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TWI490431B - 模組化照明陣列 - Google Patents

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TWI490431B
TWI490431B TW097123273A TW97123273A TWI490431B TW I490431 B TWI490431 B TW I490431B TW 097123273 A TW097123273 A TW 097123273A TW 97123273 A TW97123273 A TW 97123273A TW I490431 B TWI490431 B TW I490431B
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TW
Taiwan
Prior art keywords
modular
lighting
unit
array
array unit
Prior art date
Application number
TW097123273A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200916700A (en
Inventor
James Sanfilippo
Alan Mcfarland
Original Assignee
Nila Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Nila Inc filed Critical Nila Inc
Publication of TW200916700A publication Critical patent/TW200916700A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI490431B publication Critical patent/TWI490431B/zh

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F21S2/005—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V21/00—Supporting, suspending, or attaching arrangements for lighting devices; Hand grips
    • F21V21/005—Supporting, suspending, or attaching arrangements for lighting devices; Hand grips for several lighting devices in an end-to-end arrangement, i.e. light tracks
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/18—Controlling the light source by remote control via data-bus transmission
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/196—Controlling the light source by remote control characterised by user interface arrangements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Description

模組化照明陣列
本申請案主張2007年6月21日申請之美國臨時申請案第60/945,506號之權利，該案之全文以引用方式併入本文中。
照明需要取決於該照明所適用的應用。照明設計之複雜性與相關聯於該設計及其實施方案之時間的減低可增強總體照明環境並可導致針對一照明應用之成本、功率使用及空間之節省的增加。
本發明提供用於模組化照明陣列單元、庫及叢集的系統及方法。可將本文說明的本發明之各種態樣應用於下面提及的特定應用之任一者或用於任何其他類型之電腦功率控制或廣播系統或方法。可將本發明應用為一獨立系統或方法，或應用為與模組化照明相關之一整合配置之部分。應明白，可個別、共同或彼此組合地理解本發明之不同態樣。
本發明之一態樣可包括一用於網路連接模組化照明陣列單元的系統，其中複數個模組化照明陣列單元係互連。該系統還可包括：一網路，其用以通信耦合該等模組化照明陣列單元；以及一主控照明陣列單元，其用於控制該主控單元及其連接的其他從屬模組化照明陣列單元之照明功能。在本發明之一些具體實施例中，該主控單元可控制其本身或該網路上的其他從屬模組化照明陣列單元之開關控 制、調光(dimming)、時序、強度或狀態。此外，在本發明之一些具體實施例中，該等從屬模組化照明陣列單元可透過該網路傳達回應以(例如)確認控制信號的接收。
