設定するための複数のキーおよび回転ノブ（後述する）、ならびにディスプレイ６７を備えている。

制御装置６は、ＬＥＤパネルの照明モジュールの総合的な調節およびプログラミングを担うものであるが、それ自体の情報処理能力は比較的小さく、主な機能は、キーボード命令、回転ノブ位置、およびディスプレイ６７に表示されるデータを電源ドッキングステーション５と交換（やり取り）することである。熱量測定、および通信インターフェースの動作を行うための実際の処理能力は、電源ドッキングステーション５、ならびに照明モジュール２のマイクロコントローラおよびマイクロプロセッサが有している。制御装置６は、バッテリおよび一体化された充電回路を、自立電源として使用する。

図２７の等角図は、ユーザの色設定を記憶した４つの箇所６０１、各ＬＥＤパネルとの接続を選択するための出力選択キー６２０、中央に配置された液晶ディスプレイ６７、メニュー用のプッシュ機能付き回転ノブ６３、フィルム照明用の動作モード選択キー６１０（ＷＨＩＴＥ）、有色光の効果照明用の動作モード選択キー６１１（ＣＯＬＯＲ）、デジタル記憶された一般的なカラーフィルタを用いる動作モード選択キー６１２（ＦＩＬＴＥＲ）を示している。さらに、調光部（ＤＩＭ）６４と、ＷＨＩＴＥ（白色）モードにおける色温度（ＣＴ）および緑色値（ＧＲＥＥＮ）ならびにＣＯＬＯＲ（有色）モードにおける色調（ＨＵＥ）および飽和度（ＳＡＴ）のためのコントローラ６５，６６とが設けられている。

図２８の正面図は、無線接続が不可能または動作不良である際の緊急接続時に電源ドッキングステーション５に接続される、市場で入手可能なネットワークケーブル用のＲＪ４５ソケット６８を示している。図中の中央部には、スプリングコンタクトピン９１を具備した、電源ドッキングステーション５に対するスプリングコンタクト接続部６９が示されている。制御装置６は、この接続部を介して、電源ドッキングステーション５にドッキングされる。

図１のＬＥＤパネルグループ１’の接続形態のように、プラグコネクタを用いて複数のＬＥＤパネルを列毎に横方向に互いに接続する場合、図２９の等角図に示す電気機械的なクロスコネクタ（横方向コネクタ）９が使用される。これにより、２つ以上のＬＥＤパネルで構成される大きい発光領域を形成することができる。機械的なクロスコネクタ９は、ＬＥＤパネルに対応する、入力プラグコネクタ１３０、出力プラグコネクタ１４０およびロック部９０を有している。例えば、ＬＥＤパネル１の個々の寸法を１６０×８０ｍｍとする。クロスコネクタ９を用いることで、４つ以上のＬＥＤパネルで構成される発光領域を適宜形成することができる。図２９に示すようなクロスコネクタ９がない場合には、２〜４つのＬＥＤパネルを用いて、それぞれ、寸法８０×３２０／４８０／６４０の帯体または列が形成可能である。一方、クロスコネクタ９があれば、例えば、１６０×１６０ｍｍの正方形状の発光領域、または１６０×３２０ｍｍの直方形状の発光領域を形成することができる。

図３０に、電源ドッキングステーション５とＬＥＤパネル１とを接続するための接続ケーブル８１を示す。接続ケーブル８１は、その一端に、電源ドッキングステーション５のソケットと接続するためのプラグ８３が設けられ、他端に、図１２に示したストッパ付きのプラグコネクタに相当するプラグコネクタ８２が設けられている。

図３１に、２つのＬＥＤパネル１同士を電気的に接続するための接続ケーブル８０を示す。接続ケーブル８０は、その両端に、プラグコネクタ８２、８４をそれぞれ備えている。プラグコネクタ８２は、入力プラグコネクタ１３０として、平坦なコンタクト部および孔を有し、プラグコネクタ８４は、出力プラグコネクタ１４０として、スプリングコンタクトピンおよび球形状の係止ボルトを有する。

