JP2024508738A - Light valve surface image and light beam projector - Google Patents

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Abstract

照明システムおよび方法は、照明器具によって出力される光ビームの異なる要素を優先順位を付けるように光を制御する。LCD表面は、カラーオクルージョンフィルタとして機能し、この層によって透過される光ビームの画素レベルの制御を提供する。内部では、LED光源が、凹型リフレクタに垂直に投影され、このリフレクタは、一軸上で移動可能であり、したがって光ビームとして前方に出射される光を広げたり狭めたりするズームが可能である。また、このシステムには冷却機能もある。Lighting systems and methods control light to prioritize different elements of a light beam output by a lighting fixture. The LCD surface acts as a color occlusion filter, providing pixel-level control of the light beam transmitted by this layer. Inside, an LED light source is projected perpendicularly onto a concave reflector that is movable in one axis and thus capable of zooming to widen or narrow the light emitted forward as a light beam. The system also has a cooling function.

Description

固体光源は、設計者に様々な新しい選択肢を導入したが、ライト自体の基本的な形態は2000年代半ばからあまり変わっていない。拡散で覆うことが可能であるLED光源の平面によって定義されるソフトライトがある。しかし、こうしたソフトライトの問題点のひとつは、器具の前面に配列された複数の光源によって生じるアーチファクトを避けるために拡散が必要なことである。これによって、平らな面で見える段差のある影が創られる。 Although solid-state light sources have introduced a variety of new options to designers, the basic form of the light itself has not changed much since the mid-2000s. There is a soft light defined by the plane of the LED light source that can be covered with a diffuser. However, one problem with these soft lights is that they require diffusion to avoid artifacts caused by multiple light sources arrayed in front of the fixture. This creates a stepped shadow visible on a flat surface.

映画およびテレビの照明は、Arri Skypanelのようなマッピング可能なLED照明器具を組み込んだにもかかわらず、1970年代からほとんど変わっていない。マッピング可能なLED照明器具は2000年代半ばから存在しているが、複数の影を作らないように拡散に頼る光源の多様性の限界を克服することはできなかった。これらの照明器具のマッピング能力は、デメリットを凌駕している。Arri SkypanelおよびLEDビデオディスプレイの両方は、光をアニメートするためによく使われ、近接場環境では効果的である。 Movie and television lighting has changed little since the 1970s, despite the incorporation of mappable LED lighting fixtures such as the Arri Skypanel. Mappable LED lighting fixtures have been around since the mid-2000s, but they have not been able to overcome the limitations of light source diversity that rely on diffusion to avoid creating multiple shadows. The mapping capabilities of these luminaires outweigh their disadvantages. Both Arri Skypanels and LED video displays are commonly used to animate light and are effective in near-field environments.

しかしながら、これらの照明器具からの光はどこにでも到達する。これらは半球状に均一に放射するほぼランバート光源であるので、容易にマスクすることはできない。ソフトライトには適しているが、構造化された光線を作成するのには適していない。そのため、大型のビデオプロジェクタが使用されることもある。しかし、ビデオプロジェクタは、不自然な反射を起こす一点の明るい光を作り出す点光源であるので、限界がある。技術者は、よりソフトな出力を作り出すために、光学系のエンジニアリングに反して仕事をしている。しかし、これらは問題を解決してくれる。 However, the light from these lighting fixtures reaches everywhere. Since these are approximately Lambertian sources that emit hemispherically uniformly, they cannot be easily masked. Good for soft light, but not good for creating structured light beams. Therefore, large video projectors are sometimes used. However, video projectors have limitations because they are point light sources that produce a single point of bright light that causes unnatural reflections. Engineers are working against optical engineering to create a softer output. But these solve the problem.

ゲームエンジンの仮想カメラの出力としてパースペクティブマッピング可能である風景をデジタル的に作成するために、多くの作品が大型LEDディスプレイを使用している。このような環境は、物理的な場所または実際のセットに関連することが多いので、「デジタルツイン」と呼ばれている。この言葉は以前から使用されていたが、作品マンダロリアンによって近年広く知られるようになった。この作品では、カメラが動いても適切な遠近感を保つことができ、デジタル再現にリアリズムのレイヤーを追加する動きの視差を生み出すデジタル背景を作成するために、Unreal Engineが使用された。また、照明のマッピングを使用する場合、光源はデジタルツイン内の位置に対して固定されていなければならない。俳優が太陽または人工的な光源、あるいは光源を隠す物体に対して相対的に動くと、俳優の照明が変化するはずだが、これは制作チームの多大な努力によってのみ可能なことである。このようにマッピング可能であるライトのアレイを作成するのは複雑で、照明はしばしばショットごとに物理的に調整する必要がある。 Many works use large LED displays to digitally create landscapes that can be perspective mapped as the output of a game engine's virtual camera. Such environments are often referred to as "digital twins" because they are often associated with physical locations or real sets. The term has been in use for some time, but became popular in recent years due to the work The Mandalorian. In this work, Unreal Engine was used to create a digital background that can maintain proper perspective as the camera moves, creating a motion parallax that adds a layer of realism to the digital reproduction. Also, when using lighting mapping, the light source must be fixed relative to its position within the digital twin. The actor's lighting should change as he moves relative to the sun or an artificial light source, or an object that obscures the light source, but this is only possible with great effort from the production team. Creating such a mappable array of lights is complex, and the lighting often needs to be physically adjusted from shot to shot.

LED光源を有するかもしれないが、依然としてソフトズーム可能なライトであるウォッシュライトもある。光を投影し、ゴボ照明およびスライドを統合してテクスチャおよび静止画像を作成可能であるプロファイルもある。 There are also wash lights that may have an LED light source but are still soft zoomable lights. Some profiles can project light and integrate gobo lighting and slides to create textures and still images.

コンピューティングおよび光源の進歩、設計や生産における新たな要求によって、新しいタイプのライトが求められている。これらの新しいライトは、既存の様々な技術を利用して、設計者に新しいタイプの動的制御を提供することが可能である。しかし、これを達成するためには、コア技術が現在使用されている方法から分岐する必要がある。 Advances in computing and light sources, as well as new requirements in design and production, require new types of light. These new lights can leverage a variety of existing technologies to provide designers with new types of dynamic control. However, achieving this will require the core technology to diverge from the way it is currently used.

ビデオプロジェクションが良い例である。一般的なビデオ用途に最適化する場合、重要な要件はスクリーン表面での性能に関するものである。要求される制御レベルは、非常に小さな撮像装置の使用を促す。ビデオプロジェクションの歴史は、光学効率の向上、光学系および光源の進歩に伴い、撮像装置が着実に小型化されてきたことと部分的に結びついている。初期のリアプロジェクションシステムの中には、代替手段の欠如のために、大型のLCDパネルを使用したものもあった。 Video projection is a good example. When optimizing for general video applications, a key requirement concerns performance at the screen surface. The level of control required encourages the use of very small imaging devices. The history of video projection is tied in part to the steady miniaturization of imaging devices, along with improvements in optical efficiency and advances in optics and light sources. Some early rear projection systems used large LCD panels due to lack of alternatives.

初期のLCDリアプロジェクションディスプレイは、ラップトップまたはその他の大容量の業務用ディスプレイ用に設計された大型LCDパネルを使用して作られることがあった。大型の単一光源とフレネルレンズとを使用することで、これらのLCDから投影システムを作成することが可能であった。これは、今日でもホビイストによって、そしてスマートフォン端末のLCDディスプレイを使った低価格のビデオプロジェクタで生き続けている。 Early LCD rear projection displays were sometimes made using large LCD panels designed for laptops or other large capacity commercial displays. By using a large single light source and a Fresnel lens, it was possible to create a projection system from these LCDs. This is still alive today by hobbyists and in low-cost video projectors using LCD displays on smartphone devices.

LCDディスプレイは、1960年代後半に始まったLCDディスプレイの研究に基づき、エプソンおよびソニーなどのブランドが確立した。最初のLCDベースのライトバルブは、それよりも前にMarconiが製造していた。Marconiは、買収を通じてEnglish Electric Valve社として存続し、StarvisionというLCDベースの製品を製造していた。 LCD displays were established by brands such as Epson and Sony based on LCD display research that began in the late 1960s. The first LCD-based light bulbs were manufactured earlier by Marconi. Through the acquisition, Marconi continued as English Electric Valve, producing an LCD-based product called Starvision.

液晶ディスプレイは、2つの状態を切り替えることによって光を変調する液晶の能力に基づいている。液晶の前面と背面とに偏光板を使用することで、光のオンおよびオフを切り替えることが可能である。液晶がある位置に向いている状態では、前面の偏光板がその極性の光を遮断しているので、画面は黒く見える。液晶セルが90度回転すると、前面の偏光板と光の偏光が揃い、ディスプレイは光を透過する。 Liquid crystal displays are based on the ability of liquid crystals to modulate light by switching between two states. By using polarizers on the front and back of the liquid crystal, it is possible to turn the light on and off. When the liquid crystal is facing a certain position, the polarizing plate on the front blocks that polar light, so the screen appears black. When the liquid crystal cell is rotated 90 degrees, the polarization of the light aligns with the polarizing plate on the front, and the display transmits the light.

最近では、可動ヘッドライトを作成するために、LCDパネルが自動車産業への応用が検討されている。 Recently, LCD panels have been considered for application in the automotive industry to create movable headlights.

エンターテインメント業界は、大きな発光面を含むLCD駆動光源に他のものを求めている。理想的な発光面は、ライトフィールドエミッタの球状アレイであり、それぞれが空間内のその点から発せられる光出力を形および偏光の両方で完全に再現するものである。このコンピュータ制御されたマッピングされた波面は、実際の空間を複製した光をシーンに浴びせたり、あるいは映画のシーンのためにカメラで再現される空間のデジタル表現に必要な光を浴びせたりすることが可能である。 The entertainment industry is looking elsewhere for LCD driven light sources that include large light emitting surfaces. The ideal light emitting surface is a spherical array of light field emitters, each perfectly replicating the light output emitted from that point in space, both in shape and polarization. This computer-controlled mapped wavefront can bathe a scene with light that replicates a real-life space, or that is needed for a digital representation of the space recreated by a camera for a movie scene. It is possible.

ステージライトのいくつかの重要な要素は、この抽象化された目標によって駆動され得る。本明細書で説明するシステムは、様々な角度で光を生成することができ、所望の角度の光のみが任意の時間に出力されるように出力を制御することが可能である。 Some important elements of stage lights can be driven by this abstracted goal. The systems described herein can generate light at various angles, and the output can be controlled so that only light at a desired angle is output at any given time.

現在、ステージは、ソフトライト、ウォッシュライト、ビデオプロジェクタで照明されているかもしれない。しかし、これらのどれもが、個別に、または組み合わせて、光を能動的に制御可能であるような方法でステージを照明することはできない。このようなステージでは、カメラショットのためにディスプレイパネル上に背景風景を生成するリアルタイムゲームエンジンによって駆動される大型ビデオディスプレイ面をより多く活用していない。こうすることで、従来は別の特殊効果用バックプレートが必要だったものが、カメラで撮影可能であるようになる。しかし、このようなショットは、デジタルシーンの環境を忠実に表現するライティングの失敗によって低下している。 Currently, stages may be lit with soft lights, wash lights, and video projectors. However, none of these, individually or in combination, can illuminate the stage in such a way that the light can be actively controlled. Such stages make less use of large video display surfaces driven by real-time game engines that generate background scenery on display panels for camera shots. By doing this, what previously required a separate back plate for special effects can now be captured with a camera. However, these shots are degraded by the failure of the lighting to faithfully represent the environment of the digital scene.

ビデオ画像ではなく、ライトプロジェクタによって作成される光の質を中心に設計されたLCD照明システムの新しい変形を使用することによって、本発明者らは、様々な仮想光源(本明細書で使用される光源に関する一般的な用語は光源であってもよいが、光源に関する他の用語も使用される)を作成した。このような光源は、ビーム角を変えたり、光を柔らかくしたり、鋭くしたりする機能を備えており、大規模なアレイで使用して動的な仮想光源を作成することが可能である。これらの例として、建物の後ろに回り込む太陽、丘または樹木の背後を通る太陽、飛行機の開いた窓から差し込む太陽のように、建物を横切って移動するヘッドライトなどが挙げられ得る。 By using a new variant of the LCD lighting system designed around the quality of light created by the light projector rather than the video image, we have developed a new variant of the LCD lighting system that is designed around the quality of light created by the light projector rather than the video image. The general term for light sources may be light source, but other terms for light sources are also used). Such light sources have the ability to change the beam angle, soften or sharpen the light, and can be used in large arrays to create dynamic virtual light sources. Examples of these may include the sun wrapping around behind a building, the sun passing behind a hill or tree, headlights moving across a building, like the sun shining through an open window on an airplane, etc.