透過其連接該等模組化照明陣列單元的網路可改變。在一些具體實施例中，該網路可以係一區域網路、一無線網路或一電源線網路。此外，網路通信可透過絞線對、一電纜媒體、一光纖、一電源線、紅外線、雷射鏈路、電磁感應耦合、音波通信、超音波通信或RF(radio frequency；射頻)通信來運作。
本發明之另一態樣提供一用於控制連接於一網路上的複數個模組化照明陣列單元的方法。可選擇一主控單元來控制該主控單元與其他模組化照明陣列單元的照明功能。該主控單元或一外部控制盒可將對應一照明功能之一控制信號傳送至一個別模組化照明陣列單元或傳送至該網路上的數個模組化照明陣列單元。作為回應，接收該信號的模組化照明陣列單元可實施該照明功能。
在本發明之一些具體實施例中，該主控單元可能能夠透過該網路來控制其他模組化照明陣列單元的開關功能、調光或時序。此外，接收該控制信號的模組化照明陣列單元可將一驗證碼傳送至該主控單元或控制盒以(例如)確認該控制信號的接收。此外，該網路可使用絞線對、一電纜媒體、一光纖、一電源線、紅外線、雷射鏈路、電磁感應耦合、音波通信、超音波通信或RF通信進行通信。
本發明之另一態樣提供一照明裝置，其中複數個模組化 照明陣列單元係互連。各照明陣列單元皆具有一光源陣列、一電源，係安裝至一冷卻器件，並係連接至其他模組化照明陣列單元。可藉由包括公與母側之配接部分來連接該等單元，該等配接部分可進一步係一菱形形狀、一球形或一舌片與溝槽形狀。還可藉由具有鏡射形狀之互補配接部分來連接該等單元。替代地，可藉由一螺栓機構、一摩擦器件或藉由某一其他構件來連接該等單元。
當藉由以下說明與附圖考量時，將進一步明白與理解本發明之其他目標與優點。雖然以下說明可包含說明本發明之特定具體實施例的特定細節，但此不應係視為限制本發明之範疇而應係視為較佳具體實施例之一範例。對於本發明之各態樣，如本文所建議可進行許多變更，其為熟習此項技術者所知。可在本發明之範疇內進行各種改變與修改而不脫離其精神。
以引用方式之併入
本申請案中提及的所有公開案與專利申請案係以引用方式併入本文中，其併入程度係各個別公開案或專利申請案係明確與個別地指示以引用方式併入。
以下說明參考附圖，其經由說明來顯示實施本發明的細節與具體實施例。此等具體實施例係足夠詳細地說明以致能熟習此項技術者實施本發明之具體實施例。可使用其他具體實施例並可進行結構、邏輯及電改變而不脫離本發明標的。本文說明的各種具體實施例不必相互排斥，因為一 些具體實施例可與一或多個其他具體實施例相組合以形成新的具體實施例。因此，以下向下說明不具顯著意義。
圖1A至B繪示一具有模組化照明陣列單元105、115的裝置之一具體實施例，該等模組化照明陣列單元可經組態用以接合在一起以形成一更大照明陣列單元(庫或叢集)110。圖1A顯示模組化照明陣列單元105與模組化照明陣列單元115兩者，其具有至少兩個配接部分，一配接部分用以進入另一模組化照明陣列單元中而一配接部分用以接收來自另一模組化照明陣列單元之一配接部分。模組化照明陣列單元105、115之配接部分104係構造以與模組化照明陣列單元115、105之一接收部分106連鎖。可將配接部分104構造為模組化照明單元105之一延伸，其具有符合模組化照明單元115之配接部分106的形狀與尺寸，其中配接部分106係構造為一凹陷區域。配接部分104一般係稱為一公側或公連接而配接部分106一般係稱為一母側或母連接。
圖1B顯示藉由將模組化照明陣列單元105之配接部分104插入至模組化照明陣列單元115之配接部分106中而耦合在一起的模組化照明陣列單元105與115，其係連鎖以使得一單一照明區域係有效形成。可使用一摩擦器件來固定鳩尾104、106，例如模組化照明單元105之公側104中之一摩擦螺母107，其滑入至模組化照明單元115之母側106中。一摩擦螺母之一範例包括但不限於一固定螺釘。另一類型之摩擦器件可以係一摩擦鉗。可以若干不同方式來實現配接部分104與配接部分106的形狀。在圖1A至1B所示之具體 實施例中，該等配接部分具有一菱形形狀。雖然圖1A與1B繪示以該菱形連鎖機構組合的兩個模組化單元，但以未附著的耦合部分104與耦合部分106可看出，可將額外模組化單元添加至模組化照明陣列單元115的右側及/或模組化照明陣列單元105的左側。可在模組化照明陣列單元105、115的另兩側上構造額外配接部分104、106以提供堆疊於模組化照明陣列單元105、115上的模組化照明陣列單元之一單一照明結構。該摩擦器件還可由互補配接部分之兩個連鎖或連接部分製成。例如，該等配接部分可不必係一公與母配接部分，而可以係互為鏡像的互補配接部分，或正與負連接部分。該摩擦器件還可以係一舌片與溝槽器件。
