(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
業務用及び／または家庭用の制御可能な電源及び照明システムであって、ＬＥＤライトを含むＬＥＤアレイを具え、該ＬＥＤアレイは低電圧ＡＣ電源によって給電されるように構成され、該低電圧ＡＣ電源の電圧はＡＣ実効値５０vであり、
(i) 使用中に、前記低電圧ＡＣ電源から前記ＬＥＤアレイに分配される低電圧ＡＣ電力は、主ＡＣ変圧器にリンクされ、該主ＡＣ変圧器は外部または内部に配置され、
(ii) 使用中に、前記低電圧ＡＣ電力は、管状のバスバーによって分配され、
(iii) 使用中に、前記ＬＥＤライトの各々、または前記ＬＥＤライトのグループの各々に供給される前記低電圧ＡＣ電力は、前記ＬＥＤライトの各々、または前記ＬＥＤライトのグループの各々に関連するＡＣ／ＤＣ整流器において低電圧ＤＣ電力に変換され、
(iv) 前記システムが、前記ＬＥＤアレイの全体、あるいは前記ＬＥＤアレイ内の個別の前記ＬＥＤライトまたは前記ＬＥＤライトのグループの出力を自動制御する手段を含む、
電源及び照明システム。
【請求項２】
前記システムは、通信技術と組み合わせた電力線技術、及び前記ＬＥＤアレイ内、及び非ＬＥＤ系装置が存在すれば当該非ＬＥＤ系装置内の登録手段を追加的に具えて、遠隔的に監視されて制御されるように構成され、前記遠隔的な制御はウェブベースまたは無線での制御である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記システムは、業務用及び／または家庭用の建物内で使用され、前記主ＡＣ変圧器は、前記建物の外部の、システムの中心に合わせた位置に配置され、あるいは、前記主ＡＣ変圧器は、前記建物の内部の、前記建物の中心または最上部または最下部に配置され、前記主ＡＣ変圧器は、ＡＣ実効値２４０v−５０vの変圧器である、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ＬＥＤアレイが、１つ以上の、ＬＥＤライトまたはＬＥＤライトのグループを具え、前記ＬＥＤライトまたはＬＥＤライトのグループは、１つ以上のＬＥＤスポットライト、１つ以上のＬＥＤ投光ライト、１つ以上のＬＥＤストリップライト、またはＬＥＤライトを包含する１つ以上のストリップ、あるいはＬＥＤスポットライト、ＬＥＤ投光ライト。ＬＥＤストリップライト、またはＬＥＤを包含するアレイまたはストリップの任意の組合せを含む、請求項１〜３のいずれかに記載のシステム。
【請求項５】
前記バスバーが、前記システム内の１つ以上の非ＬＥＤ系装置に給電するように構成されている、請求項１〜４のいずれかに記載のシステム。
【請求項６】
通信技術と組み合わせた電力線技術、及び前記ＬＥＤアレイ内の登録チップを追加的に具え、前記電力線技術と前記通信技術との組合せによって前記システムを遠隔的に監視して制御することができる、請求項１〜５のいずれかに記載のシステム。
【請求項７】
前記バスバーによって提供される電力線技術によって、前記電源及び照明システム用の制御システムが提供される、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記システム内の前記ＬＥＤライト及び非ＬＥＤ系装置の各々が、１つ以上の、ＬＥＤ固有の登録チップの使用により登録されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
ローカル・パーソナルコンピュータへの無線リンクを用いて、またはインターネット経由で遠隔的に、前記システムを無線で遠隔的に監視して制御するように構成され、個別の前記ＬＥＤライトの各々に、登録ストリップ及び局所的整流器が取り付けられている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記バスバーに供給される前記低電圧ＡＣ電力が、ＡＣ実効値１２v〜５０vである、請求項１〜９のいずれかに記載のシステム。
【請求項１１】
前記ＬＥＤアレイ、あるいは前記ＬＥＤアレイ内の個別の前記ＬＥＤライトまたは前記ＬＥＤライトのグループの放射パワーの測定に関するデータを記録する手段を追加的に具え、非ＬＥＤ系装置が存在する場合、前記システムが、当該非ＬＥＤ系装置の電力消費の測定に関するデータを記録する手段を含む、請求項１〜１０のいずれかに記載のシステム。
【請求項１２】
前記放射パワーの測定に関するデータを記録する手段は、前記ＬＥＤアレイ内の前記ＬＥＤライトの各々の登録、及び分光放射計による前記ＬＥＤライトの事前較正によって提供される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ＬＥＤアレイに接続された運動センサ、光センサ及び／または光メータを追加的に具えて、前記ＬＥＤライトの波長、光強度または光周期の継続的測定の必要なしに、有効な光レベルを業務用または家庭用のシステムに提供する、請求項１〜１２のいずれかに記載のシステム。
【請求項１４】
前記システム内の１つ以上の非ＬＥＤ系装置が、ラップトップ・コンピュータ、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）、プリンタ、スキャナ、ディクテーションマシン、留守番電話機、携帯電話用充電器を含む充電器、タブレット充電器、携帯ゲーム機用充電器、カメラ及びビデオ用充電器、テレビ受像機、モニタ、シェーバ、ヘアートリマー、ラジオ、煙警報器／感知器、CO2警報機／感知器、警報機、運動センサ、及びこれらの装置に１つ以上の任意の低電圧適合の装置を含めた装置の任意の組合せから個別に選択したものである、請求項１〜１３のいずれかに記載のシステム。
【請求項１５】
前記電源及び制御システム用の制御システムが、前記ＬＥＤアレイ全体、あるいは前記ＬＥＤアレイ内の個別の前記ＬＥＤライトまたは前記ＬＥＤライトのグループの放射パワーの、較正による測定、業務用または家庭用の領域内の光レベルの、光センサによる測定、非ＬＥＤ系装置に入力される電力／非ＬＥＤ系装置の電力消費の、個別またはグループ単位での測定に関するデータを記録する手段を含む、請求項１〜１４のいずれかに記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、業務用及び／または家庭用の用途における使用に適した新規な制御可能な電源及び照明装置に関するものである。本発明は、特に、バスバー上に分配される低電圧ＡＣ電力によって給電される発光ダイオード（ＬＥＤ：light emitting diode）ライト、及び随意的に非ＬＥＤ系装置を配置し自動制御する方法に関するものである。これに加えて、この新規な電源及び照明装置は、生体、特に植物のように家庭用または業務用の成長装置内で成長することができる生命体に近接した一様かつ安全な様式での使用に適している。
【０００２】
本発明は、電力及び光を一様かつ安全な様式で分配する、発光ダイオード（ＬＥＤ）ライトを含む照明装置、及び非照明装置用の制御可能な電源及び照明装置にも関するものである。
【０００３】
本発明は、個別の照明装置、照明装置のグループ、または照明装置のアレイ、並びに非照明装置を、特定の家庭用または業務用のシステムの必要に応じて、１m2〜１０，０００m2超の大きな表面積にわたって制御することを可能にする方法にも関するものである。
【０００４】
本発明は、業務用または家庭用の用途における個別のＬＥＤライトの波長、光強度、及び光周期を制御する方法にも関するものである。
【０００５】
本発明は、業務用及び／または家庭用システム内のＬＥＤ照明、及び存在すれば非ＬＥＤ系装置の自動制御、デジタル収集及び報告の提供、並びに装置特有の特徴のリアルタイムでの監視及び管理、及びこのシステム内で事前設定された条件にリンクしたフィードバック・ループ及び進化アルゴリズムの使用の提供にも関するものである。
【０００６】
本発明は、ユーザの安全を保証し健康及び安全関係の電気規格に準拠しつつ、ＩＰ等級付けを必要とせずに、業務用または家庭用の成長装置を含む業務用または家庭用の用途において使用されるＡＣ（交流）１２〜５０vでのＬＥＤ照明を提供するための手段にも関するものである。
【０００７】
本発明は、業務用または家庭用成長装置内のＬＥＤライトを、波長、光強度及び光周期について、成長環境内の１m2〜１０，０００m2超の大きな表面積にわたって個別に制御して、補助的な光を、あるいは成長チャンバ内または多層成長における唯一の光を提供することを可能にする方法にも関するものである。
【０００８】
本発明は、成長素材、例えば植物に適度に近接した所で最適な一様性を実現するための、業務用または家庭用の成長装置内のＬＥＤライトの間隔にも関するものである。
【０００９】
本発明は、業務用または家庭用成長装置内における、成長素材と照明装置との間の距離、例えば植物とＬＥＤライトとの間の距離の安全な調整にも関するものである。
【００１０】
本発明は、自動制御、デジタル収集及び報告の提供、並びに波長、放射パワー、光周期、及び他の成長パラメータのリアルタイムでの監視及び管理の提供、及びこれらの成長パラメータ及び他の条件にリンクしたフィードバック・ループ及び進化アルゴリズムの使用の提供にも関するものである。
【背景技術】
【００１１】
発明の背景
発光ダイオード（ＬＥＤ）照明技術は、例えば、以前には非効率で高コストのＨＩＤ（high intensity discharge：高輝度放電）ナトリウムランプが利用されていた街路照明のような業務用途において、増加した電力効率を、これに関連したコストの低減と共に提供することで知られている。ＬＥＤ設備に望まれる特徴は、カスタマイズ（顧客対応）された業務用または家庭用システムの特定の必要性に応じて、各波長を独立して制御し光強度及び光周期を変化させる能力である。
【００１２】
ＬＥＤを用いて光周期をミリ秒単位から時間単位まで調整することは技術的に可能である。ＬＥＤ照明の製造業者は、何百個もの高電力ＬＥＤを組み込むことの多い従来のプリント回路基板（ＰＣＢ：printed circuit board）を用いた小型のＬＥＤ照明アレイを設計してきた。これらはＩＰ等級付けされ、一般にＡＣ（交流）２４０vの高電圧で給電される。
【００１３】
こうしたＬＥＤアレイに供給される電力の５０％超は、一般に放射パワーではなく熱に変換されるので、これらの小型ＬＥＤ照明アレイはファンで空冷されることが多い。家庭用及び業務用の消費者の両者の、浪費されるエネルギー消費に関連する環境コストに対する意識が絶えず高まるものとすれば、市販のＬＥＤアレイによって提供される電力変換の相対的な非効率は、一部の環境におけるこれらの使用の妨げとなり得る。
【００１４】
従って、供給される電力の５０％以上を熱エネルギーではなく放射パワーに変換する、こうしたＬＥＤ照明アレイ用の電源システムを提供する必要性がここに存在する。
【００１５】
業務用の視点からは、こうしたＬＥＤアレイが、その波長、放射パワー及び光周期を遠隔制御する能力を提供しつつ、よりエネルギー効率的なベースで、かつコスト効率の高い方法で動作することができれば、明らかに大きな利益となる。
【００１６】
市販のＬＥＤライトはＤＣ（直流）電流で給電され、このことは、これらが一般に、代表的にはＡＣ２３０v−ＤＣ２４vのＡＣ／ＤＣインバータに近接して配置されることを意味する。低電圧ＤＣでは短い距離で大幅な電圧降下があり、このことは、システム効率のために、ＡＣ／ＤＣインバータをＬＥＤライトから５m未満、一般に約２mの距離をおいて配置しなければならないことを意味する。
【００１７】
ＬＥＤ系の照明を、大規模な業務用または工業用の用途向けの照明を提供するために、あるいは多数のＬＥＤライトを必要とする高輝度照明システムを提供するために用いることの特別な欠点は、個別のＬＥＤライト間、またはＬＥＤライトのグループ間のいずれかに必要な間隔は、ＡＣ／ＤＣインバータ間の距離を増加させる必要があることを意味することにある、というのは、こうした配置は一般にＤＣ電圧降下が増加する恐れを意味するからである。
【００１８】
業務用途向けのこうした電圧降下の問題を解決するための今までの努力は、ＬＥＤライト、特にストリップ照明としても知られているＬＥＤライトのストリップを利用する改良形の照明システムを、より小さいサイズのＡＣ／ＤＣインバータの数の増加を伴って提供してきた。以上に示したＬＥＤのコスト、及び追加的なインバータのコストに加えて、こうした改良形システムは、多数のインバータを接続するために、単一の大型ＡＣ／ＤＣインバータを使用する場合に必要であるよりもずっと大量の高電圧ＡＣ配線を必要とする。すべての配線及びインバータがＩＰ等級付けされていなければならない大規模な業務用システムでは、このことは特に高価になる。これに加えて、こうしたシステムの複雑性は、こうした改良形システム内のＬＥＤ照明を制御するために必要な方策、並びに発生する波長、光強度及び光周期の測定が非実用的になると共に、何らかの故障が発生すれば危険になり得ることを意味する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
従って、現在のシステムの電圧降下の制約を克服し、現在利用可能な従来型の小型またはストリップ型のＬＥＤ照明アレイに対して改善された電力変換を伴って、一様な様式の放射パワー分布を提供することができる、ＬＥＤ系照明アレイに電源及び照明を提供するためのシステムを提供する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、業務用及び／または家庭用の用途における使用に適した、新規な改良形の電源及び照明装置を具えている。本発明は、特に、業務用及び／または家庭用の用途向けの電源及び照明を提供するための制御可能なシステムに関するものであり、このシステムは、１つ以上のＬＥＤ照明アレイ、及び随意的に１つ以上の非ＬＥＤ装置を具え、これらの照明及び装置は、バスバー上に分配される低電圧電力によって給電される。
【００２１】
第１の態様によれば、本発明は、業務用または家庭用の使用に適した改良形の制御可能な電源及び照明システムを提供し、照明はＬＥＤライトを具えたＬＥＤアレイであり、このアレイは低電圧ＡＣ電源によって給電され、
(i) 上記低電圧ＡＣ電源から上記アレイに分配される低電圧ＡＣ電力は主変圧器にリンクされ、この主変圧器は外部または内部に配置することができ、
(ii) 上記低電圧ＡＣ電力はバスバーによって分配され、
(iii) 各ＬＥＤライトまたはＬＥＤライトのグループに供給される上記低電圧ＡＣ電力は、各ＬＥＤライトまたはＬＥＤライトのグループに関連するＡＣ／ＤＣ整流器において低電圧ＤＣに変換され、
(iv) 上記システムは、上記ＬＥＤアレイ全体、あるいは上記アレイ内の個別のＬＥＤライトまたはＬＥＤライトのグループの出力を自動制御する手段を含み、随意的に、
(v) 上記バスバーは、上記システム内の１つ以上の非ＬＥＤ系装置に給電するように構成されている。
【００２２】
他の態様によれば、本発明は、業務用または家庭用における使用に適した新規な電源及び照明システムを提供し、この電源及び照明システムは、ＬＥＤライトを具えたＬＥＤアレイを具え、このＬＥＤアレイは低電圧ＡＣ電力によって給電され、
(i) 上記アレイに分配される上記低電圧ＡＣ電力は、外部の主変圧器にリンクされ、
(ii) 上記低電圧ＡＣ電力は、アルミニウム製の管状バスバーによって分配され、
(iii) 各ＬＥＤライトまたはＬＥＤライトのグループに供給される上記低電圧ＡＣ電力は、上記アレイ内の各ＬＥＤライトまたはＬＥＤライトのグループに関連するＡＣ／ＤＣ整流器において低電圧ＤＣに変換され、
(iv) 上記システムは、上記ＬＥＤアレイ全体、あるいは当該アレイ内の個別のＬＥＤライトまたはＬＥＤライトのグループの出力を自動制御する手段を含み、随意的に、
(v) 上記ＬＥＤライトは、１つ以上のＬＥＤスポットライト、１つ以上のＬＥＤ投光ライト、１つ以上のＬＥＤストリップライト、１つ以上の個別のＬＥＤライトを含む１つ以上のストリップ、あるいはＬＥＤスポットライト、ＬＥＤ投光ライト、ＬＥＤストリップライト、またはＬＥＤを含むストリップの任意の組合せを具えている。
【００２３】
他の態様によれば、本発明は、本明細書中に規定する新規な電源及び照明システムを提供し、バスバーを介して提供される電力線技術が照明システム用の制御システムを提供し、この制御システムは、１つ以上のＬＥＤ固有の登録チップの使用により、各個別のＬＥＤライト、または１つ以上のＬＥＤライトのグループ、あるいは１つ以上のＬＥＤライト・アレイの１つ以上と通信して、遠隔的に制御され監視されるシステムを提供し、システム内の電圧降下の自動補正は、上記アレイ内の各ＬＥＤまたはＬＥＤのグループに関連する局所的インバータによって行われる。
【００２４】
他の態様は、以上に規定した新規な電源及び照明システムを提供し、この電源及び照明システムは、ウェブベースの遠隔制御の特徴機能、及びピーク主電源とオフピーク主電源とを混合した電源を提供し、主電源と例えば太陽光発電のような代替の再生可能電源とを混合した電源も提供する手段を有する。
【００２５】
さらに他の態様によれば、本発明は、以上に規定した、業務用及び家庭用における使用に適した新規な電源及び照明システムを提供し、このシステムは、次の独立した特徴またはその任意の組合せのうち１つ以上を追加的に具えている：上記照明がＬＥＤストリップを具えている；上記照明がＬＥＤスポットライトを具えている；上記照明がＬＥＤ投光ライトを具えている；上記照明が、ＬＥＤスポットライト、ＬＥＤ投光ライト、及び／またはＬＥＤストリップの組合せを具えている；電力線とアレイとの組合せの登録が、システムの無線遠隔制御及び監視を可能にする。上記システムが、フィードバック・ループを制御システム内に含んで、建物内のリアルタイムのＬＥＤ調整を可能にする。
【００２６】
さらに他の態様によれば、本発明は、以上に規定した、業務用及び家庭用における使用に適した新規な電源及び照明システムを提供し、この電源及び照明システム内の各個別のＬＥＤライト及び／または非ＬＥＤ装置、あるいはライトのグループ及び／または非ＬＥＤ装置、あるいはライト及び／または非ＬＥＤ装置のアレイは、最終的にインターネット経由で制御するために、電力線通信チップによって可能にされるこうした制御によりクラウド・インターネット経由で収集されたすべてのデータと共に個別に登録することができる。
【００２７】
他の態様によれば、本発明は、成長装置内で使用される本発明の電源及び照明システムと共に使用される改良形ＬＥＤアレイを提供し、このＬＥＤアレイは、平行に配列された一連のアルミニウム製ストリップを具え、個別のＬＥＤライトは、各個別のストリップの長さ方向に沿って任意距離の間隔をおくことができ、各個別のストリップは、隣接する各個別のストリップから同様な距離の間隔をおき、ＬＥＤアレイによって提供されるＬＥＤパターン全体は一様なグリッド（格子）に近く、上記ＬＥＤストリップはＡＣ低電圧電源によって給電される。
【００２８】
業務用または家庭用における使用に適した電源及び照明システムも提供され、この電源及び照明システムは、ＬＥＤライトを具えたＬＥＤアレイを具え、このアレイはＡＣ低電圧電源によって給電され、
(i) 上記アレイに分配される上記低電圧ＡＣ電力は外部の変圧器にリンクされ、
(ii) 上記低電圧ＡＣ電力はバスバーによって分配され、
(iii) 各ストリップに供給される上記低電圧ＡＣ電力は、各ストリップに関連するＡＣ／ＤＣ整流器において低電圧ＤＣに変換され、
(iv) 上記システムは、上記ＬＥＤアレイ全体、あるいは上記アレイ内の個別のＬＥＤライトまたはＬＥＤライトのグループを自動制御する手段を含む。
【００２９】
本発明のこれらの態様及びさらに他の態様は、以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明の制御可能な電源及び照明システムにおける使用に適した３つの好適なバスバーの一部分を側面から斜めに見た図を例示する。特に、図１は、同図に示すように一次または主バスバー図１(a)、二次バスバー図１(b)、及び三次バスバー図１(c)を例示し、これら３つのバスバーのすべてが管状であり、中空内部を有する。一次バスバーの直径は二次バスバーの直径よりも大きく、二次バスバーは三次バスバーよりも大きい直径を有する。
【図２】図２は、同心状のバスバー構成の２つの図を例示する。図２(a)は、同図中に例示する外部バスバーによって包囲される内部バスバーを有する管状バスバー構成の部分分解図を提供し、別個の特徴としては、この管状バスバー構成の内部バスバーと外部バスバーとの間に挿入されて内部絶縁された同心状のバスバー構成を提供するための管状の絶縁部である。図２(b)は、好適な同心状の内部絶縁体付きバスバー構成の一部分の側面図であり、内部バスバー(A)及び外部バスバー(B)を有し、外部バスバーは内部バスバーを包囲するが内部バスバーと電気接触しない。疑問を避けるために、例示目的で、図２(b)は、外部バスバー・スリーブの両端から突出させて示す。実際用途では、使用中に、特に内部バスバーが直線状のバスバーであれば、内部バスバーは使用中に外部バスバー内に収まって電気的安全性を提供する。図２(b)の好適なバスバー構成の一部分では、内部バスバー及び外部バスバーが共に中空管であり、管状の絶縁部(C)が存在し、絶縁部(C)は内部バスバーを包囲し、これらのバスバー間に配置されている。