これは、UnrealやUnityのようなゲームエンジン(ゲームエンジンと呼ばれているが、このコンテンツ生成エンジンは、ゲームとは無関係の単なるビデオ出力を作成する場合がある)を使用して、ディスプレイで仮想的に作成することが可能である。シーンのデジタル照明を使用して、大きな仮想光源の出力を作成することが可能である。これは、照明器具の位置からどのような光が来るかを決定することで、レイトレーシングと統合することが可能である。そして、他のすべての照明器具のビデオ信号とともに、合成された4Kフレームとしてビデオ信号として出力することが可能である。各ライトは3D空間で特定の位置と方向とを有している可能性があるので、各照明器具の出力は異なる可能性がある。各照明器具は、大きな画像のサブセットではなく、そのライトの位置から再現可能である光を表す。ある意味では、これはライトフィールドディスプレイの一種である。 This uses a game engine like Unreal or Unity (although it's called a game engine, this content generation engine may simply create video output unrelated to the game) to create a virtual image on the display. It is possible to create a Using digital lighting of the scene, it is possible to create large virtual light source outputs. This can be integrated with ray tracing by determining what light is coming from the position of the lighting fixture. Then, it is possible to output the combined 4K frame as a video signal together with the video signals of all other lighting equipment. Since each light may have a specific position and orientation in 3D space, the output of each luminaire may be different. Each luminaire represents light that is reproducible from the position of that light, rather than a subset of a larger image. In a sense, this is a type of light field display.

ライトフィールドアレイは、本明細書のシステムの一部であり、これらのディスプレイおよびゲームエンジンと協働することが可能である。システム全体の光源内の光の単一ユニットは、多くの興味深い能力を有するが、ボリューメトリックキャプチャと同じ方法で3次元アレイに統合し、デジタル3Dシーン内部からの複雑な照明を再現する能力は、既存の技術では困難である。 Light field arrays are part of the system herein and can work with these displays and game engines. A single unit of light within a system-wide light source has many interesting capabilities, but the ability to integrate into a three-dimensional array in the same way as volumetric capture and recreate complex illumination from inside a digital 3D scene is This is difficult with existing technology.

これを達成するためには、システム内で相互作用の絡み合いを管理する必要がある。 To achieve this, it is necessary to manage the intertwining of interactions within the system.

第一に、照明情報の一部はゲームエンジン内で利用可能である場合があり、これはゲームエンジン自体が照明および効果を設定するプログラミングを有する場合があることを意味する。 First, some of the lighting information may be available within the game engine, meaning the game engine itself may have programming to set the lighting and effects.

第二に、照明情報は、物理空間にも存在するゲームエンジン内の多数のコンポーネントによって補足されることがある。 Second, lighting information may be supplemented by numerous components within the game engine that also exist in physical space.

第三に、物理空間内の照明ユニットは、仮想空間だけでなく、ディスプレイウォール、環境の物理的特性、および環境に存在する演者を含むシーン内の他の物理的要素も組み込む全体的なマッピングシステムの一部であってもよい。これは、複数のコンピュータサーバにまたがって統合されることもあり、クラウド上にあるシステムの要素を含むこともある。これらすべての要素間のタイミングは、正確であり、シーンをキャプチャするために使用されるすべてのカメラと同期してもよい。 Third, the lighting units in the physical space create an overall mapping system that incorporates not only the virtual space, but also other physical elements in the scene, including display walls, physical characteristics of the environment, and performers present in the environment. It may be part of. This may be integrated across multiple computer servers and may include elements of the system located on the cloud. The timing between all these elements may be accurate and synchronized with all cameras used to capture the scene.

これを行うシステムは、演者を照らす光のデジタル要素を既に組み込んでいる大型ディスプレイの性能を損なう不要な迷光を除去しながら、ボリュームのあるパフォーマー正しく照らすことができ得る。 A system that does this could be able to properly illuminate voluminous performers while eliminating unnecessary stray light that mars the performance of large displays that already incorporate digital elements of light that illuminate the performers.

本明細書で説明する照明器具のアレイは、環境の自然および人工照明要素を複製する仮想光源であり得る。簡略化した説明では、照明器具のアレイは、照明される対象に対して相対的に移動する光源を表すこともあり得る。 The array of lighting fixtures described herein can be virtual light sources that replicate natural and artificial lighting elements of the environment. In a simplified description, an array of luminaires may represent a light source that moves relative to the object being illuminated.

これらのシステムコンポーネントは、リフレクタの中心内に異なるLED群を統合することによって、多焦点出力をサポートすることが可能である。異なる群の動きは、照明器具の半分が、あるビーム角で、照明器具の他の半分が、別のビーム角となるように、統一または分割することが可能である。 These system components can support multifocal output by integrating different groups of LEDs within the center of the reflector. The movements of the different groups can be unified or split so that one half of the luminaire is at one beam angle and the other half of the luminaire is at another beam angle.

このようにして、システムは自然なシーンを照らし、デジタルシーンのコンピュータ生成照明と一致させることが可能である。これは、ダイナミックサイクロラマおよびフットライトを可能にする照明の他の態様にも適用可能である。光源がモータ駆動され、リフレクタに対する光源の位置を調整するように移動可能であるので、サイクライトまたはフットライトでも同様に説得力のあるビーム角と焦点を制御することが可能である。 In this way, the system is able to illuminate natural scenes and match the computer-generated lighting of digital scenes. This is also applicable to other aspects of lighting allowing dynamic cycloramas and footlights. As the light source is motor-driven and movable to adjust the position of the light source relative to the reflector, convincing beam angle and focus control is possible with cycle lights or footlights as well.

さらなる特徴として、シーン内のパフォーマーを追跡するシステムの能力が挙げられる。これは2つの理由から重要である。一般に、カメラ(または観客)はパフォーマーに焦点を合わせる。そして、シーンの照明は、そのパフォーマーがどのように照らされているかに基づいて判断される場合がある。しかし、この機能に使用可能である解像度の総量は常に有限であり得る。演者に焦点を合わせるためには、演者に焦点が合っていないシーンの照明を強調しないことが望ましいことがあり得る。このように、1つの4K(3840×2160)出力で1920×1920を演者に割り当て、残りの解像度でシーンの残りの部分を照らす照明を駆動することがあり得る。そして、この1920×1920の関心領域はパフォーマーを追跡したいかもしれない。つまり、高解像度の情報を得る照明と低解像度の情報を得る照明が、シーンの過程でダイナミックに変化し得る。 A further feature is the system's ability to track performers within a scene. This is important for two reasons. Generally, the camera (or the audience) focuses on the performer. The lighting of the scene may then be determined based on how its performers are lit. However, the total amount of resolution available for this function may always be finite. In order to focus on the performer, it may be desirable to de-emphasize the lighting of the scene where the performer is not in focus. In this way, one 4K (3840x2160) output could allocate 1920x1920 to the performer, with the remaining resolution driving the lighting that illuminates the rest of the scene. And this 1920x1920 region of interest might be where we want to track the performer. That is, the illumination that provides high-resolution information and the illumination that provides low-resolution information can change dynamically over the course of a scene.

これに加えて、バーチャルプロダクションで使用される大型ディスプレイにライトが当たるのを防ぐデジタルマスクは、高解像度の関心領域で構成される一方で、マスクの外側の領域は一般に、演者に当たらないライトに向かう低解像度情報であり得る。トラッキングを滑らかにするために、ライトは240~480Hzの範囲で動作する必要があるが、マスクは240~480Hzでパフォーマーをフォローする一方で、パフォーマーの高解像度コンテンツは60~120Hzでしかレンダリングされないかもしれない。これは、トラッキングの見た目を改善し、ディスプレイ画面からの光のマスキングを改善し得る。 In addition to this, digital masks that prevent light from hitting the large displays used in virtual productions are comprised of high-resolution regions of interest, while areas outside the mask are typically exposed to light that does not hit the performers. This can be low-resolution information directed towards. For smooth tracking, the light needs to operate in the 240-480Hz range, but while the mask follows the performer at 240-480Hz, the performer's high-resolution content may only be rendered at 60-120Hz. unknown. This may improve the appearance of tracking and improve masking of light from the display screen.

このマスクは、ライト(本明細書では光源とも呼ばれることがある)に統合されたセンサを使用して、照明器具で局所的に作製することが可能である。このシステムは、投影された光源のアクティブ領域と非アクティブ領域を定義する2Dマスクを作製することが可能である。投影されたライトフィールドを表す照明テクスチャマップは、同じセンサデータを使用して生成されるか、または他の利用可能なデータが第2のコンテンツエンジンで生成される。2つのレイヤーのレイテンシとフレームレートは、2Dマスクがより低いレイテンシでより高いリフレッシュレートで更新可能である一方で、テクスチャマップがより低いフレームレートでわずかに高いレイテンシで更新されることを意味するロックされない場合がある。照明器具の出力は、投影されたコンテンツがわずかに遅れている間、マスクが低遅延で被写体を追跡するこれら2つのフィードの合成である可能性がある。結果として得られる照明効果は、現在のオプションよりも優れている。なぜなら、LEDウォール上の光を最小限に抑えながら、シーン内の光をより正確にレンダリングするため、カメラキャプチャは映画制作者/クリエイティブディレクタのビジョンをより全体的に表現することが可能であるからである。 This mask can be created locally at the lighting fixture using a sensor integrated into the light (sometimes referred to herein as a light source). This system is capable of creating 2D masks that define active and inactive areas of the projected light source. A lighting texture map representing the projected light field is generated using the same sensor data or other available data with a second content engine. The latency and frame rate of the two layers are locked, meaning that the 2D mask can be updated at a higher refresh rate with lower latency, while the texture map is updated at a lower frame rate and slightly higher latency. It may not be possible. The output of the luminaire can be a composite of these two feeds, with the mask tracking the subject with low latency while the projected content is slightly delayed. The resulting lighting effects are better than current options. Because camera capture more accurately renders the light in the scene while minimizing the light on the LED wall, it allows for a more complete representation of the filmmaker/creative director's vision. It is.

このためのセンサは外付けであってもよいが、センサは、ライトの前面の光変調面の前方または後方のいずれかのライトの中心に統合することも可能である。 The sensor for this may be external, but it is also possible for the sensor to be integrated in the center of the light, either in front of or behind the light modulating surface in front of the light.

ライトは偏光フィルタも組み込むことができ、このフィルタは、様々な鏡面材料や偏光フィルタと共に使用される場合にライトの性能を向上させるように調整することが可能である。 The light may also incorporate a polarizing filter, which can be tuned to improve the light's performance when used with various specular materials and polarizing filters.

平面にマッピングされたアレイで照明を使用するためには、照明器具間で色を一致させることが必要な場合がある。これは、光源の色温度と前面光変調器の色特性の両方が抽象的に知られていて、製造中や照明のサービスやメンテナンスの一部として閉ループ較正システムで決定可能であるので、較正で可能かもしれない。 In order to use lighting in a planar mapped array, it may be necessary to match the colors between the lighting fixtures. This is because both the color temperature of the light source and the color characteristics of the front light modulator are known in the abstract and can be determined in a closed-loop calibration system during manufacturing or as part of lighting service and maintenance. It might be possible.

既存の照明器具の焦点面に配置してダイナミックゴボを作成し、専用器具の機能の一部(すべてではないが)を提供することが可能であるアクセサリモジュールを作成することによって、このシステムを既存の照明に適用することが可能である。 This system can be integrated into existing luminaires by creating an accessory module that can be placed in the focal plane of an existing luminaire to create a dynamic gobo and provide some (but not all) of the functionality of a dedicated fixture. It is possible to apply it to the lighting of

場合によっては、光変調器が熱に敏感であり得るので、照明器具の熱管理を付属品に直接統合してもよい。この例では、光変調器から光源を分離すると同時に光学効率を向上させるために、偏光リサイクルプリズムを熱ブレークとして使用することが可能である。プリズムは、光源とLCDの間に熱的断絶を作り出すことができ、液晶を必要な動作範囲内に保つための閉ループ冷却または周囲対流冷却を可能にする。 In some cases, the light modulator may be thermally sensitive, so thermal management of the luminaire may be integrated directly into the accessory. In this example, a polarization recycling prism can be used as a thermal break to separate the light source from the light modulator while increasing optical efficiency. The prism can create a thermal isolation between the light source and the LCD, allowing closed-loop cooling or ambient convection cooling to keep the liquid crystal within the required operating range.

今後は、現在のソフトライトのような平面的な照明器具にこれらの機能を複製することが望ましいかもしれない。このようなライトは、光源がライトの被写体の近くにあるニアフィールドアプリケーションに理想的であることが多い。最終的には、ライトフィールドディスプレイがこの役割を果たすかもしれないが、それまでは、ユーザは、システムから出力される各光線のビーム角を動的に制御する能力を重視してもよい。これは、ウェッジ光学系と回折ライトガイドまたはホログラフィックライトガイドで実現可能である。 In the future, it may be desirable to replicate these functions in flat lighting fixtures such as today's soft lights. Such lights are often ideal for near-field applications where the light source is close to the subject of the light. Eventually, light field displays may fill this role, but until then, users may value the ability to dynamically control the beam angle of each ray output from the system. This can be achieved with wedge optics and diffractive or holographic light guides.