圖2A至B繪示一具有模組化照明陣列單元205、215的裝置之一具體實施例，該等模組化照明陣列單元可經組態用以接合在一起以形成一更大照明陣列單元(庫或叢集)210。圖2A至B顯示與圖1A至1B類似的模組化照明陣列單元205、215之連鎖，但模組化照明陣列單元205、215具有針對鳩尾204與206之一不同的形狀。配接部分204、206的形狀可以係球狀(在二維圖2A至2B中係顯示為圓形)或可具有一舌片與凹槽連接。圖2A顯示模組化照明陣歹j單元205與模組化照明陣列單元215兩者都具有至少兩個配接部分，一配接部分用以進入至另一模組化照明陣列單元中而一配接部分用以接收來自另一模組化照明陣列單元之一配接部分。模組化照明陣列單元205、215之配接部分204可以係構造以與模組化照明陣列單元215、205之一接收部分206 連鎖。可將配接部分204(公連接204)構造為模組化照明單元205之一延伸，其具有符合模組化照明單元215之配接部分206(母連接206)的球狀形狀與尺寸，其中配接部分206係構造為一球狀凹陷區域。可使用一摩擦器件來固定該等鳩尾204、206，例如模組化照明單元205之公側中之一摩擦螺母，其滑入至模組化照明單元215之母側中。如前所述，該摩擦器件還可改變。
圖2B顯示藉由將模組化照明陣列單元205之配接部分204插入至模組化照明陣列單元215之配接部分206中而耦合在一起的模組化照明陣列單元205與215，其係連鎖以使得一單一照明區域係有效形成。雖然圖2A與2B繪示以該球狀連鎖機構組合的兩個模組化單元，但以未附著的耦合部分204與耦合部分206可看出，可將額外模組化單元添加至模組化照明陣列單元215的右側及/或模組化照明陣列單元205的左側。可在模組化照明陣列單元205、215的另兩側上構造額外配接部分204、206以提供堆疊於模組化照明陣列單元205、215上的模組化照明陣列單元之一庫或叢集。
圖3A至圖3B繪示一具有模組化照明陣列單元305、315的裝置之一具體實施例，該等模組化照明陣列單元可經組態用以接合在一起以形成一更大照明陣列單元(庫或叢集)310。圖3A至B顯示模組化照明陣列單元305、315之一連鎖，其使用一螺栓機構來接合模組化照明陣列單元305與315，而非具有如圖1A至1B與圖2A至2B的具有一共同形狀與大小之配接部分。圖3A顯示模組化照明陣列單元305 與模組化照明陣列單元315兩者都具有沿一共同中心線對準之至少一孔304、306。模組化照明陣列單元305的孔304係一螺栓孔，其允許一螺栓連接模組化照明陣列單元315之螺紋孔306來將模組化照明陣列單元305與模組化照明陣列單元315接合在一起以形成一更大模組化陣列(庫或叢集)310。用以接合該等模組化照明陣列單元305與315的螺栓具有螺紋以匹配照明陣列單元305與315的螺紋孔。
圖3B顯示藉由一螺栓耦合在一起以使得一單一照明區域係有效地形成的模組化照明陣列單元305與315。雖然圖3A與3B繪示藉由一螺栓機構組合的兩個模組化單元，但以未附著的模組化陣列(庫或叢集)310之耦合部分304與耦合部分306可看出，可將額外模組化單元添加至模組化照明陣列單元315的右側及/或添加至模組化照明陣列單元305的左側，以增加模組化陣列(庫或叢集)310的大小。可在模組化照明陣列單元305、315的另兩側上構造額外配接部分304、306，以提供堆疊於模組化照明陣列單元305、315上的模組化照明陣列單元之一單一照明結構(庫或叢集)。在一具體實施例中，各模組化照明陣列單元之螺紋孔皆具有相同的螺紋配置。
圖4說明沿列連接並堆疊從而形成連接的照明陣列單元之一庫或叢集的模組化照明陣列單元之一配置400之一具體實施例。在此一配置中，光輸出係進出所示二維平面。各列皆可具有N個模組化照明單元並可存在m個列。圖4繪示在該第一列中的模組化照明單元401-11、401-12…401- 1N與在第M列中的模組化照明單元401-M1、401-M2…401-MN。在圖4中，該等模組化照明單元係使用一菱形配接進行連鎖。可使用其他連鎖機構，例如但不限於一球狀配接或一螺栓機構。在一具體實施例中，可在一方向(例如水平)上使用一類型之配接並可在另一方向(例如垂直)上使用另一類型之連鎖機構。可將各模組化照明陣列單元組態為一獨立單元。應明白，可形成模組化照明陣列單元之一庫或叢集，包括以不同數目的列與行及以除本文所示或說明之外的其他配置。
圖5繪示一個別模組化照明陣列單元500之一具體實施例的方塊圖。模組化照明陣列單元500可包括一光源陣列(ALS)520、一電源530、配接連接504及506。雖然配接連接504與506係顯示為菱形連接，但可依據本文所述教導之具體實施例來使用其他連接組態。電源530可以係一直流(DC)電源。組態為一DC電源的電源530(例如一電池)可完全自含於個別模組化照明陣列單元500中。電源530可以係一單元，其接收來自一外部來源之功率並分配、調節及/或管理該功率至模組化照明陣列單元500內的其他器件。電源530可包括MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor；金屬氧化物半導體場效電晶體)800V(TO 247)(STMicroelectronics #STW 11NM80)。該外部電源可以係於一額定電壓之一般交流(AC)源。在一具體實施例中，該電源530可能能夠以在12V與480V之間的任何輸入電壓(AC或DC)來運行該模組化照明陣列單元500，使得在 該AC輸入之頻率上不存在限制。