【図３】図３は、本発明による制御可能な電源及び照明システム用の電力を、実際に主電源から分配することができる方法を例示し、この例では、電力グリッドから１つ以上の変圧器を介して建物内のバスバー・アセンブリまで分配して、ＬＥＤ照明に電源及び照明を提供する。図示するように、幹線給電レベル、即ちＡＣ２４０vの幹線電力が、電力グリッド(D)によって変圧器(E)に供給され（変圧器(E)は、電源及び照明システムの要求に応じて外部にも内部にも配置することができ）、変圧器(E)は、ＡＣ実効値（ＲＭＳ：root-mean-square）５０v以下までの、ＡＣ電圧の最初の降圧を行い、次にこの低電圧ＡＣ電力を、バスバー・アセンブリを介して分配し、このバスバー・アセンブリは、一連の一次(F)、二次(G)及び三次(H)の中空管状の正及び中性のバスバーを具え、正及び中性バスバーの各対は互いに平行に配置されている。一次バスバー(F1, F2)については一対の平行な正及び中性バスバーを例示するのに対し、二次及び三次バスバーについては、図を明瞭にする目的で、対応する対の正のバスバーのみを示す。疑問を避けるために、図３に例示するバスバー・アセンブリでは、一次バスバーはより大きな直径を有し、三次バスバーはより小さな直径を有する。一次バスバーと二次バスバーとの間、及び／または二次バスバーと三次バスバーとの間の接続手段は図示しない。こうした接続は、本明細書中に詳述するいずれの手段によっても行うことができる。上記低電圧ＡＣ電力は、一次バスバーから二次バスバーへ分配され、その後に三次バスバーへ分配される。３つのペンダント形ＬＥＤ照明装置を示し、これらのうち１つに(I)とラベル付けし、これらは銅配線(J)を介して三次バスバーシステムに電気接続されている。各ＬＥＤ照明装置は、２度目の降圧の電圧制御を行うための局所的電圧制御手段(K)に接続されている。疑問を避けるために、こうした局所的電圧制御手段は、本明細書中に詳述するものである。
【図４】図４は、本発明による好適な制御可能な電源及び照明システムにおいて、電力線ゲートウェイ及びインターネットにリンクされたＰＣ（personal computer：パーソナル・コンピュータ）を利用して、システム内の１つ以上の装置からデータを出し入れする方法を例示する。疑問を避けるために、図４はＬＥＤ照明を有するシステムを例示するが、この好適な設定は、制御可能な電力を１つ以上の非ＬＥＤ系装置に供給するために用いることもできる。図３に関して以上に詳述したように、図４に例示するシステムでは、高電圧の幹線電力を、適切な変圧器の使用によりＡＣ実効値５０v以下まで降圧し、結果的な低電圧ＡＣ電力を、バスバー・アセンブリを介して分配し、このバスバー・アセンブリは、一連の一次、二次及び三次の中空管状の正及び中性バスバーを具え、正及び中性バスバーの各対は互いに平行に配置されている。図４(a)は、電力線ゲートウェイ(L)の分解図であり、パーソナル・コンピュータ、または他の適切なマイクロプロセッサ装置とインターネットとの通信を線図形式で例示し、ＡＣ波形上に重畳されたデータ(M1)も例示する。図４(b)は、電力線ゲートウェイ(L)の他の分解図であり、三次バスバー上のデータ(M2)を線図形式で例示する。また、図４には一連のＬＥＤライト取付具も示し、その各々が、データ(N)を受け取る局所的登録チップと接続されている。
【図５】図５は、複数のフロアを有する小規模なオフィスブロック(18)を例示し、主ＡＣ変圧器(3)が建物外の屋上に配置され、この大型のＡＣ−ＡＣ変圧器(3)は、電力線、太陽光発電の電源、風力発電のような再生可能エネルギー源、のような任意の適切なＡＣ２４０vの電源から電力を受ける。主バスバー(19)は（図５ａに例示し、より太い線で示すように）プラスチックでコーティング（被覆）され、建物の屋上にある主ＡＣ変圧器から建物内に入る箇所まで追加的な絶縁／保護コーティングを設けられている。この変圧器は、このＡＣ２４０vの入力電力を、建物(18)内に入る前にＡＣ実効値５０v以下に変換し、建物内では、このように変換された電力が、バスバー(19)のシステムを介して建物中の各階に分配され、即ち、建物内の各オフィスフロア（ラベル付けしない）並びに地下に分配される。各階では、電力が二次バスバー(19b)を介してＬＥＤアレイ(2)に供給され、二次バスバー(19b)はこれらのアレイ内のＬＥＤストリップどうしを接続する。図１０に例示するように、この図面中のオフィスブロック(18)のＬＥＤアレイ内の各個別のＬＥＤストリップ(5)またはＬＥＤストリップのグループ(4)も、最終的にインターネット経由で個別に制御することができ、すべてのデータがクラウド経由で収集される。この図は、電力線技術(9a)の利用も例示し、無線通信可能な中央マイクロコントローラがローカルＰＣ（図示せず）にリンクされ、アレイ内の各ＬＥＤストリップ、あるいはより一般的にはストリップのグループの各々は無線信号を受信し、ストリップどうしを接続する一連の二次バスバー(19b)を介して各個別のストリップにコマンドを配信する。これらの無線信号は双方向であり、局所的センサ及び他の監視装置にコマンドを送信し、これらのセンサ及び装置からデータを収集することができる。図５ａは、コーティングされた正のバスバー構成要素及びコーティングされた中性バスバー構成要素の詳細図を例示し、これらの構成要素は、以前の図において小規模オフィスブロックに関して例示したように、コーティングされた管状の二次バスバー(19b)の一部分内で互いに平行に延びる。この図は、建物の下層階内のバスバー・アセンブリの一次(19)及び二次(19b)構成要素の一部分の拡大図も例示し、互いに平行に延びる主バスバー及び二次バスバーの各々のコーティングされた正の構成要素及びコーティングされた中性構成要素を示し、そして、建物の２つの階の各々における、一対の主バスバーの略垂直な配置、及び２対の二次バスバーの略水平な配置を例示する。この図には、追加的な変圧器(3)及び電力線技術(9a)も例示する。
【図６】図６は、２つのフロアを有する家屋(21)を例示し、ここでは主ＡＣ変圧器(3)が建物外の外脇に配置され、この大型のＡＣ−ＡＣ変圧器(3)は、任意の適切なＡＣ２４０vの電源から、小規模オフィスブロック(18)について以前に図示して説明したのと同じ方法で電力を受け、このＡＣ２４０vの入力電力を、建物(21)内に入る前にＡＣ実効値５０v以下に変換し、建物内では、このように変換された電力が、バスバー(19)のシステムを介して家中の各フロアに分配され、各階では、電力が二次バスバー(19b)を介してＬＥＤアレイ(2)に供給され、二次バスバー(19b)はこれらのアレイ内のＬＥＤストリップどうしを接続する。疑問を避けるために、このシステム内のＬＥＤは、図１０に例示し小規模オフィスブロック(18)に関して詳述するように、構成に応じて制御可能である。無線通信可能な中央マイクロプロセッサ(9)がローカルＰＣ(8)（図示せず）にリンクされ、アレイ内の各ＬＥＤストリップ、あるいはより一般的にはストリップのグループの各々は無線信号を受信し、一連の二次バスバー(19b)を介して各個別のストリップにコマンドを配信する。これらの無線信号は双方向であり、局所的センサ及び他の監視装置にコマンドを送信し、これらのセンサ及び装置からデータを収集することができる。この図には電力線技術(9a)も例示する。建物(21)内の内部ＬＥＤ及び電源装置は、建物の右側のみについて図示するが、このシステムは、無線通信可能なマイクロコントローラ(8)に接続された適切なバスバー、ＬＥＤアレイ、及び低電圧配線を介して、建物全体を通して十分に動作可能であることは明らかである。
【図７】図７は、電源及び照明を組み合わせたシステムを有する業務用の２つのオフィスブロック(23a)及び(23b)を例示し、ここでは主ＡＣ変圧器(3)がブロック(23a)外の屋上に配置され、この大型のＡＣ−ＡＣ変圧器(3)は、任意の適切なＡＣ２４０vの電源から、小規模オフィスブロック(18)について示し、家屋(21)についても図示し説明したのと同じ方法で電力を受けて、このＡＣ２４０vの入力電力を、ブロック(23a)内に入る前にＡＣ実効値５０v以下に変換し、ブロック内では、このように変換された電力が、主バスバー構成(19)を介してブロック中の各フロアに分配され、各階では、電力が二次バスバー(19b)を介してＬＥＤアレイ(2)に供給され、二次バスバー(19b)はＬＥＤアレイ内のＬＥＤストリップどうしを接続する。疑問を避けるために、このシステム内のＬＥＤは、小規模オフィスブロック(18)に関して以下に説明するように、最終的にインターネット経由で構成に応じて個別に制御することもでき、すべてのデータがクラウド経由で収集される。無線通信可能な局所的マイクロコントローラ(9)が各建物内に配置されローカルＰＣ(8)（図示せず）にリンクされ、ＬＥＤアレイ(2)内の各ＬＥＤストリップ、あるいはより一般的にはストリップのグループの各々は、無線信号を受信して、ストリップどうしを接続する一連の二次バスバー(19b)を介して各個別のストリップにコマンドを配信する。これらの無線信号は双方向であり、局所的センサ及び他の監視装置にコマンドを送信し、これらのセンサ及び装置からデータを収集することができる。ブロック(23a)及び(23b)内の局所的マイクロコントローラは１階に示すが、このマイクロコントローラはブロック内の好都合な任意の適切な位置に配置することができることは明らかである。例示のみの目的で、ブロック(23a)内の内部電力分配及び照明装置を建物の右側に分解図で示し、この内部電力分配及び照明装置は、ブロック(23a)の屋上にある主変圧器(3)から一連の主バスバー(19)及び二次バスバー(19a)を介してＬＥＤアレイ(2)へ電力を分配するための１つの主バスバー(19)を具え、このブロックの制御は、電力線技術(9a)及び無線通信可能な局所的マイクロコントローラ(9)によって行う。同様に、内部電力分配及び照明装置を、建物の左側にも分解図で示し、この内部電力分配及び照明装置は、追加的な変圧器から主バスバー・アセンブリ(19)まで、従って一連の二次バスバー(19a)及びＬＥＤアレイ(2)までに設けられ、ブロック(23b)の制御は、電力線技術(9a)及び無線通信可能な局所的マイクロコントローラ(9)によって行われる。疑問を避けるために、ブロック(23a)及び(23b)のいずれの制御も、本明細書に記載する制御システムを用いて別個に、あるいは個別に管理することができる。
【図７ａ】図７ａは、ブロック(23a)内の内部システムの拡大図を提供する。
【図８】図８は、ブロック(23a)内の単一のオフィス、特に吊り下げ式ＬＥＤアレイ(2)を例示し、電力は変圧器(3)から主バスバー構成(19)及び二次バスバー構成(19b)を介して分配され、無線によるシステム制御及び管理が、無線通信可能なマイクロコントローラ(9)及び電力線技術(9a)によって行われる。
【図９】図９は、本発明による制御可能な電源及び照明システムの一部分、特に部屋またはオフィス空間の一領域を例示し、ここではＬｉ−Ｆｉ（Light Fidelity）無線技術とＷｉＦｉ（Wireless Fidelity）無線技術との組合せを用いて、移動型の、スマート技術を有する非ＬＥＤ装置、スマートホン、及びラップトップ・コンピュータから上記制御システムへデータを返送する。図９は、以上に規定したＬＥＤ照明アレイの一部分を追加的に例示し、このＬＥＤ照明は多数のペンダント形照明ユニットによって提供される。
【図１０】図１０は、各個別のＬＥＤストリップ(5)またはＬＥＤストリップのグループ(4)を、最終的にインターネット経由で個別に制御することができる方法を示し、すべてのデータがクラウド経由で収集される。この図は、６つのＬＥＤストリップ(5)の構成を例示し、これらは制御配線(7a)及び(7b)と共にＬＥＤストリップのグループ(4)の形に配置され、この構成は、無線機能(10)を有するＰＣ(8)内に配置された局所的マイクロコントローラ（図示せず）、及びそれぞれの整流器(6)を有する。この図は、変圧器(3)から図示する部分を通って変圧器(3)へ戻る電流の接続性及び流れも例示する。ローカルＰＣ(8)は、無線通信可能な中央マイクロプロセッサ(9)にリンクされている。各ＬＥＤストリップ(5)、あるいはより一般的には６つのストリップのグループ(4)の各々は、無線信号を受信して、ストリップどうしを接続する一連の低電圧制御配線(7a)、(7b)を介して、各個別のストリップ(5)にコマンドを配信する。これらの同じ制御配線(7a)、(7b)及び無線信号は双方向であり、局所的センサ及び他の監視装置にコマンドを送信し、これらのセンサ及び装置からデータを収集することができる。
【図１１】図１１は、本明細書に記載する制御可能な電源及び照明システムにおける使用に適したＬＥＤストリップを例示する上面図である。この図では、等間隔をおき、適切な配線(12)によって互いに接続されたＬＥＤ(11)のストリングが、同じアルミニウム製Ｔ字形ホスト・ストリップ(13)上に組み立てられて、制御可能なＬＥＤ照明を指定された波長で提供するＬＥＤストリップ(5a)を提供する。種々の異なる波長の制御可能なＬＥＤ照明は、単一ストリング上の異なるＬＥＤを用いることによっても、１ストリップ上の２つ以上のＬＥＤストリングの組合せを用いることによっても可能であり、こうした追加的なＬＥＤは異なる波長の光を提供することができる。以上に説明したように、一般に、本明細書に記載するアレイ内のＬＥＤストリップによって提供される波長は赤色の６４０nm、青色の４６０nm、及び緑色の５６０nmであるが、選択した特定の構成に応じて、より多数の波長が可能である。本明細書中に詳述するように、各ＬＥＤストリップ(5)上の個別のＬＥＤ(11)の数は、１つまで少なくすることができ、その最大数は、整流器から得られるＤＣ電圧を各ＬＥＤが必要とする順電圧で除算した値によって決まる。例えば、ＤＣ７４vに変換されるＡＣ実効値５０vの最大安全電圧において、２．２vの代表的な赤色ＬＥＤの順電圧ではこの数が３３個のＬＥＤである。本明細書中に詳述するように、好適なストリップ(5a)内の各ＬＥＤ(11)は、（以下に図示するように）アルミニウム製のＴ字形ホスト・ストリップ上に表面実装されている。
【図１２】図１２は、好適なアルミニウム製のＴ字形ホスト・ストリップの、前の図に点線で示す部分を例示する。疑問を避けるために、この好適なＴ字形ホスト・ストリップは、本明細書中に詳述するいずれの業務用及び／または家庭用の用途に適しており、成長装置内の利用法に限定されない。
【図１３】図１３は、本明細書中に詳述する電源及び照明システムによって給電され制御されるＬＥＤアレイを組み入れた温室(1)を例示する。温室内から、温室の敷地への電力用の業務用電源までの電力チャネルを例示する。温室(1)は、両側面、及び上面図を示し、この好適な例示では、温室は少なくとも幅２４mであり、成長装置を収容するのに適し、この成長装置は水耕または他のものとすることができ、この成長装置は一般に、互いに２、４、または８mの間隔をおくことができる。温室の設置面積(1a)内には、３つの支持された構造(2a)、(2b)、(2c)によって提供される３つの部分を有するＬＥＤアレイ(2)用の輪郭が用意され、この輪郭上に、ＬＥＤを含むストリップ／ストリップのグループ（図示せず）が配置される。構造(2a)、(2b)及び(2c)はバスバーであり、これらは温室(1)の天井から適切な手段によって吊り下げられ、そして図示するように、ＬＥＤアレイ(2)の３つの部分間、即ち(2a)と(2b)、及び(2b)と(2c)との間に等しい間隔をおく。このＬＥＤアレイは、３つの個別の成長領域（図示せず）の上方に、当該成長領域に近接して配置され、明らかなように、これらの成長領域は、各アレイ(2a)、(2b)、(2c)の真下に位置し、各アレイの面積とほぼ同様の面積である。この例では、３つの部分から成るアレイが成長領域の５cmから１０cmまでの上方に配置されている。ＬＥＤアレイのこれら３つの部分は、特定面積の長方形として例示するが、明らかなように、アレイ全体、またはアレイ全体内の各部分の絶対的形状及び寸法はいずれも、以上に詳述したように、異なる成長領域で用いる必要性に関連して広範囲に変化させることができる。３台の大型のＡＣ−ＡＣ変圧器(3)が温室外に配置され、これらの各々が、電力線、太陽光発電の電源、及び風力発電のような再生可能エネルギー源のような任意の適切なＡＣ２４０vの電源から電力を受ける。以上に詳述したように、これらの変圧器(3)は、ＡＣ２４０vの入力電力を、温室(1)内に入る前にＡＣ実効値５０v以下に変換し、このように変換された低電圧ＡＣ電力は、１つ以上の主バスバーを有するバスバー・アセンブリを介して供給されて、バスバー構造(2a)、(2b)及び(2c)によって支持されるＬＥＤアレイの３つの部分の各々に供給され、これらのバスバー構造は、ＬＥＤアレイ(2)の二次バスバーシステムを、ＬＥＤ（図示せず）に関連する局所的整流器／局所的電圧補正装置と共に具えている。例えば、いずれのＬＥＤストリップのグループ内の各ＬＥＤ(5)も、局所的整流器(6)をその一端に含むことができ、そしてバスバーを介して電源と電気接続することができる。
【図１４】図１４は、温室内で使用される制御可能なＬＥＤ照明システムの一部分を例示し、このＬＥＤ照明システムは、変圧器(3)からの電力をＬＥＤストリップのグループ(4)に分配するためのバスバーを有する。
【図１５】図１５は、６つのＬＥＤストリップの代表的な構成を例示し、これらのＬＥＤストリップは制御配線(7)と共にグループ(4)に構成され、無線通信機能を有する局所的マイクロコントローラ（図示せず）がＰＣ(8)内に配置され、整流器(6)により完全なグリッドに近づくことができる。この図は、変圧器(3)から図示する部分を通って変圧器(3)へ戻る電流の接続性及び流れも例示する。
【図１６】図１６は、（電源用の）バスバー上に配置された制御可能なＬＥＤ用の好適な構成を、随意的な制御可能な保温スクリーンを有する電力線制御手段（図示せず）と共に例示し、図中に詳記するように、ＬＥＤストリップ(5)は成長作物(14)の上方に近接して吊り下げられる。この吊り下げ手段は図示しないが、以上に詳述したあらゆる吊り下げ手段とすることができる。同様に、図示するシステムについての接続性及び制御の特徴は、本明細書に説明し例示する任意のものとすることができ、特に前の２つの図面中に図示し説明するものとすることができる。一般に、こうした成長作物は、園芸用投光ベンチ上、または水耕成長装置と同様の形態上にある。この作物は、滴下または地下の水やりシステムが設置された土壌または腐葉土中に存在することがある。上方からの水やりを必要とする場合、このことを行うためにはＬＥＤストリップを十分上昇させる必要があり得る。以上に説明したように、このことは自動的に行うことができる。ＬＥＤストリップ(5)は一般に長さ２m〜４mであり、その各端部を、例えば自動的に上昇させることも下降させることもできる能力を具えた高張力ワイヤのような適切な構造によって吊り下げられる。以上に詳述し図示したように、本発明の改良された制御可能なＬＥＤアレイを用いて、まず、ＬＥＤを成長作物に非常に近接して、特に成長作物から５cm〜１０cmまで小さい距離に配置することができる、というのは、上記Ｔ字形システムは、成長する植物のために、そして全体的なシステム効率を増加させるために、消散する熱をヒートシンクから成長装置内へ分配することができるからである。作物の周囲の温度が必要な温度よりも高い場合、通常の温室換気システムは、設置された換気兼冷却装置を用いてこの熱を除去し、この換気兼冷却装置は湿度及びCO2も制御しやすい。作物の温度が目標温度を下回る場合、この設計に特有の特徴は、ポリエチレンまたは同様のもので設計された光学的な保温スクリーンを設置する能力であり、これは自然光の伝達は高度であると共に、妥当な熱特性を与える。これらのスクリーンは、条件に応じて、ローラー型システムまたは折り畳みシステムのいずれかを用いて広げることも畳むこともできる。
【図１７】図１７は、成長装置における使用に適した頭上用の制御可能なＬＥＤアレイを例示し、（Ｔ字形ストリップ上の）これらのＬＥＤは、低電圧ＡＣ電力を供給するバスバー（図示せず）によって支持され、ＬＥＤの制御は電力線（図示せず）を介し、特に、別個の３行の成長作物が２本の平行線の形に配置されたもの（合計８本の植物ライン）を有するポリトンネル(16)（トンネル状のビニールハウス）または温室を例示し、ここではＬＥＤストリップのグループ(4)を３つ具えた頭上型ＬＥＤアレイ(2)によって照明を行い、ＬＥＤストリップのグループの各々が６つの別個のＬＥＤストリップを含み、３つのＬＥＤストリップから成るサブグループが単一の植物ラインに主に関連する。ＬＥＤの吊り下げ手段も制御手段の接続性も図示しない。植物の各行、即ち、８行の植物(15)の各々のうち４グループは、３つのＬＥＤストリップを上方に有する。
【図１８】図１８は、本発明の態様による、成長装置用の制御可能な電源及び照明システムにおける使用に適したＬＥＤストリップの代案構成の例示を提供し、ＬＥＤストリップを成長する生命体／植物に平行に配置することができる方法及び上方に配置することができる方法の例示を、それぞれ図１８Ａ及び１８Ｂに提供する。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の利点
出願人は、アルミニウム製バスバー及び低電圧（＜ＡＣ５０v）を、１つ以上のＬＥＤアレイ、及び随意的に１つ以上の非ＬＥＤ装置への電力分配に用いることを含む本発明の電源及び照明システムの使用により、照明及び／または電力コストの意味で今までにない効率が提供されることを見出した。