図１に概略的に示す、モジュール式の照明システムの上述した第１の実施形態において、好ましくは、全てのＬＥＤパネル１またはＬＥＤグループ１’が、給電およびデータ送信用のケーブルにより、電源ドッキングステーション５と星型に接続されている。

図２に示す、モジュール式の照明システムの代替的な一実施形態では、電源ドッキングステーション５が取り除かれており、制御装置６が全ての制御機能を実行する。この実施形態では、制御装置６と直接的に通信を行うデータ無線モジュール１８が、各ＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’に差し込まれる。各データ無線モジュール１８、またはＬＥＤパネル１もしくはＬＥＤパネルグループ１’に対する給電は、給電ユニットまたはバッテリによって行われ、データ送信は無線で行われる。

図３２は、ＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’にドッキングされるデータ無線モジュール１８を示す平面図である。データ無線モジュール１８は、プラスチック製のカバー１８０によって覆われた無線アンテナを介して、制御装置６とワイヤレスで通信を行う。また、データ無線モジュール１８は、図示しない後側において、ＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’にドッキングするためのプラグコンタクトを備える。データ無線モジュール１８は、さらに、給電端子１８１、オン／オフスイッチ１８２、制御ランプ１８３，１８４、および通信チャネルを設定し、ＬＥＤパネルにおいて操作したいＬＥＤを入力するための回転スイッチ１８５を備える。

図３３に、図２のモジュール式の照明システムの実施形態で使用されるシステムディストリビュータ９（←“クロスコネクタ”の符号と重複）を示す。システムディストリビュータ９は、制御装置６に、コンタクト片９１０を介して接続可能である。システムディストリビュータ９は、給電端子９００、４つのライン接続部９０１〜９０４、ＤＭＸ入力９０５、ＤＭＸ出力９０６、ＰＣおよびプログラミング端子９０７，９０８、ならびにＣＡＮ端子９０９を備える。

ＬＥＤパネルを予備プログラム設定のみで発光させたい場合（発光の制御を行うプログラムを予め用意しておき、そのプログラム単独で制御を行う場合）、電源ドッキングステーション５および制御装置６の代わりに、いわゆる「電源アダプタ」１０’を、当該ＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’に接続してもよい。この電源アダプタ１０’は、ＬＥＤパネルまたはＬＥＤパネルグループ１’に対する給電用のソケットのみを有する。

図３４に、図２のモジュール式の照明システムの実施形態で使用される、上記のような電源アダプタ１０’を示す。電源アダプタ１０’は、ＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’に、ドッキング接続部１０４を介してドッキングすることができ、スプリングコンタクト１０５により、当該ＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’の対応するコンタクトに接触することができる。

ＤＭＸ５１２、パーソナルコンピュータ、またはシリアルインターフェースを介して操作を行いたい場合、制御装置６が通信を実行することに変わりはないが、この目的に必要となるプラグコネクタおよび信号変換器を備えた、いわゆるシステムディストリビュータ９が当該制御装置６に接続される。

無線モジュールは、複数のＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’を同一のチャネルで同時に動作させることができるように、または各ＬＥＤパネル１またはＬＥＤパネルグループ１’を別々のチャネルで動作させることができるように、様々な（ハードウェア）チャネル、すなわち、様々な周波数および（ソフトウェア）アドレスに調節可能である。

図３５〜図３７に、本発明のＬＥＤ照明システムに使用される様々なアクセサリパーツを示す。さらなるアクセサリパーツが、ＬＥＤ照明システムを機能的に拡張するために、必要に応じて追加で設けられてもよい。

図３５は、拡散体および効果シートをＬＥＤパネル１の前方に取り付けるためのシートホルダ８６を示す等角図である。このシートホルダ８６は、シートホルダベース８６２の爪部８６３を介して挿入されたローレットねじにより、ＬＥＤパネル１のねじ山に螺合取り付けされる。このようにして、ワイヤフレーム（Drahtbugel）８６１として形成されたシートホルダ８６が、ソフトライト用光学要素またはスポットライト用光学要素の前方に位置決めされる。これにより、シートを、ワイヤフレーム８６１によって光学装置の前側に洗濯ばさみのようなクランプで取り付けられることができる。