ALS 520可以係一發光二極體(LED)陣列。ALS 520可包括若干光源。在一具體實施例中，ALS 520包括24個LED。該等LED可包括LED頭Micro-Fitt 3.0(Molex #538-43650-0212)、溫度頭SH 3POS側1mm錫(JST #455-1803-1ND)、XRCree-LED (Cree #XR7090WT-LI-0001)、溫度感測器/Ic溫度計(TO-92L)(Dallas Semiconductor #DS1821)、LED PCB (Heatron #LED6JN3)、矽(Burman Industries #TC-5030-5399)及其他材料。在一具體實施例中，ALS 520可包括一光源。然而，本文所述各種具體實施例並不限於特定數目的ALS 520中之光源。在一具體實施例中，ALS 520係以間隔加以組態，使得自模組化照明單元500輸出之光看起來係來自一單一光源。在一具體實施例中，個別模組化照明陣列單元500可以與圖1至4之任一者所示類似的方式來與一或多個個別模組化照明單元500接合。使用具有一共同組態的各個別模組化照明單元500中之ALS 520，自個別模組化照明單元500之一線性耦合及/或一堆疊組態輸出的光看起來係自一單一光源輸出的光。
圖6說明耦合在一起以作為一單一光源600運作的模組化照明陣列單元605、610及615之一庫或叢集600的具體實施例，其中各個別光源620係在垂直與水平方向上自其他個別光源相等地隔開。還可將該等模組化照明陣列單元耦合在一起以作為多個照明源來運作。在垂直與水平方向上的間隔在圖6中係表示為距離X，其中基於應用來選擇距離 X。替代地，個別光源620之間的相對間隔可根據應用來改變並且不必相等地間隔。此外，在本發明之一具體實施例中，該ALS可接受各種次要光學器件(透鏡陣列)630以提供對照明設計者有用的不同光束圖案。
參考圖12，可藉由具有可取代的透鏡1220之可互換透鏡系統來完成該等不同的光束圖案。在圖12中，一頂板1200與一背板1210固持可互換或可移除透鏡1220，其可以係改變或取代以使得可以控制所產生的光束圖案。在一具體實施例中，可將該等透鏡安裝於一由該頂板1200與該背板1210組成的支架中，其可允許該等透鏡係一單一或單位單元。當係改變時，可取代整個可互換透鏡1220陣列以使得可以產生不同的光束圖案。例如，可改變該光源的光束角度或光的特性以用作一較大單一光源來避免陰影。
在本發明之一具體實施例中，可控制模組化照明陣列單元之庫或叢集600來產生特定效果照明。例如，可具有"效果常式"，其模擬燭光、火、雷擊、一電視機的輝光、一快熄滅的霓虹燈廣告牌等。還可控制該等照明功能來產生用作一閃光或一頻閃的光。因而該等"效果常式"可以係產生頻閃或閃光的照明功能。此等"效果常式"可以係可在一外部控制盒820中運行的軟體，如稍後所說明。替代地，該等"效果常式"可以係內建於各模組化照明陣列單元900之電子器件915中的軟體，如稍後所說明。
圖7繪示具有連鎖並安裝至一散熱器725的模組化照明陣列單元710-1…710-8之一裝置700之一具體實施例。可藉由 菱形配接部分704、706來連鎖模組化照明陣列單元710-1…710-8。可使用其他連鎖機構，例如但不限於球狀配接部分、螺栓機構或連鎖機構之組合。可使用結構支撐727與728來以若干散熱器鰭片構造散熱器725。在一具體實施例中，散熱器鰭片的數目可等於模組化照明陣列單元的數目。在一範例中，圖7顯示具有針對模組化照明陣列單元710-1…710-8之散熱器鰭片726-1…726-8的散熱器725。在一具體實施例中，散熱器鰭片的數目可少於模組化照明陣列單元的數目。在一具體實施例中，散熱器鰭片的數目可大於模組化照明陣列單元的數目。可將散熱器725構造為一單一單元。可將散熱器725構造為連接在一起的散熱器726-1…726-8。在一具體實施例中，可將散熱器725構造為藉由一沿729之中心螺栓連接在一起的散熱器726-1…726-8。可明白本發明之範疇將不限於一散熱器之任何特定構造，但將包括轉移藉由LED產生之熱的任何冷卻器件。因而，在本發明之一些具體實施例中，一不具有移動部分的固態風扇可作為本發明之範疇內之一散熱器來運作，該風扇使用由於磁力所致而移動的氣流進行冷卻。
圖8顯示具有以菱形配接連接連鎖並經由一網路802通信的若干模組化照明陣列單元810-1…810-N及805的一裝置800之一具體實施例。模組化照明陣列單元810-1、…810-N及805係顯示為通信互連，然而模組化照明陣列單元810-(N-1)與810-N通常並不配置於模組化照明陣列單元810-1與805的光路徑中。對於模組化照明陣列單元810-1、…810- N及805係以通信線互連以形成一通信網路，可選擇模組化照明陣列單元805作為一主控單元來控制其本身及其他模組化照明陣列單元810-1、…810-N的照明功能。控制的功能可包括但不限於開關控制、調光、時序及狀態功能。可藉由主控單元805來控制各模組化照明單元以輸出相同強度的光。在一具體實施例中，主控單元805可針對裝置800的模組化照明陣列單元810-1、…810-N及805之一或多個模組化照明陣列單元來設定不同的光輸出位準。在一具體實施例中，可經由一讀出光衰減作為f制光圈(f-stop)的使用者介面來完成調光功能。