このようなシステムでは、撮像装置にアナモルフィックレンズを組み込んで、一軸方向の解像度を向上させることが可能である。このようなシステムでは、小型の撮像装置と分散型レーザー蛍光体光源を組み合わせて、このようなアレイを作ることが可能であり得る。 In such a system, it is possible to incorporate an anamorphic lens into the imaging device to improve resolution in one axis direction. In such a system, it may be possible to combine a small imager with a distributed laser phosphor light source to create such an array.

このようなライトは、高フレームレートの照明ソリューションを提供するために必要なセンサデータと分散処理がローカルコントローラの制限に邪魔されないように、内部で完全なネットワーク接続を必要とする場合がある。ライトの制御、センサの統合、および局所処理のための別々の経路を有するネットワークスイッチを各ライトが有することで、これらすべての要素の非同期統合を可能にする。 Such lights may require full network connectivity internally so that the sensor data and distributed processing required to provide a high frame rate lighting solution is not hampered by local controller limitations. Each light has a network switch with separate paths for light control, sensor integration, and local processing, allowing for asynchronous integration of all these elements.

ライトはまた、マスク要件を局所的に計算するためのGPUを含んでもよい。この局所GPUシステムは、メディアサーバから分散ビデオマップを取り込み、マスクが光変調器で可能な最高フレームレートによって最適化される一方で、コンテンツがソースからの最高周波数出力によってのみ制限されるように、出力に合成することが可能である。このソースは、一般的なゲームエンジンでも、特別に開発されたメディアサーバでもかまわない。いずれの場合も、光源と光の間のデータ経路の制限は、局所計算システムと光変調パネルの間の制限よりも制約が多い可能性がある。システムは、可能な限りスムーズなトラッキングをサポートするために、このソースを中心に最適化され得る。 The light may also include a GPU to locally compute mask requirements. This local GPU system ingests a distributed video map from a media server, so that the mask is optimized by the highest frame rate possible with the light modulator, while the content is limited only by the highest frequency output from the source. It is possible to synthesize the output. This source can be a general game engine or a specially developed media server. In either case, the data path limitations between the light source and the light may be more restrictive than those between the local computing system and the light modulation panel. The system can be optimized around this source to support tracking as smooth as possible.

典型的なLCDディスプレイを示す。A typical LCD display is shown. 光の変調器としてのLCDを示す。2 shows an LCD as a modulator of light. 新たなLCDアプリケーションを示す。A new LCD application is shown. 照明のアプローチを示す。Demonstrates the lighting approach. プロジェクタによるバーチャルプロダクションボリュームを示す。A virtual production volume by a projector is shown. LCDシステムによるバーチャルプロダクションボリュームを示す。Fig. 3 shows a virtual production volume by LCD system. 光源としてのLCDを示す。An LCD is shown as a light source. LCDアレイにおける可変解像度を示す。Figure 3 shows variable resolution in the LCD array. システムのトポロジを示す。Shows the topology of the system. 提案された設計の正面図である。Figure 3 is a front view of the proposed design. 提案された設計の側面図である。Figure 3 is a side view of the proposed design. ヨークを備えた設計案の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a design with a yoke; 提案された設計の後部の斜視図である。FIG. 3 is a rear perspective view of the proposed design; 提案された設計の正面の斜視図である。Figure 2 is a front perspective view of the proposed design; 照明器具のアレイ正面から見た図である。FIG. 3 is a front view of the array of lighting fixtures. 照明器具のアレイの後部の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the rear of the array of lighting fixtures. 移動ライトの正面の斜視図である。FIG. 3 is a front perspective view of the moving light. 移動ライトの空中浮遊斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a moving light floating in the air. 移動ライトの切断斜視図である。FIG. 3 is a cutaway perspective view of the moving light. リフレクタが露出している移動ライトの切断斜視図である。FIG. 2 is a cutaway perspective view of a moving light with an exposed reflector. 光学系を通る断面を示す。A cross section through the optical system is shown. LED光源の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of an LED light source. 光源の断面を示す。A cross section of the light source is shown. 光源前面の処理を示す。This shows the processing in front of the light source. 冷却システムを示す移動ライトの切断図を示す。Figure 3 shows a cutaway view of the moving light showing the cooling system. 冷却システムの後部を示す移動ライトの切断図を示す。Figure 3 shows a cutaway view of the moving light showing the rear of the cooling system. 熱管理システムを示す。Showing the thermal management system. 電子機器のブロック図を示す。A block diagram of an electronic device is shown. コンテンツ管理を表現したものである。It is an expression of content management. ダイナミックマスクの構成要素を示す。The components of a dynamic mask are shown. ダイナミックマスクのプロセスを示す。Demonstrates the process of dynamic masking. 較正の詳細を示す。Calibration details are shown.

導入 introduction

ライトバルブ式表面画像および光ビームプロジェクタ Light valve surface image and light beam projector

ユーザに良好に提示される最終的な視覚画像を作成するために、視覚的なアニメーション表面画像と投影された光ビームとの両方を提供することが本発明の目的である。この目的を達成するためのシステムの要素として、固定位置または電動移動キューブの一方の面を有する光源であって、保護カウルとして機能する発光面を取り囲む凹型機械フレームを備えた光源を挙げることができる。このフレームにセットバックされるのはLCDパネルであってよい。このパネルは画素のマトリックスで構成される。全部で960×960ピクセルの表面は、3500:1を下回らない適切な高コントラスト比の2次元表面を形成する。この液晶ディスプレイ(LCD)は、その物理的な実施形態により、光価を有する光源として機能する。本システムでは、光源内から投射された光は、コンピュータ制御可能な光ビームとして前進することが可能である。 It is an object of the present invention to provide both a visually animated surface image and a projected light beam in order to create a final visual image that is well presented to the user. As elements of the system to achieve this purpose, mention may be made of a light source with a fixed position or one side of a motorized moving cube, with a recessed mechanical frame surrounding the light-emitting surface, which acts as a protective cowl. . It may be the LCD panel that is set back to this frame. This panel consists of a matrix of pixels. A total of 960x960 pixels forms a two-dimensional surface with a suitably high contrast ratio of no less than 3500:1. Due to its physical embodiment, this liquid crystal display (LCD) functions as a light source with a luminous value. In this system, light projected from within a light source can be advanced as a computer-controllable light beam.

首振りジンバル機械構造 Swing gimbal mechanical structure

回転するジンバル機械式光源キューブの範囲内で、投影された光ビームを移動させることも本発明の目的である。移動属性は、2軸の比例移動に影響を与えるように、外部コンピュータ制御を介して遠隔制御することが可能である。すなわち、540°を超えない総回転のパン運動と250°のチルト軸の運動であり、これらを組み合わせると実質的に3軸の運動となる。 It is also an object of the invention to move the projected light beam within a rotating gimbaled mechanical light source cube. Movement attributes can be remotely controlled via external computer control to affect proportional movement in two axes. That is, a panning motion with a total rotation not exceeding 540 degrees and a tilt axis motion of 250 degrees, and when these are combined, it becomes a substantially three-axis motion.

光学系 Optical system

また、幅に影響を与えることによって、放出される光ビームを制御することも有利である。このズーム属性の遠隔比例電動制御により、ビーム幅を140°から狭い4°まで素早く調整することが可能である。光線は最大マイナス90°まで反転させることが可能である。移動体(すなわちジンバルキューブ)内で、LED光源は移動する二乗放物線または球面または凹面リフレクタに後方投影されることがある。この高反射ミラーは、LCDオクルージョン層を通してダイオードから放出される光をコリメートまたは集光する。その結果、光は前方に投影される。さらに、LCD基板の全体的な表面は、中央の発光光源によって妨げられることがあり、第2の前方向きのLED光源が、LCDパネルの中央で、妨げられたり失われたりした表面光に取って代わり、直接または間接的に見たときに、LCD基板全体の完全な光の均一性を維持することが可能である。 It is also advantageous to control the emitted light beam by influencing its width. This remote proportional electric control of the zoom attribute allows the beam width to be quickly adjusted from 140° to a narrow 4°. The light beam can be reversed up to -90°. Within the moving body (ie, gimbal cube), the LED light source may be back-projected onto a moving square parabola or spherical or concave reflector. This highly reflective mirror collimates or focuses the light emitted from the diode through the LCD occlusion layer. As a result, light is projected forward. Additionally, the entire surface of the LCD board may be obstructed by a central emitting light source, and a second forward-facing LED light source replaces the obstructed or lost surface light at the center of the LCD panel. , it is possible to maintain perfect light uniformity across the LCD substrate when viewed directly or indirectly.

空冷システム air cooling system

LCD基板は、通常のバックライト条件下で、高い周囲連続使用に適した最適動作温度を有する場合がある。本システムの別の特徴は、特別に高いバックライト条件に関する。本実施形態は、密閉された環境において内部で生成され、放出され、LCD基板の設計の性質によって部分的に吸収または反射される光の光子として、熱の蓄積を継続的に低減する。内部放射熱交換システムは、LED光源によって生じる放射熱の蓄積を捕捉することが可能である。一方、光生成プロセスで発生する総熱量の最大30%は、光ビーム内で前方に放出される。ファンを取り付けた複数のラジエータが、移動キューブ内の空気を押したり引いたりする。これにより、内部金属ボックス構造から形成された内部空気導管によって、LCD基板の内面を横切る空気の移動シートが生成され、この空気導管は、LCD基板の内面を下から上へ、重力と同様に進行方向に従って空気を誘導する。 LCD substrates may have an optimum operating temperature under normal backlight conditions that is suitable for high ambient continuous use. Another feature of the system relates to extra high backlight requirements. This embodiment continually reduces heat build-up as photons of light are internally generated and emitted in a sealed environment and are partially absorbed or reflected by the nature of the LCD substrate design. An internal radiant heat exchange system is capable of capturing the radiant heat build-up produced by the LED light source. On the other hand, up to 30% of the total heat generated in the light generation process is emitted forward within the light beam. Multiple radiators fitted with fans push and pull air within the moving cube. This creates a moving sheet of air across the inner surface of the LCD board by an internal air conduit formed from the internal metal box structure, which travels along the inner surface of the LCD board from bottom to top, similar to gravity. Guide the air according to the direction.

液体冷却システム liquid cooling system

本システムの別の実施形態は、移動キューブが微粒子や水分の外部からの侵入から実質的に密閉されているという特徴を含み得る。強力で高密度のLED照明アレイでは、光源を液体冷却統合システムで冷却することが可能である。この液体冷却システムは、通常の氷点下でも作動する。液体は、二重の冗長インペラポンプシステムで送られる。この冷却システムの効果は、LEDアセンブリを通して液体を分流させることである。一軸に取り付けられたマニホールドは、リフレクタのすぐ後ろにある一本の内管と外管に取り付けられている。これは、光リフレクタ部品の中心に位置してもよい。液体冷却システムは、電動可動デザインに配置されたシステム内の空冷ラジエータを含むことにより、放射熱を抽出する。さらに、液体冷却水は、チルトピボットポイントの両側に入り、シンジパンピボットポイントを通って機械的に静的なベースに導かれる。ベースのラジエータは、強制空冷で大気に直接放熱され、システムから熱を取り除く。この閉ループ液体冷却システムは、再循環して繰り返す前に、ユニバーサルオリエンテーションリキッドリザーバを通過することが可能である。 Another embodiment of the present system may include the feature that the transfer cube is substantially sealed from external ingress of particulates and moisture. In powerful, high-density LED lighting arrays, it is possible to cool the light source with an integrated liquid cooling system. This liquid cooling system operates even below normal freezing temperatures. Liquid is pumped through a dual redundant impeller pump system. The effect of this cooling system is to divert liquid through the LED assembly. A uniaxially mounted manifold is attached to a single inner and outer tube directly behind the reflector. This may be located in the center of the light reflector component. Liquid cooling systems extract radiant heat by including air-cooled radiators within the system arranged in a motorized movable design. Additionally, liquid cooling water enters both sides of the tilt pivot point and is mechanically guided through the syndipan pivot point to the static base. The base radiator radiates heat directly to the atmosphere with forced air cooling, removing heat from the system. This closed loop liquid cooling system can pass through a universal orientation liquid reservoir before being recirculated and repeated.

電子的なリアルタイム内部センシングおよび遠隔モニタリング Electronic real-time internal sensing and remote monitoring

別の実施形態は、様々な電子センサの配備に関するものである。これらのセンサは、内部機能の正確なリアルタイム状態を提供する。この感覚情報は、局所の外部コンピュータ、遠隔アプリケーション、またはメーカ本社の遠隔監視ステーションへの二重データ接続を介して遠隔分析が可能である。このシステムは遠隔分析を提供し、過酷な運転条件から生じる可能性のある技術的問題についてアドバイスすることが可能である。 Another embodiment relates to the deployment of various electronic sensors. These sensors provide accurate real-time status of internal functions. This sensory information can be analyzed remotely via a local external computer, a remote application, or a dual data connection to a remote monitoring station at the manufacturer's headquarters. The system provides remote analysis and is capable of advising on technical issues that may arise from harsh operating conditions.