【００３２】
特に、出願人は、低電圧ＡＣのバスバーを有利に用いて、１つ以上のＬＥＤアレイ内のＬＥＤライトに、個別に、あるいはグループ単位で給電し、随意的に、業務用及び／または家庭用の用途の建物内にある１つ以上の非ＬＥＤ装置に給電することができることを見出した。
【００３３】
出願人は、バスバーを介して提供される、本明細書では電力線技術とも称する「送電線」の技術が、照明システムにとって望ましい制御を提供することを見出し、この制御システムは、個別のＬＥＤライトまたはＬＥＤライトのグループを識別し制御するための１つ以上の、ＬＥＤ固有の登録チップの使用により、各個別のＬＥＤライト／１つ以上のＬＥＤライトのグループ、あるいは１つ以上のＬＥＤライト・アレイと通信して、遠隔的に制御され監視されるシステムを提供し、システム内の電圧降下の自動補正は、各アレイに関連する局所的インバータによって行われる。
【００３４】
本発明により改良された電源及び照明システムの使用は、本発明の電源及び照明システムが用いられる業務または家庭環境の近くに高電圧ＡＣが存在する必要性を取り除き、あらゆる高電圧ＡＣが遠隔または外部の場へ理想的に引き離されることが有利である。
【００３５】
バスバー及び低電圧（＜ＡＣ５０v）を電力分配に用いることにより提供可能な、照明及び／または電力コストの意味で今までにない効率を伴う本明細書に記載する電源及び照明システムによって提供される照明の望ましいフレキシビリティ（自在性）と、上記の魅力的な制御システムとの組合せは、本発明の電源及び照明システムが、業務用及び家庭用の用途において共に多種多様な用途を有することを意味する。
【００３６】
特に、出願人は、低電圧ＡＣのアルミニウム製バスバーを用いて、業務用及び／または家庭用の用途の建物内にある１つ以上のＬＥＤアレイ内のＬＥＤライトに、個別に、あるいはグループ単位で給電することができることを見出し、バスバーを介して提供される「電力線」技術が照明システム用の制御システムを提供し、この制御システムは、１つ以上の識別用の登録チップの使用により、各個別のＬＥＤライト／グループまたはアレイと通信する。
【００３７】
出願人は、本明細書中に詳述する低電圧ＡＣのバスバーの新規な使用法は、家庭用及び／または業務用の用途における特定の非照明装置に給電するために有用であることも認識した。
【００３８】
電力線技術を各アレイ上の登録チップと組み合わせることによって、本明細書に記載する照明システムまたは電源及び照明の組合せシステムのいずれにも、総合的な遠隔制御及び監視がもたらされることが有利である。こうした遠隔制御は、電力使用の維持管理に関する利点を有するだけでなく、制御可能な家庭用及び／または業務用システムの設定も可能にし、これらのシステムは、ユーザの特定の必要性に応じて、指定された期間（分単位、時間単位、日単位、週単位、月単位）中に変更されるように調整／事前プログラムすることができる。
【００３９】
本明細書に記載する業務用及び／または家庭用の用途向けの電源及び照明システムにおけるウェブベース遠隔制御の特徴の他の利点は、ピーク主電源とオフピーク主電源との電源混合、及び主電源と例えば太陽光発電のような代替の再生可能電源との電源混合を効率的に実行する能力にある。
【００４０】
システム内のＬＥＤの総数、及びシステム内のＬＥＤの配置は、特定の業務用及び／または家庭用の用途における必要性に依存し、本発明のシステムと電力線技術との組合せは、１００，０００個以上の個別のＬＥＤを有するシステムを管理し制御する能力を提供することが有利である。本発明のシステムは、本明細書中に定義するあらゆるＬＥＤライト相互間の間隔、並びにアレイ内の１つ以上のＬＥＤから成るグループ相互間の位置決めに関する自由度をもたらす。
【００４１】
照明フィードバック・ループの利点は、システムが、例えば光センサのように外部の（ＬＥＤアレイに関連しない）光レベルに反応して、及び例えば運動センサのように照明の必要性に反応して、最適な効率を現在進行中のベースで提供する能力にある。
【００４２】
非ＬＥＤ装置のフィードバック・ループの利点は、システムが、例えば運動センサのような局所的環境要因に反応して、例えばＰＣ、スクリーン、等のような低活動領域内の非照明装置に、要求に応じて効果的に電力を供給する能力にある。
【００４３】
本発明のシステム内で使用されるＬＥＤライト及び非ＬＥＤ系装置は、制御される特定システムの必要性に応じて、電力線技術を用いて、またはローカルＰＣへの無線リンクを用いて、あるいはインターネット経由で遠隔的に、あるいは電力線技術と無線技術とを組み合わせることによって、独立して制御することができる。こうした制御を実行するために、上記システム用の各ＬＥＤライト、ＬＥＤライト取付具、または非ＬＥＤ装置は、別個に識別し制御することができる登録チップと組み合わせられる。
【００４４】
本発明のシステムは、まず、対応すべき所望の業務用または家庭用システムに応じてユーザが設計及び変更することができる複合型の電源及び照明システム用の効果的な「プラグ・アンド・プレイ」システムを提供し、次に、以下で詳述するように、個別のＬＥＤまたはＬＥＤのグループ、及び１つ以上の非照明装置を登録して定期的に較正することができることが有利である。
【００４５】
本発明のシステムを、業務用及び家庭用の用途において電力及び照明を提供するために使用する好適な構成を、以下に説明し図面によって例示する。
【００４６】
定義
疑問を避けるために、本発明の電源及び照明システムにより制御されるライト及び装置は：以下に定義するＬＥＤ、及び本明細書中に定義する特定の非照明装置／非ＬＥＤ装置を含み、これらのＬＥＤは、独立して、個別に、１つ以上のグループ単位で、あるいは独立して制御可能なアレイとして制御することができ、これら特定の非照明装置／非ＬＥＤ装置は、独立して、個別に、あるいは１つ以上のグループ単位で制御することができる。
【００４７】
本明細書において定義するＬＥＤストリップは直線状のストリップであり、互いに等間隔に配置され、適切な配線によって互いに接続された１つ以上のＬＥＤを含む。例えば成長装置のような以下に指定する用途における使用については、こうしたＬＥＤストリップは、適切なＴ字形ホストと共に配置され、このホストに接合されて、こうしたシステムにおける使い勝手の良さを可能にする。本明細書中に定義するＬＥＤストリップに基づくストリップ型ＬＥＤアレイは、互いに接続された１つ以上のストリップ型ＬＥＤアレイを意味し、これらのアレイは共通の制御手段の影響下にある。本明細書中に定義するストリップ型ＬＥＤアレイは、１つ以上の個別のＬＥＤストリップ、または個別のＬＥＤストリップのグループを意味する。
【００４８】
本発明の電源及び照明システムにより制御することができる非ＬＥＤ系装置は、家庭用及び／または業務用の用途における使用に適したあらゆる特定の非照明装置である。疑問を避けるために、あらゆる低電圧適合の装置は、装置固有の登録チップ、及び適切なプラグを有する装置リード線内に内蔵された局所的な装置固有のインバータ／コンバータを介したシステム内への接続により、本発明が提案するシステムにより給電することができる。例えば、好適な家庭用または業務用システムでは：ラップトップ・コンピュータ；パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）；プリンタ；スキャナ；ディクテーションマシン（口述録音機）；留守番電話機；携帯電話用充電器を含む充電器；タブレット充電器；携帯ゲーム機用充電器；カメラ及びビデオ用充電器；ＴＶ（テレビ受像機）；モニタ；シェーバ；ヘアートリマー；ラジオ；煙警報器／感知器；CO2警報機／感知器；警報機；及びセンサ等に、本発明のシステムを用いて給電することができる。家庭用のサラウンド音響システムまたは家全体のシステムのいずれも、並びに大規模な業務用音響システムを含む音響システムも、本発明のバスバー構成、及び電力線技術またはローカル／中継器無線技術のいずれかによる電力分配及び遠隔的な制御管理に適した装置である。
【００４９】
本明細書において定義する家庭用の用途は家屋であり：家及びこの家に関連する屋外建物を含み、屋外建物は、例えば物置き（シェッド）、ガレージ、離れ家、庭園小屋、及び家庭用温室等を含む。
【００５０】
本明細書において定義する業務用の用途は：工業用建物；業務用建物；以下に詳述する温室等を含む生体の成長の促進に適合するか適した施設；主にデスクワーク用のオフィス／空間を含む建物；原料の処理及び／または貯蔵に適した建物及び／または倉庫；製品の製造に適した工場棟または製造棟；研究設備、病院；空港のターミナルビル；等である。当業者にとって明らかなように、電力及び／または照明の効率が望まれるあらゆる建物を、その建物の要求に応じて、全体的にも部分的にも、本発明のシステム用に適合させることができる。
【００５１】
他の業務用の用途は：街路照明；投光照明；公園及び公共空間（パブリックスペース）内の照明；駐車場の照明を含む。
【００５２】
本明細書において定義する遠隔位置は、建物の内部であるが照明システムに対して、例えば植物栽培室に対して遠隔位置にある位置、等を意味する。
【００５３】
以下、本発明のシステム、特に、家庭用及び／または業務用の利用法向けの制御可能な電源及び照明システムの特徴を説明し、これらの特徴は、１つ以上のバスバーのバスバー・アセンブリを、１つ以上の降圧変圧器を介して供給される低電圧ＡＣ電力を電源及び照明システムへ分配するために使用することを含み、この電源及び照明システムは、ＬＥＤライト、及び随意的に１つ以上の非ＬＥＤ系装置を含み、電力線技術を通信ゲートウェイの提供に利用する。
【００５４】
バスバー
本発明のシステムにおいて使用するバスバーは、互いに沿って延びる正のバスバー及び中性バスバーを用いる。本発明のシステムは、互いに平行に延びる、または互いに平行でない、あるいは同心状の配置に設けられた正及び中性のバスバーの構成を用いることができる。以下、好適な平行な正及び中性のバスバー構成の一部分を説明し図面中に例示する。特定のＬＥＤ照明アレイに関して以下に詳述するように、１つの構成では、バスバーから、ＬＥＤを含むＴ字形ストリップの各々に関連する局所的整流器までの＋／−の電気接続は、あらゆる適切な手段によって行うことができ、特にバスバーから各ストリップへのクリップによって行うことができる。
【００５５】
現在市販されているシステムに対する上記バスバー構成の利点は：変圧器を用いてＡＣ電圧の降圧を実行し、局所的整流／局所的電圧補正と組み合わせて、使用可能な低電圧の電源及び照明システムを提供すること；９０％から９４％までの効率；自己調整型システム制御用の手段；自動電圧補正の提供；電力線技術の利用により１００，０００個以上のＬＥＤを含むアレイを制御する能力；最終配線しか必要とせず、銅配線により提供されるより効率的な配線系；「プラグ・アンド・プレイ」ＬＥＤアレイの提供；アレイ内の特徴機能の管理及び遠隔制御の一部としての、システム内の局所的センサへの無線リンクの使用；及び低いＡＣ電圧の大電流を長距離にわたって搬送する能力を含む。
【００５６】
これに加えて、こうしたシステムは、現在の２４／７監視システムに対して、ランニングコストの点で今までにない効率を提供すると共に、設置するための集中投資がより少なく、一般に３０％安い価格帯であるので、本発明の成長装置は、まず、生体に近接して使用するための、信頼性があり、効率的で、制御可能で高精度なＬＥＤアレイを提供する。
【００５７】
本発明のシステムを用いる業務用及び／または家庭用の用途では、電力は最初に変圧器から１つ以上の主バスバーを具えた主バスバーシステムに供給され、その後に１つ以上の二次バスバーに供給され、随意的に１つ以上の三次バスバーに供給される。疑問を避けるために、そして以上に説明したように、本発明において利用するバスバーは、互いに平行に延びる、または互いに平行でない、あるいは同心状の配置に設けられた正及び中性のバスバーの構成を用いることができる。出願人は、効率的なシステム設計のためには、互いに平行に延びる正のバスバー及び中性バスバーを用いたバスバー・アセンブリが特に役立つことを見出した。以下、この特徴を説明し図面中に例示する。
【００５８】
こうしたシステムでは、１つ以上の主バスバーを具えた主バスバーシステムは、互いに平行に延びる１つ以上の正及び中性のバスバーを意味し、これらのバスバーは互いに接続され、または例えば二次バスバーに結合され、あるいはバスバーの一方または他方が、業務用または家庭用の配置に適切に配置されるために整形または屈曲され、従って、これらのバスバーは、こうした結合、屈曲、さもなければ整形された部分で互いに平行でなくすることができる。
【００５９】
従って、本願は、以上に規定した業務用及び／または家庭用の用途向けの電源及び照明システムを提供し、電力は、１つ以上の主バスバーを具えた主バスバーシステムを介して分配され、その後に１つ以上の二次バスバーに分配され、随意的に１つ以上の三次バスバーに分配される。
【００６０】
本発明バスバー・アセンブリでは、「バスバー（busbar）」、「バスバー（buss bars）」または「バスバー（buss bar）」としても知られている、導電材料製、特にアルミニウム、銅、または真鍮製のあらゆる適切なバスバーを用いることができる。本発明のシステムは、特定の電源及び照明システムの要求に応じて、主、二次、三次バスバー構成毎に、異なるバスバーを用いることができ、同じ材料を用いることができ、あるいは適切なバスバー材料の他の任意の組合せを用いることができる。
【００６１】
従って、他の態様によれば、本発明は、AlまたはCu製、あるいはその混合物製の導電性バスバーを有する、本明細書中に規定するシステムを追加的に具えている。疑問を避けるために、このシステムは、主バスバー、二次バスバー、及び随意的に三次バスバーを有するシステムを含み、主バスバー・アセンブリ、二次バスバー・アセンブリ、及び随意的に三次バスバー・アセンブリの各々は、AlまたはCu製バスバーを独立して具えている。
【００６２】
管状、正方形、あるいは望ましい代わりの形状を含むこうしたバスバーのあらゆる適切な形状を用いるうちに、出願人は、最適な結果のためには管状または略管状のバスバーが好ましいことを見出した。管状のバスバーは、断面が略円形であり内部が中空である。任意の肉厚及び／または直径を有する管状または略管状のバスバーが、本発明における使用に適している。以下で「管状」を用いる場合、この用語は特に断りのない限り管状及び／または略管状を意味する。バスバーの外表面は、固体にすることができ、あるいは孔またはピット（窪み）または刻み目を含むことができる。本明細書では、種々の異なるバスバー形状を説明し図面中に例示する。
【００６３】
疑問を避けるために、適切なバスバーの選択、特にバスバーの肉厚及び／または直径の選択は、必要な場所でＬＥＤアレイを支持するために必要なレベルを提供する観点から、あるいはバスバーシステムに供給されバスバーシステムによって分配される特定の電力負荷の、１メートル当たりの最適なコストを提供するために、のいずれかで、当該バスバーが用いられる業務用及び／または家庭用の電源及び照明システムの特定部分の要求に依存する。このため、本発明において使用される金属製バスバーは、Al及び／またはCu製バスバーを含み、電力負荷（電流）毎に最適な１メートル当たりのコストを実現するために、大きな直径及び小さな肉厚を有するように、あるいは小さい直径及びより大きい肉厚を有するように設計することができる。バスバー・アセンブリに、あるいはバスバー・アセンブリの任意部分に用いられるAl及び／またはCu製バスバーは、特定システムの要求に依存し、Cuは特に高効率の導体であるのに対し、Alはより軽量であり、より費用効果的にすることができ、より大きな設計のフレキシビリティをもたらすことができる。
【００６４】
どの特定の理論にも縛られることを望まずに、本発明では、大きな直径及び小さな肉厚を有する本発明のバスバー・アセンブリに用いられる金属製バスバー、特にAl及び／またはCu製バスバー、特に管状または略管状のAl及び／またはCu製バスバーが、本発明における使用に好適であることを提案する、というのは、こうしたバスバーを交流（ＡＣ）で使用することは、小さな直径及びより大きな肉厚のバスバーについて見出される表皮効果特性に対して、望ましい表皮効果特性をもたらすからである。これらの好適なバスバーを低電圧ＡＣ電力の分配に用いることによって、バスバーの外表面とバスバーの表皮深さとの間に、より大きな肉厚及びより小さな直径を有するバスバーによってもたらされるよりも高い電流密度が実現されることを提案する。あらゆる適切な直径及び幅の市販のバスバーを用いることができる。本発明の電源及び照明システムにおいて主または一次バスバーとして用いるのに好適なバスバーは、管状のアルミニウム製バスバーである。本発明に用いるのに適したアルミニウム製バスバーは、市販の中空管状のアルミニウム製バスバーであり、Alcomet社から入手可能な管状アルミニウム製バスバーを含み、その外径は２５mmから２５０mmまでの範囲内である。
【００６５】
本発明のシステムでは、市販の銅製の管状または略管状のバスバーを中空の管状または略管状のいずれかの銅製バスバーとして利用することができる。随意的に、本発明のバスバー・アセンブリに銅配線を接続することができ、これらの銅配線は、本発明のシステムにおける擬似三次バスバーとして用いるのに特に適している。銅製バスバーを、本発明におけるバスバー・アセンブリ、管において、及び／または配線として用いることによって、ＬＥＤライトの選択した場所への位置決めを容易にすることができることが有利である。疑問を避けるために、そして以下に説明するように、銅配線を利用する場合、このことは、システム内の、距離が非常に小さく、電流が非常に低く、配線が単に電力を三次レベルで、即ちＬＥＤライト等に直接分配する箇所である。
【００６６】
疑問を避けるために、ＰＣＢを、例えばＴ字形ストリップの利用によりバスバーに直接接続する場合、個別のＬＥＤへの接続を行うために銅配線を用いることは必要でなく、Ｔ字形ストリップの利用法については、本発明の電源及び照明システムをＬＥＤアレイの制御に用いることに関して以下に詳述する。
【００６７】
多数の業務用及び／または家庭用の建物では、主バスバーは一般に垂直または略垂直な配置を有し、外部に、内部に、あるいは中心に配置することができる。この特徴は以下の図面中に例示する。これらの主バスバーから、電力が、一連の二次バスバーを具えた二次バスバーシステムを介して、あるいは随意的に、建物の各フロアまたは階で水平または略水平な配置を有する配線を介して、システム全体中の照明アレイに分配される。三次電源システムは、一連の三次バスバーを具え、あるいは随意的に、建物の各フロアまたは階で水平または略水平な配置を有する低いＡＣ電圧の配線を具えている。
【００６８】
容易に理解されるように、本発明のシステムは、家庭用及び／または業務用の用途向けのバスバー・アセンブリの設計における望ましいフレキシビリティをもたらし、費用効果的で制御可能な特注の電源及び照明システムを組み入れる能力を提供する主、二次及び三次バスバーシステムの相対的配置を伴う。一般に、バスバーのサイズ（直径）は、主システムと二次システムとの間で低減することができ、そして二次システムと三次システムとの間でも低減することができる。この特徴はさらに図面中に例示して説明する。
【００６９】
一般に、ＬＥＤ照明用の電力は二次バスバー構成によって分配され、このため大部分の場合、この構成は部屋、あるいはオフィスまたは倉庫、あるいは家庭用及び／または業務用の建物の天井または屋根に向けて配置されるが、上記システムは、壁、あるいは単純な下向きの構成に代わる視点から照明を提供する他の構造に接続されたバスバーから照明を提供する能力を確かに有する。上記システムが必要とすれば、二次バスバー構成を三次バスバー構成に接続して、電力を照明にさらに分配することができる。
【００７０】
三次バスバーまたは随意的に低電圧の銅配線は、以上に詳述したように電力を二次バスバーからＬＥＤへ分配すると共に、これも以上に詳述したように（存在すれば）非ＬＥＤ装置へ分配する。ここでも、非ＬＥＤ装置については、本発明のシステムによって提供される設計の自由度は、これらのバスバーを、建物のユーザが特注する必要性に応じて配置することを可能にするが、非常に一般的には、非ＬＥＤ装置への電力分配用に設けられた三次バスバーは、上記システムを用いる業務用及び／または家庭用建物の各階にあるフロアまたはその近くに配置される。キッチンのような特定の部屋については、三次システムを作業台／キッチンユニットの高さよりも上に配置することができることが有利である。
【００７１】
他の態様によれば、以上に詳述した電源及び照明システムは、コーティングしたバスバー・アセンブリを追加的に具えることができ、主及び二次バスバーの各々の正及び中性バスバー構成要素は互いに平行に延び、あるいは互いに非平行であり、あるいは互いに同心に配置され、主バスバーは略垂直な配置に設けられ、二次バスバーは略水平な配置に設けられる。
【００７２】
本発明に用いるのに適したバスバーは、コーティングされたバスバーを含み、時にプラスチックでコーティングされたバスバーを含む。バスバー上に用いるのに適したあらゆる適切な市販のプラスチック・コーティング材料、特にAlまたはCu製バスバーと共に用いるのに適したコーティングを利用することができる。電気及び熱絶縁のために、本発明において使用されるバスバーは、例えばヒートシンク・コーティングのようなあらゆる適切な市販の絶縁材料で保護することができる。本発明における使用に適したヒートシンク・バスバー管は、Raychem社からのＢＢＩＴヒートシンク可能バスバー管を含む。ここでは、コーティングされたバスバーの一部分を図面中に例示する。