在一具體實施例中，在裝置800的所有模組化照明陣列單元都可能相同之處，可選擇任何模組化照明陣列單元作為該主控單元。當該等模組化照明陣列單元可以係連鎖在一起或可分開運作時實行一特定模組化照明陣列單元作為主控單元之選擇。在一具體實施例中，裝置800的所有模組化照明陣列單元可能並不都相同，但可包含若干共同組件以使得可以選擇任何模組化照明陣列單元作為該主控單元。可將一控制光"主控單元"切換成一受控的"從屬單元"，反之亦然。該選擇的主控單元之控制器可經由網路802透過與其他模組化照明陣列單元、庫或叢集的通信來控制其他模組化照明陣列單元並驗證其他模組化照明陣列單元、庫或叢集的強度位準。
網路802可以係其中模組化照明陣列單元810-1…810-N及805之各模組化照明陣列單元可發送與接收資料的網 路。在一具體實施例中，主控單元805將一指定控制信號或命令傳送至該等模組化照明陣列單元810-1…810-N之一或多個模組化照明陣列單元。在接收一控制信號或命令之後，模組化照明陣列單元810-i可旋即以一驗證碼回應其接收了該控制信號或命令。模組化照明陣列單元810-i可實施對應該接收的控制信號或命令的功能。該驗證碼可以係一接收確認，即一控制信號或命令係接收的指標。該驗證碼可以係相互關聯以反映若干可能控制信號或命令之一者係接收及該驗證碼確認該接收模組化照明陣列單元810-i已經或將實施所需功能。在一具體實施例中，主控單元805具有一命令集，各命令皆係一不同的控制信號或命令，其中各控制信號或命令皆具有其本身的唯一碼與對應的唯一驗證碼。該命令可以係傳送至所有該等模組化照明陣列單元810-1…810-N並藉由所有該等模組化照明陣列單元810-1…810-N回應。該命令可以係傳送至所有該等模組化照明陣列單元810-1…810-N之一者或一部分並藉由所有該等模組化照明陣列單元810-1…810-N之一者或一部分回應。
在一具體實施例中，一主控單元805可在該網路802上將一或多個封包傳輸至該等模組化照明陣列單元810-1…810-N之各模組化照明陣列單元。所傳輸的封包之一者可以係一位址而另一封包可以係一強度測量。在此一單向協定中，該主控單元805可能能夠在該網路802上控制該等模組化照明陣列單元810-1…810-N之各模組化照明陣列單元。例如，且不限制本發明，若該主控單元805想要將一模組 化照明陣列單元810-6調整至47%強度，則該主控單元805可將以下兩個封包傳輸至該等模組化照明陣列單元之各模組化照明陣列單元："A6<return>V47<return>"。在另一範例中，若該主控單元805想要將所有該等模組化照明陣列單元810-1…810-N調整至一特定強度值，則其可傳輸僅具有一強度值之一命令並省略位址參數。可明白，可傳送各種命令與封包，而不僅限於調整該強度值。
在一具體實施例中，網路802上之通信可包括資料在該等模組化照明陣列單元與該選擇的主控單元之間的轉移。資料可包括關於該個別模組化照明陣列單元之操作參數的原始資料，例如對於該個別模組化照明陣列單元內之ALS的電流、電壓或溫度，其可藉由該主控單元相互關聯回到一強度位準。替代地，各個別模組化照明陣列單元可處理其本身的操作參數並轉移回資訊，例如來自該個別模組化照明陣列單元之光的強度位準。該原始資料及/或處理的資訊並不限於自一個別模組化照明陣列單元輸出之光的強度。該原始資料及/或處理的資訊可包括但不限於該個別模組化照明陣列單元之ALS中的各光源之溫度資訊與狀態。可建置一協定以處理該通信。
可將網路802操作為一區域網路(LAN)。可使用一適當格式(即針對一給定網路建置之一格式)來處理網路802上之通信，或可使用各種通信標準之一者來處理網路802上之通信。針對網路802之通信媒體可以係一有線媒體，例如絞線對或一電纜媒體，或替代地可以係一光纖。網路802可 以係一無線網路。可使用一適當格式或使用各種無線通信標準之一者來處理無線網路802上的通信。網路802可以係使用裝置800之電源線的電源線通信網路。在數個具體實施例中，網路802可基於輻射沿該光譜之不同點的基於光之通信來運作。例如，該網路802可基於紅外線(IR)、雷射鏈路，或以一連接方式(例如光纖)；磁耦合通信(例如電磁感應耦合)；音波通信(包括超音波)；以及RF通信(例如藍芽)來運作。該等網路操作與通信選項可基於該裝置之位置來改變。例如，對於必須促進水下通信之一裝置，電源線通信不會適合，而電磁感應耦合可能更佳，或IR可能利於短程通信而超音波構件會適合於長程通信。此外，該等網路操作與通信可能改變以考量極限溫度或濕度、各種生物群落或其他惡劣環境。
圖9說明可與其他個別模組化照明陣列連鎖以形成一庫或叢集並網路連接的一個別模組化照明陣列單元900之一具體實施例的方塊圖。個別模組化照明陣列單元900包括ALS 905、連鎖機構904、906、電源910及電子器件915。可將ALS 905實現為一LED陣列。可將ALS 905與一或多個光源一起組態。連鎖機構904、906可以係菱形配接連接、球形配接連接、一螺栓機構或其組合。應明白，可(例如)使用一防水密封器件或一密封式密封器件來密封一模組化照明陣列單元群組並保護其免於曝露至周圍環境，或另外使其與其周圍環境絕緣。