システムのクリティカル検知は、LED温度モニタリングを含む。温度上昇は、ポンプの故障やファンの故障など、統合液体冷却システムの欠陥を示している可能性がある。固定ベース内では、風速計が固定ベース内に配置された複数のラジエータを通過する気流を測定する。システムの弱点は、スモーク液の凝縮によってラジエータ表面に付着する糸くずや微粒子にあり得る。これは、このような発煙装置の近くにある舞台照明でよく起こることである。ラジエータによって強制的な空気の移動が可能になるので、この不要な微粒子が蓄積すると、通常の空気の流れが損なわれ、液体冷却システムが低下し、コアの温度上昇につながる可能性がある。通常、この現象はシステムがオーバーヒートした場合にのみ明らかになる。私たちのセンサアレイでは、水温、周囲温度、スクリーン表面温度のいくつかの基準点があり、最適なパフォーマンスが徐々に低下することを警告する。もうひとつの感知機能は、本発明に搭載されたユニバーサルバッテリバックアップのバッテリ充電状態を含む。 Critical sensing of the system includes LED temperature monitoring. Elevated temperatures may indicate a defect in the integrated liquid cooling system, such as a failed pump or fan failure. Within the fixed base, an anemometer measures airflow past a plurality of radiators located within the fixed base. A weak point in the system can be lint and particulates that adhere to the radiator surface due to smoke liquid condensation. This often happens with stage lights located near such smoke generators. Because radiators allow for forced air movement, the buildup of this unwanted particulate can disrupt normal air flow, degrade the liquid cooling system, and lead to increased core temperatures. This phenomenon usually only becomes apparent when the system overheats. Our sensor array has several reference points for water temperature, ambient temperature, and screen surface temperature to alert you to a gradual decline in optimal performance. Another sensing function includes the battery charge status of the universal battery backup included in the present invention.

アセットモニタリングシステム Asset monitoring system

これらのセンサは、システム内に配置された良好な範囲の電子センサにより、いくつかの形態でこの情報を発信することが可能である。当業者またはリモートコンピュータを介して製品を制御するクリエーターがDMXのリモートデバイス管理形式(RDM DMX)を介して問題を警告することが可能であるのに対し、現在の環境にローカライズされる。システムがデータネットワークに接続されている場合、デバイスはセンサ情報をメーカやアセットオーナに「ping」または送信し、製品性能の詳細なリアルタイム画像を提供することが可能である。 These sensors can disseminate this information in several forms with a good range of electronic sensors placed within the system. It is localized to the current environment whereas a person skilled in the art or a creator controlling the product via a remote computer can be alerted to problems via the remote device management form of DMX (RDM DMX). When the system is connected to a data network, the device can "ping" or transmit sensor information to the manufacturer or asset owner, providing a detailed real-time picture of product performance.

電子電源バックアップ electronic power backup

本実施形態のもう1つの特徴は、屋外ステージのような特定の過酷な環境動作条件下で停電が発生した場合に、ユニバーサルバッテリバックアップを提供することである。偶発的な電源喪失が起こった場合、ユニバーサルバッテリバックアップを提供することにより、システムの再ブートまたは通電における時間の損失を取り除くことが可能である。これを使用すると、システムにとって重要な電子プロセス用の内部電源が維持される。主電源が装置に供給されなくなった場合、完全な壊滅的故障ではなく、本発明は、装置上にある局所制御を提供するタッチスクリーングラフィカルユーザインタフェイス上の点滅する可視警告三角形によって、局所操作員に停電信号を発する。さらに、いくつかの異なるデータプロトコルにより、本システムは、遠隔操作に使用される外部コンピュータの停電をユーザに警告することが可能である。 Another feature of this embodiment is that it provides universal battery backup in the event of a power outage under certain harsh environmental operating conditions such as outdoor stages. In the event of an accidental power loss, providing a universal battery backup can eliminate the loss of time in rebooting or powering up the system. Its use maintains internal power for electronic processes critical to the system. If mains power is removed from the device, rather than a complete catastrophic failure, the present invention will alert the local operator by means of a flashing visual warning triangle on the touchscreen graphical user interface that provides local control over the device. issue a power outage signal. Additionally, several different data protocols allow the system to alert the user of power outages to external computers used for remote control.

モジュール式固定ベースエレクトロニクスアーキテクチャ Modular fixed base electronics architecture

システムは、特にLCD基板用の画像処理で最大限の汎用性を可能にするために、代替の電子部品を備えることが可能である。一般に、異なる用途に適した複数の異なるデータ入力部を有することが望ましい場合がある。標準的なラックマウントシステムと同様のセットアップで、1Uの小型幅のラックスペースは、光ファイバによる高データ転送分配を提供する。 The system can be equipped with alternative electronic components to allow maximum versatility in image processing, especially for LCD boards. Generally, it may be desirable to have multiple different data inputs suitable for different applications. With a setup similar to a standard rack mount system, 1U of small width rack space provides high data transfer distribution over fiber optics.

さらに、LCD基板に伝送されるビデオ画像の制御は、SDIデータプロトコルのようなビデオソースから外部的に制御するか、または内部DMX制御グラフィックスエンジンから内部的に実行することが可能である。このエンジンは、ローカライズされたビデオスケーラとしても機能する。異なるアプリケーションに合うようにピクセル解像度を調整する能力で、DMX制御された内部グラフィックスエンジンのビデオと照明信号とは、マスタとして動作する隣接する照明器具に送信可能であり、該隣接する照明器具はスレーブとして動作する。 Additionally, control of the video images transmitted to the LCD board can be controlled externally from a video source such as the SDI data protocol, or internally from an internal DMX controlled graphics engine. This engine also functions as a localized video scaler. With the ability to adjust pixel resolution to suit different applications, the video and lighting signals of the DMX-controlled internal graphics engine can be sent to an adjacent lighting fixture that acts as a master, and the adjacent lighting fixture Operates as a slave.

この内部グラフィックスエンジンは、外部ビデオ信号と、それに続くビデオコンテンツ制作の技術に熟練した人々のスキルの必要性とを取り除くことが可能である。生成的な方法でビデオコンテンツを内部制作することにより、LCDスクリーンに直接ビデオコンテンツを配信する。これらの内部ビデオ属性は、外部コンピュータから受信したDMX照明信号だけで完全に直接制御される。上記の電子的要件オプションは、このシステムの固定ベースを具現化するモジュラーメカニカルアーキテクチャにより、取り付けまたは取り外しが可能である。 This internal graphics engine can eliminate the need for external video signals and the subsequent skills of people skilled in the art of video content production. Deliver video content directly to the LCD screen by internally producing the video content in a generative manner. These internal video attributes are completely directly controlled by only the DMX lighting signals received from the external computer. The above electronic requirement options can be installed or removed due to the modular mechanical architecture that embodies the fixed base of this system.

説明 explanation

光源として液晶ディスプレイを使用するディスプレイシステムは、図1に示すように、前面偏光子と後面偏光子との間に挟まれた液晶マトリックスから構成され得る。光源100は、固体のものでも従来のものでもよい。この光源100は、光源100と液晶ディスプレイ102との間に配置された第1の直線偏光子101を通過する。そして、主に1つの偏光の光が液晶ディスプレイ102を通過する。この光は、第1の直線偏光子101から90度回転した第2の直線偏光子103を通過する。これにより、ディスプレイは光のオンオフを切り替えることが可能である。 A display system using a liquid crystal display as a light source may consist of a liquid crystal matrix sandwiched between a front polarizer and a rear polarizer, as shown in FIG. Light source 100 may be solid state or conventional. This light source 100 passes through a first linear polarizer 101 placed between the light source 100 and the liquid crystal display 102 . Then, mainly one polarized light passes through the liquid crystal display 102. This light passes through a second linear polarizer 103 rotated 90 degrees from the first linear polarizer 101 . This allows the display to turn the light on and off.

液晶は、セグメントディスプレイ、パネルディスプレイ、およびビデオ投影において長い歴史を持つ、確立された光の変調器である。初期のプロジェクタの多くは、典型的な液晶パネルを使用しており、15~20インチの対角液晶ディスプレイを使用して、図2に示すものと同様のホームプロジェクションシステムを構築する趣味のコミュニティが確立されている。場合によっては、これは液晶ディスプレイ201の背後に標準的な電球200を配置するのと同じくらい簡単である。 Liquid crystals are established modulators of light with a long history in segment displays, panel displays, and video projection. Many of the early projectors used typical LCD panels, and a community of hobbyists built home projection systems similar to the one shown in Figure 2 using 15- to 20-inch diagonal LCD displays. Established. In some cases, this is as simple as placing a standard light bulb 200 behind the liquid crystal display 201.

液晶ディスプレイは、光のダイナミックステアリングが重要である新しい用途に検討されている。そのような用途の1つは、図3に描かれているように、液晶マトリックス302が自動車のヘッドランプの出力を制御するために使用される欧州連合のVoLiFaプログラムである。このようなヘッドランプは、発光ダイオード300のアレイを使用して、液晶ディスプレイ302と第2の偏光子305を通過する前に、偏光子301を通して光を投射する。その後、レンズ305を用いてヘッドランプの出力を制御する。 Liquid crystal displays are being considered for new applications where dynamic steering of light is important. One such application is the European Union's VoLiFa program, where a liquid crystal matrix 302 is used to control the output of automobile headlamps, as depicted in FIG. Such a headlamp uses an array of light emitting diodes 300 to project light through a polarizer 301 before passing through a liquid crystal display 302 and a second polarizer 305. Thereafter, the lens 305 is used to control the output of the headlamp.

映画およびテレビの照明は、Arri Skypanelのようなマッピング可能なLED照明器具の統合にもかかわらず、1970年代からほとんど変わっていない。マッピング可能なLED照明器具は2000年代半ばから存在しているが、複数の影を作らないように拡散に頼る光源の多様性の限界を克服することはできなかった。これらの照明器具をマッピングする能力は、デメリットを凌駕している。Arri SkypanelとLEDビデオディスプレイの両方は、光をアニメートするためによく使われ、ニアフィールド環境では効果的である。 Movie and television lighting has remained largely unchanged since the 1970s, despite the integration of mappable LED lighting fixtures such as the Arri Skypanel. Mappable LED lighting fixtures have been around since the mid-2000s, but they have not been able to overcome the limitations of light source diversity that rely on diffusion to avoid creating multiple shadows. The ability to map these luminaires outweighs the disadvantages. Both Arri Skypanels and LED video displays are commonly used to animate light and are effective in near-field environments.

図4に示すような典型的なLED照明器具は、発光ダイオードパッケージ410のグリッドを含むことが可能である。これらのパッケージは、表面実装パッケージまたはDIPパッケージとすることが可能である。また、高出力パッケージとすることも可能である。これらのLEDパッケージの各々は、特定のビーム角411,412,413にわたって光を出力し、アレイ全体でこれらのビーム角は420に重なる。また、LEDダイスのビーム角が異なるので、カラーシフトも生じる。これらの重なり合った光源A,B,Cが物体415に当たると、多数の影421,422,423が可能である。 A typical LED lighting fixture, such as that shown in FIG. 4, may include a grid of light emitting diode packages 410. These packages can be surface mount packages or DIP packages. It is also possible to use a high-output package. Each of these LED packages outputs light over a particular beam angle 411, 412, 413, and these beam angles overlap 420 across the array. Also, since the beam angles of the LED dice are different, a color shift also occurs. When these overlapping light sources A, B, C fall on the object 415, multiple shadows 421, 422, 423 are possible.

問題は、これらの照明器具からの光がどこにでも行き渡ることである。ほぼランバート光源で、半球状に均一に放射されるので、簡単にマスクすることができない。これはソフトな光には適しているが、構造化された光線を作るには適していない。このため、大型のビデオプロジェクタが使われることもある。しかし、ビデオプロジェクタは点光源であるので、不自然な反射を起こす一点の明るい光を作り出すという点で限界がある。技術者は、よりソフトな出力を作り出すために、光学系のエンジニアリングと対立することもある。 The problem is that the light from these luminaires goes everywhere. It is almost a Lambertian source and radiates uniformly in a hemispherical shape, so it cannot be easily masked. This is good for soft light, but not for creating structured light beams. For this reason, large video projectors are sometimes used. However, since video projectors are point light sources, they are limited in that they produce a single point of bright light that causes unnatural reflections. Engineers sometimes compete with optical engineering to create a softer output.

ゲームエンジンの仮想カメラの出力としてパースペクティブマッピング可能である風景をデジタル的に作成するために、多くのプロダクションが大型LEDディスプレイを使用している。これは以前から使用されていたが、映画「マンダロリアン」により、最近になって広く知られるようになった。この作品では、Unreal Engineを使用して、カメラが移動しても適切なパースペクティブが維持されるデジタル背景が作成され、モーション視差がデジタル再現にリアリズムのレイヤーを追加した。また、光源が固定されている必要があるので、ライティングのマッピングが使用されているが、これは制作チームの多大な努力によってのみ可能なことである。このようにマッピング可能である照明のアレイを作るのは複雑で、照明はしばしばショットごとに物理的に調整する必要がある。 Many productions are using large LED displays to digitally create landscapes that can be perspective mapped as the output of a game engine's virtual camera. This has been used for some time, but was recently made popular by the movie The Mandalorian. For this work, Unreal Engine was used to create a digital background that maintained proper perspective as the camera moved, and motion parallax added a layer of realism to the digital reproduction. Also, lighting mapping is used as the light source needs to be fixed, something that is only possible with a lot of effort from the production team. Creating such a mappable lighting array is complex, and the lighting often needs to be physically adjusted from shot to shot.