【００７３】
主変圧器を外部に配置し、主バスバーシステムを全体的または部分的に外部に配置するシステムでは、主バスバーは随意的に適切な熱絶縁／環境保護層でコーティングする。バスバー上に用いるのに適したあらゆる適切な市販の熱及び／または環境保護材料、特にAlまたはCu製バスバーと共に用いるのに適した熱及び／または環境保護材料を用いることができる。
【００７４】
例えば、二次バスバーから主バスバーへの接続を行うために、本発明の電源及び照明システム用のバスバー・アセンブリ内で１つのバスバーシステムを他のバスバーシステムに接続する場合、この接続は、上記プラスチックを主バスバーの所望の接続点で剥き出しにして金属を露出させ、それに対応して露出させた二次バスバーの金属面に接続することによって行うことができる。（ＬＥＤライト、ＬＥＤストリップ、または１つ以上のＬＥＤライトを含むストリップに接続される）低電圧配線の最終配線のように、二次バスバー、あるいは三次バスバーへの電気接続を行う場合、二次、あるいは三次バスバー内に接続点を穿孔することができる。疑問を避けるために、主バスバーシステムを全体的または部分的に外部に配置する場合、二次システムへの接続は以上に指定したように行うことができる。
【００７５】
電力線通信機能
以上に詳述したように、本発明は、通信機能を有するＬＥＤアレイを含む制御可能な電源及び照明システムを提供する。
【００７６】
電力線技術は、既存のＡＣ電源波形上に通信機能を含める能力を提供する。従って、本明細書中に詳述するＬＥＤ及び非ＬＥＤ装置用の電源及び照明システムの利点に加えて、本発明は、他の態様として、通信機能を有する、本明細書中に詳述する電源及び照明システムを提供する。
【００７７】
電力線技術は、電力線通信（ＰＬＣ：power line communication）、電力線キャリア、電力線デジタル加入者線（ＰＤＳＬ：power-line digital subscriber line）、幹線通信、電力線遠隔通信または電力線ネットワーク（ＰＬＮ：power-line networking）としても知られている。疑問を避けるために、そして本発明における１つ以上の態様によれば、本発明のシステムは、低電圧ＡＣバスバー・アセンブリ上でのＰＬＣによる通信技術を提供する。本発明の電源及び照明システムでは、電力線技術と上記バスバーとの組合せは、低電圧ＡＣ電力の分配手段を提供すると同時にバスバー・アセンブリ上でデータを搬送する手段を提供する。
【００７８】
本発明の電源及び照明システムによって提供される望ましい制御可能な、低コストで高効率の利点に加えて、電力線技術の利用は、一意的に識別する情報をこうしたシステム内に組み入れる能力、及び設置及び運用効率のコストをさらに引き下げる能力を提供する。従って、本発明の好適な態様によれば、ＬＥＤライトを含むＬＥＤアレイを具えた業務用及び／または家庭用の制御可能な電源及び照明装置が提供され、このアレイはＡＣ低電圧電源によって給電され、
(i) アレイに分配される低電圧ＡＣ電力は、外部または内部に配置することができる主変圧器にリンクされ、
(ii) この低電圧ＡＣ電力はバスバーによって分配され、各ＬＥＤライト、あるいはＬＥＤライトのグループに供給される電力は、各ＬＥＤライト、あるいはＬＥＤライトのグループに関連するＡＣ／ＤＣ整流器によって低電圧ＤＣに変換され、
(iii) 上記システムは、ＬＥＤアレイ全体、あるいはアレイ内の個別のＬＥＤライトまたはＬＥＤライトのグループを自動制御する手段を含み、
(iv) 上記バスバーは、上記システム内の１つ以上の非ＬＥＤ系装置に給電するように構成され、
(v) 上記システムは、通信技術と組み合わせた電力線技術、上記アレイ内の登録手段、及び上記非ＬＥＤ系装置を追加的に具え、上記システムは遠隔的に監視して制御することができる。
【００７９】
電力線技術を追加的に含む本発明の制御可能な電源及び／または照明システムの、現在市販のシステムに対する利点は：ＡＣ電圧を降圧する変圧器を、局所的整流／局所的電圧補正と組み合わせて用いて、使用可能な低電圧の電源及び照明システムを提供すること；９０％から９５％までの効率；自己調整システム制御のための手段；自動電圧補正の提供；電力線技術の利用により１００，０００個以上のＬＥＤを含むアレイを制御する能力；最終配線しか必要とせず、銅配線により提供されるより効率的な配線システム；「プラグ・アンド・プレイ」ＬＥＤアレイの提供；並びにシステム内の局所的センサへの無線リンクを、アレイ内の特徴機能の管理及び遠隔制御の一部として使用する可能性を含む。
【００８０】
電力線技術と無線技術（Ｗｉ−Ｆｉ）との組合せを使用する可能性については以下に説明する。
【００８１】
これに加えて、本明細書中に詳述するバスバー、降圧用ＡＣ変圧器、低電圧ＡＣ電力分配、及び電力線技術を含むこうした制御可能なシステムは、現在の２４／７監視システムに対して、ランニングコストの点で今までにない効率を提供すると共に、設置するための集中投資がより少なく、一般に３０％安い価格帯であるので、本発明の電源及び／または照明システムは、まず、業務用及び／または家庭用の用途において、信頼性があり、効率的で、高精度で遠隔制御可能なシステムにより、特注のＬＥＤ照明、及び／または（存在すれば）非ＬＥＤ装置への電力を供与する手段を提供する。
【００８２】
他の態様によれば、本発明の電源及び照明システムは、本発明のシステム内で使用される１つ以上のＬＥＤアレイ内の各ＬＥＤライト、あるいはＬＥＤのグループの波長強度及び光周期を、１m2〜１０，０００m2の大面積にわたって独立して制御する手段を提供する。ＬＥＤまたはＬＥＤのグループを設置時に、あるいはその後に定期的に登録することによって、システム全体、システム内の個別のＬＥＤライト、ＬＥＤライトのグループ、ＬＥＤストリップまたはＬＥＤストリップのグループ、あるいは１つ以上のアレイの放射パワーを、ある範囲の入力電流にわたって知ることができる。
【００８３】
登録された各ＬＥＤは、必要に応じて分光放射計を用いて再較正することができる。このプロセスは、本発明のシステムの照明態様によって提供されて測定される放射パワーの再現性及びデータ記録を可能にし、まず、システム全体にわたって、あるいはシステムの個別の区域、部分、オフィス、フロア、工場のライン、または他のこうした事前決定可能な区域内のいずれかにおいて、ユーザに提供される放射パワーについての情報をリアルタイムで提供し、システム内のこれら個別の領域は、本明細書中に規定され、本発明の電源及び照明システムにおいて利用される１つ以上のＬＥＤアレイ内の対応するＬＥＤまたはＬＥＤのグループに合致する。
【００８４】
従って、さらに他の態様によれば、本発明は、本明細書中に規定するシステム内のＬＥＤ照明デバイス、及び非照明／非ＬＥＤ装置用の制御システムを提供し、この制御システムは、放射パワーの測定に関するデータを記録する手段を含み、この非照明／非ＬＥＤ系装置の制御システムは、電力消費の測定に関するデータを記録する手段を含む。
【００８５】
本発明による、本明細書中に規定するＬＥＤ照明デバイス及び非ＬＥＤ系装置用の電源及び照明システム用の制御システムは、スマートなソフトウェアを用いて、種々の発生源から捕捉されて制御システムへ中継されるデータを管理して、システム全体の調整された監視及び制御を提供し、これらの発生源は、照明登録チップ；整流器制御手段；電力線通信チップ；無線技術；ローカルＰＣ；他のデータ捕捉手段；あるいはそれらの混合及び組合せを含む。
【００８６】
本発明の制御可能な電源及び照明システムにおいて使用される照明アレイ内の各ＬＥＤライト、ライトのグループ、ＬＥＤストリップ、ＬＥＤストリップのグループ、１つ以上のＬＥＤライトを含むストリップ、または１つ以上のＬＥＤライトを含むストリップのグループ、あるいは非ＬＥＤ系装置、または非ＬＥＤ系装置のグループ、あるいはＬＥＤと非ＬＥＤ系装置との組合せは、本明細書中に詳述する電力線技術を用いて独立して制御することができ、あるいは、システムの要求がこうした機能を求める場合、制御は、電力線技術と無線技術との組合せによって、またはローカルＰＣへの無線リンクを用いたスタンドアロン（独立型）の無線技術により、あるいはインターネット経由で遠隔的に行うことができる。こうした制御を行うために、アレイ内の各ＬＥＤライトまたはＬＥＤライトのグループ、あるいは各非ＬＥＤ系装置または非ＬＥＤ系装置のグループに、別個に識別して制御することができる登録チップを取り付ける。
【００８７】
本明細書に詳述するように、電力線技術に加えて、バスバーを介して１つ以上のＬＥＤアレイ、及び（存在すれば）１つ以上の非ＬＥＤ系装置に分配される低電圧ＡＣを含み、これらのアレイ及び／または装置が局所的登録チップを有する本発明の制御可能な電源及び照明システムは、ローカル／中継器無線技術と非常に相性が良いことも、出願人は見出した。例えばインターネット・アクセスが必要である用途におけるように、あるいはシステム内で使用されるスマート装置の携帯性が要求されるように、大きな／強い無線信号強度を提供する能力を必要とする、本発明における電源及び照明システム用には、ローカル／中継器無線技術を有利に用いることができる。
【００８８】
変圧器
本発明のシステムにおいて使用するのに適した変圧器はＡＣ実効値２４０v−５０vの変圧器である。明らかなように、こうした変圧器は、何千平方メートルもの最大面積を提供する単一の建物または一連の建物、あるいは単一の建物内の一連の区域のいずれかに給電するようなサイズにすることができる。安全上の理由で、こうした変圧器は一般に外部に配置される。システム効率を最適化するためには、より大型の変圧器が好ましく、このため、業務用または家庭用の用途向けの新たな電源及び照明システムを設計する際には、システムが初期及び運用中の高効率を共に提供するように設計されていることを保証するために、現在及び将来の能力を考慮するべきである。一般に、より大型の変圧器ほどより高い効率を提供し、一般に９５〜９９％以上の領域である。
【００８９】
本発明の電源及び照明システムは、業務用及び／または家庭用の用途向けのＬＥＤ照明、並びに存在すれば非ＬＥＤ系装置用の電力を提供し、ＬＥＤ照明装置は、従来のシステムに対して電気効率及び放射効率の利益を有する。
【００９０】
本発明のシステムは：約８０％以上の；約８５％以上の；約８７％の領域内の効率を、システムに電気接続されたＬＥＤ及び非ＬＥＤ系装置についての約３０％以上；約３５％以上；約４０％以上；約４３％の領域内の放射効率（壁コンセント効率）と組み合わせて提供することができる。
【００９１】
本発明のシステムは、大型で９９％までの効率にすることができるＡＣ２４０v−ＡＣ２４／５０vの変圧器を、各ＬＥＤライトまたはＬＥＤライトのグループに関連する、あるいは（存在すれば）各非ＬＥＤ系装置に関連する局所的整流器／局所的電圧補正装置と組み合わせて利用する。こうした整流器は、最適な効率レベル用に、理想的には約９５％の領域内の効率用に選択することができる。９５％の効率を有する本発明の制御システムの使用によって、本発明のシステムは、８７％（９９％×９５％×９５％）の領域内の電気効率を提供することができ、ＬＥＤが５０％の放射効率である例では、この電気効率は約４３％の壁コンセント効率に相当する。
【００９２】
従って、他の態様によれば、本発明は、本明細書中に規定する制御可能な電源及び照明システムを提供し、この電源及び照明システムは、ＬＥＤ照明を含み、ＡＣ２４０ｖ−ＡＣ２４／５０vの変圧器を、各ＬＥＤライトまたはＬＥＤライトのグループに関連する、あるいは（存在すれば）各非ＬＥＤ系装置に関連する局所的整流器／局所的電圧補正装置と組み合わせて利用する。
【００９３】
この効率的な電源及び照明システムを利用する家庭用及び業務用システムの表現は、本願の図面によって例示される。
【００９４】
例えば何千平方メートルもの非常に大きな設置面積を有する倉庫のような業務用システムに適合するために、出願人は改良形のシステムを設計し、このシステムでは、大型の主変圧器を倉庫内部の遠隔点に設置することができ、電力は、バスバー・アセンブリを介して照明アレイ及びあらゆる非ＬＥＤ装置に所望通りに分配され、本明細書中に規定する遠隔制御の特徴機能を有する。この変圧器への内部ケーブル配線のみがＩＰ等級付けされている必要があり、システムの残り部分は以上に規定した通りである。
【００９５】
疑問を避けるために、本発明による業務用及び／または家庭用の用途向けの電源及び照明システムでは、主ＡＣ変圧器を内部にも外部にも配置することができる。本発明のシステムを、１つ以上のＡＣ変圧器を有する業務用及び／または家庭用の建物内に組み入れる場合、主ＡＣ変圧器は、建物の特定要求に応じて、外部の、システムの中心に合わせた位置に、あるいは内部の、建物の中心、あるいは最上部または最下部のいずれにも配置することができる。本明細書中に定義する中心位置は：本発明の電源及び照明システムによって給電されるシステムの中心となる位置；植物栽培室；中央の植物栽培室；部屋、フロア、オフィス、または建物等のグループの中心となる位置を含む。
【００９６】
本発明は、本明細書中に詳述したあらゆる態様による業務用及び／または家庭用の用途における使用に適した電源及び照明システムを追加的に提供し、この電源及び照明システムは外部または内部の主ＡＣ変圧器を具え、主ＡＣ変圧器が建物の内部にある際には、この主ＡＣ変圧器は建物の中心または最上部または最下階に配置することができ、主ＡＣ変圧器が外部にある際には、この主ＡＣ変圧器は中心位置に配置することができる。
【００９７】
変圧器の高圧側での電力サージ保護
他の態様によれば、本発明は、以上に規定した業務用または家庭用の使用に適した新規な照明システムを提供し、このシステムは、変圧器の高圧側にある変圧器関連のサージ保護装置の使用により、システム内の照明装置を電力サージから保護する手段を追加的に提供する。変圧器からシステム内へ供給される低電圧ＡＣ中のサージまたはスパイクから保護することができる、あらゆる適切な、サージ保護装置としても知られているサージ保護機器、サージ抑制装置、または過渡電圧サージ抑制機器を用いることができる。明らかなように、あらゆる特定のサージ保護装置は、本発明によるあらゆる特定のシステムに供給される特定の低電圧ＡＣレベルに依存する。
【００９８】
本発明は、本明細書中に規定するいずれかの態様による、業務用または家庭用の使用に適した新規な照明システムを提供し、このシステムは、システム内の照明装置を電力サージから保護する手段を具えている。
【００９９】
変圧器の低電圧側のウォッチドッグ・サージ保護
他の態様によれば、本発明は、バスバーを有するシステムの形の制御可能な電源及び照明装置を電気サージから保護するための追加的手段を提供する。以上に詳述した変圧器の高圧側にある変圧器関連のサージ保護装置に加えて、このシステムは、本明細書中に定義するウォッチドッグ型技術を変圧器の低電圧側に追加的に具え、このウォッチドッグ型技術は、各バスバー上で使用中の実際電力を、ソフトウェアによって予測した電力と比較する。事前設定（プリセット）レベルからの変動を制御システム内に取り込んで警告として示し、事前設定されるあらゆる大変動を、事前設定された電力分配レベルに従っていない特定のバスバーまたはバスバーのグループへの電力を遮断するように設定して、システム全体を保護することができる。
【０１００】
本明細書中に定義するウォッチドッグ技術は、本発明におけるあらゆる特定のシステム用に動作中の制御システムと両立すると共に、本発明のシステムにおける電力分配装置（バスバー／配線）内の１つ以上の点における電力消費及び分配レベルをリアルタイムで監視することができる装置を意味する。電力計（パワーメーター）のようなあらゆる適切な監視装置を用いることができる。
【０１０１】
他の特徴として、適切な従来型ヒューズを設置して、システム内のあらゆる特定のバスバーまたはバスバーのグループに分配されている電力レベルが所定レベルを超えた場合の、適切な安全策を提供することができる。疑問を避けるために、こうした所定レベルは、特定システムの性質、及び使用すべく選択した特定ヒューズに関連する遮断容量／遮断定格に応じて変化させることができる。
【０１０２】
従って、本発明は、本明細書中に規定するいずれかの態様による、新規な業務用または家庭用の使用に適した新規な照明システムを提供し、このシステムは、システム内の照明装置を電力サージから保護する手段を追加的に具え、この手段は、サージ保護装置、ウォッチドッグ・タイマー装置、及び随意的に１つ以上のヒューズの組合せの使用を含む。
【０１０３】
ＬＥＤ及び非ＬＥＤ用の電源及び制御機能
以上に詳述したように、出願人は、管状または略管状のアルミニウム製バスバーを低電圧ＡＣで有利に用いて、１つ以上のＬＥＤアレイ内にＬＥＤライトを個別に、あるいはグループ単位で具え、随意的に、業務用及び／または家庭用の用途における１つ以上の非ＬＥＤ系装置を組合せで具えた複合型の電源及び照明システムに給電することができることを見出し、これらのバスバーによって提供される「電力線」技術が、システム内の照明装置及び随意的な非照明装置用の制御システムを提供し、この制御システムは、識別用の１つ以上の登録チップの使用により、各個別のＬＥＤまたは（存在すれば）随意的な非ＬＥＤ系装置、またはそれらのグループ、あるいはＬＥＤライトのアレイと通信する。
【０１０４】
登録チップを介して低電圧ＡＣと接続されるように作製されているあらゆるＬＥＤアレイを、本発明の電源及び照明システムにおいて、業務用及び／または家庭用の用途向けに利用することができる。こうしたＬＥＤアレイを登録することができる手段は、本明細書中に詳述するものである。
【０１０５】
例えば携帯電話用充電器のような非照明装置については、充電器プラグを低電圧ＡＣ電源に接続し、この低電圧ＡＣは、装置リード線内または充電器プラグ内のいずれかに内蔵することができる適切なインバータによりＤＣに変換される。各非照明装置は、ローカルＰＣへの無線リンクを用いて、あるいはインターネット経由で遠隔的に、装置リード線内または充電器プラグ内のいずれかに内蔵される適切な事前登録されたチップを含む局所的な個別のコントローラとの組合せにより、独立して監視及び／または制御することができる。
【０１０６】
疑問を避けるために、Ｗｉ−Ｆｉ機器を提供するあらゆる市販の無線技術を利用することができ、こうした無線技術によって、例えばコンピュータ、タブレットまたはスマート型等のような非ＬＥＤ系装置を、インターネットに接続することができ、あるいは、所定領域内、即ち上記システム内の他の非ＬＥＤ系装置に無線で接続することができる。
【０１０７】
以下に詳述するように、ＬＥＤライトは低電圧ＡＣによって給電され、この低電圧ＡＣはバスバー・アセンブリによって分配されて供給される。この低電圧ＡＣは、各ＬＥＤライト上、または各ストリップの端部にある各ＬＥＤ取付具上で、適切な整流器を用いることによってＤＣに変換される。アレイ内の各ＬＥＤライト、またはＬＥＤライトのグループは、独立して監視及び／または制御することができる。
【０１０８】
本明細書中に詳述するように、バスバー・アセンブリに関連する電力線技術を有利に用いて、システムの制御を行うことができる。電力線技術を組み入れた電源及び照明システムを説明し、図面中に例示する。
【０１０９】
ローカルＰＣへの無線リンクの使用またはインターネット経由で遠隔的にといった他の及び／または代わりの制御システムの特徴は以下に詳述する。
【０１１０】
他の態様によれば、本発明における各ＬＥＤライトまたは非ＬＥＤ装置は、個別のＬＥＤストリップ、アレイ内のＬＥＤのグループ、１つ以上のＬＥＤアレイ、個別の非照明装置、または非照明装置のグループを含めて、最終的にインターネット経由で個別に制御することができ、すべてのデータがクラウド経由で収集される。
【０１１１】
こうした制御は、無線通信可能な中央マイクロコントローラにリンクされたローカルＰＣによって行うことができる。例えば、各ＬＥＤストリップ、またはより一般的にはＬＥＤストリップのグループの各々、あるいはＬＥＤどうしが接続されたグループ内の１つのＬＥＤが、無線信号を受信して、ストリップまたはＬＥＤストリップのグループ内の各個別のＬＥＤに、あるいはＬＥＤどうしが接続されたグループ内の各ＬＥＤに、ストリップどうしを接続する一連の低電圧制御配線経由でコマンドを配信する。これらの同じ制御配線及び無線信号は双方向であり、局所的センサ及び他の監視装置にコマンドを送信し、これらの局所的センサ及び他の監視装置からデータを収集することができる。
【０１１２】
ＬＥＤ照明及び非ＬＥＤ装置を具える本発明の制御可能な低コスト、高効率の電源及び照明システムの他の利点は、Ｗｉ−Ｆｉと電力線技術との組合せの利用により、こうしたシステム内に一意的識別情報を組み入れる能力、及び設置及び稼働効率のコストをさらに下げる能力にある。
【０１１３】
特にＬＥＤについては、こうした局所的コントローラは、電圧及び電流を０から一般にＬＥＤ設計仕様の２００％まで変化させることができ、ここでは１００％が、電力に対する放射パワーの比率がその最大値になる最適値または「スイートスポット（最適点）」である。「スイートスポット」を上回る電流ブースト（上昇）は、「オフピーク」な電力コストが利用可能である場合に有益であり得る。上記マイクロコントローラは、パルス波変調（ＰＷＭ：pulse wave modulation）によって光強度及び光周期を制御するためにパルスを発生することができる。これらのマイクロコントローラは、電圧、電流及びパルスを同時に変化させることもできる。