在本發明之另一具體實施例中，可橫跨各個別LED採用 齊納(Zener)二極體。在一具體實施例中，在LED之ALS係串列連接之處，在一個別LED未能處於開啟狀態的情況下，整個ALS不會熄滅適當的齊納。在另一具體實施例中，該電源可調節至該ALS的電流以使得該等LED可以不頻閃或閃爍。在此一具體實施例中，該電源不會藉由脈衝寬度調變(PWM)來控制該ALS的強度。藉由減低或消除頻閃或閃爍效果，當用於電影與視訊生產時本發明係有益的，因為在光與相機快門之間不存在交互作用，其可能另外與一些HMI(human machine interface；人機介面)及螢光鎮流器一起發生，換言之，顯示為頻閃的可見拍頻。
電子器件915可包括一控制器920，其具有控制電路來管理其他個別模組化照明陣列單元，其係藉由一網路經由一通信介面930連鎖與耦合至該等個別模組化照明陣列單元。控制器920可以係一處理器，其執行指令以使用儲存於機器可讀取媒體(例如但不限於記憶體940)上的指令來控制其他個別模組化照明陣列單元。該機器可讀取媒體可以係任何電腦可讀取媒體。可經由一匯流排935來將控制器920或處理器920耦合至記憶體940與通信介面930。匯流排935可以係一並列匯流排。匯流排935可以係一串列匯流排。可將其他周邊器件耦合至匯流排935。替代地，可將電子器件915及/或個別照明陣列單元900之各組件個別地通信耦合至電子器件915及/或個別照明陣列單元900之其他組件。
電子器件915可包括感測器950或至感測器950之連接， 感測器950係附著於或嵌入個別照明陣列單元900中。此類感測器可包括但不限於溫度感測器，例如熱耦。控制器920或處理器920可監視感測器950的輸出以確定個別照明陣列單元900的狀態，使得控制器920或處理器920可發信通知或警報一錯誤狀況及/或若必要則關閉個別照明陣列單元900。
在另一具體實施例中，電子器件915可包括一微控制器晶片970，其包括一內部匯流排975。該微控制器晶片970可具有數個開關作為輸入980以用於控制該照明陣列單元900的操作模式與設定參數，包括該主控單元、從屬單元或其他模組化照明陣列單元、網路、強度、位址等。該微控制器晶片970亦可具有包括一輸入通信插孔與感測器的輸入980，該等感測器可以係直接連接至該微控制器晶片970的溫度感測器。該微控制器晶片輸出985可包括一LCD顯示器，用於強度調整的對該電源之命令及一輸出通信插孔。在一具體實施例中，可存在連接至該微控制器晶片970之一非揮發性記憶體區塊，其可用於資料登錄。例如，可將該記憶體用於監視該ALS 905的溫度與使用分佈。
當個別照明陣列單元900係與其他照明陣列單元連鎖與網路連接以形成一庫或叢集時，可將其設定為一從屬單元或一主控單元。可使用若干組態來實現主控/從屬選擇器960。主控/從屬選擇器960可包括一觸發開關來選擇主控或從屬。在一具體實施例中，當係選擇為一從屬單元時， 該從屬單元可將回講(talk back)信號提供至該網路上以回應接收一控制信號。若一從屬單元接收來自已藉由其個別主控/從屬選擇器設定為主的兩個不同單元之一控制信號，則該從屬單元可將其功能設定為在對應該兩個命令信號之值之間的一值。例如，若一從屬單元接收來自一主控單元之100%照明強度與來自另一主控單元之20%照明強度的命令信號，則該從屬單元可將其強度設定為60%照明強度。在其中在一個別照明陣列單元之網路中僅存在一個主控單元的具體實施例中，一觸發開關的使用可伴隨一程序以決定該主控單元。隨著主控/從屬選擇器960係耦合至匯流排935，回應至主控單元之觸發，可經由通信介面930傳送一主控單元被設定之一信號，其中接收該信號的網路中之任何主控單元觸發其本身至從屬單元。
亦可接收一控制信號之一電機、機械或軟體開關除手動設定以外還可用作該主控/從屬選擇器960而用於自我觸發。在此一配置中，觸發至主的最後個別照明陣列單元變為個別照明陣列單元之網路中的主控單元。可實施其他協定來選擇個別照明陣列單元之一網路中的主控單元。在另一具體實施例中，一個別照明陣列單元900可具有一亦可接收一控制信號的電機、機械或軟體開關，其在以下三個位置之間觸發：主、從及可定址。該從與可定址模式之間的差異係在可定址模式中可指派一特定位址。
在另一具體實施例中，可透過連接的模組化照明陣列單元之庫或叢集之狀態的偵測來自動組態該網路802。例 如，在一系列線連接模組化照明陣列單元中，該鏈中的第一單元可偵測到無任何器件係連接至其輸入插孔，並可將其本身設定為該主控單元。該系列中的下一及隨後模組化照明陣列單元可偵測到其輸入插孔中的其他單元，故其可將其本身設定為從屬單元。在另一具體實施例中，若該系列單元偵測到一手動調光器或DMX(data multiplexer；資料多工器)轉換盒820係連接，則其可將其本身設定為可定址單元並在其LCD螢幕上顯示其唯一位址。此外，該系列單元可通信以建置唯一位址，使得可以顯示其唯一位址。
在另一具體實施例中，該通信介面930可包括針對該等模組化照明陣列單元之一位置偵測特徵，使得在一系列連接的單元中的最後模組化照明陣列單元可決定其係該鏈中的最後單元。例如，各個別單元皆可偵測在一單元鏈中其前面或其後面是否存在任何單元。若在其前面存在單元，則該個別單元可將其本身設定為一可定址或從模式。若在該鏈中在其後面存在單元，則其可將其接收的信號傳遞至在該鏈中在其後面的單元。若在該鏈中在其後面不存在單元，則該個別單元可切換至該最後ALS上之一終止電阻器。
