(57)【要約】  複数のゾーンを照明するために構成される１以上の光源を有する１以上の照明アレイを含む、屋外用照明アセンブリが提供される。１以上の照明アレイには、１以上のコントローラが動作可能に接続される。コントローラは、ゾーンの各々において、１以上の光源の光出力を独立に変更するように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外用照明アセンブリであって、
複数のゾーンを照らすために構成される１以上の光源を含む、１以上の照明アレイと、
１以上の照明アレイに動作可能に接続される１以上のコントローラと
を備え、
コントローラが、ゾーンの各々において、１以上の光源の光出力を独立に変更するように構成される、屋外用照明アセンブリ。
【請求項２】
１以上のコントローラが、複数のゾーンをアドレス指定可能に制御するように動作可能な、１以上のプリント回路基板を備える、請求項１に記載の屋外用照明アセンブリ。
【請求項３】
少なくとも１以上の光源が、直下ゾーンを規定する、複数のゾーンのうちの１以上の領域を照らすために、直下方向を有するように配置される、請求項１に記載の屋外用照明アセンブリ。
【請求項４】
１以上のコントローラが、遠隔測定データ入力を処理して、直下ゾーン及び水平ゾーンのうちの少なくとも１つにおける光出力を制御するように構成される、請求項３に記載の屋外用照明アセンブリ。
【請求項５】
遠隔測定データ入力が、データ表と、基地局と、移動ロボット装置と、衛星とからなる群のうちの少なくとも１つに記憶される、請求項４に記載の屋外用照明アセンブリ。
【請求項６】
１以上のプリント回路基板が、少なくとも１本のジャンパー線を有し、１以上のジャンパー線が、少なくとも１以上の光源に接続されるリード線を有し、
１以上のジャンパー線が、１以上のコネクタと電子的に動作可能な構成にあり、
１以上のプリント回路基板が、直下ゾーン及び水平ゾーンのうちの少なくとも１つにおける光出力を制御するためのプログラム可能ユニットを有して、光源特性を変更させ、
プログラム可能ユニットが、直下ゾーン内において既定の角度範囲内で光出力を制御するための１以上の第１の入力を有し、
プログラム可能ユニットが、水平ゾーンにおいて光出力を制御するための１以上の第２の入力を有して、水平ゾーン内において既定の角度範囲内で光出力を電子的に変更し、
１以上の第１の入力及び複数の第２の入力のうちの少なくとも１つが作用して、動的又は既定のシーン条件に基づいて、少なくとも１以上の光源の光出力を自動的に、又は手動で制御する、
請求項５に記載の屋外用照明アセンブリ。
【請求項７】
シーン条件が、光出力変更動作を起動するために使用可能なコンピュータ可読データに変換される、請求項６に記載の屋外用照明アセンブリ。
【請求項８】
屋外用照明アセンブリが、遠隔測定用受信機であって、受信した遠隔測定データを用いて他の屋外用照明アセンブリにおいて他の輝度変更動作を起動することによって、他の屋外用照明アセンブリの直下ゾーン及び水平ゾーンにおける光出力を変更する、遠隔測定用受信機を有する、他の屋外用照明アセンブリに遠隔測定情報を送信するための、無線周波数送信機を有するように構成される、請求項７に記載の屋外用照明アセンブリ。
【請求項９】
１以上のコントローラが、１以上の照明アレイを独立にアドレス指定するように動作する、請求項８に記載の屋外用照明アセンブリ。
【請求項１０】
屋外用照明アセンブリに対して光の分布を制御する方法であって、当該方法が、
照明アセンブリ内における１以上の照明光源の各々を独立に制御するように構成される信号を受信するステップと、
受信した信号をコントローラにおいて処理するステップであって、処理が、受信した信号の少なくとも一部分を１以上の照明光源の各々の特性と各々関連付ける、ステップと、
受信した信号に応じて、１以上の照明光源の各々を起動するステップと
を含む、方法。
【請求項１１】
起動するステップが、複数の照明ゾーンの各々に光を対応して分布させるステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
照明アセンブリが、１以上の照明光源を駆動するために構成される１以上のモジュールを備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
照明アセンブリが、１以上の照明光源を各々駆動するために構成される１以上のモジュールを備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
信号は、ユーザがプログラム可能である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
処理するステップが、信号の電圧レベルと変調レベルとを含む群から少なくとも１つを決定するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
特性が、強度と分布角度とを含む群から少なくとも１つを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
１以上の照明光源が、発光ダイオードを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
１以上のモジュールが、ＬＥＤドライバーであり、
コントローラにおけるＬＥＤドライバーが、単一のモジュールに統合される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
起動するステップが、１以上の照明光源の各々の特性を変更するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、照明器具の設計に関する。より具体的には、本発明は、既定のゾーンにおいて発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイの光度レベルを動的に変更することに関する。
【背景技術】
【０００２】