スタンド、リグまたは他の固定具に１つ以上のＬＥＤパネルを取り付けるための、図３６および図３７に示す接続ピン８７は、スタンド、リグまたは他の固定具のピンまたはボルトに差し込むことで接続可能な差込部８７０、Ｔ字形状断面８７３を有するＴ字形状のスライド部８７１，８７２、および軸方向に付勢された係止ディスク部８７４で構成される。Ｔ字形状のスライド部８７１，８７２は、ばね８７６によって付勢された係止ディスク部８７４により、差込部８７０に対して軸方向に付勢されており、ＬＥＤパネル１のヒートシンク面１５に一体化された取付部１５２，１５３，１５４（図６）に挿入可能である。このようにして、側方のスライド部８７１，８７２は、出力位置または休止位置において、図３６に示す位置を取る。

親指および人差し指で側方のスライド部８７１，８７２を圧縮し、これらスライド部８７１，８７２を、ヒートシンク面１５に一体化された取付部１５２，１５３，１５４におけるＴ字形状の溝に挿入して解放することにより、接続ピン８７が、ＬＥＤパネル１の底面に形状接続される。接続ピン８７は、ＬＥＤパネル１の底面における凹部１５５，１５６，１５７（図６）のうちの１つに、「カチッ」という音がするまで係合（スナップ係合）するように移動される。

差込部８７０を離して示した側面図である図３７には、スライド部８７１の中央に係止ディスク部８７４を具備した接続ピン８７が示されている。この係止ディスク部は、ＬＥＤパネルの底面におけるヒートシンク面の取付部に係合する。側方のスライド部８７１，８７２が圧縮されると、係止ディスク部８７４は、当該係止ディスク部が連結した面８７５の傾斜構造により延出し、延出した状態で、この傾斜した面８７５に接続されたばね８７６の作用により、下方に圧縮する。つまり、接続ピン８７とＬＥＤパネル１との接続は、側方のスライド部８７１，８７２がヒートシンク面の開口部に形状係合し、係止ディスク部８７４が、ＬＥＤパネルの底面におけるヒートシンク面に設けられた凹部に、ばね圧力で係合することによって達成される。