可將主控/從屬選擇器960實現為一資料主介面960，其係外部通信之一介面，使得可經由此資料主介面藉由一外部電子器件或系統來將一個別照明陣列單元900設定為主控單元或從屬單元。可將資料主介面960實現為一串列資料輸入、一並列資料輸入、一光學輸入或一無線輸入。可 將資料主介面960實現為一標準通信埠。資料主介面960允許該照明網路中的個別照明陣列單元在實際上相同時間週期中係設定為一所需主從配置。在一具體實施例中，主控/從屬選擇器960可包括一主控/從屬觸發器與一資料主介面。在一具體實施例中，主控/從屬選擇器960可包括一主位置、一從位置及一資料主介面。
圖10說明具有依據類似於本文所述之該些具體實施例的各種具體實施例而連鎖與網路連接的若干個別模組化照明陣列單元的一系統1000之一具體實施例。系統1000包括一外罩1005，其中網路連接的模組化照明陣列單元1010-1…1010-4係佈置於一散熱器1007上並藉由網路1002通信耦合。系統1000並不限於四個模組化照明陣列單元，而可根據應用來具有或多或少的模組化照明陣列單元。可藉由依據本文所述之教導的一連鎖機構之一具體實施例來耦合模組化照明陣列單元1010-1…1010-4。可以針對圖8與9說明之一方式或針對一模組化照明陣列單元之各種其他具體實施例來組態與操作模組化照明陣列單元1010-1…1010-4之各模組化照明陣列單元。可將散熱器1007實現為一單一散熱器或散熱器之一組合。可明白本發明之範疇將不限於一散熱器之任何特定構造，但將包括轉移藉由該等LED產生之熱的任何冷卻器件。因而，在本發明之一些具體實施例中，一不具有移動部分的固態風扇可作為本發明之範疇內之一散熱器來運作，該風扇使用由於磁力所致而移動的氣流進行冷卻。
圖11說明具有一控制器電路板、電源電路板及LED陣列電路板之一系統之一具體實施例的圖式。參考圖11，該控制器電路板可包括一控制面板、一微控制器及一電源溫度感測器。該電路板可具有一介面，其接收來自動作感測器、接近感測器、計時器或時鐘、環境光感測器等之輸入。該控制器電路板還可具有一LC顯示器，並且此外還可包括一資料登錄，使用其該微控制器可用以儲存資料。該微控制器還可接收來自該LED陣列電路板上之一溫度感測器的輸入，其可反映該(等)LED模組化照明陣列單元的溫度。該微控制器還可與一電流調節器通信，其可控制傳送至該LED陣列電路板的電流。此外，該微控制器可經由該介面接收來自該電源溫度感測器或電源單元、控制面板或其他感測器的輸入以調節饋送至該LED陣列電路板的電流。除調節供應至該LED陣列電路板的電流以外，該微控制器還可調節該系統的冷卻風扇的操作、顯示於該LC顯示器上的資訊、登入於該資料登錄中的資料。來自該電源電路板的電流調節器可接收來自該微控制器的輸入以及來自該電源的高電壓供應，並調節供應至該LED陣列電路板的電流。該電流調節LED電源還可包括一冷卻風扇，其係以部分速度運行以減低自該冷卻系統發出的雜訊。此外，該LED電源可具有一溫度感測器來按需要增加該冷卻風扇的速度以防止對該等LED或電源的損壞。
本文揭示的本發明之數個益處包括發射UV(vltraviolet；紫外線)的減低(保護眼睛與皮膚)、熱發射的減低(減低空 調成本並節省諸如濾膠的消耗品)、RoHS守規性(無鉛/水銀係用於產品中)及針對環境可持續性的照明儀器之組件的最大可再循環性/再使用。
儘管本文已解說並說明特定具體實施例，熟習此項技術者將明白可以針對所示特定具體實施例來替代計算用以實現相同目的的任何配置。應明白，以上說明係說明性而非限制性，並且本文採用的措詞或術語係出於說明目的而非限制目的。在檢視以上說明之後，熟習此項技術者將旋即明白以上具體實施例及其他具體實施例的組合。
104‧‧‧配接部分/鳩尾
105‧‧‧模組化照明陣列單元
106‧‧‧配接部分/鳩尾
107‧‧‧摩擦螺母
110‧‧‧照明陣列單元(庫或叢集)
115‧‧‧模組化照明陣列單元
204‧‧‧配接部分/鳩尾
205‧‧‧模組化照明陣列單元
206‧‧‧配接部分/鳩尾
210‧‧‧照明陣列單元(庫或叢集)
215‧‧‧模組化照明陣列單元
304‧‧‧配接部分/孔
305‧‧‧模組化照明陣列單元
306‧‧‧配接部分/螺紋孔
310‧‧‧照明陣列單元(庫或叢集)
315‧‧‧模組化照明陣列單元
400‧‧‧配置
401-11‧‧‧模組化照明單元
401-12‧‧‧模組化照明單元
401-1N‧‧‧模組化照明單元
401-M1‧‧‧模組化照明單元
401-M2‧‧‧模組化照明單元
401-MN‧‧‧模組化照明單元
500‧‧‧模組化照明陣列單元
504‧‧‧配接連接
506‧‧‧配接連接
520‧‧‧光源陣列(ALS)
530‧‧‧電源
600‧‧‧照明陣列單元(庫或叢集)/單一光源
605‧‧‧模組化照明陣列單元
610‧‧‧模組化照明陣列單元
615‧‧‧模組化照明陣列單元
620‧‧‧光源
630‧‧‧次要光學器件(透鏡陣列)
700‧‧‧裝置
704‧‧‧菱形配接部分
706‧‧‧菱形配接部分
710-1至710-8‧‧‧模組化照明陣列單元
725‧‧‧散熱器
726-1至726-8‧‧‧散熱器鰭片
727‧‧‧結構支撐
728‧‧‧結構支撐
800‧‧‧裝置
802‧‧‧網路
805‧‧‧模組化照明陣列單元