【０１１４】
以上に説明したように、ＬＥＤに関しては、有利な照明システム制御を可能にするために、各ＬＥＤ、ＬＥＤのグループまたはストリップに登録チップを取り付け、この登録チップは別個に識別し制御することができる。設置時に、各ＬＥＤ、ＬＥＤのグループまたはストリップを、入力電流及び「オン−オフ」パルス幅の範囲にわたって、目的に合わせて設計された分光計または分光放射計を用いて較正し、こうして、制御システムが、各ストリップによって伝えられる波長、光強度及び光周期を伝達して記録することを可能にする。このことは、ＬＥＤの製造業者が、ＬＥＤの製造のバラツキを補償すべくビン（値に応じてグループ分けするための値の範囲）選択を修正することを可能にする。このことは、ＬＥＤのビンをより多数とり入れ、これによりコストを低減することも可能にする。時間とともにＬＥＤは劣化し、同じ放射出力パワーに対してより大量の電力を必要とする。定期的に再較正することによって、これらのバラツキは既知となり調整することができる。さらに、入力電力データを長時間に（何年にも）わたって収集することによって、劣化を予測することができ、ストリップの交換を最適にすることができる。上記較正は、故障を識別して早期の交換を行うことも可能にする。上記交換プロセスは、自動的なＬＥＤ洗浄も可能にし、システム効率並びにこれに付随する物理的洗浄のためのコスト節減についての関連する利益を伴う。
【０１１５】
ＬＥＤの較正は、製造中に、システム内への設置中に、あるいは例えばＬＥＤライトまたはＬＥＤライト取付具をアレイ内に取り付ける際のように、ＬＥＤの寿命期間中に必要に応じて実行することができる。最適な制御効率のためには、本発明において使用するＬＥＤを登録する前に較正するべきである。あらゆる適切な較正プロセスを用いて、本発明のシステムにおいて使用するＬＥＤを、それらの登録及び利用の前に較正することができる。本発明における利用に適した好適なＬＥＤ較正プロセスでは、次のステップを実行する：
【０１１６】
１．アレイ内の各ＬＥＤ、あるいはＬＥＤのグループ内のすべてのＬＥＤが同一であれば、ビンによる各グループから１つのＬＥＤを、適切なバスバーまたは配線を介して低電圧ＡＣ電源に手作業で接続して、「暗箱（ダークボックス）」内に挿入する；
【０１１７】
２事前設定された電流とＰＷＭシーケンスとの組合せを動作させ、結果的なデータを、上記ビンからの、システム内で使用されるすべてのＬＥＤに関するものとして記録する。異なるＬＥＤのグループ及び／または異なるビンからのＬＥＤを含むより複雑なシステムが存在する場合、異なる出所からのＬＥＤの各々についてステップ１及び２を反復する；
【０１１８】
３．関連する結果的なデータセットを、アレイ内のＬＥＤのグループ毎に登録チップに割り当て、各グループは、記録されたビン番号からのＬＥＤを含む；
【０１１９】
４．一旦、システムが起動し、較正され登録されたＬＥＤで動作すると、将来、これらの組合せのいずれかを用いる際に、データは既知であり、各ＬＥＤまたはＬＥＤのグループに応じて、建物／アレイ内の領域にマッピングすることができる。
【０１２０】
以上に詳述したように、本発明で使用するＬＥＤライトは、アレイを動作させる前に較正して登録することが理想的である。各ＬＥＤは、シリアル（順次の）登録を行うための「シリアル識別子チップ」を有し、このことは、こうした一意的な番号に対してＬＥＤ較正情報が記憶されることを意味する。
【０１２１】
データ管理／セキュリティ
以上に説明したように、さらに他の態様によれば、本発明は、本明細書中に規定するシステム内のＬＥＤ照明デバイス及び非ＬＥＤ系装置用の制御可能な電源及び照明システムを提供し、ここでは、照明制御システムが、放射パワーの測定に関するデータを記録する手段を含み、非照明の制御システムが、電力消費の測定に関するデータを記録する手段を含む。
【０１２２】
これも以上に説明したように、システム内のＬＥＤの総数、及びシステム内のＬＥＤの配置は、特定の業務用及び／または家庭用の用途における必要性に依存するが、本発明のシステムと電力線技術との組合せは、まず、１００，０００個以上の個別のＬＥＤを有するシステム内のＬＥＤを管理して個別に制御する能力を提供することが有利である。
【０１２３】
１００，０００個以上の個別のＬＥＤを有し、バスバーを介して分配される低電圧ＡＣ電力を含み、本明細書中に詳述する態様のいずれかによる電力線技術による装置の自動制御と組み合わせた、業務用及び／または家庭用の用途におけるＬＥＤデバイス及び非ＬＥＤ装置用の本発明の制御可能な電源及び照明システムの特定の利点は、今までにないセキュリティ（安全性）のレベルを提供することにある。
【０１２４】
本発明の制御可能な電源及び照明システムにおいて使用されるＬＥＤ照明システムについては、この照明制御システムが、ＬＥＤアレイ全体、あるいはアレイ内の個別のＬＥＤまたはＬＥＤのグループの放射パワーの、連続分光放射測定なしの測定に関するデータを記録する手段を含むことが有利である。
【０１２５】
従って、ＬＥＤアレイ制御システムを運動センサ及び光センサに接続することによって、リアルタイムまたは周期的なデータセットを提供する総合制御システムを実現することができ、この総合制御システムは、システム内の所定出力レベルの進行的／継続的な最適化及び／または維持を可能にする。
【０１２６】
従って、他の態様によれば、本発明は、本明細書中に以前に規定したＬＥＤアレイにより有効な光レベルを業務用または家庭用のシステムに提供する制御可能な電源及び照明システムを提供し、上記制御システムの特徴は、ＬＥＤの波長、光強度または光周期の継続的測定の必要性が存在しないことにある。
【０１２７】
さらに他の態様によれば、上記制御システムを自然光測定器に接続して、業務用または家庭用の環境内で光レベルが変化した際にＬＥＤを調整するための制御を可能にする。
【０１２８】
本発明における電源及び照明システムの特別な特徴は、作業員／保守要員にとって安全である電圧でＬＥＤに給電する能力である。このことは、照明システムを、ＡＣ１２〜５０v、代表的にはＡＣ２４〜３６vの低電圧ＡＣ電源に接続することによって実現され、この電圧がバスバーを介してシステムに供給される。本発明の制御可能な電源及び照明システムによって提供される、現在利用可能なシステムに対する他の安全上の利点は、一旦設置されると、建物の日々の保守を担う作業員がすべてのＬＥＤを安全に設置し保守することができることにある、というのは、これらのＬＥＤが低電圧ＡＣでしか動作しないからである。このことは業務上の運用コストの低減をもたらす。ＬＥＤアレイの全体効率は、整流を最適にする動作電圧を維持するように制御することができる。
【０１２９】
従って、他の態様によれば、本発明では、本明細書中に規定する１つ以上のＬＥＤアレイ及び非ＬＥＤ装置を具えた電源及び照明システムにおいて使用される制御システムが提供され、この制御システムは：ＬＥＤアレイ全体の、あるいはアレイ内の個別のＬＥＤまたはＬＥＤのグループの放射パワーの測定；上記電源及び照明システムが用いられる建物内、あるいは建物の区域またはフロア内の光レベルの光センサによる測定；アレイ内の１つ以上のＬＥＤ、ＬＥＤのグループ及び／または電源及び照明システム内の個別の非ＬＥＤ装置または非ＬＥＤ装置のグループへの電力レベルの測定に関するデータを記録する手段を含み、上記制御システムは、９０％以上の効率を維持するように動作電圧を制御する手段を提供する。
【０１３０】
１つのゲートウェイ
以上に説明したように、本発明は、電源及び照明システム内の各個別の装置を独立して制御する手段を追加的に提供し、この個別の装置はＬＥＤデバイスまたは非ＬＥＤ系装置であり、並びに電源及び照明システム内のＬＥＤのグループまたは非ＬＥＤ系装置のグループ、あるいはＬＥＤのアレイを選択的に制御する手段を追加的に提供する。明らかなように、こうした照明システムは異なる波長のＬＥＤを含むことができる。このことは、低電圧の制御線、電力線技術、または無線技術、あるいは中央マイクロコントローラによって命令される電力線技術と無線技術との組合せにより実現される。
【０１３１】
このマイクロコントローラは、従来型パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）通信用の共通ゲートウェイとしても機能する。このデータは、制御可能な電源及び照明システム内のいずれかのＬＥＤ、またはＬＥＤの任意の組合せの、各波長及び光周期における光強度及び放射パワーを、電流を変化させるかパルス幅変調（ＰＷＭ：pulse width modulation）をとり入れるかのいずれかによって変化させるように構成することができる。
【０１３２】
共通ゲートウェイ（マイクロコントローラ）とＰＣとの間の通信の方法は、シリアルまたはイーサネット（登録商標）等のハードワイヤ（配線接続）手段、または無線を通した、Ｗｉ−Ｆｉ、ＳＮＡＰ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、Ｘｂｅｅ（登録商標）、または他の無線プロトコルによるものとすることができる。
【０１３３】
特に、電力線技術を中央マイクロコントローラと組み合わせて用いて、本発明における制御可能な電源及び照明システム用の制御システム内に中央ゲートウェイを提供することは、特に現在利用可能な無線系システムに比べると、データ・セキュリティの視点から特に有利である。
【０１３４】
本発明の電力線及び中央マイクロコントローラベースのシステムを用いることによって、本発明の制御可能な電源及び照明システム内の何千個または何万個ものＬＥＤ及び／または非ＬＥＤ系装置からの全データが、単一の共通ゲートウェイを通って導かれ、このことは、現在利用可能な無線系技術を用いれば必要になる何千個または何万個もの一連の個別の無線リンクを用いるよりも明らかに安全である。
【０１３５】
この有益なデータ・セキュリティの態様に加えて、共通ゲートウェイとしての単一のマイクロコントローラとバスバー・アセンブリの電力線技術とを組み合わせた二重システムの使用は、何千もの異なるＷｉ−Ｆｉチャネルを有する可能性のあるものよりも容易に保守及び更新される。ゲートウェイ技術の利用法に関する例示及び詳細は図面中に提供する。
【０１３６】
例えばスマート技術を有する携帯装置、携帯電話、ラップトップ・コンピュータ、タブレット等のような、システム全体を通したモバイル接続用の装置を必要とするいくつかの非ＬＥＤ系装置が存在する。モバイル接続を必要とするこうした非ＬＥＤ系装置用の特注の制御機能は、無線周波数の無線信号を使用する装置に接続されたモバイル機器への無線接続／モバイル機器との間のデータ伝送を可能にする局所的Ｗｉ−Ｆｉ発生器の使用により可能にすることができ、このＷｉ−Ｆｉ発生器は、電力線技術によって給電され、あるいはその代わりに、指定されたＬＥＤからのＬｉ−Ｆｉの使用により給電されて、可視光通信（ＶＬＣ：visible light communication）手段を使用した無線の光ネットワーク技術を用いたモバイル機器への無線接続／モバイル機器との間のデータ伝送を可能にし、上記指定されたＬＥＤは電力線技術によって給電される。
【０１３７】
従って、本発明では、以上の態様のいずれかにより規定されるバスバーを介して分配される低電圧ＡＣの使用、及び中央マイクロコントローラによって命令される電力線技術及び無線技術を含む自動制御システムの使用により、電源または照明システム内の各個別の装置を独立して制御する手段、並びに電源及び照明システム内のＬＥＤのグループ、または非ＬＥＤ系装置のグループ、あるいはＬＥＤのアレイを選択的に制御する手段を有する制御可能な電源及び照明システムが提供され、上記個別の装置はＬＥＤデバイスまたは非ＬＥＤ系装置である。
【０１３８】
他の態様によれば、以上の態様のいずれかにより規定されるバスバーを介して分配される低電圧ＡＣの使用、及び中央マイクロコントローラによって命令される電力線技術及び無線技術を含む自動制御システムの使用により、電源または照明システム内の各個別の装置を独立して制御する手段、並びに電源及び照明システム内のＬＥＤのグループ、または非ＬＥＤ系装置のグループ、あるいはＬＥＤのアレイを選択的に制御する手段を有する制御可能な電源及び照明システムが提供され、上記個別の装置はＬＥＤデバイスまたは非ＬＥＤ系装置であり、上記無線技術は：Ｗｉ−Ｆｉ；Ｌｉ−Ｆｉ；Ｗｉ−ＦｉとＬｉ−Ｆｉの組合せから選択したものである。
【０１３９】
モバイル・ネットワーク機能を必要とする非ＬＥＤ系装置への無線接続を必要とする、本発明における制御可能な電源及び照明システムにおけるデータ・セキュリティを強化するために、以上の態様のいずれかにより規定されるバスバーを介して分配される低電圧ＡＣの使用、及び中央マイクロコントローラによって命令される電力線技術及び無線技術を含む自動制御システムの使用により、電源または照明システム内の各個別の装置を独立して制御する手段、並びに電源及び照明システム内のＬＥＤのグループ、または非ＬＥＤ系装置のグループ、あるいはＬＥＤのアレイを選択的に制御する手段を有する制御可能な電源及び照明システムが提供され、上記個別の装置はＬＥＤデバイスまたは非ＬＥＤ系装置であり、上記無線技術は、システムから１つ以上の非ＬＥＤ系装置へのＬｉ−Ｆｉ無線接続、及び１つ以上の非ＬＥＤ系装置からシステムへのＷｉ−Ｆｉ無線接続を提供する手段を含む。
【０１４０】
非ＬＥＤ系モバイル機器用の制御システムを図面中に例示して説明し、この制御システムは、Ｗｉ−Ｆｉ及びＬｉ−Ｆｉ接続、並びに電力線を介して制御されるＬＥＤ照明を含む。
【０１４１】
疑問を避けるために、このことはデータの伝送及び制御機能用である。装置とシステムとの間に通信が存在する場合、このことは、制御機能及び／またはデータの伝送用であり、システムと装置との間に通信が存在する場合、このことは制御機能及び／またはデータの伝送用である。一実施形態では、伝送が装置については一方向でありシステムについては他方向である場合、Ｗｉ−Ｆｉ／Ｌｉ−Ｆｉシステムを用いる。
【０１４２】
各波長の光強度及び光周期を、各個別のＬＥＤ、ＬＥＤのグループ、各ＬＥＤストリップ、またはストリップのグループ、あるいはアレイ全体中の１つ以上の指定したアレイに合わせて制御する能力は、本発明の制御可能な電源及び照明システムを用いる業務用または家庭用のシステムの所定領域内の周辺光条件に応じてＬＥＤを変化させるためのフィードバック・ループを可能にする。こうした所定領域は、要望に応じて、建物全体、例えば建物内の廊下または階段のように、建物内の１つ以上の部屋またはフロア、または区域、あるいは領域または空間、部屋または空間のグループ、または１つ以上のフロア、あるいは他のあらゆる構成とすることができる。このことは、ＬＥＤの光子生成を最適化することによって照明関係の電力の最適な利用を可能にする。
【０１４３】
一旦、システムが設置され建物が使用中になると、最適化プロセスを用いることができ、こうした進化的な最適化プロセスは、指定期間（分単位、時間単位、日単位、週単位、月単位）にわたって、光センサ及び／または運動センサの使用により照明の必要性を評価することを可能にし、結果的なデータは制御システムを介して収集される。こうしたデータの処理は、この指定期間にわたって基準値として事前設定される照明レベルを提供し、次に、効率的な光レベルの継続的提供のために、撮像兼光センサ装置に制御システムを接続することによって、この照明レベルを監視して制御して、光をリアルタイムで制御するためのフィードバック・ループを可能にする。
【０１４４】
ＬＥＤ
ＬＥＤは発光ダイオードであり、本発明の電源及び照明システムにおいて使用される照明アレイでは、あらゆる適切なＬＥＤを利用することができる。一般に、あらゆる特定の業務用または家庭用システムにおいて使用されるＬＥＤは、システムの特定部分に対して、所望の波長範囲にわたる光、あるいは特定波長の光を供給する能力のために選択される。
【０１４５】
本発明における家庭用及び／または業務用システム用の制御可能な電源及び照明システムでは、ユーザの好み、及び任意の特定環境において要求される光のレベルに応じて、ＬＥＤライトの間隔をおくことができる。
【０１４６】
本明細書中に規定する局所的登録チップを内蔵するように構成することができるあらゆる市販のＬＥＤ照明を、本発明の制御可能な電源及び照明システムにおいて用いることができる。疑問を避けるために、本発明の制御可能な電源及び照明システムは主に白色／広域スペクトルのＬＥＤ照明の提供に指向しているが、システム全体にわたって、あるいはシステムの特定部分または区域に特注のＬＥＤ有色光を提供するＬＥＤ照明も、特定のＬＥＤの使用により、本発明のシステムによって提供することができる。
【０１４７】
本発明のシステムにおいて使用される特定のＬＥＤの選定及び選択は、業務用及び／または家庭用の用途に依存する。明らかなように、より複雑な用途では、建物の異なる区域、部屋、フロア、さもなければ所定部分において、あるいはこれらの区域、部屋、フロア、等の特定の要求に応じて照明すべき領域内で、異なるＬＥＤ照明装置を用いることができる。本発明の電源及び照明システムのＬＥＤアレイ内に組み入れることができるＬＥＤの数は、システムを適用すべき特定の業務用または家庭用の用途の相対規模のみによって制限される。
【０１４８】
本発明の制御可能な電源及び照明システムは、給電して照明すべき特定環境の必要性に応じて、領域単位で、部屋単位で、区域単位で、またはフロア単位で設計することができることが有利である。
【０１４９】
本発明の制御可能な電源及び照明システムの使用は、まず、何百万個ものＬＥＤを具えた大規模な業務用システムにおいて、今までにない数のＬＥＤを利用する潜在能力を可能にする。本発明のシステムは、ＬＥＤを個別に、グループ単位で、あるいは全部一緒に特定方法で制御することができる手段を提供することが有利である。本明細書中に詳述するように、本発明のシステムの使用によって提供される制御の度合いは、今までにないレベルのフレキシビリティをもたらす。
【０１５０】
疑問を避けるために、そして特定の態様によれば、本発明の電源及び照明システム内で使用される各ＬＥＤライト、またはストリップ、あるいは各ＬＥＤライト取付具は、電圧の局所的変換及び最終的補正のための手段を含む。一般に、変換及び補正のためのこうした局所的手段は、最終的な電圧補正及び変換用のインバータであり、低電圧ＡＣをＤＣに変換して局所的にＬＥＤに供給する。各ＬＥＤストリップ、あるいはＬＥＤライト取付具は、ＬＥＤ、登録チップ、局所的整流器、及び随意的に電力線通信チップを具えた完結したユニットである。
【０１５１】
一般に、本明細書中に詳述する制御可能な電源及び照明システムのあらゆる特定の態様において使用されるＬＥＤは、これらのＬＥＤを用いる特定の業務用及び／または家庭用の用途全体を通しての所望の波長範囲にわたる光、あるいは上記用途のある区域内に特定色を提供するための特定波長の光を供給する能力のために選択される。本発明において使用される好適な有色及び広域スペクトルのＬＥＤは：約４００nm〜約７００nm；約４６０nm〜約６４０nm；約４６０nm；約５６０nm；約６４０nmの範囲内の波長を提供することができるＬＥＤから選択され、こうした波長は個別のＬＥＤによって、グループまたはストリップの形に配列された１つ以上のＬＥＤによって、あるいはアレイ内のすべてのＬＥＤによって提供される。
【０１５２】
これに加えて、本発明のシステムは、１つ以上のＵＶ（ultraviolet：紫外）またはＩＲ（infrared：赤外）ＬＥＤを、それぞれ約４００nm未満または約７６０nm以上の波長を有する個別のライトとして、あるいはグループ単位で含んで、特注の照明要件を、業務用及び／または家庭用の用途向けの電源及び照明システムの特定部分にも全体にも提供することができる。
【０１５３】
疑問を避けるために、本発明の電源及び照明システムは、異なるＬＥＤライト取付具の混合、及び／または、異なる波長を有する有色、広域スペクトル、ＵＶまたはＩＲ ＬＥＤの混合を具えることができる。
【０１５４】
「約」とは、実質的に本明細書中に規定する波長を提供するあらゆるＬＥＤまたはＬＥＤのグループが本発明における使用に適していることを意味する。
【０１５５】
従って、本発明は、ＬＥＤストリップ照明／ＬＥＤストリップライト；ＬＥＤライトを含むストリップ；ＬＥＤスポットライト、ＬＥＤ投光ライト、及びこれらの混合を含む新規な電源及び照明システムを提供する。
【０１５６】
照明システム制御
本明細書中に詳述するように、上記システムは、適切な登録チップ、及びチップの形態にすることができる局所的インバータの使用により、電源及び照明システム内のＬＥＤ及び／または（存在すれば）非ＬＥＤ装置を管理する局所的手段を含む。疑問を避けるために、システム内のＬＥＤ、あるいは登録されたＬＥＤのグループまたはストリップにおける電圧降下の自動補正は、各ＬＥＤ上の、あるいはＬＥＤのグループまたはストリップ上の局所的インバータによって行われ、登録チップは、適切な制御システムによるシステム内のＬＥＤライトまたは非ＬＥＤ装置の識別及び個別及び／またはグループ制御を可能にする。
【０１５７】