１ＬＥＤパネル
１’ ＬＥＤパネルグループ
２照明モジュール
３ソフトライト用光学要素
４スポットライト用光学要素
５電源ドッキングステーション
６制御装置
７制御要素
８接続ケーブル
９システムディストリビュータ
１０バッテリ
１０’ 電源アダプタ
１１ハウジングフレーム
１２ボード
１３入力プラグコネクタ
１４出力プラグコネクタ
１５ヒートシンク面
１６取付マグネット
１７スライド部
１８データ無線モジュール
２０モジュール支持体
２１光源
２２ＬＥＤ
２３端子片
２４開口部
２５モジュール用ヒートシンク
２６，２７取付要素
３０拡散反射プレート
３１ハウジングフレーム
３２リフレクタ
３３光散乱板
３４鏡板
３５，３６開口部
４０フレーム
４１集光レンズプレート
４２ＴＩＲレンズ
５０前側の傾斜面
５１上面
５２後側
５３無線アンテナ
５４把持部
５５出力プラグコネクタ
６０無線アンテナ
６１把持面
６２ソケット
６３メニュー用の回転ノブ
６４調光部（ＤＩＭ）
６５色温度（ＣＴ）用のコントローラ
６６色調（ＨＵＥ）用のコントローラ
６７液晶ディスプレイ
７１予備設定選択スイッチ
７２調光部
７３オン／オフスイッチ
７４出力プラグコネクタ
７５ロック部
７６入力プラグコネクタ
８０接続ケーブル
８１接続ケーブル
８２，８４プラグコネクタ
８３プラグ
８５ケーブル
８６シートホルダ
８７接続ピン
８８クロスコネクタ
９０ロック部
９１スプリングコンタクトピン
９２平坦なコンタクト部
９３一部が欠けた孔
９４球形状の係止ボルト
１００ケーブル端部
１０１出力プラグコネクタ
１０２入力プラグコネクタ
１０３ポケット
１２１開口
１２２ソケット
１３０ベースプレート
１３１ストッパ
１３３傾斜部
１３４案内用斜面
１３５〜１３７ねじ
１４１ストッパ
１４５〜１４７ねじ
１４８案内用斜面
１５１冷却フィン
１５２〜１５４取付部
１５５〜１５７凹部
１８０無線アンテナ用のプラスチック製のカバー
１８１給電端子
１８２オン／オフスイッチ
１８３，１８４制御ランプ
１８５回転スイッチ
２５０ベース部
２２０コンタクト
３００メタルコア基板
４２１カップ形状のレンズ部
４２２半球形状のレンズ部
４２３中央の孔部分
５０１〜５０４出力用のソケット
５１０オン／オフスイッチ
５２０ＤＭＸ入出力用のソケット
５２１，５２２充電用のソケット
５３０ネットワーク用のソケット
５４０ＲＳ２３２プログラミングインターフェース
５５０ヒューズ
５６０ＡＣ入力用のソケット
６０１ユーザの設定を記憶した箇所
６１０〜６１２動作モード選択キー
６２０出力選択キー
８６１ワイヤフレーム
８６２シートホルダベース
８６３爪部
８７０差込部
８７１，８７２スライド部
８７３Ｔ字形状断面
８７４係止ディスク部
８７５傾斜した面
８７６ばね
９００システムディストリビュータの給電端子
９０１〜９０４システムディストリビュータのライン接続部
９０５システムディストリビュータのＤＭＸ入力
９０６システムディストリビュータのＤＭＸ出力
９０７，９０８システムディストリビュータのＰＣおよびプログラミング端子
９０９システムディストリビュータのＣＡＮ端子