810-1‧‧‧模組化照明陣列單元
810-(N-1)‧‧‧模組化照明陣列單元
810-N‧‧‧模組化照明陣列單元
820‧‧‧外部控制盒
900‧‧‧模組化照明陣列單元
904‧‧‧連鎖機構
905‧‧‧ALS
906‧‧‧連鎖機構
910‧‧‧電源
915‧‧‧電子器件
920‧‧‧控制器/處理器
930‧‧‧通信介面
935‧‧‧匯流排
940‧‧‧記憶體
950‧‧‧感測器
975‧‧‧內部匯流排
980‧‧‧輸入
985‧‧‧微控制器晶片輸出
1000‧‧‧系統
1002‧‧‧網路
1005‧‧‧外罩
1007‧‧‧散熱器
1010-1至1010-4‧‧‧模組化照明陣列單元
1200‧‧‧頂板
1210‧‧‧背板
1220‧‧‧透鏡
已經由範例而非限制在該等附圖之圖式中說明本發明之具體實施例，其中：圖1A至B繪示具有可經組態用以接合在一起以形成一更大照明陣列單元(庫或叢集)的多個模組化照明陣列單元的一裝置之一具體實施例。
圖2A至B繪示具有可經組態用以接合在一起以形成一更大照明陣列單元(庫或叢集)的多個模組化照明陣列單元的一裝置之一具體實施例。
圖3A至B繪示具有可經組態用以接合在一起以形成一更大照明陣列單元(庫或叢集)的多個模組化照明陣列單元的一裝置之一具體實施例。
圖4說明沿列連接並堆疊的模組化照明陣列單元之一配置之一具體實施例。
圖5繪示一個別模組化照明陣列單元之一具體實施例的 方塊圖。
圖6說明耦合在一起以作為一單一光裝置運作的模組化照明陣列單元之一具體實施例，其中各個別光源係在垂直與水平方向上自其他個別光源相等地隔開。
圖7繪示具有連鎖並安裝至一冷卻器件或散熱器的模組化照明陣列單元之一裝置之一具體實施例。
圖8顯示具有以菱形配接連接連鎖並經由一網路通信的若干模組化照明陣列單元的一裝置之一具體實施例。
圖9說明可與其他個別模組化照明陣列單元連鎖並網路連接的一個別模組化照明陣列單元之一具體實施例的方塊圖。
圖10說明具有依據類似於本文所述之該些具體實施例的各種具體實施例而連鎖與網路連接的若干個別模組化照明陣列單元的一系統之一具體實施例。
圖11說明具有一控制器電路板、電源電路板及LED陣列電路板之一系統之一具體實施例的圖式。
圖12說明用以形成一可互換透鏡系統以允許光束之擴展的改變的兩個板與透鏡之一側視圖與剖面圖。
500‧‧‧模組化照明陣列單元
504‧‧‧配接連接
506‧‧‧配接連接
520‧‧‧光源陣列(ALS)
530‧‧‧電源

Claims (17)

  1. 一種照明裝置，其包含：複數個模組化照明陣列單元，其係互連以用於重新組態該照明裝置的大小與輸出，其中每一模組化照明陣列單元皆包括一光源二維陣列與一板上經校準電源，其中各模組化照明陣列單元皆係機械地連接至另一模組化照明陣列單元，其中遍及該複數個模組化照明陣列單元之每一光源係均等地與兩個陣列維度上之每一者之所有鄰近光源相隔開。
  2. 如請求項1之照明裝置，其中該光源陣列具有可互換透鏡來控制一或多個光束。
  3. 如請求項1之照明裝置，其中該等照明陣列單元係藉由一模組化照明陣列單元之一公配接部分耦合至另一模組化照明陣列單元之一母配接部分機械地連接。
  4. 如請求項3之照明裝置，其中該公配接部分與該母配接部分具有一菱形形狀、一球狀形狀或一舌片與溝槽形狀。
  5. 如請求項4之照明裝置，其中該等照明陣列單元係藉由具有鏡射配接部分之互補配接部分機械地連接。
  6. 如請求項1之照明裝置， 其中該電源係一直流電源或一普通交流電源。
  7. 如請求項1之照明裝置，其中每一模組化照明陣列單元包含一控制器，該控制器經調適以管理其他模組化照明陣列單元。
  8. 如請求項7之照明裝置，其中該複數個模組化照明陣列單元係藉由一通訊網路互連。
  9. 如請求項8之照明裝置，其中該通訊網路利用絞線對、一纜線媒介、一光纖、紅外線、雷射連線、電磁感應、聲波通訊、超聲波通訊或射頻通訊而實施。
  10. 如請求項1之照明裝置，其中該等光源係發光二極體。
  11. 一種模組化照明陣列單元，其包含一光源二維陣列，一板上經校準電源，一機械連接裝置，其經組態以將該模組化照明陣列單元機械地連接至另一模組化照明陣列單元，一控制器，其經調適以管理其他模組化照明陣列單元其中遍及該模組化照明陣列單元之每一光源係均等地與兩個陣列維度上之每一者之所有鄰近光源相隔開。
  12. 如請求項11之模組化照明陣列單元，其中該光源陣列具有可交換鏡片以控制一個或多個光束。
  13. 如請求項11之模組化照明陣列單元，其中該機械連接裝置具有一公配接部分，該公配接部分經組態以耦合至該另一相同模組化照明陣列單元之一母配接部分。
  14. 如請求項13之模組化照明陣列單元，其中該公配接部分與該母配接部分具有一菱形形狀、一球狀形狀或一舌片與溝槽形狀。
  15. 如請求項11之模組化照明陣列單元，其中該機械連接裝置包含具有鏡射配接部分之互補配接部分。
  16. 如請求項11之模組化照明陣列單元，其中該電源係一直流電源或一普通交流電源。
  17. 如請求項11之模組化照明陣列單元，其中該等光源為發光二極體。
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