あらゆる特定のＬＥＤ照明の選択が、照明すべき特定の業務用及び／または家庭用の用途の要求に依存するが、特定のＬＥＤ照明を本発明のシステム内で動作するように構成することができる手段は次の通りである：
１．有利なシステム制御を可能にするために、各ＬＥＤライトまたはＬＥＤライトのグループ、あるいはＬＥＤライトのストリップ、あるいはＬＥＤライトを含むストリップに登録チップを取り付け、この「登録チップは別個に識別して制御することができる。こうしたチップをあらゆる特定のストリップに取り付けることができる手段は、以上に詳述したものであり、個別のＬＥＤライトまたはＬＥＤライトのグループへのチップ取付に適用することができる；
２．設置時に、各ＬＥＤライト、あるいはＬＥＤのグループまたはストリップを、入力電流及び「オン−オフ」パルス幅全体にわたって、目的に合わせて設計された分光計または分光放射計を用いて較正し、これにより、制御システムが、各ＬＥＤライト、ＬＥＤライトのグループ、ＬＥＤライトのストリップ、またはＬＥＤライトを含むストリップによって伝えられる波長、光強度、及び光周期を伝達し記録することを可能にする。こうした較正を実行することができる手段は、以上に詳述した通りである。
【０１５８】
本明細書中に規定する、本発明のＬＥＤアレイ用制御システムは、スマートなソフトウェアを用いて、種々のデータ源、照明登録チップ、整流器制御手段、電力線通信チップ、無線技術、ローカルＰＣ、または他のデータ捕捉手段を管理して、こうしたデータ捕捉にリアルタイムで応答した成長装置全体の適合された監視及び制御を提供する。
【０１５９】
１つの態様によれば、本明細書中に規定する制御可能な電源及び照明システムは、１つ以上のＬＥＤストリップ、またはＬＥＤストリップのグループ、またはＬＥＤのグループ、あるいは個別のＬＥＤライト取付具／ＬＥＤを含むＬＥＤ照明に、登録チップ、局所的整流器、及び随意的に電力線通信チップが取り付けられている。
【０１６０】
代案の態様によれば、本明細書中に規定する電源及び照明システムは、ＬＥＤストリップ、またはＬＥＤストリップのグループ、またはＬＥＤのグループ、あるいは個別のＬＥＤライト取付具／ＬＥＤに、登録チップ及び局所的整流器が取り付けられ、この登録チップは、ローカル／中継器無線技術との通信用の手段を提供する。
【０１６１】
従って、本発明は、市販のＬＥＤ照明を、本明細書中に規定する新規な電源及び照明システムにおける使用、及びその管理及び制御に適合させる方法を提供する。
【０１６２】
Ｔ字形ストリップ上にありバスバー上に受けられるＬＥＤ
市販のＬＥＤスポット、投光またはストリップ照明に加えて、本発明の制御可能な電源及び照明システム、特に業務用の成長装置において使用されるシステムは、ＬＥＤを含むＴ字形ストリップを含むことができる。
【０１６３】
他の態様によれば、本発明は電源及び照明システムを提供し、この電源及び照明システムでは、照明が導電材料製のＴ字形ホスト・ストリップ上に受けられるＬＥＤを含むことができ、このストリップは、バスバー上に受けられ、低電圧ＡＣ電力をバスバーからＬＥＤへ導き、これにより二次または三次バスバーとして機能する。
【０１６４】
こうしたＴ字形ストリップで使用するのに適した個別のＬＥＤストリップは１つ以上のＬＥＤの構成を具え、これらのＬＥＤは適切なＡＣ配線によって互いに接続されている。使用中には、これらのＬＥＤストリップは、適切な略Ｔ字形のホスト・ストリップと共に配置され、このホスト・ストリップに接合される。適切なホスト・ストリップは、強度のために略「Ｔ」字形であり、軽量であり一般に２０mm未満の幅である。このＴ字形ホスト・ストリップは、あらゆる適切な導電材料製とすることができ、この導電材料は、ストリップ、ＬＥＤまたはシステムの寿命期間中にＬＥＤを支持するのに十分な強度を有する。本発明における使用に好適なＴ字形ホスト・ストリップ材料はアルミニウムである。
【０１６５】
各ＬＥＤストリップ上のＬＥＤの数は１まで少なくすることができ、最大数は、整流器から得られるＤＣ電圧を各ＬＥＤに必要な順電圧で除算した値によって決まる。例えば、ＤＣ７４vに変換されるＡＣ実効値５０vの最大安全電圧において、２．２vの代表的な赤色ＬＥＤの順電圧ではこの数が３３個のＬＥＤである。
【０１６６】
各ＬＥＤは適切なＰＣＢに表面実装され、このＰＣＢは、熱効率の高い接着結合によってアルミニウム製Ｔ字形ストリップに接続されている。
【０１６７】
これらのＴ字形のＬＥＤを含むストリップは、例えば以下に詳述する業務用成長装置のような生体に近接して使用される電源及び照明システムにおける使用に特に適している。ＬＥＤを含むストリップが実装されたこうしたＴ字形ストリップの例示は、本願の図面中に提供する。
【０１６８】
こうしたＴ字形ストリップは、図面中の直線状のＴ字形ストリップの直線部分によって例示するように、バスバー上に受けるのに特に適している。これに加えて、こうしたＴ字形ストリップは、本発明において使用される特注のＬＥＤストリップを提供するために、当該ストリップのバスバー上に配置される領域が無傷で元の形状のままであるならば、曲げること、ねじること、さもなければ手操作することができる。
【０１６９】
このＴ字形ストリップは、ＬＥＤからの廃熱を消散させてＬＥＤがその設計温度で動作することを可能にするためのヒートシンクとしても機能するべきである。
【０１７０】
こうしたＴ字形ストリップ、またはストリップのグループの各々が、登録チップ及び局所的インバータを含み、このインバータはチップの形態にすることができる。疑問を避けるために、システム内のあらゆるストリップにおける電圧降下の自動補正は、各ストリップ上の局所的インバータによって行われ、上記登録チップは、適切な制御システムによるアレイ内のストリップの識別、及び個別及び／またはグループ制御を可能にする。
【０１７１】
一連のアルミニウム製Ｔ字形ストリップを平行に配列すべき場合、このことは、各個別のストリップが少なくとも１つの他の個別ストリップと略平行である複数のストリップを意味する。いずれのストリップ内に組み入れることができるＬＥＤの数も、ストリップの相対長及びＬＥＤ取付具のサイズのみによって制限される。以上の態様のいずれかにより規定される業務用成長装置及び／または家庭用成長装置における使用に適した、本発明の制御可能な電源及び照明システムは、アルミニウム製のＴ字形ストリップ上に受けられる１つ以上のＬＥＤアレイを追加的に含むことが有利であり、これらのＴ字形ストリップは、給電して照明すべき特定環境の必要性に応じて、領域毎、部屋毎、区域毎、またはフロア毎のベースで設計することができる。好適な態様によれば、以上の態様のいずれかにより規定される、成長装置における使用に適した制御可能な電源及び照明システムが提供され、このシステム内に用いられる１つ以上のＬＥＤがアルミニウム製のＴ字形ストリップ上に受けられる。
【０１７２】
適切なＴ字形ホスト・ストリップ上に配置するための、１つ以上の直線状のＬＥＤストリップの好適な構成を、本願の図面中に例示する。
【０１７３】
以上に規定する本発明の電源及び照明システムは、１つ以上のＬＥＤストリップを具えたＬＥＤアレイを含むことができ、各ＬＥＤストリップは、局所的登録チップ及び局所的インバータを内蔵し、これらのＬＥＤストリップは：ＬＥＤを含む個別のＴ字形直線状アルミニウム製ストリップ、こうしたＴ字形ＬＥＤストリップが平行に配列されたグループ、またはそれに代わる個別のＴ字形の曲げられた、ねじられた、さもなければ手操作されたアルミニウム製Ｔ字形ストリップを具えたＬＥＤアレイ、あるいはＬＥＤを平行でない配置で含んだこのような曲げられたアルミニウム製ストリップのグループ、あるいは平行でない配置の曲げられたストリップのグループから独立して選択することができる。
【０１７４】
生体に近接した使用
以上に示したように、本発明による制御可能な電源及び照明装置は、生体、特に植物のような成長することができる生命体に近接した一様かつ安全な様式での使用に適している。
【０１７５】
歴史的には、業務用の温室では、植物が、種々の形態の照明、代表的にはＨＩＤナトリウムランプの下で成長してきた。これらの照明は、光を均等に分布させ、これらのランプが生成する大量の熱による被害を回避するために、植物の上方の高所、一般に植物から２〜４メートル（m）の所に配置される。
【０１７６】
これらのナトリウムＨＩＤランプは一般にＡＣ２４０vで給電され、一般に白色光を生成する。これらのランプは、全出力に達するまでに２、３分を要し、照明波長を調整することができない。従って、これらは長い光周期及び長い暗周期を有するシステムにおける使用にしか適さない。発光ダイオード（ＬＥＤ）照明技術の導入、特に電力効率の増加及びコストの低減は、ＨＩＤナトリウムランプをＬＥＤ設備に置き換えることへの関心をもたらした。これに加えて、各波長を独立して制御し、光強度及び光周期を変化させる能力は非常に魅力的である。ＬＥＤを用いて光周期をミリ秒単位から時間単位まで変化させることは技術的に可能である。ＬＥＤ照明の製造業者は、１００個もの高電力ＬＥＤを組み込むことが多い従来型のプリント回路基板（ＰＣＢ）を用いて小型の照明アレイを設計してきた。これらはＩＰ等級付けされ、一般にＡＣ２４０vの高電圧で給電される。
【０１７７】
業務用の成長装置は、高い光学効率で最適な成長を行うために、ＬＥＤストリップが特異的に配置され、ＬＥＤストリップ上のＬＥＤが特定の様式で間隔をおくことを必要とする。
【０１７８】
現在の小型ＬＥＤ照明アレイは、ファンで空冷されることが多い、というのは、一般に電力の５０％超が放射パワーではなく熱に変換されるからである。こうしたＬＥＤアレイは、その高い熱出力に加えて、ＬＥＤ光が拡散する様式に起因して、成長装置に近接して使用するには不適切である。成長装置では、こうした小型ＬＥＤアレイは一般に成長作物の２m〜４m上方に配置され、関連する熱損失、及び結果的な植物の成長サイクルに対する影響を伴う。効率を増加させる努力のうちに、より小型のストリップ型ＬＥＤアレイが設計され、これらのＬＥＤアレイは成長作物にずっと近接して配置することができるが、これらのストリップ内のＬＥＤは一方向のみに均一に配置されているので、要求される一様な光分布を提供するためには、これらのＬＥＤを成長作物の少なくとも５０cm上方に配置しなければならない。
【０１７９】
出願人は、一様な様式の放射パワー分布を提供することができるＬＥＤストリップを提供する必要性を認識し、これらのＬＥＤストリップは、現在利用可能な従来型の小型またはストリップ型ＬＥＤ照明アレイよりも成長素材の近くに配置することができる。特に、出願人は、一様なパワーを最小の光路で供与するストリップ型ＬＥＤ照明アレイ（ＬＥＤストリップ）を提供する必要性が存在することを認識し、これらのＬＥＤ照明アレイは、発生する熱を成長素材の近く（成長素材から＜５０cm）に留めることができる。
【０１８０】
業務用の視点からは、このように改良されたＬＥＤストリップを費用効果的な方法で動作させることができれば相当な利益である。広範な成長条件にわたる業務用の利用向けには、こうしたＬＥＤストリップは、これらの電力及び熱の利点を、乾燥、湿潤または湿気の条件における使用のための関連する安全基準に準拠する方法で提供するべきである。ある範囲の異なる作物を１つの場所で生産することができる業務用成長装置の複雑性が増加するものとすれば、こうしたＬＥＤストリップの波長、放射パワー、及び光周期を遠隔制御する能力は、効率的な成長装置にとっての前提条件である。
【０１８１】
温室及びポリトンネル・システムのような多数の業務用植物成長装置は、人口光並びに自然光を共に用いる。利用可能な光の最適な効率のためには、影を最小にするべきであり、かつ通過して成長作物に当たる自然光の量を最大にするべきである。このことは、現在利用可能なシステムのいずれでも不可能である、というのは、以上に説明したように、これらのシステムは、成長する生体を過熱から保護するために、成長する生体からある程度の距離をおいて配置しなければならないからであり、このことはシステム全体の設計が非効率的であることを意味する。市販のＬＥＤライトはＤＣ電流で給電され、このことは、これらは一般に、代表的にはＡＣ２３０v−ＤＣ２４vのインバータに近接して配置されることを意味する。本明細書中で前に説明したように、低電圧ＤＣでは短い距離で大幅な電圧降下があり、このことは、成長装置におけるシステム効率のためには、特にＡＣ／ＤＣインバータをストリップから５m未満、一般にストリップから約２mの距離をおいて配置しなければならないことを意味する。
【０１８２】
現在利用可能なＬＥＤストリップを成長作物に近接して配置する際には、要求される光の一様性を提供するために、各ＬＥＤライト間の間隔をストリップに沿って増加させなければならず、かつ必要な熱を供給するために、隣接するＬＥＤストリップどうしをより近くに配置しなければならない。このことは、数を増加させたＬＥＤストリップを使用することを必要とし、関連する設置及び継続的運用のコストの増加を伴い、関連するＤＣ電圧降下の恐れの増大を伴う。
【０１８３】
以上に説明したように、この問題を解決するための今までの努力は、従来型のＬＥＤライトを従来型のＬＥＤストリップ内で利用する改良形のシステムを、より小さいサイズのＡＣ／ＤＣインバータの数の増加、ＬＥＤ及びインバータのコストの増加、及びはるかに大量の高電圧ＡＣ配線を伴って提供してきた。このことは、すべての配線及びインバータがＩＰ等級付けされなければならない業務用成長装置において特に高価になり、また、こうしたシステムの複雑性は、各ストリップを制御するために必要な方策、並びにそこで発生する波長、光強度及び光周期が非実用的になると共に、何らかの故障が発生すれば危険になり得ることを意味する。
【０１８４】
従って、放射パワー分布を一様な様式で提供することができるＬＥＤストリップを提供する必要性が存在し、これらのＬＥＤストリップは、現在利用可能な従来型の小型またはストリップ型ＬＥＤ照明アレイよりも成長素材の近くに配置することができ、現在利用可能な、ＬＥＤライト／ＬＥＤストリップの間隔を増加させた構成に関連する欠点を克服する。特に、一様なパワーを最小の光路で、安全で効果的な方法で供与するストリップ型ＬＥＤ照明アレイ（ＬＥＤストリップ）を提供する必要性が存在し、これらのＬＥＤ照明アレイは、発生する熱を成長素材の付近（成長素材から＜５０cm）に留めることができる。
【０１８５】
出願人は、植物のような成長することができる生命体に近接して使用するのに適した、本発明の制御可能な電源及び照明システムで使用される改良形のＬＥＤアレイも発見した。以上に詳述したように、ＬＥＤは発光ダイオードであり、本発明の改良形のＬＥＤアレイでは、成長装置における使用に適したあらゆるＬＥＤを利用することができる。本明細書中に規定する、植物の成長に適したシステムにおいて使用される好適なＬＥＤは：約４００nm〜約７００nm；約４６０nm〜約６４０nm；約４６０nm；約５６０nm；約６４０nmの範囲内の波長を提供することができるＬＥＤから独立して選択され、こうした波長は、個別のＬＥＤによって、グループ単位に構成された１つ以上のＬＥＤストリップによって、あるいはアレイ内のすべてのＬＥＤストリップによって提供される。
【０１８６】
本発明は、生体に近接した一様かつ安全な様式のＬＥＤ照明を構成し制御する方法を追加的に提供し、この構成は、以上に詳述した制御可能な電源及び照明システムでの使用に適している。
【０１８７】
従って、他の態様によれば、本発明は、成長装置において使用される、本発明の制御可能な電源及び照明システムで使用される改良形のＬＥＤアレイを提供し、このＬＥＤアレイは、平行に配列された一連の個別のアルミニウム製ストリップを具え、１つ以上の個別のＬＥＤライトは、各個別のストリップの長さ方向に沿って任意距離の間隔をおくことができ、各個別のストリップは、隣接する各個別のストリップから同様な距離の間隔をおき、ＬＥＤアレイによって提供されるＬＥＤパターン全体は一様なグリッド（格子）に近く、上記ＬＥＤストリップはＡＣ低電圧電源によって給電される。
【０１８８】
以上に詳述したように、本発明の制御可能な電源及び照明システムの使用は、業務用または家庭用のシステムにおいて高電圧ＡＣ電源を使用する必要性を取り除き、このことは、生体の成長の促進用に構成された制御可能な電源及び照明システムにとって特に有利であり、このことは、高電圧ＡＣ電源を温室または他の成長チャンバ内の成長環境の近くに配置する必要性はもはや存在しないことを意味し、理想的には、あらゆる高電圧ＡＣを外部位置へ排除することを可能にする。
【０１８９】
このことは、本明細書中に規定する本発明の他の態様の改良された制御可能なＬＥＤアレイを、例えば植物、温室の作物、野菜、レタス、果物、トマト、キュウリ、花卉、藻類、微生物のような成長する生命体に近接して利用することを可能にすることが有利である。疑問を避けるために、本発明における改良形の制御可能なＬＥＤアレイは、成長タワー内で成長することができる生命体の成長の促進または管理における使用にも適している。以下に詳述するように、上記の改良形の制御可能なＬＥＤアレイは、現在利用可能なＬＥＤアレイに関連する安全上の懸念及び大幅なコストの問題を克服しつつ、現在のシステムに関連する熱関係及び／または光拡散関係のリスク（危険性）なしに、成長する生命体に近接して使用することができる。
【０１９０】
疑問を避けるために、成長装置における使用に適したＬＥＤについて本明細書中に定義するＬＥＤアレイ、または改良形のＬＥＤアレイ、あるいは現在のＬＥＤアレイとは、制御可能なＬＥＤアレイを意味し、こうした制御は、主変圧器にリンクされた低電圧ＡＣ電力を含み、以上に詳述したＬＥＤアレイの出力を自動制御する手段を有する制御可能な電源及び照明システムによって行われ、低電圧ＡＣ電力がバスバーを介して分配される。
【０１９１】
成長集団に対するアレイの近接した相対位置
本明細書中に規定する「近接した」は、本発明の改良形の制御可能なＬＥＤアレイを、成長装置内で成長する生命体から：５０cm未満；約５cmから約２５cmまで；約５cmから約２０cmまで；約５cmから約１５cmまで；約５cmから約１０cmまでの距離に配置することができることを意味する。
【０１９２】
従って、本発明は、選定した成長サイクル内で特定の生命体について予測される成長の高さに応じてＬＥＤアレイを選択的に位置決めすることを可能にするフレキシブルなシステムを追加的に提供する。以下に説明するように、本発明は、アレイ内のＬＥＤストリップの異なるグループを互いに異なる高さに位置決めして、異なる生命体／植物の成長にも、特定の生命体／植物の成長サイクルにおける異なる段階にも対応することを可能にすることが有利である。今までは、こうしたフレキシビリティをＬＥＤベースの成長装置に盛り込むことは、生命体とアレイとの間のずっと大きい最小距離に起因して、可能ではなかった。
【０１９３】
成長する生命体に対するアレイ内のＬＥＤストリップの相対位置は、使用する成長装置の性質に応じて変化させることができる。成長する生命体に対するアレイ内のＬＥＤストリップの相対位置の好適な構成は、次のものを含む：
−アレイのＬＥＤストリップが、成長する生命体の上方に適切な距離をおいて配置される成長装置；
−アレイのＬＥＤストリップが、垂直方向に位置決めされた成長する生命体から適切な距離をおいて垂直方向に位置決めされる成長装置；
−ＬＥＤストリップの配列が、成長する生命体の真下に適切な距離をおいて配置される成長装置；
−ＬＥＤアレイが、成長する生命体にほぼ平行に配置され、かつ適切な角度に位置決めされて、成長のための熱及び光を提供する成長装置。
【０１９４】
疑問を避けるために、本明細書中に定義する「ほぼ垂直である」とは、成長する生命体に対して９０°の角度に配置されたアレイを有するシステム、並びにこのアレイが、垂直な配列に関連して同等の成長パラメータ、即ち熱及び光を実質的に提供する様式に配列されているシステムを含む。こうしたシステムは９０°＋／−５°のアレイを含むことができる。
【０１９５】
ＬＥＤストリップが垂直方向に位置決めされる成長装置では、これらのストリップは、支持される植物の任意の単一行の片側に沿って；または支持される植物の任意の単一行の両側に沿って位置決めすることができ、あるいは、ＬＥＤストリップの配列に対して行の形に支持される植物どうしの間にストリップを設けるように位置決めすることができる。
【０１９６】
１つの態様によれば、本発明は、成長装置用の、１つ以上のＬＥＤアレイを含む制御可能な電源及び照明システムを提供し、各ＬＥＤアレイは平行に配列された一連のアルミニウム製ストリップを具え、個別のＬＥＤライトは、各個別のストリップの長さ方向に沿って任意距離の間隔をおき、各個別のストリップは、隣接する各個別のストリップから同様な距離の間隔をおき、ＬＥＤアレイによって提供されるＬＥＤパターン全体は一様なグリッド（格子）に近く、これらのＬＥＤストリップはＡＣ低電圧電源によって給電され、各ＬＥＤアレイは１つ以上の成長集団に関連する。
【０１９７】
本明細書中に定義する成長集団は、垂直方向に配列されたトレイまたは棚の積層、並びに水平方向に配列されたトレイまたは棚の積層を共に含み、これらのトレイまたは棚内に成長させる生命体が配置され、これらのトレイまたは棚は、水耕、気耕、あるいはトレイまたは鉢ベースの成長装置または土壌装置を保持するように構成されている。
【０１９８】
本発明における制御可能な電源及び照明システムにおける使用に適した上記改良形のＬＥＤアレイは、例えば温室またはポリトンネルのような自然光を採り入れるシステム、並びに例えば閉鎖型のタワーシステムのような自然光を採り入れないシステムを含む広範な成長装置において利用することができる。