Claims

複数の照明モジュールを有する少なくとも１つのＬＥＤパネルを備えた照明システムであって、前記照明モジュールが、モジュール支持体に配置された制御可能な複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）およびこれらＬＥＤを駆動するモジュール用電子装置を有する、照明システムにおいて、
前記ＬＥＤパネル（１）が、
前記照明モジュール（２）を収容する多角形状のハウジングフレーム（１１）、
前記照明モジュール（２）を収容する前記ハウジングフレーム（１１）内に配置されたボード（１２）、および
前記ハウジングフレーム（１１）の上面に配置されている光学装置（３，４）を受け入れる収容装置を有し、
前記ハウジングフレーム（１１）には、同じようなＬＥＤパネル（１）または電気コネクタを機械的または機械的かつ電気的に接続する接続構造体（１３，１４）が、少なくとも一方の側に配置されていることを特徴とする、照明システム。
請求項１において、前記ハウジングフレーム（１１）が、多角形状、好ましくは、直方形状であることを特徴とする、照明システム。
請求項１または２において、前記ハウジングフレーム（１１）の底面が、冷却フィン（１５１）を備えたヒートシンク面（１５）を構成しており、このヒートシンク面（１５）に、嵌合可能な接続要素（８７）、特には、スタンド、リグなどの支持部材と接続可能な接続ピンを挿入可能に接続する少なくとも１つの取付部（１５２〜１５４）が一体化されていることを特徴とする、照明システム。
請求項１から３のいずれか一項において、
前記ボード（１２）が、
前記照明モジュール（２）用の開口（１２１）および締結装置と、
前記照明モジュール（２）用の給電手段およびインターフェース電子装置と、
熱量計算および対流温度補償用のマイクロプロセッサと、
当該ボード（１２）の側方縁部において当該ボード（１２）に対して垂直に延在する接続構造とを有し、
前記接続構造が、機械的な結合および電気的な伝導接続用のプラグコネクタ（１３，１４）を形成していることを特徴とする、照明システム。
請求項１から４のいずれか一項において、前記複数の照明モジュール（２）が、直方形状、特には、正方形状であり、前記ボード（１２）に、複数の行および列で構成される行列の格子構造で接続されていることを特徴とする、照明システム。
請求項５において、前記照明モジュール（２）の前記モジュール支持体（２０）に連結されたモジュール用ヒートシンク（２５）が、前記ボード（１２）の前記開口（１２１）に挿入可能であり、前記ＬＥＤパネル（１）の底面に配設された前記ヒートシンク面（１５）に熱伝導的に接続されていることを特徴とする、照明システム。
請求項１から６のいずれか一項において、前記ＬＥＤパネル（１）が直方形状のハウジングフレーム（１１）を有し、このハウジングフレーム（１１）の上面は光学装置（３，４）と接続可能であり、当該光学装置（３，４）は、個々の前記照明モジュール（２）に対応する光学要素、および／または全ての照明モジュール（２）に共通な１つの光学要素を有することを特徴とする、照明システム。
請求項１から７のいずれか一項において、前記光学装置（３，４）を受け入れる収容装置が、前記ハウジングフレーム（１１）の上縁部に設けられたプラグ接続部または凹凸形状接続部から構成されることを特徴とする、照明システム。
請求項１から７のいずれか一項において、前記光学装置（３，４）を受け入れる収容装置が、マグネット装置（１６，１６０）から構成され、このマグネット装置（１６，１６０）は、一方で前記ボード（１２）に接続されて他方で当該光学装置（３，４）に接続されることを特徴とする、照明システム。
請求項１から９のいずれか一項において、前記ＬＥＤパネル（１）が、その発光側において、非反射性のガラス板によって被覆されていることを特徴とする、照明システム。
請求項１から９のいずれか一項において、前記ＬＥＤパネル（１）が、その発光側において、前記ＬＥＤ用の開口が配設された連続的なプラスチック製のカバーを含むことを特徴とする、照明システム。
請求項１１において、前記複数のＬＥＤが、それぞれ、対応する非反射性のガラスシートによって覆われていることを特徴とする、照明システム。
請求項１から１２のいずれか一項において、前記光学装置が、ビーム拡大素子（３２）および光を拡散反射する拡散反射プレート（３０）を有する、ソフトライト用光学要素（３）を構成することを特徴とする、照明システム。
請求項１３において、前記ビーム拡大素子が、中央開口（３５，３６）に配置されたリフレクタ（３２）のアレイから構成され、これら中央開口（３５，３６）は、それぞれ、前記ＬＥＤパネル（１）の個々の照明モジュール（２）に対応しており、前記照明モジュール（２）の前記ＬＥＤ（２２）によって放射される光は前記ビーム拡大素子（３２）に結合されることができ、前記リフレクタ（３２）は、好ましくは円錐鏡または放物面鏡を形成していることを特徴とする、照明システム。