図5は、特定のバーチャルプロダクションボリュームが典型的なステージとは異なる照明要件を有する場合のマッピングされた照明システム500の概要を示す。照明デザインは、LEDビデオディスプレイ511を駆動しているコンピュータソース515から出力されるコンテンツと完全に統合することが可能である。これらのディスプレイ511には、カメラ520の動きを追跡するパースペクティブマッピングされたコンテンツが供給される。バーチャルプロダクションに使用されるLEDボリュームの光源として、ビデオプロジェクタを使った実験がいくつか行われている。しかし、ビデオプロジェクタは指向性のある光ビームを有する点光源であるので、この用途には適していない。ビデオプロジェクタの歴史は古く、映画およびテレビ制作では、プロジェクタの反射出力を利用したプロセス撮影に使用されてきた。 FIG. 5 shows an overview of a mapped lighting system 500 where a particular virtual production volume has different lighting requirements than a typical stage. The lighting design can be fully integrated with the content output from the computer source 515 driving the LED video display 511. These displays 511 are provided with perspective mapped content that tracks the movement of the camera 520. Some experiments have been conducted using video projectors as light sources for LED volumes used in virtual productions. However, since video projectors are point light sources with a directional light beam, they are not suitable for this application. Video projectors have a long history and have been used in film and television production for process photography using the projector's reflected output.

バーチャルプロダクションボリューム510は、カメラ520がLEDディスプレイ空間内を移動可能であるように、湾曲させることが可能である、またはある形の切り詰められた円錐形にすることが可能である、発光ダイオードベースのディスプレイパネル511の大きなアレイを含むことが可能である。LEDディスプレイ512の縁を越えて画像を拡張し、セット拡張を使用して完成作品にコンテンツ513を生成することが可能である。このコンテンツは、カメラ520の動きを追跡し、そのデータをコンピュータに中継するコンピュータ515によって生成される。コンピュータ515は、コンピュータ515内のディスプレイまたはデータポートの出力として管理可能である任意のタイプのディスプレイまたはシステムに、動きデータに基づいて構成されるビデオおよびグラフィカルコンテンツを出力することが可能である。このようにして、また以下に説明するように、コンピュータ515は、本発明内のリアルタイムデータのソースとして機能し、カメラおよびオブジェクトの動きを監視し、光源における照明出力を制御し、ディスプレイパネルに配信されるコンテンツを制御する。 The virtual production volume 510 is a light emitting diode-based device that can be curved or shaped like a truncated cone, such that the camera 520 is movable within the LED display space. A large array of display panels 511 can be included. It is possible to extend the image beyond the edges of the LED display 512 and use set extension to generate content 513 in the finished work. This content is generated by computer 515, which tracks the movement of camera 520 and relays that data to the computer. Computer 515 can output video and graphical content configured based on the motion data to any type of display or system that can be managed as an output of a display or data port within computer 515. In this way, and as explained below, computer 515 serves as a source of real-time data within the present invention, monitors camera and object movement, controls the lighting output at the light sources, and distributes it to the display panel. control what content is displayed.

240から960ヘルツの間の非常に高いフレームレートシステムは、マザーボードのデータバスから直接制御することが可能である。このシステムは、各画素のコンテンツに応じて変化する可能性のあるダイナミックリフレッシュレートを利用することも可能である。プロジェクタ516は、プロジェクションマッピングでプロジェクタが使用されるのと同じように、光源としてこのように使用することが可能である。しかし、ビデオプロジェクタからの光はハードエッジな点光源であるので、ほとんどの映画およびテレビの用途には適さないかもしれない。 Very high frame rate systems between 240 and 960 Hertz can be controlled directly from the motherboard's data bus. The system can also utilize a dynamic refresh rate that can vary depending on the content of each pixel. Projector 516 can be used in this way as a light source, similar to how projectors are used in projection mapping. However, since the light from a video projector is a hard-edged point source, it may not be suitable for most film and television applications.

映画およびテレビ制作用の光源は、図6に示すように、異なるビーム角を再現することが可能である場合がある。このようなシステムは、さまざまな環境からの光を再現することが可能である場合がある。これは、LEDウォール511用のコンテンツを生成しているのと同じリアルタイムコンテンツエンジンコンピュータ515によって駆動することが可能である。しかし、図6のこの例では、仮想照明アレイ616は、環境(図示の例では、森林環境)に適した様々な周囲照明を出力することが可能である。この照明は、カメラ520が移動すると変化し、ショットのための正しいパースペクティブマッピングされた光を維持する。このようにして、照明はLEDウォール511上の背景映像コンテンツと一致する。このようなシステムは、グリーンスクリーンや、配光をさらに制御するように設計されたさまざまなアクセサリとともに使用することも可能である。仮想照明アレイ616は、これには限界があるかもしれないが、ボリュームを取り囲む照明器具の自由形状のアレイを含むことも可能である。 Light sources for film and television production may be capable of reproducing different beam angles, as shown in FIG. Such systems may be capable of reproducing light from a variety of environments. This can be driven by the same real-time content engine computer 515 that is generating the content for the LED wall 511. However, in this example of FIG. 6, virtual lighting array 616 is capable of outputting various ambient lighting appropriate for the environment (in the illustrated example, a forest environment). This lighting changes as camera 520 moves to maintain the correct perspective mapped light for the shot. In this way, the lighting matches the background video content on the LED wall 511. Such systems can also be used with green screens and various accessories designed to further control light distribution. Virtual lighting array 616 may also include a free-form array of lighting fixtures surrounding a volume, although this may have limitations.

説明したシステムの照明器具のアレイを使用することにより、ショットにおいて異なるタイプの光源を表現可能である図7に示すような仮想照明アレイ光源を作成することが可能である。3つの異なるビーム角が図示されているが、様々な対称および非対称パターンを実現することができる。図では、ライトアレイ732の前面から2メートル後方、ライトアレイ731の前面から3メートル後方、ライトアレイ730の前面から4メートル後方の光源を示している。これは、光源が仮想アレイの前面発光面に近づいたり遠ざかったりするように動的に調整することが可能である。 By using the array of lighting fixtures of the described system, it is possible to create a virtual lighting array light source as shown in FIG. 7, which can represent different types of light sources in a shot. Although three different beam angles are shown, a variety of symmetrical and asymmetrical patterns can be achieved. The figure shows light sources 2 meters behind the front of the light array 732, 3 meters behind the front of the light array 731, and 4 meters behind the front of the light array 730. This can be dynamically adjusted to move the light source closer to or farther from the front emitting surface of the virtual array.

システムのもう1つの特徴は、図8に示すように、アレイ全体で解像度を変化させることが可能であるので、リアルタイム演算パワーとネットワーク帯域幅とが、その時点で焦点となっている領域に対して節約されることである。設定されたボリュームの役者830が、ボリュームの奥831からボリュームの中央832へ、そしてボリュームの手前833へ移動するにつれて、高解像度コンテンツの領域は、仮想照明アレイAの左側841から仮想照明アレイBの中央下842へ、そして仮想照明アレイCの右下843へと移動する。 Another feature of the system is that the resolution can be varied across the array, as shown in Figure 8, so that real-time computing power and network bandwidth can be reduced relative to the area of focus at the time. This means that you will save money. As the actor 830 in the configured volume moves from the back of the volume 831 to the center of the volume 832 to the front of the volume 833, the area of high resolution content moves from the left side 841 of virtual light array A to the left side of virtual light array B. Move to bottom center 842 and to bottom right 843 of virtual illumination array C.

図9に示すバーチャルプロダクションシステムは、ディスプレイ、ライト、カメラに加えて、ソース、センサ、およびプロセッサの組合せを含む。これらのシステムは、モーションキャプチャおよび追加の特殊効果作業のために、ボリューム内の役者の正確な位置を追跡することも可能である。このシステムで説明するライトは、これらのシステムに簡単に組み込むことが可能である。ライトはまた、センサ、プロセッサ、リアルタイムコンテンツエンジンを含むこともある。映画およびテレビの制作では、タイミングを管理し、レイテンシを減らす必要がある。ディスプレイと照明システムはすべて、カメラと連動する速度でリフレッシュすることが可能である。また、システム全体で色を制御することもある。光源の色温度とスペクトル分布とは非常に重要で、メタメリズム(反射光が光源のスペクトル成分によって異なること)を避けるために見直されることがある。 The virtual production system shown in FIG. 9 includes a combination of sources, sensors, and processors in addition to displays, lights, and cameras. These systems are also capable of tracking the exact location of actors within a volume for motion capture and additional special effects work. The lights described in this system can be easily integrated into these systems. Lights may also include sensors, processors, and real-time content engines. Film and television production needs to manage timing and reduce latency. All displays and lighting systems can be refreshed at a rate linked to the camera. Colors may also be controlled system-wide. The color temperature and spectral distribution of a light source are very important and are often reviewed to avoid metamerism (the difference in reflected light depending on the spectral content of the light source).

バーチャルプロダクションシステム900は、壁、天井、床を含むことが可能である発光ダイオードディスプレイ911を含む。このディスプレイシステムは、クライアントが要求するコンテンツ931を生成することが可能である1つ以上のコンピュータ930によって駆動される。このシステムは、別個の制御システム929と、センサデータ921を統合する別個の手段とを有していてもよい。センサ入力は、ボリューム内の追跡装置918から、レンズの動きおよびカメラの位置を追跡するシステム919、マッピングされた照明システムに統合されたセンサ917まで多岐にわたる。一部のセンサデータは、レイテンシを低減し、マッピングされた照明システムの光源916を駆動するコンテンツの全部または一部を生成するために、局所932で使用されてもよい。 Virtual production system 900 includes a light emitting diode display 911 that can include walls, ceilings, and floors. This display system is driven by one or more computers 930 that are capable of generating content 931 requested by the client. The system may have a separate control system 929 and separate means of integrating sensor data 921. Sensor inputs range from tracking devices 918 within the volume, to systems 919 that track lens movement and camera position, to sensors 917 integrated into mapped lighting systems. Some sensor data may be used locally 932 to reduce latency and generate all or part of the content that drives the light sources 916 of the mapped lighting system.

光源としての照明器具は、様々な方法で装置に組み込むことが可能である。図10に示すように、設計は異なるタイプの物理的接続に対応する必要があるかもしれない。固定リギングポイント1000は、12mm/1/2”穴によって提供され、これに(図示の)足場クランプ/ガス管部品が取り付けられ、旋回ポイント/パンポイントを可能にすることが可能である。静的吊りフレーム/ヨーク1001は、25mm/1’2”の管状フレームを備えてもよい。このフレーム1001は、本装置のメインシャーシに取り付けることができ、このヨーク1001は、本装置を別の環境で使用可能であるように取り外すことが可能である(以下に示す)。 Luminaires as light sources can be integrated into the device in various ways. As shown in Figure 10, the design may need to accommodate different types of physical connections. A fixed rigging point 1000 is provided by a 12mm/1/2" hole to which a scaffold clamp/gas line component (as shown) can be attached to allow for a pivot/pan point. Static. The suspension frame/yoke 1001 may comprise a 25mm/1'2'' tubular frame. The frame 1001 can be attached to the main chassis of the device, and the yoke 1001 can be removed so that the device can be used in another environment (as shown below).

通常ウォッシュライトと呼ばれる照明器具として使用される場合、この装置に防眩放射状バッフル1002を装備することが望ましい場合がある。このバッフル1002は、ビーム状に光を前方に放出するこのタイプの装置でよく見られる軸外照明のグレアを低減する。放射状ファイン1003は、不要な光をできるだけマスキングするように、円形の放射パターンに配置されている。この装置は、およそ4°から+60°を超えるまでの可変光ビームを有することから、周囲のフレーム1002は、可能な限り広い角度で光ビームを遮らないように、30°の角度がつけられている。 When used as a lighting fixture, commonly referred to as a washlight, it may be desirable to equip the device with an anti-glare radial baffle 1002. This baffle 1002 reduces off-axis illumination glare that is common in this type of device that emits light forward in a beam. The radial fines 1003 are arranged in a circular radiation pattern to mask as much unnecessary light as possible. Since this device has a variable light beam from approximately 4° to over +60°, the surrounding frame 1002 is angled at 30° to avoid blocking the light beam at the widest possible angle. There is.

アンチグレアバッフル1002の中央に位置するのは、ライダー(lidar)センサ1004であってもよい。このセンサ1004は、画像処理エレクトロニクスおよびコンピュータにフィードバックされるマシンビジョンの視点を提供し、このデバイスの照明フィールド内の容積空間を感知する。 Located in the center of anti-glare baffle 1002 may be a lidar sensor 1004. This sensor 1004 provides a machine vision perspective that is fed back to the image processing electronics and computer to sense the volumetric space within the illumination field of the device.