【０１９９】
本発明の制御可能な電源及び照明システムは、まず、生体の成長を促進するためのシステムにおいて使用される複合型のＬＥＤシステム用の「プラグ・アンド・プレイ」システムを提供し、こうしたシステムは、栽培者が対応すべき所望の成長装置に応じて設計し変更することができ、次に、本明細書中に詳述するように、個別のＬＥＤ、またはＬＥＤのグループを登録して定期的に較正することができることが有利である。
【０２００】
本発明のＬＥＤアレイを温室内及び支持される成長装置内で使用するための好適な構成は、以下に説明し図面中に例示する。
【０２０１】
明らかなように、本発明の制御可能な電源及び照明システムによって提供される設計及び制御の有利なフレキシビリティは、並外れた効率、以上に規定した改良形ＬＥＤアレイにより提供される所望のグリッドパターン、及び現在利用可能な小型のストリップ型ＬＥＤに対して強化された安全性の特徴との組合せで、このシステムを、成長装置以外の領域でも使用される魅力的なシステムにする。
【０２０２】
従って、他の態様によれば、本発明は、業務用及び／または家庭用の用途における使用に適した改良形のＬＥＤアレイを提供し、このアレイは平行に配列された一連のアルミニウム製ストリップを具え、個別のＬＥＤライトは各個別のストリップの長さ方向に沿って任意の間隔をおくことができ、各個別のストリップは隣接する各個別のストリップから同様な距離の間隔をおき、ＬＥＤアレイによって提供されるＬＥＤパターン全体は一様なグリッド（格子）に近く、これらのＬＥＤストリップはＡＣ低電圧電源によって給電される。疑問を避けるために、上記改良形ＬＥＤアレイ内の個別のＬＥＤ、ＬＥＤのグループ、あるいは業務用及び／または家庭用システム全体内の改良形ＬＥＤアレイのための制御方策は、成長装置において使用される改良形ＬＥＤアレイに関して本明細書中に規定するものである。
【０２０３】
さらに他の態様によれば、本発明は、本明細書中に規定する改良形ＬＥＤアレイ用の制御システムを提供し、この制御システムは、ＬＥＤアレイ全体、あるいはアレイ内の個別のＬＥＤストリップまたはＬＥＤストリップのグループの放射パワーの、連続した分光放射測定なしの測定に関するデータを記録する手段を含む。
【０２０４】
他の態様によれば、成長装置において使用される、平行に配列された一連のストリップを具えたＬＥＤアレイが提供され、個別のＬＥＤライトは各個別のストリップの長さ方向に沿った任意距離の間隔をおくことができ、各個別のストリップは隣接する各個別のストリップから同様な距離の間隔をおき、ＬＥＤアレイによって提供されるＬＥＤパターン全体は一様なグリッド（格子）に近く、これらのＬＥＤストリップはＡＣ低電圧電源によって給電される。
【０２０５】
成長装置内の改良形において使用されるＬＥＤの配置
本発明の制御可能なＬＥＤアレイの使用は、まず、今までにない数のＬＥＤを、何百万個ものＬＥＤを具えた大規模な業務用成長装置内で使用する潜在力を可能にする。本発明の改良形ＬＥＤアレイは、以上に詳述した制御可能な電源及び照明システムにより、実用的な方法で個別に、グループ単位で、あるいは全部一緒に制御することができることが有利である。本明細書中に詳述するように、本発明の制御可能な電源及び照明システムの使用によって提供される改良形ＬＥＤアレイの制御の度合いは、今までにないレベルのフレキシビリティを業務または家庭の栽培者に提供する。本明細書中に定義する「一様なグリッド」とは、あらゆる単一アレイ内の個別のＬＥＤの全体によって提供されるパターン全体が、グリッドまたは二次元マトリクス状の外観を有することを意味する。
【０２０６】
本明細書中に示すように、上記の改良形ＬＥＤアレイは、平行に配列された一連のアルミニウム製ストリップを具えている。本明細書中に規定する平行に配置された一連のアルミニウム製ストリップは、各個別のストリップが少なくとも１つの他の個別ストリップと略平行に配置された複数の個別ストリップを意味する。現在のシステムとは対照的に、本発明のアレイ内に組み入れることができるＬＥＤの数は、これらのアレイを適用する成長装置の規模のみによって制限される。
【０２０７】
適切なホスト・ストリップ上に配置するための、１つ以上の直線状のＬＥＤストリップの好適な配置は、本明細書中に説明する通りである。本明細書中に詳述するように、本発明のフレキシビリティは、ＬＥＤストリップの配置に関して高い自由度が存在することを意味し、当業者が容易に理解するように、このことは、本明細書中に例示する以外の他のあらゆる所望の構成も同等に可能であることを意味する。
【０２０８】
本発明における改良形のＬＥＤアレイは、大型の高電圧ＡＣ−低電圧ＡＣ用変圧器の使用により、低電圧ＡＣ電力を１m2から１０，０００m2超の大きな成長領域にわたって効率的に分配することができる。本発明における使用に適した好適な１５０キロワット（kw）以上、または２００kw以上の高電圧ＡＣ−低電圧ＡＣ用変圧器は、およそ９５〜９９％の効率を提供することができる。従って、こうした変圧器の本明細書中に規定する１つ以上の改良形ＬＥＤアレイと組み合わせた使用は、５０００m2の成長作物または７０００m2の総面積を有する業務用温室のような成長装置を提供することができる。
【０２０９】
以上に詳述したように、本発明において植物の成長用に使用する変圧器は、ＡＣ実効値２４０v−＜５０vの変圧器である。明らかなように、こうした変圧器は、何千平方メートルもの収容面積を提供するための多数の温室に給電するためのサイズにすることができる。安全上の理由で、こうした変圧器は外部に配置される。システム効率を最適化するためには、より大型の変圧器が好ましく、このため、新型の成長装置を設計する際には、システムが初期及び継続的な効率を提供するように設計されていることを保証するために、現在及び将来の能力を考慮するべきである。一般に、より大型の変圧器ほど、一般に９５％〜９９％以上の領域内のより高い効率を提供する。
【０２１０】
本明細書中に詳述するように、本発明の改良形の制御されるＬＥＤアレイは、現在の成長装置に対する効率面での利益を提供し、例えば、本発明のシステムは：約８０％以上；約８５％以上；約８７％以上の領域の電気効率を、ＬＥＤが５０％の放射効率を有する例では約３０％以上；約３５％以上；約４０％以上；約４３％以上の放射効率（壁コンセント効率）と組み合わせて提供する。植物の成長に適した本発明のシステムは、ＡＣ２４０v−ＡＣ２４／５０vの変圧器を、各ＬＥＤストリップ上の局所的整流器／局所的電圧補正装置と組み合わせて利用し、この変圧器は、大規模電力において９９％に及び効率を有することができる。こうした整流器は、最適な効率レベルのために選択することができ、約９９％の領域の効率を有することが理想的である。９５％の効率を有する本発明の制御システムの使用によって、本発明のシステムは８７％（９９％×９５％×９５％）の領域の電気効率を提供することができ、この効率は、５０％の放射効率を有するＬＥＤについては約４３％（５０％×８７％）の壁コンセント効率に相当する。
【０２１１】
従って、以上に詳述した改良形ＬＥＤアレイと低電圧ＡＣを用いる制御可能な電源及び照明システムとの組合せは、成長環境での使用に適した現在利用可能なシステムが必要とする多数のドライバ及びＡＣ２０vの配線に関連する欠点を有利に克服する。特に、現在利用可能な小型のストリップ型アレイは、ＡＣ２４０ｖ−ＤＣ２４vのドライバに固有の制限により、ＡＣ２４０ｖ−ＤＣ２４vのドライバをＬＥＤストリップの非常に近くに、一般に２m以内に配置する必要がある。このことは、業務用規模の、現在利用可能な技術に基づく成長装置は、単にシステムを動作させるために、何千個ものＬＥＤ、何千個ものドライバ、及び何千メートルもの高コストなＡＣ２４０v配線を必要とすることを意味する。
【０２１２】
本発明のシステムは、低電圧ＡＣを遠隔的に配置されたＡＣ−ＡＣ変圧器からＬＥＤストリップへ流す比類のない組合せを具えて、これらの問題をうまく克服することが有利であり、システム内のあらゆるストリップにおける電圧降下の自動補正が各チップ上の局所的インバータによって行われるという追加的利点を伴う。また、本明細書中に説明するように、本発明のシステムは、電流制御用及びパルス波変調（ＰＷＭ）用の局所的コントローラを提供することができる点で比類がない。特に、電流及び／またはＰＷＭ制御用のコントローラはストリップ上に配置することができる。
【０２１３】
この効率的な電源システムを利用する成長装置の表現を図面中に例示し、好適な温室ベースのシステムを例１に提供する。
【０２１４】
他の態様によれば、本発明は、変圧器関連のサージ保護装置を変圧器の高圧側に用いることにより、成長装置において使用するのに適した照明装置内の改良形ＬＥＤアレイを電力サージから保護するための追加的手段を提供する。こうしたサージ保護を提供する手段は以上に詳述した通りである。
【０２１５】
従って、本発明は、本明細書中に規定するいずれかの態様による、成長装置における使用に適した新規な改良形のＬＥＤ照明システムを提供し、このシステムは、システム内の照明装置を電力サージから保護する手段を追加的に提供する。
【０２１６】
特に、本発明は、本明細書中に規定するいずれかの態様による、成長装置における使用に適した新規な改良形のＬＥＤ照明システムを提供し、このシステムは、システム内の照明装置を電力サージから保護する手段を追加的に提供し、この手段は、サージ保護装置、ウォッチドッグ・タイマー装置、及び随意的な１つ以上のヒューズの組合せ使用を含む。何千平方メートルもの非常に大きな成長領域を有する温室に対応するために、出願人は改良形のシステムを設計し、このシステムでは、大型変圧器を温室内の高い位置に設置し、この変圧器までのケーブル配線のみがＩＰ等級付けされ、システムの残り部分は以上に規定した通りである。
【０２１７】
成長装置内でのバスバーの使用
非常に大きな成長領域を有する温室、あるいは、本発明のアレイ及び制御可能な電源及び照明システムを用いる、大きな設置面積を有する他のあらゆるシステムについては、上記導電性のバスバーは、低電圧ＡＣ電力をＬＥＤストリップ上の整流手段へ分配するだけでなく、支持構造を提供するためにも有利に用いられ、この支持構造上に、ＬＥＤストリップを具えたＴ字形ストリップ及び追加的な構成要素が配置される。本明細書中に詳述するように、バスバーシステムが正のバスバー及び中性バスバーを用いる前に、そして大きな成長領域／大きな設置面積における使用のために、これらのバスバーシステムは一般に互いに平行に延びる。バスバーから、ＬＥＤを含むＴ字形ストリップの各々に関連する局所的整流器までの＋／−の電気接続は、あらゆる適切な手段によって、特にバーから各ストリップへのクリップによって行われる。好適な、平行な正及び中性バスバーの構成の一部分は本明細書中に詳述し図示する通りである。こうしたバスバー構成の、Ｔ字形ストリップ用のホストとしての、従って本発明における改良形アレイのＬＥＤ照明としての、現在市販されている成長装置における使用に適したシステムに対する利点は、業務用及び家庭用に適した電源及び照明システムに関して以上に詳述した通りであり：２段階の電圧のインバータ変換；９０〜９４％の効率；自己調整型システム制御用の手段；電力線技術の利用により１００，１００個以上のＬＥＤを含むアレイを制御する能力；１つの最終配線しか必要とせず、銅配線により提供されるより効率的な配線系；「プラグ・アンド・プレイ」ＬＥＤアレイの提供；ＬＥＤアレイ内の特徴機能の管理及び遠隔制御の一部としての、システム内の局所的センサへの無線リンクの使用を含み、ランニングコスト（運用経費）における今までにない効率、及びより安価な設置コストも含む。本明細書中に規定する改良形ＬＥＤアレイを追加的に具えた本発明の制御可能な電源及び照明システムは、まず、生体に近接して使用するための、信頼性があり、効率的で制御可能な高感度のＬＥＤアレイを提供する。
【０２１８】
本明細書中で前に規定したあらゆる適切なバスバー、特にアルミニウム、銅または真鍮、あるいはそれらの混合物のような金属を、本発明の成長装置において用いることができる。市販の管状バスバーの形状及び細部、及び本発明の成長装置における使用に適した適切なバスバーの例は、業務用及び／または家庭用の使用に適した電源及び照明システムに関して以上に詳述した通りである。疑問を避けるために、適切なバスバーの選択、特にバスバーの肉厚及び／または直径の選択は、これらのバスバーを用いる特定の成長装置の要求に依存する。
【０２１９】
図面中に例示するように、本明細書中に規定する成長装置における使用に適した改良形のＬＥＤアレイは、バスバー・アセンブリ内のバスバーを利用することができ、これらのバスバーは低電圧ＡＣ電力を支持体としてシステムに分配し、これらの支持体は、管状のバスバー支持体、特にアルミニウム製の管状または略管状のバスバー支持体とすることができる。
【０２２０】
他の態様によれば、本発明は、Al及びCuの一方、またはその混合物製の導電性バスバーを有する以上に規定した成長装置を追加的に具えている。
【０２２１】
本発明における成長装置において主または一次バスバーとして使用するのに好適なバスバーは、管状または略管状のアルミニウム製バスバーである。
【０２２２】
電気及び熱絶縁のために、本発明の成長装置において使用されるバスバーは、例えばヒートシンク・コーティングのようなあらゆる適切な絶縁材料で保護することができる。バスバーのコーティングされた部分を本願の図面中に例示する。使用に適したヒートシンク・バスバー管は、以上に詳述した通りであり、Raychem社からのＢＢＩＴヒートシンク可能バスバー管を含む。
【０２２３】
他の態様によれば、本発明は、バスバーを有する成長装置における使用に適した照明装置内の改良形ＬＥＤアレイを電気サージから保護するための追加的手段を、変圧器の高電圧側にある変圧器関連のサージ保護装置の使用に加えて提供する。ウォッチドッグ型技術を変圧器の低電圧側で利用することにより、こうした追加的なサージ保護を提供する手段は、以上に詳述した通りであり、このウォッチドッグ型技術は、各バスバーが使用中／分配中の実際電力を、ソフトウェアによって予測した電力と比較する。
【０２２４】
これも以上に詳述したように、追加的特徴として、従来型のヒューズを設置して、成長装置内のあらゆる特定のバスバーまたはバスバーのグループに分配中の電力レベルが所定レベルを超えた場合の追加的安全策を提供することもでき、疑問を避けるために、こうした所定レベルは、特定の成長装置の性質、及び使用すべく選択した特定ヒューズに関連する遮断容量／遮断定格に依存することができる。
【０２２５】
成長タワーまたはチャンバのような何千平方メートルもの非常に大きな成長領域を有する代案の成長装置は、本明細書中に図示し説明するような外部に配置した大容量のＡＣ−ＡＣ変圧器を用いて給電することができる。
【０２２６】
成長装置において使用されるＴ字形ストリップ
本発明は、一連のホスト・ストリップを具えた、成長装置における使用に適した改良形の制御可能なＬＥＤアレイを追加的に提供し、このＬＥＤアレイでは、個別のＬＥＤは個別のホスト・ストリップの長さ方向に沿って任意距離の間隔をおくことができ、一般に、ＬＥＤを含むストリップの各々が、それに隣接するＬＥＤを含むストリップから同様な距離の間隔をおき、一連のＬＥＤを含むストリップによって提供されるＬＥＤパターン全体は一様なグリッド（格子）に近い。
【０２２７】
ＬＥＤを含むストリップ上に配置されるＬＥＤの最大数は、ＬＥＤストリップ電源の安全で触手可能な電圧によって決まり、１つのストリップ上のＬＥＤの最小数は１である。
【０２２８】
本明細書中に詳述するように、各ＬＥＤストリップ、またはＬＥＤストリップのグループは、登録チップ、及びチップの形態にすることができる局所的インバータを含む。疑問を避けるために、上記の改良形ＬＥＤアレイ内の任意のストリップにおける電圧降下の自動補正は、各ＬＥＤストリップ上の局所的インバータによって行われ、登録チップは、本明細書中に規定する制御可能な電源及び照明システムによって提供される制御システムによるアレイ内のＬＥＤストリップの識別及び個別制御及び／またはグループ制御を可能にする。
【０２２９】
以上に示したように、ＵＫ（United Kingdom：英国）における最大安全電圧はＡＣ実効値＜５０vまたはＤＣ７５vである。本発明の制御システム及び改良形ＬＥＤアレイの使用は、温室または成長チャンバ内の高価なＩＰ等級付けされる電気装置の必要性を取り除く。本発明の改良形の制御可能なＬＥＤアレイの成長装置における使用は、低電圧、一般にＤＣ３０v未満の電圧、さらにはＡＣ２０v未満の電圧を、安全性を強化するために用いることができることを意味する。
【０２３０】
成長装置において使用される本発明の改良形の制御可能なＬＥＤアレイは、一連のストリップにより提供され、その各々が、２方向に同様な距離の間隔をおいたＬＥＤで個別に構成される。この構成は、完全に近いグリッドを提供して、ストリップ内のＬＥＤを、例えば作物から５cmまで近づくような、成長作物の非常に近くに配置することを可能にすることが有利である。各個別のＬＥＤストリップは、直線状に配列された１つ以上のＬＥＤを具え、これらのＬＥＤは適切なＡＣ配線によって互いに接続され、これらのＬＥＤストリップは、適切な導電性の略Ｔ字形のホストと共に配置され、このホストに接合されている。適切なホスト・ストリップは、強度のために略「Ｔ」字形であり、軽量であり一般に２０mm未満の幅である。このことは、単層系内、あるいは支持されるストリップの追加的な層が互いに重ねて固定された多層または重層系内で単純な「ワイヤ」型または管状の支持構造によって支持されつつ、自然光の周囲光を通過させることを可能にする。
【０２３１】
上記のＴ字形ホスト・ストリップは、システムを使用する寿命期間中にＬＥＤを支持するのに十分な強度を有し、かつヒートシンクとして機能する能力を有するあらゆる適切な導電材料製とすることができる。本発明において好適なＴ字形ホスト・ストリップ材料はアルミニウムである。図１１中に点線で示す方向の、好適な略Ｔ字形のアルミニウム製ホスト・ストリップの一部分を図１２に例示する。
【０２３２】
疑問を避けるために、本明細書中で参照する、使用可能なＬＥＤアレイ内の「ストリップ」、あるいは成長装置における使用に適した好適なＬＥＤアレイ内の「ストリップ」はすべて、１つ以上のＬＥＤストリップを取り付けた略Ｔ字形のホスト・ストリップを具えた完結したストリップを意味する。疑問を避けるために、代案の、適切な強度及び軽量の特性を有する異なる形状の導電性ホスト・ストリップ、あるいは、混合材料を具えた代案のＴ字形ホスト・ストリップを用いることができ、上記混合材料は、異なる導電材料の混合物でも、導電材料と非導電材料との混合物でもよい。
【０２３３】
人工光及び自然光を共に利用する成長装置については、この略Ｔ字形の設計は、培養基と改良形ＬＥＤ照明アレイとの間のより小さい距離と組み合わせて、レベルの増加した自然光を提供する。本発明におけるＴ字形ホスト・ストリップは、一般に約２m〜約４m離れた固定点間に懸けるのに十分な強度及び剛性であるべきである。これらの固定点は、高張力ワイヤ、あるいは作物の高さに応じて上昇または下降させる可能性を有する潜在的に可動な他の適切な固定手段とすることができる。好適な実施形態では、照明システムへの低電圧の電力分配を行う管状または略管状のバスバーが、こうした固定手段を追加的に具える。例えば、以下に説明する管状バスバーは、高さ調整用の適切な手段により本発明のシステム内に組み入れることができる。
【０２３４】
以上に説明したように、非常に大きな設置面積を有する成長装置については、絶縁することができるアルミニウム製の管状バスバーを有利に用いて、ＬＥＤを含むＴ字形ストリップに必要な支持を提供すると共に、電源を変圧器から適切な接続を介して局所的整流器へ伝えることができる。
【０２３５】
以上に説明したように、本発明におけるＴ字形ストリップは、ＬＥＤからの廃熱を消散させて、本明細書中に規定する制御可能な電源及び照明システムを用いる成長装置において使用される改良形ＬＥＤアレイ内のＬＥＤがその設計温度で動作することを可能にするためのヒートシンクとして機能することもできるべきである。上記システムを植物成長環境内で用いる場合、ＬＥＤアレイが成長作物に近接していることに起因して、上記Ｔ字形ストリップが、こうした廃熱が消散されて有効な熱として成長装置内に戻ることを可能にすることが有利である。
【０２３６】
上記Ｔ字形ストリップは、周辺光がストリップを通過して成長作物に達することを可能にするのに十分な幅を提供するように構成されていることが有利である。
【０２３７】
各ストリップ上のＬＥＤの数、及びＬＥＤをＴ字形ストリップ上に実装する手段は、以上に詳述した通りである。
【０２３８】
従って、他の態様によれば、本発明は、以上に規定した、成長装置において使用される改良形の制御可能なＬＥＤアレイを提供し、このＬＥＤアレイはＰＣＢを含まず、ＩＰ等級付けを必要としない。
【０２３９】
その代わりに、微小な単一構成部品のＰＣＢを連続して配線接続するか、あるいは全寸のＰＣＢストリップを本発明における成長装置内に用いることができるが、関係費用を伴う。
【０２４０】
成長装置用の電源及び制御機能