請求項１４において、前記リフレクタ（３２）が光散乱板（３３）に配置され、この光散乱板（３３）は、側面および底面が鏡面状であって上面および下面が粗面化されているかまたはテクスチャ加工されており、好ましくは、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）またはポリカーボネート（ＰＣ）から作製されていることを特徴とする、照明システム。
請求項１４または１５において、前記リフレクタ（３２）は、前記光散乱板（３３）の開口部（３５）内に円錐状のリフレクタとして形成され、これらリフレクタ（３２）は前記照明モジュール（２）の前記ＬＥＤ（２２）に対して整列していることを特徴とする、照明システム。
請求項１６において、前記照明モジュール（２）の前記ＬＥＤ（２２）が、前記開口部（３５，３６）内または前記開口部（３５，３６）の下方に配置されていることを特徴とする、照明システム。
請求項１から１７のいずれか一項において、前記ソフトライト用光学要素（３）が、好ましくは、高い鏡面性を有するプラスチック製またはシートメタルのハウジング、および前記ＬＥＤパネル（１）に取り付けられた前記拡散反射プレート（３０）から構成され、前記ソフトライト用光学用度（３）は、特には、前記ハウジング内部の底部に接着されたマグネットにより、前記ＬＥＤパネル（１）に取り付けられていることを特徴とする、照明システム。
請求項１から１０のいずれか一項において、前記光学装置が、スポットライト用光学要素（４）を構成し、レンズシステム（４２）、特には、ＴＩＲレンズ（４２）として形成されたレンズシステム（４２）を有し、これらレンズシステム（４２）は、レンズフレーム（４０）に配置され、個々の前記照明モジュール（２）に対応していることを特徴とする、照明システム。
請求項１９において、前記スポットライト用光学要素（４）はマグネットによって前記ＬＥＤパネル（１）の発光側に取り付けられ、拡散シート、拡散板、エッグクレートなどの光学アクセサリを収容するマグネットを有していることを特徴とする、照明システム。
請求項１から２０のいずれか一項において、前記ＬＥＤパネル（１）同士が、少なくとも直方形状の前記ハウジングフレーム（１１）の短辺側において互いに接続可能であり、互いに接続されて列を形成した複数のＬＥＤパネル（１）が、クロスコネクタ（９）を介して、列同士で互いに機械的および／または電気的に接続可能であることを特徴とする、照明システム。
請求項１から２１のいずれか一項において、前記ＬＥＤパネル（１）同士を互いに機械的に接続する前記接続構造（１３，１４）、クロスコネクタ（９）またはプラグコネクタが、端部にストッパ（１３１，１４１）を具備した、蟻継接続形態、箱状部分と溝とを有するＴ字断面形状部による接続形態などのスライドレール式の接続部を形成することを特徴とする、照明システム。
請求項１から２２のいずれか一項において、前記ＬＥＤパネル（１）同士を互いに電気的に接続する前記接続構造（１３，１４）、クロスコネクタまたはプラグコネクタが、スプリングコンタクトピン（９１）および平坦なコンタクト部（９２）を備えることを特徴とする、照明システム。
請求項１から２３のいずれか一項において、少なくとも１つのＬＥＤパネル（１）の前記接続構造（１３，１４）に接続可能なバッテリ（１０，１０’）であって、当該ＬＥＤパネル（１）の形状に対応しているバッテリ（１０，１０’）を備えることを特徴とする、照明システム。
請求項１から２４のいずれか一項において、前記ＬＥＤパネル（１）の前記接続構造（１３，１４）に差し込まれることで当該ＬＥＤパネル（１）の照明モジュール（２）のモジュール用電子装置に電気的に接続可能な制御要素（７）であって、ＬＥＤパネル（１）の各パラメータを個別に設定する制御要素（７）を備えることを特徴とする、照明システム。
請求項１から２５のいずれか一項において、前記少なくとも１つのＬＥＤパネル（１）の前記接続構造（１３，１４）に差し込まれる給電およびデータ送信用のコネクタであって、さらなるＬＥＤパネル（１）または中央出力制御ユニット（５，６）に、給電およびデータ送信用のケーブル（８）を介して接続されるコネクタを備えることを特徴とする、照明システム。
請求項２６において、前記中央出力制御ユニット（５，６）が、少なくとも１つのＬＥＤパネル（１）への給電およびデータ送信用のライン用の少なくとも１つの端子を備えた電源ドッキングステーション（５）と、前記電源ドッキングステーション（５）にワイヤレス接続および／または配線接続を介して接続されているかまたは接続可能である制御装置（６）とを含むことを特徴とする、照明システム。
請求項１から２６のいずれか一項において、全ての制御機能を実行する制御装置（６）であって、無線接続を介して前記ＬＥＤパネルグループ（１’）の前記ＬＥＤパネル（１）に接続されたデータ無線モジュール（１８）にデータ信号および制御信号を送信する制御装置（６）を備えることを特徴とする、照明システム。
請求項２７または２８において、ＤＭＸ５１２接続、パーソナルコンピュータまたはシリアルインターフェースを介して前記制御装置（６）を駆動する端子および信号変換器を有するシステムディストリビュータ（９）であって、前記制御装置（６）と接続可能なシステムディストリビュータ（９）を備えることを特徴とする、照明システム。