ポジティブなロックオフノブ1005が図11に示されており、垂直チルト機能の強固な固定を可能にしている。図12には、ヨークフレーム内の2つの水平嵌め込み管1006が示されており、使用者のためのキャリーハンドルを提供する。さらに、第2のヨーク主ピボット点1007が設けられており、天井の高さが制限されている場合に使用することが可能である。この第2の枢軸1007は、装置とヨーク1001との間の隙間を減らし、通常の操作では、装置を床に置いて上方に向けることが可能であるように、ヨーク1001を全周旋回させることが可能である。 A positive lock-off knob 1005 is shown in FIG. 11 to allow for firm locking of the vertical tilt function. FIG. 12 shows two horizontal telescoping tubes 1006 within the yoke frame to provide a carrying handle for the user. Additionally, a second yoke main pivot point 1007 is provided, which can be used where ceiling height is limited. This second pivot 1007 reduces the gap between the device and the yoke 1001 and, in normal operation, allows the yoke 1001 to pivot all the way around so that the device can be placed on the floor and oriented upwards. is possible.

使用の汎用性を高めるために、図13および図14に示すように、装置を非一重形式で使用することが望まれる場合がある。リギングフレーム1008を装置に取り付けることが可能である。このフレーム1008は、床取り付け1012または天井取り付け1013のいずれの構成からでも、サイドバイサイドおよびトップトゥボトムスタッキング1011を可能にするように設計された、4つの位置に、正に調整可能な1つのピボット軸リギングポイント1009を提供する。ピボットポイント1009は、正確な位置合わせのためにねじ調整可能であってもよい。このリギングフレームは、最大24個(またはそれ以上/それ以下)の装置のような複数の固定具の重量を支える構造的形態を提供する。このフレームは、既に議論され、図15および図6に示されているように、他の装置と相互接続し、カムロックとして知られる1/4回転クイックリリースコネクション1010によって主装置に固定することが可能である。 To increase versatility of use, it may be desirable to use the device in a non-uniplexed format, as shown in FIGS. 13 and 14. A rigging frame 1008 can be attached to the device. This frame 1008 has one pivot axis that is positively adjustable in four positions, designed to allow side-by-side and top-to-bottom stacking 1011 from either floor-mounted 1012 or ceiling-mounted 1013 configurations. Rigging points 1009 are provided. Pivot point 1009 may be threadably adjustable for precise alignment. This rigging frame provides a structural form that supports the weight of multiple fixtures, such as up to 24 (or more/less than) devices. This frame can be interconnected with other devices and secured to the main device by quarter-turn quick release connections 1010, known as cam locks, as previously discussed and shown in FIGS. 15 and 6. It is.

本システムは、図17および図18に示すように、パンおよびチルト移動キューブとしての統合にも適している可能性がある一方、キューブ1700の2つの移動軸は、ヨーク1702内のデジタル制御ステッピングモータを介して制御することが可能である。これらのステッピングモータ1703(図26に露出)の位置は、光学式エンコーダホイール1704(図26に露出)および赤外線光学スイッチを介して制御および監視することができ、その性質上、モータの正確な位置のフィードバックを送信する。リミットスイッチはモータ駆動機構1705(図26に露出)の最大範囲に取り付けられており、電源起動時にモータが「ホーム」位置に位置決めできるようになっている。 The system may also be suitable for integration as a pan and tilt movement cube, as shown in FIGS. 17 and 18, while the two axes of movement of cube 1700 are controlled by digitally controlled stepper motors within yoke 1702. It is possible to control via. The positions of these stepper motors 1703 (exposed in Figure 26) can be controlled and monitored via optical encoder wheels 1704 (exposed in Figure 26) and infrared optical switches, which by their nature provide precise positioning of the motors. Submit feedback. A limit switch is mounted at the maximum extent of the motor drive mechanism 1705 (exposed in FIG. 26) to allow the motor to be positioned in the "home" position upon power up.

傾斜軸機構の両方は、移動キューブ1700内の内部1706に配置されてもよい。キューブ1700は、公称2mm厚の外殻1707および3mm厚の内部シャーシフレーム1708を有する実質的にアルミニウム設計であってもよい。 Both tilt axis mechanisms may be located internally 1706 within the translation cube 1700. Cube 1700 may be a substantially aluminum design with a nominally 2 mm thick outer shell 1707 and a 3 mm thick inner chassis frame 1708.

移動キューブ1700の発光側では、フレーム1709が潜在的な危険から機械的に保護する。4mmのUV安定ポリカーボネート光学的に透明な保護基板1710は、UV安定化された耐スクラッチ性コーティングでさらに強化されている。 On the light-emitting side of the moving cube 1700, a frame 1709 provides mechanical protection from potential hazards. The 4 mm UV stabilized polycarbonate optically clear protective substrate 1710 is further reinforced with a UV stabilized scratch resistant coating.

透明ポリカーボネート基板のすぐ後ろにセットされるのは、液晶ディスプレイ基板1711である。このディスプレイは、少なくとも3500:1の高いコントラスト比を有する。外側(可視)面への偏光フィルタは、アンチグレアヘイズコーティングを提供しないように適合されており、その結果、このLCD閉塞層の光透過率が改善されている。 A liquid crystal display substrate 1711 is set immediately behind the transparent polycarbonate substrate. This display has a high contrast ratio of at least 3500:1. The polarizing filter to the outer (visible) side is adapted not to provide an anti-glare haze coating, thus improving the light transmission of this LCD occluding layer.

この液晶パネルは、一般に高精細と呼ばれる映像再生を実現するために、960以上のRGB画素の高密度を別の複数の画素で実現している。 This liquid crystal panel uses a plurality of separate pixels to achieve a high density of 960 or more RGB pixels in order to achieve what is generally called high-definition video reproduction.

図19に示す移動ヨークの変形は、パンおよびタイトの両方の遠隔制御属性のためのジンバルマウントを提供し、隠しロック1712を取り付けることが可能である。これらのロック1712は、輸送のための収納を助けるために、ディスプレイをロック位置に固定する。通常の操作では、ロック1712は凹んでいるので、見物人に目立つことはない。 The translation yoke variation shown in FIG. 19 provides gimbal mounts for both pan and tight remote control attributes and allows for the attachment of hidden locks 1712. These locks 1712 secure the display in a locked position to aid in storage for shipping. In normal operation, the lock 1712 is recessed so that it is not noticeable to onlookers.

本発明の美観を助けるために、キャリーハンドル1713をメインシャーシの外側に配置することができ、固定設置の場合には、これをキャリークレードル1714として取り外すことが可能である。四分の一回転クイックリリースカムロック接続部1715は、サスペンションの目的でオメガブラケットを取り付けることを可能にする。二次サスペンション保護マウント1716は、この金属製クレードルの中央に取り付けられている。 To aid in the aesthetics of the invention, a carry handle 1713 can be placed on the outside of the main chassis, and in case of a fixed installation, it can be removed as a carry cradle 1714. A quarter turn quick release cam lock connection 1715 allows for the attachment of an omega bracket for suspension purposes. A secondary suspension protection mount 1716 is centrally mounted to this metal cradle.

パン機構およびチルト機構の両方は、螺旋状の複合ケーブルおよび水冷パイプケーブルハーネス組立体を有し、この複合パイプケーブル組立体1717に優れた歪み保護を提供するように設計されている。この組み合わされたパイプとケーブルのハーネス組立体は、ヨークの枢軸を貫通し、本発明の固定ベースまで貫通するように設計されている。 Both the pan and tilt mechanisms have helical composite cable and water-cooled pipe cable harness assemblies designed to provide superior strain protection to the composite pipe cable assembly 1717. This combined pipe and cable harness assembly is designed to pass through the pivot of the yoke and up to the fixed base of the present invention.

LCDパネルは、移動キューブ1700の内部空気容積の底部1719から頂部1720に流れるように設計された内部閉ループ空気流によって、強化された冷却方法を有することが可能である。 The LCD panel may have an enhanced method of cooling due to the internal closed loop air flow designed to flow from the bottom 1719 to the top 1720 of the internal air volume of the moving cube 1700.

アルミニウムパネル1721の内部セットは、固定具の後部からエアギャップを介してフォースエアを案内するように取り付けられている。空気は、LCD基板の背面内向き面を横切って案内される。より暖かい空気は、上部エアギャップ1720を通って取り出され、ファン1722とラジエータ1723との組み合わせ[図26に詳細]を通って再利用され、そこで輻射熱が取り出された後、再び送られる。内壁は光を反射しない表面で仕上げられているので、間接光は前方に送られず、むしろ内側の立方体の範囲内で吸収される。 An internal set of aluminum panels 1721 are mounted to guide force air through the air gap from the rear of the fixture. Air is guided across the back inward facing surface of the LCD board. The warmer air is extracted through the upper air gap 1720 and recycled through the fan 1722 and radiator 1723 combination [detailed in FIG. 26] where the radiant heat is extracted and sent again. The inner walls are finished with non-reflecting surfaces, so that indirect light is not sent forward, but rather is absorbed within the confines of the inner cube.

反射率85%超の図20の放物面または球面または凹面の高反射リフレクタ1745は、正方形の形状ファクタに設計され、互いに正反対の2つのスライド機構2146に取り付けられている。これらはタイミングベルトとステッピングモータの配置に結合されている。このリフレクタは、光源2147に向かって、または光源から離れる方向に急速に移動するように設計されている。 The parabolic or spherical or concave high-reflection reflector 1745 of FIG. 20 with a reflectivity greater than 85% is designed in a square shape factor and mounted on two diametrically opposed slide mechanisms 2146. These are coupled to a timing belt and stepper motor arrangement. This reflector is designed to move quickly towards or away from the light source 2147.

このリフレクタ1745の動きは、図21の光ビームズーム効果を提供する。このズームは、最も幅の広い60°超から、ほぼ平行なビームまで下がることができ、その後、-60°超まで反転する。放出された光は、光源に対して垂直にコリメートされ、その結果得られる可変幅の光ビームは、実質的に前方に投射され、その性質上、LCD基板1748を通して、ビームを生成し続け、そのビームは、外部コンピュータを介して遠隔で広げたり狭めたりすることが可能である。 This movement of reflector 1745 provides the light beam zoom effect of FIG. The zoom can go from widest above 60° down to a nearly parallel beam and then reverse to above -60°. The emitted light is collimated perpendicular to the light source and the resulting variable width light beam is projected substantially forward and continues to generate a beam through the LCD board 1748 and its The beam can be widened or narrowed remotely via an external computer.

光源は、LEDと、LEDから熱を奪い、リフレクタとLCDとの間の包絡線から熱を放出するための熱管理システムとを統合した、図22に示す中央の柱に収められている。 The light source is housed in a central column, shown in Figure 22, that integrates the LED and a thermal management system to extract heat from the LED and expel heat from the envelope between the reflector and the LCD.

LED2324は、放射状パターン2326でヘッドブロックの内面上のくさび形PCB2325に取り付けられ、実質的に1つのまとまった光源2320として動作する。光源内の各セグメントは、複数のLEDパッケージを含む。 The LEDs 2324 are mounted to a wedge-shaped PCB 2325 on the inner surface of the head block in a radial pattern 2326 and essentially operate as one unified light source 2320. Each segment within the light source includes multiple LED packages.

主LEDアセンブリは、チューブアセンブリマウントの周りに放射状に配置された6つの放射状セグメント2326の各々の電子温度検知を提供する、LED熱源2340の近くに表面実装されたサーミスタを取り付けることが可能である。ヘッドアセンブリの周囲にある機械加工されたリップ2341は、アセンブリの前面から見たときに見えないように、不要な散乱光を受け止める。さらなるライトマスキングにより、さらなるライトコントロールまたは「ゾーニング」が提供される。 The main LED assembly can be mounted with a surface mounted thermistor near the LED heat source 2340 that provides electronic temperature sensing for each of the six radial segments 2326 arranged radially around the tube assembly mount. A machined lip 2341 around the periphery of the head assembly catches unwanted scattered light so that it is not visible when viewed from the front of the assembly. Further light masking provides further light control or "zoning".

この発光アセンブリは、マニホールド2342を介して照明器具の残りの部分に接続するカラム2321に接続される。このマニホールドは、照明器具の機械的、電気的、および熱的管理接続を扱う。 This light emitting assembly is connected to column 2321 which connects to the rest of the luminaire via manifold 2342. This manifold handles the luminaire's mechanical, electrical, and thermal management connections.

複数のLEDからなるこの光源は、遠隔コンピュータを介して強度を制御することが可能である。LEDを同心円状に点灯させることで、電子ビームの広狭を調整することもできる。LEDの数が少ないと、光ビームはよりシャープに、より明瞭になる。LEDの数を増やすと、ビームはよりソフトに拡散し、焦点の定まらない光になる。 This light source, consisting of multiple LEDs, can be controlled in intensity via a remote computer. The width of the electron beam can also be adjusted by lighting the LEDs in concentric circles. With fewer LEDs, the light beam will be sharper and more distinct. Increasing the number of LEDs makes the beam softer, more diffuse, and less focused.