成長装置における使用に適した、本発明における改良形ＬＥＤアレイ内の各ＬＥＤは、低電圧ＡＣ電源に電気接続され、電力は、バスバー・アセンブリから電力の進行により分配され、即ち主、二次、及び存在すれば三次バスバーを介してＴ字形導電性ストリップへ分配され、その後にＬＥＤストリップへ、あるいはＴ字形ストリップにおいてＬＥＤストリップに電気接続された導電性の素子または態様へ分配され、これに続いて、低電圧ＤＣへの変換用の個別の整流器に分配される。この構成は、ＩＰ等級付けする必要性が存在しないことを意味する。上記低電圧ＡＣは、各ストリップの端部において適切な整流器を用いることによってＤＣに変換される。各ＬＥＤストリップまたはＬＥＤストリップのグループは独立して制御することができる。
【０２４１】
ＬＥＤストリップの制御を行う手段は、以上に規定した通りであり、電力線技術、または無線技術、あるいは両者の組合せを含み、ローカルＰＣへの無線リンク経由及び／または遠隔的なインターネット経由である。局所的整流器、並びにマイクロコントローラ及びＰＣへの無線接続を組み込んだＬＥＤアレイの一部分の表現は本明細書中に例示する。
【０２４２】
有利なシステム制御を可能にするために、各ストリップまたはストリップのグループに登録チップを取り付け、この登録チップは、本明細書中に詳述するように別個に識別して制御することができる。目的に合わせて設計された分光計または分光放射計を用いて各ＬＥＤストリップを較正する方法は、ＬＥＤの較正について以上に詳述した通りであり、こうした較正の目的は、制御システムが、作物が受ける各ＬＥＤストリップからの波長、光強度及び光周期を伝達して記録することを可能にすることにある。成長装置において使用される本発明の改良形の制御可能なＬＥＤアレイにおける使用に適したＬＥＤの較正は、以上に詳述したように、例えば本発明において使用するホスト・ストリップへの取り付け時のように、製造中に、システム内への設置時に、あるいはＬＥＤの寿命サイクル中に必要に応じて実行することができる。
【０２４３】
以上に詳述したように、本発明における改良形の制御可能なＬＥＤアレイにおいて使用されるＬＥＤライトは、このアレイを動作させる前に較正され登録されていることが理想的である。成長装置において使用されるＬＥＤアレイにこうした特徴を与えるために、各ＬＥＤストリップの端部に第３の配線を補足する。各ＬＥＤストリップは、低コストの配線ネットワーク上に順次の登録を行うための「順次識別チップ」を有し、このことは、ＬＥＤ較正情報はこの一意的な数に対して記憶されることを意味する。
【０２４４】
一旦、成長装置が起動され、較正され登録されたＬＥＤで動作すると、将来、これらの組合せのいずれかを用いる際に、そのデータは既知であり、各ＬＥＤストリップまたはＬＥＤストリップのグループの下で、成長サイクルに対してマッピングすることができる。
【０２４５】
以上に詳述したように、上記電源及び照明用の制御システムは、スマートなソフトウェアを用いて、種々の発生源、即ち照明登録チップ、インバータ監視手段、電力線通信チップ、無線技術、ローカルＰＣ、または他のデータ捕捉手段から捕捉されて制御システムへ中継されるデータを管理して、成長装置全体の調整された監視及び制御を行う。このスマートなソフトウェアは、本明細書中に規定する改良形の制御可能なＬＥＤアレイ用の制御システムにおいて用いることもできる。
【０２４６】
上記電源及び照明システムに関して、これも以上に詳述したように、電力線技術は、既存のＡＣ電源波形に上乗せして通信機能を含める能力を提供する。従って、本明細書中に詳述するシステムにおいて使用される改良形の制御可能なＬＥＤにより提供される利点及び利益に加えて、本発明は、他の態様として、本明細書中に詳述する成長装置において使用される、通信機能を有するＬＥＤアレイを提供する。
【０２４７】
疑問を避けるために、以上に詳述した制御可能な電源及び照明システムの使用により提供される前に詳述した利点は、こうしたシステムを、本発明の成長システムにおける改良形の制御可能なＬＥＤと組み合わせて利用する場合にも同等に当てはまる。
【０２４８】
従って、他の態様によれば、本発明は、本明細書中に規定する、本発明の成長装置用の改良形ＬＥＤアレイ内の各ＬＥＤストリップまたはストリップのグループの波長強度及び光周期を、１m2〜１０，０００m2の大面積にわたって独立して制御する手段を提供し、各ストリップは１〜２０個のＬＥＤを含む。このプロセスは、測定すべき成長サイクル全体にわたって供与される放射パワーの反復可能性及びデータ記録を可能にし、まず、システム全体にわたる、あるいはシステムの個別の区分、部分、区域、または成長ライン内のいずれかにおける、成長する生命体または植物に供与されるパワーについての情報をリアルタイムで提供し、システム内のこれら個別の領域は、本発明のアレイ内の対応するＬＥＤストリップまたはＬＥＤストリップのグループに位置合わせされている。
【０２４９】
さらに他の態様によれば、本発明は、本明細書中に規定する改良形ＬＥＤアレイを具えた成長システムにおいて使用される制御システムを提供し、この制御システムは、ＬＥＤアレイ全体の、あるいはアレイ内の個別ストリップまたはストリップのグループの放射パワーの、連続した分光放射測定なしの測定に関するデータを記録する手段を含む。
【０２５０】
従って、上記改良形ＬＥＤアレイ用の制御システムを植物センサまたは光センサに接続することによって、システム内の所定出力レベルの進行的／継続的な最適化及び／または維持を可能にするリアルタイムまたは周期的なデータセットを提供する制御システム全体を実現することができる。
【０２５１】
一般に、本明細書中に規定する成長装置において使用される改良形ＬＥＤアレイ内のＬＥＤストリップによって提供される波長は、赤色の６４０nm、青色の４６０nm、及び緑色の５６０nmであるが、選択した特定構成に応じてより多数の波長が可能である。
【０２５２】
従って、他の態様によれば、本発明は、以上に規定した改良形ＬＥＤアレイにより効果的な光レベルを植物成長装置に提供し、上記制御システムの特徴は、ＬＥＤの波長、光強度または光周期を継続的に測定する必要がないことにある。
【０２５３】
さらに他の態様によれば、上記制御システムは、自然光メータに接続されて、例えば温室のような成長環境内の光レベルが変化する間に、改良形ＬＥＤアレイ内の個別のＬＥＤを調整する制御を可能にすることができる。
【０２５４】
ＬＥＤライトの効率（入力電力に対する放射パワー）は３０〜６０％であるので、大量の熱が生成される。光学効率の高い保温スクリーンをアレイ内のストリップの真上に配置することによって、この熱のうちより大量の熱を成長環境内に保ち、より小量の熱を温室の上部空間内の廃熱にすることができる。保温スクリーンの高さを調整するか、部分的に開放することができれば、植物の高さにおける温度を調整することができ、この温度が高過ぎる場合、標準的な温室換気装置がこの温度を通常の方法で低下させる。ストリップを含む上記Ｔ字形ＬＥＤが、絶縁することができる１つ以上のアルミニウム製バスバーによって支持される、非常に大きな設置面積を有するシステムについては、上記保温スクリーンをバスバーの最上部に配置することができる。
【０２５５】
冷温であるが日照がある際に自然光を通過させることができる透明プラスチックのような、現在市販されている保温スクリーンにおける使用に適した材料は、本発明における改良形の／調整可能な保温スクリーンに用いるのに適し、その後に高さ調整可能性について改良された市場の改良形保温スクリーンのようなものであり、これらを用いて本発明における保温スクリーンを提供することができる。実際に、この保温スクリーンは区分化されたものとすることができ、一部の区分を開放して追加的な冷却／換気を行うことができる。その代わりに、これらは上下に重ねた２枚のスクリーンとすることができ、一方は孔を有し他方は孔を有さない。
【０２５６】
同様に、湿度及びCO2レベルにリンクされた自動ファンを温室の「上部空間」内に組み込むことによって、湿度及びCO2レベルを植物の周りで制御することができる。
【０２５７】
従って、他の態様によれば、本発明は、前に規定した成長システムにおいて使用される、以上に規定した制御可能な電源及び照明システムを提供し、照明は、本明細書中に規定する改良形ＬＥＤアレイによって提供され、このシステムは：成長装置内の１つ以上の保温スクリーンの相対的な高さ；成長装置内の湿度及びCO2レベルにリンクされた１つ以上のファン；のうちの１つ以上を自動制御する手段を追加的に含む。
【０２５８】
改良形の制御可能で一様なＬＥＤ照明を成長装置内に提供するための、本発明のシステムの特別な特徴は、特に湿気及び水気が存在し得る所で作業員にとって安全な電圧で給電する能力である。植物成長装置では、ＬＥＤストリップをＡＣ１２〜５０v、代表的にはＡＣ２４〜３６vのＡＣ低電圧電源に接続することによって、このことが実現される。このことは、高電圧電源を、温室全体の外部に置くことも、温室内の高い位置に配置することも、あるいは自然光のない閉じたシステム内に配置することも可能にする。この低電圧ＡＣ電源は、高電圧ＡＣから低電圧ＡＣへの単純なＡＣ変圧器によって提供され、このＡＣ変圧器は温室内の高い位置または温室外のいずれかに配置することができる。各ストリップに給電するために必要な低電圧ＡＣから低電圧ＤＣへの変換は、各ストリップの端部にあるＡＣ／ＤＣ整流器によって促進される。成長装置用の改良形、制御可能で一様なＬＥＤ照明を提供するための本発明のシステムを使用することによって提供される、現在利用可能なシステムに対する追加的な安全上の利点は、一旦、このシステムが設置されると、植物の成長を管理する作業員、あるいは植物成長環境の日々の保守に責任を負う作業員は、すべてのＬＥＤを安全に設置して保守することができる、というのは、これらのＬＥＤは低電圧ＡＣのみで動作するからである。このことは業務用の運用における追加費用を低減する。
【０２５９】
改良形、制御可能で一様なＬＥＤ照明を成長装置内に提供するための本発明のシステム内のＬＥＤアレイの全体効率は、整流を最適化する動作電圧を維持するように制御することができる。
【０２６０】
従って、他の態様によれば、本発明では、本明細書中に規定するＬＥＤアレイを具えた成長装置において使用される制御システムが提供され、この制御システムは：ＬＥＤアレイ全体、あるいはアレイ内の個別のストリップまたはストリップのグループの放射パワーの測定；装置内の生命体の成長の植物センサによる測定；及び／または、成長装置内の光レベルの光センサによる測定；に関するデータを記録する手段を含み、上記制御システムは：成長装置内の１つ以上の保温スクリーンの相対的な高さ；植物成長装置内の湿度及びCO2レベルにリンクされた１つ以上のファン；のうちの１つ以上を制御する手段を含み、上記制御システムは、９０％以上の効率を維持するように動作電圧を制御する手段を提供する。
【０２６１】
以上に説明したように、本発明は、１つ以上の、異なる波長のＬＥＤのストリングを均一に含む、各個別のストリップまたはストリップのグループを独立して制御する手段を追加的に提供する。
【０２６２】
出願人は、低電圧ＡＣをバスバーを介して１つ以上のＬＥＤアレイに分配し、これらのアレイが局所的登録チップ及び局所的整流手段を有する本発明の電源及び照明システムは、電力線技術、及びローカル／中継器無線技術と非常に相性が良いことも見出した。例えばインターネット・アクセスが必要な用途におけるように、大幅な／強力な無線信号強度を提供する能力が必要な、本発明における電源及び照明システム用には、ローカル／中継器無線技術を有利に用いることができる。
【０２６３】
こうしたシステムの制御は、低電圧制御線、中央マイクロコントローラによって命令される電力線技術または無線技術によって実現される。このマイクロコントローラは、従来型のパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）通信用のゲートウェイとしても機能する。このデータは、電流を変化させること、またはＰＷＭを組み入れることのいずれかによって、各波長における放射パワーの強度及び光周期を変化させるように構成されている。上記ゲートウェイ（マイクロコントローラ）とＰＣとの間の通信の方法は、シリアルまたはイーサネット（登録商標）等のハードワイヤ視手段を通した方法、あるいはＷｉ−Ｆｉ、ＳＮＡＰ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、Ｘｂｅｅ（登録商標）、及び他の無線プロトコルによる無線技術を用いた方法とすることができる。
【０２６４】
従って、他の態様によれば、本発明のアレイ内の各個別のＬＥＤストリップまたはＬＥＤストリップのグループは、最終的にインターネット経由で制御するために個別に登録することができ、すべてのデータは、電力線通信チップまたは無線技術を介して収集され、制御され、及び／または管理される。
【０２６５】
こうした制御は、無線通信可能な中央マイクロコントローラにリンクされたローカルＰＣによって行われる。各ＬＥＤストリップ、またはより一般的にはストリップのグループの各々は、無線信号を受信して、ストリップどうしを接続する一連の低電圧制御配線を介して各個別のストリップ／グループにコマンドを配信する。その代わりに、低電圧ＡＣ電源を介した電力線技術を用いることができる。これらの同じ制御配線及び無線信号は双方向であり、局所的センサ及び他の監視装置にコマンドを送信し、これらの局所的センサ及び他の監視装置からデータを収集することができる。
【０２６６】
各ストリップ上の各波長の光強度及び光周期を制御する能力は、温室内の周辺光条件、あるいは閉じた成長環境内の作物の状態に応じてＬＥＤを変化させるためのフィードバック・ループを可能にする。このことは、最適な光合成でのＬＥＤの光子生成を最適化することによって、電力の最適な仕様を可能にする。
【０２６７】
こうした最適化のプロセスは、実験またはハイパースペクトル撮像の導入のいずれかにより植物ストレスのすべての態様を測定することによって進化的にすることができる。このデータは、光をリアルタイムで制御するためのフィードバック・ループを可能にする撮像兼光センシング装置に接続された制御システムにより収集することができる。
【０２６８】
進化を導入し、財務上の投入原価及び作物生産高を測るうちに、生産の総コストを最小にすることができる。さらに、電力スループットの変動コストを計算に入れて、電力のコストを最小化することができる。
【０２６９】
このやり方は、ＨＩＤナトリウムランプまたは固定出力のＬＥＤアレイと比べると、温室内または閉じた成長環境内の暖房の必要性を低減する。閉じたシステムでは、増加したシステム効率により冷却の必要性が低減される。
【０２７０】
出願人は、アルミニウム製バスバー及び低電圧（＜ＡＣ５０v）を本発明のＬＥＤアレイへの電力分配に用いることによる、照明及び／または加熱／電力コストの意味での今までにない効率が、業務用及び非業務用／家庭用の両用途において多種多様な用途を有することを見出した。
【０２７１】
特に、出願人は、低電圧ＡＣのバスバーを有利に用いて、業務用及び／または家庭用の用途の建物内の１つ以上のＬＥＤアレイ内のＬＥＤライトに、個別に、またはグループ単位で給電することができることを見出し、バスバーを介して提供される「電力線」技術が上記照明システムにとって望ましい制御システムを提供し、上記制御システムは、個別のライトまたはライトのグループを識別するためのＬＥＤ固有の登録チップを１つ以上使用することにより、各個別のＬＥＤライト／１つ以上のＬＥＤライトのグループ、または１つ以上のＬＥＤライト・アレイと通信して、遠隔的に制御され監視されるシステムを提供し、システム内の電圧降下の自動補正は、各アレイに関連する局所的インバータによって管理される。
【０２７２】
これも本明細書中に説明するように、本発明のシステムは、電流制御用及びパルス波変調（ＰＷＭ）用の局所的コントローラを提供することができる点で比類がない。電流及び／またはＰＷＭ制御用のコントローラはバスバー上に配置することができる。
【０２７３】
業務用及び／または家庭用の用途における使用に適したバスバー、及びバスバーを介して分配される低電圧ＡＣ電力を利用する制御可能な電源及び照明システムの代表例を以下に例示する。特に、１つ以上のＬＥＤアレイ内のＬＥＤライトに、個別に、あるいはグループ単位で給電するために使用される低電圧ＡＣのアルミニウム製バスバーを有し、非ＬＥＤ装置に給電する能力を有するこうしたシステムの例を、こうしたシステムの特徴の特定の態様と共に、以下に提示する図５〜８に関して例示し説明し、これらのバスバーを介して提供される「電力線」技術が照明システム用の制御システムを提供し、この制御システムは、１つ以上の識別用の登録チップを介して各個別のＬＥＤライト／ＬＥＤグループまたはＬＥＤアレイ、あるいは非ＬＥＤ装置と通信する。
【０２７４】
疑問を避けるために、図５〜８は、本発明の態様による電源及び照明システムの特定環境内での利用法を例示するが、これらの図面中に例示し以下に説明する電力分配システム及びＬＥＤアレイの特定の特徴は、代わりの業務用及び／または家庭用の装置にも同等に適用可能である。このため、以下の図５〜８は、本発明の態様の特定実施形態の代表例を提供し、本発明に限定を加えることを意図していない。
【０２７５】
これも本明細書中に詳述する、本発明の新規なＬＥＤアレイを組み入れた成長装置の代表例、並びにこのアレイの特徴の特定態様を、以下に提示する図１４〜１８に関して例示し説明する。
【０２７６】
疑問を避けるために、従って、図１４〜１８は、本発明による成長装置において使用されるＬＥＤアレイ及び制御システムの、１０，０００m2以上に及ぶ最大面積の温室のような特定環境内での利用法を例示し、ここではＬＥＤアレイを用いて日中の異なる時間における自然光照明を補足するが、図面中に例示し以下に説明するＬＥＤアレイの特定の特徴は、１m2から１０，０００m2までの成長領域を有するより小型の温室における使用、１m2から１０，０００m2超までの暗い成長装置における使用、特に、特に成長プロセス中に自然光を使用しない成長チャンバ、多層成長装置、または統合型成長装置（ＩＧＳ：integrated growth system）タワーにおける使用にも、補助光源として同等に適用可能である。
【０２７７】
このため、本願の図面は、本発明の特定実施形態の代表例を提供し、本発明に限定を加えることを意図していない。
【０２７８】
例
次の代表例は、本発明のシステムの特定実施形態を説明する。こうしたシステムにおいて使用される、本明細書中に規定する、使用する変圧器の容量、及びＬＥＤアレイによって熱及び光を提供されるシステムに加える修正は、本発明の範囲内である。特に、例示するシステムは、成長に必要な熱及び光を本明細書中に規定するＬＥＤアレイによって部分的にも全体的にも提供し、システム内に有利な利用法を有するように例証しているが、本発明における新規なＬＥＤアレイは他の分野にも用途を有することは明らかである。
【０２７９】
例１−低電圧ＡＣ及び高電流の分配ツリー
図１３に例示する温室システムをとり上げれば、１０kw（キロワット）容量の大型ＡＣ−ＡＣ変圧器及び以上に規定したＬＥＤアレイの使用により、約１００m2から約２００m2までの成長領域をカバーするのに十分な熱が提供される。より低容量の４kwのＡＣ−ＡＣ変圧器を以上に規定したＬＥＤアレイに使用すれば、約４０m2から約８０m2までのより小型の温室用の熱及び照明を相応に提供される。
【０２８０】
管状のアルミニウム製バスバーを用いれば、ＡＣ−ＡＣ変圧器は１５０kw以上に増強することができる。これにより、１，５００m2から３，０００m2までのより大きな成長領域にとって十分なパワーが提供される。
【０２８１】
同等な温室の例
現在利用可能なシステムは、局所的ＤＣドライバ（駆動回路）を必要とし、その各々が約２００w〜３００w（ワット）の容量を有し、それに続くパワー供給は、ドライバ当たり２m2〜４m2にしかならない。このことは、例１に示す小型の温室に熱及び光を提供するためには、４０個ものこうしたドライバを必要とするのに対し、例１におけるより大きな面積にサービスを提供するためには、１００個もが必要であることを意味する。
【０２８２】
本発明における新規なシステムが、現在利用可能であるよりもずっと大きなカバー範囲を提供する可能性を有するだけでなく、上記の比類のない制御可能なＬＥＤアレイによる加熱及び照明の意味での効率を同時に提供することは、これらの例より明らかである。
【図１】
0006621466.tif 000002
【図２】
0006621466.tif 000003
【図３】
0006621466.tif 000004
【図４】
0006621466.tif 000005
【図５】
0006621466.tif 000006
【図６】
0006621466.tif 000007
【図７】
0006621466.tif 000008
【図７ａ】
0006621466.tif 000009
【図８】
0006621466.tif 000010
【図９】
0006621466.tif 000011
【図１０】
0006621466.tif 000012
【図１１】
0006621466.tif 000013
【図１２】
0006621466.tif 000014
【図１３】
0006621466.tif 000015
【図１４】
0006621466.tif 000016
【図１５】
0006621466.tif 000017
【図１６】
0006621466.tif 000018
【図１７】
0006621466.tif 000019
【図１８】
0006621466.tif 000020