光源の熱管理システムは、図23のシステムの機械設計に組み込まれる。光は、中央に取り付けられた小さなLED群2334からLCD2301に向かって前方に放射され、LEDのセグメント化されたアレイ2324によってリフレクタ2302に向かって後方に放射される。熱管理は、これら2つのLED群の間に挟まれた材料を介して行われる。このセクションでは、リフレクタに面するアレイ用のLED PCBS2325が、ヘッド前方ブロック2327として知られる機械加工された銅部品に取り付けられる方法を示している。この銅部品2327の後部、つまり内側は、放射状のフィン2328に機械加工され、ヘッド中間ブロック2329は、冷却剤が最も効率的な方法で流れるようにする。これらのフィンは、ケーブルチューブ2379が通過するのに適した空間を提供するように配置されている。ヘッド後方ブロック2330は、冷却剤・システムを密閉するように設計された銅製の部品で、前方を向いたLEDの放熱器として機能する。 The light source thermal management system is incorporated into the mechanical design of the system of FIG. Light is emitted forward toward LCD 2301 from a small centrally mounted group of LEDs 2334 and back toward reflector 2302 by a segmented array of LEDs 2324. Thermal management is done through the material sandwiched between these two groups of LEDs. This section shows how the LED PCBS 2325 for the reflector facing array is attached to a machined copper piece known as the head front block 2327. The rear or inner side of this copper part 2327 is machined into radial fins 2328 and head midblock 2329 to allow coolant to flow in the most efficient manner. These fins are arranged to provide suitable space for the cable tube 2379 to pass through. The head rear block 2330 is a copper component designed to seal the coolant system and act as a heat sink for the forward facing LEDs.

この液体冷却システムは、その設計上、直接熱伝導によって銅の部品を介して、LEDから熱を直接取り出す。この配置全体は、接合部2331ではんだ付けされ、水密シールを提供する。 This liquid cooling system, by its design, extracts heat directly from the LED through the copper components by direct thermal conduction. The entire arrangement is soldered at joints 2331 to provide a watertight seal.

3/8”BSPスチールチューブ2332が、銅製ヘッドアセンブリにねじ込まれ、このチューブの内側に直径10mmの銅製コネクティングチューブ2333が取り付けられている。このケーブルチューブはダクトとして機能し、電源ケーブルは移動キューブの後部からチューブに沿って送り込まれる。ヘッド後方ブロックの銅部品には、4個の高出力白色LED2334が取り付けられている。 A 3/8” BSP steel tube 2332 is screwed into the copper head assembly and a 10mm diameter copper connecting tube 2333 is attached inside this tube. This cable tube acts as a duct and the power cable is routed through the moving cube. It is fed along the tube from the rear.Four high output white LEDs 2334 are attached to the copper part of the head rear block.

LEDヘッドアセンブリは、内側管2333と外側管2332とに取り付けられてもよく、2つの管は、機械的に可動なリフレクタの中心のすぐ後ろに取り付けられたマニホールド2342に取り付けられる。マニホールド2342は、送り(中央)戻り(外管)の関係で、冷却水を両方に方向づける。 The LED head assembly may be attached to an inner tube 2333 and an outer tube 2332, with the two tubes attached to a manifold 2342 that is attached directly behind the center of the mechanically moveable reflector. Manifold 2342 directs cooling water in both directions with a feed (center) and return (outer tube) relationship.

第2の円錐形状のリフレクタ2335は、図24にも示すように、メインヘッドアセンブリに取り付けることができ、その性質上、拡散反射光面を提供し、これには、光拡散器として機能するホログラフィックフィルタ2336が取り付けられる。第2の小さいが実質的に幅の広いリフレクタ2337は、組み合わされたリフレクタの円錐形状を継続し、さらに拡散した白色光を提供する。 A second cone-shaped reflector 2335 can be attached to the main head assembly, as also shown in FIG. A graphics filter 2336 is attached. A second smaller but substantially wider reflector 2337 continues the conical shape of the combined reflector and provides more diffused white light.

このリフレクタ配置の前面には、図23に示すように、第2の不透明プラスチックディスク2338が円形の凹型リップ2339に接着されていてもよい。全体的なアセンブリは、主光線を遮るヘッドアセンブリから失われる光を補う拡散バックライトを提供する。これにより、光強度を損なうことなく、LCD基板の表面上に完全な視覚画像が形成される。 On the front side of this reflector arrangement, a second opaque plastic disk 2338 may be glued to a circular concave lip 2339, as shown in FIG. The overall assembly provides a diffused backlight that compensates for the light lost from the head assembly blocking the chief beam. This forms a complete visual image on the surface of the LCD substrate without compromising the light intensity.

光源アセンブリは、図25を、リフレクタとLCDを保持するキャビティの後部1743で固定具に接続する。 The light source assembly, FIG. 25, connects to the fixture at the back 1743 of the cavity that holds the reflector and LCD.

図26に示すLCDパネル1711は、外部ビデオ信号を管理し、データを局所的に分配し、LCDディスプレイに直流電力を供給する専用ビデオドライバ1718に接続されている。 The LCD panel 1711 shown in FIG. 26 is connected to a dedicated video driver 1718 that manages external video signals, locally distributes data, and provides DC power to the LCD display.

冷却液は、キューブ機械設計内に密封されたLEDアレイからの放射熱の蓄積を低減するために、必要に応じてファン1722を使用して複数のラジエータ1723に通される。 Coolant is passed through multiple radiators 1723 using fans 1722 as needed to reduce radiant heat buildup from the LED array sealed within the cube mechanical design.

図27の閉ループ冷却システム/熱管理システム2700は、LCDディスプレイ2702、LED光源2703、および光反射体2705の周囲に存在する閉じた容積2701から熱を除去する液体冷却剤設計に基づいている。液体冷却システムは、内部ラジエータとファン2706とによって補助される。システムはマニホールド2704で接続され、膨張容器2707を含み、どのような装置でも動作するように設計されている。 The closed loop cooling/thermal management system 2700 of FIG. 27 is based on a liquid coolant design that removes heat from a closed volume 2701 that exists around an LCD display 2702, an LED light source 2703, and a light reflector 2705. The liquid cooling system is supported by an internal radiator and fan 2706. The system is connected by a manifold 2704, includes an expansion vessel 2707, and is designed to work with any device.

システムは、熱センサ2708、ホール効果流量センサ2710、およびポンプ2709を含む。システムは、可視流量インジケータ2711も含むことが可能である。システムを充電するためのクイックリリースコネクタ2712が含まれる。 The system includes a thermal sensor 2708, a Hall effect flow sensor 2710, and a pump 2709. The system may also include a visual flow indicator 2711. A quick release connector 2712 is included for charging the system.

システムは、システムから熱2716を除去するために必要なラジエータ2713の配置を含み、システム内に冷気2715を引き込むために必要な開口部2714を含む。 The system includes the necessary arrangement of radiators 2713 to remove heat 2716 from the system, and the necessary openings 2714 to draw cool air 2715 into the system.

冷却剤は、冷却剤の凝固点を氷点下まで下げる添加剤を有することが可能である。この実施形態では、凝固点-20°のエタノールを、水と冷却剤添加剤の比率を5:1にして使用している。冷却剤添加剤と水と冷却剤の比率を変えることで、より低い温度を実現できる。 The coolant can have additives that lower the freezing point of the coolant to below freezing. In this embodiment, ethanol with a freezing point of -20° is used in a 5:1 water to coolant additive ratio. Lower temperatures can be achieved by changing the coolant additive and the water-to-coolant ratio.

図28のエレクトロニクスシステムは、システムのコア内に遠隔監視装置とセンシング装置とを有するように設計されている。冷却液流量2856、冷却液温度2857、LCDディスプレイ温度2880、電源感知2858、周囲温度2859、内部周囲温度2860。LED温度センサ2881、ベースボックスの気流速度2861、信号2862、パン、チルトおよびズームを含むすべてのステッパモータ属性用の光学式エンコーダ2863、スイッチング物理的エクステント2882、バッテリーセンス2879、ショック・センス2883。すべてのセンサは、内部CPU2864を介して処理される。 The electronics system of Figure 28 is designed to have remote monitoring and sensing equipment within the core of the system. Coolant Flow 2856, Coolant Temperature 2857, LCD Display Temperature 2880, Power Sense 2858, Ambient Temperature 2859, Internal Ambient Temperature 2860. LED temperature sensor 2881, base box air velocity 2861, signal 2862, optical encoder 2863 for all stepper motor attributes including pan, tilt and zoom, switching physical extent 2882, battery sense 2879, shock sense 2883. All sensors are processed through the internal CPU 2864.

すべての内部パラメータは、このグラフィカルユーザインタフェースから調整される。 All internal parameters are adjusted from this graphical user interface.

主電源が故障した場合、15分またはそれ以下の中断されない電力を提供するように設計されたユニバーサルバッテリバックアップが提供され得る。このユニバーサルバッテリバックアップは、イーサネットとDMXデータフローと共に内部CPUの通電を維持し、内部故障コードをリモートコンピュータとアンドロイドとiOSとの両方のオペレーティングシステムで動作するリモートアプリケーションに送信することが可能である。この情報はすべて、メーカ本社にもリモートで送信され、通常動作のより詳細な分析を監視することが可能である。 A universal battery backup designed to provide 15 minutes or less of uninterrupted power may be provided in the event of a main power failure. This universal battery backup keeps the internal CPU powered along with Ethernet and DMX data flows and can send internal fault codes to remote computers and remote applications running both Android and iOS operating systems. All this information is also transmitted remotely to the manufacturer's headquarters, where it is possible to monitor a more detailed analysis of normal operation.

各照明器具は、図29に示すように、内部および外部で生成されたソースの組合せを管理するコンテンツ管理のための内部演算システムを有することが可能である。外部ソースは、ディスプレイプロセッサ2902に接続されるメディアサーバ2901であってもよい。ディスプレイプロセッサは、システム全体が単一の表示領域としてサーバに表示されるプライマリビデオ接続として機能する。このシステムは、プロセッサ上で局所的に、またはラップトップまたはiPadなどの外部コンピュータ2903を介して構成することが可能である。プロセッサから照明システムへの接続は、RJ45コネクタの器具2910で終端するネットワークケーブルであってもよい。そして,システムは,ネットワークケーブルが次の照明器具にデイジーチェーン接続可能であるようにして,多数の照明器具を1つの表示領域の一部として構成できるようにしてもよい。この情報は、照明器具内の受信カード2904によって解凍される。このカードは、表示領域の一部を取り出し、照明2905の制御システムに出力する。この制御システムは、NVIDIA Jetsonのようなマシンビジョンおよびコンピューティングに最適化されたコンピュータであってもよい。このシステムは、低レイテンシで局所的に生成されたエフェクトを作成するために、ライダー(Lidar)または他の適切なマッピングシステムからセンサデータ2906を取り込んでもよい。この出力は、LCDパネル2920への最終出力において、レシーバカード2904からのデータと統合されてもよい。サーボおよび光源も、この演算システム2907から制御することが可能である。 Each lighting fixture may have an internal computing system for content management that manages a combination of internally and externally generated sources, as shown in FIG. The external source may be a media server 2901 connected to display processor 2902. The display processor acts as the primary video connection where the entire system is displayed as a single display area to the server. The system can be configured locally on the processor or via an external computer 2903 such as a laptop or iPad. The connection from the processor to the lighting system may be a network cable terminating in an RJ45 connector fixture 2910. The system may then allow network cables to be daisy-chained to the next lighting fixture, allowing multiple lighting fixtures to be configured as part of one display area. This information is decompressed by the receiving card 2904 within the lighting fixture. This card takes a portion of the display area and outputs it to the lighting 2905 control system. This control system may be a machine vision and computing optimized computer such as the NVIDIA Jetson. The system may capture sensor data 2906 from lidar or other suitable mapping system to create locally generated effects with low latency. This output may be integrated with data from receiver card 2904 in final output to LCD panel 2920. Servos and light sources can also be controlled from this computing system 2907.

リモートで生成されたコンテンツ2930は、受信機カード2904を介してマッピングされた光に供給され、局所的にホストされた演算2905に取り込まれる。コンテンツは、通常、毎秒24フレームから60フレームで供給される。受信機カード2904は、システムの他の部分とマッピングされた光の出力に同期するクロック信号2931を計算システム2905に配信する。 Remotely generated content 2930 is fed into the mapped light via receiver card 2904 and incorporated into locally hosted computation 2905 . Content is typically provided at 24 to 60 frames per second. Receiver card 2904 delivers a clock signal 2931 to computing system 2905 that synchronizes the optical output mapped with the rest of the system.

図30は、ダイナミックマスクの構成要素を示す。LEDウォール3011および役者3002を含む動的環境3001におけるマッピングされた照明器具は、役者のための光をLEDウォールまたは床3005のための光から分離することが要求され得る。 FIG. 30 shows the components of a dynamic mask. Mapped lighting fixtures in the dynamic environment 3001 including the LED wall 3011 and the actor 3002 may be required to separate the light for the actor from the light for the LED wall or floor 3005.

これを行うには、光は、マッピングされた照明器具3020の視点から、役者のためのリアルタイムマスクを生成する必要がある。このマスクによって、役者3021にマッピングされたコンテンツと、役者3022の周囲にマッピングされたコンテンツの作成が可能になる。これには、壁および床、または床および舞台上にある物理的な背景要素との間の追加の分離が含まれ得る。これらの要素は、3030と一緒に合成され、マッピングされた光から出力される。 To do this, the light needs to generate a real-time mask for the actor from the perspective of the mapped lighting fixture 3020. This mask allows the creation of content mapped to actor 3021 and content mapped around actor 3022. This may include additional separation between the walls and the floor, or the floor and physical background elements on the stage. These elements are combined together with 3030 and output from the mapped light.

LEDウォール3011は、ポストプロダクションで使用されるインターリーブされたブルーまたはグリーンフレームを含むコンテンツ3006を含むことが可能である。マッピングされた光は、これらの表示と同期させることが可能である。 LED wall 3011 can include content 3006 including interleaved blue or green frames used in post-production. Mapped lights can be synchronized with these displays.

図31は、ダイナミックマスクのプロセスを示す。動いている人物にマッピングされたコンテンツは、カメラのフレームレートを大幅に上回るフレームレートで処理されるのが理想的である。ライトの出力は、毎秒24、29.97、30フレームを含む一般的なカメラのフレームレートの倍数で動作している場合、カメラと同期させることが可能である。図31は、480Hz3010を使用し、被写体3002が、マッピングされたライト3041に取り付けられたセンサ3040によってマッピングされたワークフローの単純化されたバージョンを示している。センサデータ3042は、マスク3020を生成するために使用され、テクスチャマップ3021と合成されて、合成されたマスク3030を含む最終出力3043が作成される。これを局所的に合成することにより、動的に変化するマスクは480Hz3010で被写体を追跡することができ、一方、マスクの内外に挿入されるデータはより低いフレームレートで更新することが可能である。 FIG. 31 shows the dynamic mask process. Ideally, content mapped to a moving person is processed at a frame rate that is significantly higher than the camera frame rate. The light's output can be synchronized with the camera when operating at multiples of common camera frame rates, including 24, 29.97, and 30 frames per second. FIG. 31 shows a simplified version of the workflow using 480 Hz 3010 and in which a subject 3002 is mapped by a sensor 3040 attached to a mapped light 3041. Sensor data 3042 is used to generate a mask 3020 and is combined with a texture map 3021 to create a final output 3043 that includes a combined mask 3030. By combining this locally, the dynamically changing mask can track the subject at 480Hz3010, while data inserted into and outside the mask can be updated at a lower frame rate. .

マッピングされた光に対する合成システムの出力は、システムの他の部分2931と同期される。 The output of the combining system for mapped light is synchronized with the other parts of the system 2931.

図32は、光源3201とカラーマスク3211の特性とを知ることによって各ユニット3200を較正できる較正の詳細を示す。光源の色温度を追跡するために、センサを各マッピングされた照明器具3250に含めることが可能である。そして、光フィルタの色特性は製造時に固定される。また、照明システムを製造するために使用される部品および工程における自然偏差を最小化するために、閉ループシステムを介してユニットを較正することも可能である。 FIG. 32 shows calibration details that allow each unit 3200 to be calibrated by knowing the characteristics of the light source 3201 and color mask 3211. A sensor can be included in each mapped lighting fixture 3250 to track the color temperature of the light source. The color characteristics of the optical filter are fixed at the time of manufacture. It is also possible to calibrate the unit via a closed loop system to minimize natural deviations in the components and processes used to manufacture the lighting system.

閉ループシステムは、ビーム角3206が製造されるすべての照明器具に対して一貫した方法でスクリーン表面を満たすように、マッピングされた照明システム3200を中立拡散スクリーン表面3232に対して一定の距離3205に配置する。 The closed loop system positions the mapped lighting system 3200 at a constant distance 3205 relative to the neutral diffuse screen surface 3232 such that the beam angle 3206 fills the screen surface in a consistent manner for all luminaires manufactured. do.

マッピングされた照明システム3212からの光は、スクリーン材料によって拡散され、暗い非反射体積3213へと続く。この光は、測色計3252と輝度計3251によって測定される。このようなシステムの一部としてデジタル一眼レフカメラを使用することも可能である。この情報は、マッピングされた照明システムに保存されるプロファイル3241を作成する処理コンピュータに送られる。 Light from the mapped illumination system 3212 is diffused by the screen material and continues into a dark non-reflective volume 3213. This light is measured by a colorimeter 3252 and a luminance meter 3251. It is also possible to use a digital single-lens reflex camera as part of such a system. This information is sent to a processing computer that creates a profile 3241 that is stored in the mapped lighting system.

上述の実施形態を参照して本発明を説明したが、当業者であれば、特許請求の範囲から逸脱することなく、様々な変更または修正を加えることが可能であることを理解することが可能である。 Although the invention has been described with reference to the embodiments described above, those skilled in the art will appreciate that various changes or modifications can be made without departing from the scope of the claims. It is.

Claims (15)

第1の制御光源100,516,616および第2の制御光源100,516,616を含む液晶ディスプレイ102と、
軸2147に沿って移動し、制御光源からの光を拡大またはズームするリフレクタと、
光源の各々が取り付けられる熱管理システム2700であって、熱管理システムが光源内の熱を管理する、熱管理システム2700と、
リアルタイムデータ源515であって、制御光源の各々の照明出力および軸に沿ったリフレクタの動きを生成するように構成される、リアルタイムデータ源515と、を含む、マッピングされた照明システム。
a liquid crystal display 102 including a first controlled light source 100,516,616 and a second controlled light source 100,516,616;
a reflector that moves along axis 2147 and magnifies or zooms the light from the controlled light source;
a thermal management system 2700 to which each of the light sources is attached, the thermal management system 2700 managing heat within the light source;
a real-time data source 515 configured to generate illumination output of each of the control light sources and movement of the reflector along the axis.
表示パネルをさらに含み、リアルタイムデータ源515は、照明とグラフィカルコンテンツとを互いに基づいて制御する、請求項1に記載のマッピングされた照明システム500。 The mapped lighting system 500 of claim 1, further comprising a display panel, wherein the real-time data source 515 controls lighting and graphical content based on each other. リアルタイムデータ源515は、カメラ520からのカメラ入力を受信し、カメラ入力に基づいて、照明とグラフィカルコンテンツとをさらに制御する、請求項2に記載のマッピングされた照明システム500。 The mapped lighting system 500 of claim 2, wherein the real-time data source 515 receives camera input from a camera 520 and further controls lighting and graphical content based on the camera input. 制御光源516の少なくとも1つが、制御光源の少なくとも1つの中心に位置するセンサ1004を備える、請求項1に記載のマッピングされた照明システム500。 The mapped lighting system 500 of claim 1, wherein at least one of the controlled light sources 516 comprises a sensor 1004 located at the center of at least one of the controlled light sources. センサ1004は、制御光源の少なくとも1つからの照明出力に対応するセンサデータを生成する、請求項4に記載のマッピングされた照明システム500。 5. The mapped lighting system 500 of claim 4, wherein the sensor 1004 generates sensor data corresponding to lighting output from at least one of the controlled light sources. 制御された光源516の少なくとも1つが、センサ1004を備え、センサが一次光変調器の中心のすぐ後ろに位置する、請求項1に記載のマッピングされた照明システム500。 The mapped illumination system 500 of claim 1, wherein at least one of the controlled light sources 516 comprises a sensor 1004, the sensor located directly behind the center of the primary light modulator. センサ1004は、制御光源の少なくとも1つからの照明出力に対応するセンサデータを生成する、請求項6に記載のマッピングされた照明システム500。 7. The mapped lighting system 500 of claim 6, wherein the sensor 1004 generates sensor data corresponding to lighting output from at least one of the controlled light sources. 制御光源の少なくとも1つは、偏光子101を用いて制御可能に偏光され、偏光子101は、光源の出力を変更するために回転可能である、請求項1に記載のマッピングされた照明システム500。 The mapped illumination system 500 of claim 1, wherein at least one of the control light sources is controllably polarized using a polarizer 101, the polarizer 101 being rotatable to change the output of the light source. . リアルタイムデータシステムに表現されたデジタルソースへの出力は、ライトのアレイによって複製することができる、請求項1に記載のマッピングされた照明システム500。 The mapped lighting system 500 of claim 1, wherein output to a digital source represented to a real-time data system can be replicated by an array of lights. センサデータが、活動領域においてより高い密度のリアルタイムデータを生成するために使用され得る一方で、その領域の外側の照明された領域はより少ないデータを受信する、請求項1に記載のマッピングされた照明システム500。 The mapped map of claim 1, wherein sensor data may be used to generate a higher density of real-time data in an active area, while illuminated areas outside that area receive less data. Lighting system 500. 照明される被写体が1つの周波数でセンサによって追跡され、リアルタイムデータ源515によって受信されたデータが2つ以上の周波数で生成され、リアルタイムデータ源が高い周波数でマスクを生成し、マスク内のコンテンツが低い周波数で生成される、請求項1に記載のマッピングされた照明システム500。 The object to be illuminated is tracked by a sensor at one frequency, the data received by real-time data source 515 is generated at two or more frequencies, the real-time data source generates a mask at the higher frequency, and the content within the mask is The mapped lighting system 500 of claim 1, generated at low frequencies. 光の色は、光変調器内の光源の色およびカラーフィルタによって制御され、光源の色およびカラーフィルタの色は、出力の色を定量化して他の光源にクローン化できるように、閉ループ較正によって確立される、請求項1記載のマッピングされた照明システム500。 The color of the light is controlled by the light source color and color filter in the light modulator, and the light source color and color filter color are controlled by closed-loop calibration so that the output color can be quantified and cloned to other light sources. The mapped lighting system 500 of claim 1, wherein the mapped lighting system 500 is established. リアルタイムデータ源は、光の高周波変調を用いて光源を制御し、光源の出力は、2つのインターリーブされた出力が、センサおよび別の表示システムと同期するようにインターリーブされる、少なくとも2つの異なるデータストリームを備える、請求項1に記載のマッピングされた照明システム500。 The real-time data source controls the light source using high frequency modulation of light, and the output of the light source is interleaved with at least two different data such that the two interleaved outputs are synchronized with the sensor and another display system. The mapped lighting system 500 of claim 1, comprising a stream. 液晶ディスプレイ102を含む密閉された筐体と、
制御光源100,516,616と、
軸2147に沿って移動し、制御光源からの光を拡大またはズームするリフレクタと、
液晶ディスプレイの背面を横切って空気を通過させる熱管理システム2700であって、熱管理システムは、密閉された筐体から熱を除去する熱交換器を備える、熱管理システム2700と、
リアルタイムデータ源515であって、制御光源の各々の照明出力および軸に沿ったリフレクタの動きを生成するように構成されるリアルタイムデータ源515とを含む、マッピングされた照明システム。
a sealed casing containing a liquid crystal display 102;
Control light sources 100, 516, 616;
a reflector that moves along axis 2147 and magnifies or zooms the light from the controlled light source;
a thermal management system 2700 for passing air across the backside of a liquid crystal display, the thermal management system comprising a heat exchanger for removing heat from a sealed enclosure;
a mapped lighting system including a real-time data source 515 configured to generate illumination output of each of the control light sources and movement of the reflector along the axis.
第1の制御光源100,516,616と、
第2の制御光源100,516,616と、
リアルタイムデータ源515であって、制御された光源516の各々の出力と、表示パネル511へのグラフィカルコンテンツとを生成するように構成されるリアルタイムデータ源515とを含み、
出力は照明であり、リアルタイムデータ源515は、照明とグラフィカルコンテンツとを互いに基づいて制御する、マッピングされた照明システム。
a first control light source 100, 516, 616;
a second control light source 100, 516, 616;
a real-time data source 515 configured to generate an output of each of the controlled light sources 516 and graphical content to the display panel 511;
The output is lighting and the real-time data source 515 is a mapped lighting system that controls lighting and graphical content based on each other.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2417059A1 (en) * 1978-02-09 1979-09-07 Holophane Sa REVOLUTION REFLECTOR LIGHTING DEVICE
WO2003067934A2 (en) * 2002-02-06 2003-08-14 Color Kinetics Incorporated Controlled lighting methods and apparatus
US6998594B2 (en) * 2002-06-25 2006-02-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method for maintaining light characteristics from a multi-chip LED package
US20090322800A1 (en) * 2008-06-25 2009-12-31 Dolby Laboratories Licensing Corporation Method and apparatus in various embodiments for hdr implementation in display devices
US8092035B2 (en) * 2008-09-10 2012-01-10 Man-D-Tec Illumination method and assembly
WO2015024871A1 (en) * 2013-08-19 2015-02-26 Basf Se Optical detector

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