屋外用照明器具は、典型的には、光のすべての強度を静的に下げることしかできなかったり、照明器具から光を均等に分布させることしかできなかったりという点で、機能が限られている。機能はまた、照明器具の配光を設定できるのが一度だけであり、決して再び変更できないということからも限られている。
【０００３】
無線通信、遠隔測定データサービス、及び車両システムの進歩によって、運転者のニーズを最適に満たすために光の強度及び分布を動的に変更することの可能性が一層高まっている。
【０００４】
例えば、多くの屋外用照明器具は、光の一部分だけを使用すれば足りるはずであるにもかかわらず、すべての照明されているゾーンにおいて不必要にも全配光で稼働をしている場合、貴重な資源を浪費にしている。また、多くの屋外用照明器具は、明るさが足りなかったり、逆に明るすぎたりすることにより、最適と言うには不十分な働きをしていることもある。いずれの場合も路上の視認性の状態に悪い影響を与えかねない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願第２０１３／２４１４１８号公報
【発明の概要】
【０００６】
上記の欠点に鑑み、複数の既定のゾーンにおいてＬＥＤアレイにおける光度レベルを動的に変更するための方法及びシステムが必要とされている。
【０００７】
ある状況において、一実施形態では、複数のゾーンを照らすために構成される、複数の光源を有する１以上の照明アレイを含む、屋外用照明アセンブリが提供される。この１以上の照明アレイには、１以上のコントローラが動作可能に接続される。コントローラは、複数のゾーンの各々において、１以上の光源の光出力を独立に変更するように構成される。
【０００８】
本実施形態では、各屋外用光アセンブリの輝度は、景観因子、環境因子、様々な遠隔測定因子の供給源に基づいて選択的に調整できる。例として、これらの追加的な因子としては、無線通信データ、他の屋外用照明アセンブリのデータ、ＧＰＳデータ、ロードサービスデータ、車両データ、衛星データ、基地局データ、気象データ、人感センサデータ、及び光センサデータなどが挙げられる。例えば、光センサは、路面から運転者に向かう光を測定でき、ひいては減光できる。
【０００９】
強度及び分布のパターンは、無線通信を介して動的に変更できる。或いは、これらの特徴は、照明器具内に設置されたセンサを使用することによって、又は遠隔測定モジュールを装備した車両と通信することによって変更できる。
【００１０】
本発明のさらなる特徴及び利点、並びに本発明の様々な実施形態の構造及び動作について、添付の図面を参照しながら以下に詳細に説明する。なお、本発明は、本明細書で説明される特定の実施形態に限定されるものではない。このような実施形態は、説明の目的のためだけに本明細書に提示されている。本明細書に含まれる教示に基づけば、当業者には、追加的な実施形態は明らかなものであるはずである。
【００１１】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明を説明するものであり、発明を実施するための形態の説明と併せて、本発明の原理を説明し、かつ当業者が本発明を作り、利用できるようにする役割をさらに果たすものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態を実施し得る、道路光プラットフォームを示す図である。
【図２Ａ】図１のＬＥＤアレイアセンブリの詳細図である。
【図２Ｂ】実施形態による複数の反射体を備えるＬＥＤアレイアセンブリを示す図である。
【図３】図１の通信モジュールの詳細図である。
【図４Ａ】本発明の第１の実施形態により構築される例示的な動的光制御アセンブリを示す図である。
【図４Ｂ】本発明の第２の実施形態により構築される例示的な動的光制御アセンブリを示す図である。
【図５】実施形態による、分布及び強度レベルを動的に制御するために構成される照明アセンブリの図である。
【図６】図５の様々な照明ゾーンを動的に制御することに関連する例示的な数値設定を示す表である。
【図７】実施形態によるＬＥＤアレイアセンブリの動的光制御のためのプリント回路基板（ＰＣＢ）を示す図である。
【図８】実施形態によるＬＥＤアレイアセンブリの動的光制御のための複数のプリント回路基板を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態を実施する例示的な方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、本明細書では、説明のための、特定の応用向けの実施形態によって説明されるが、本発明はこれに限定されるものではないことを理解するべきである。当業者であれば、本明細書で提供される教示を読めば、その範囲内にある、さらなる修正、応用、及び実施形態、並びに本発明が非常に有用となるさらなる分野を認識するはずである。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態が実施され得る道路光プラットフォーム１００を示す図である。光プラットフォーム１００は、例えば、道路照明システムで使用するために構成されている。光プラットフォーム１００は、２つのＬＥＤ光エンジンモジュール１０４及び１０６を含む、照明セグメント１０２を有する。通信モジュール１０３は、例えば、光センサ、無線通信回路などを備える。図２Ａに、ＬＥＤアレイ光エンジンモジュール１０４及び１０６の詳細図を示す。
【００１５】
図２Ａでは、ＬＥＤ光エンジンモジュール１０４及び１０６の各々は、ＬＥＤ２０２などの複数のＬＥＤから構成されるＬＥＤ照明アレイ２００を備える。ＬＥＤ照明アレイ２００はまた、路面などのある領域にわたって、ＬＥＤ２０２が生成する光を反射及び分布させるための従来型の２つの部品からなる反射体アセンブリ２０４を備える。ＬＥＤ２０２は、プリント回路基板（ＰＣＢ）２０６内に設置される。
【００１６】
図２Ｂは、本発明の代替的な実施形態である。図２Ｂでは、複数の部品からなる反射体２５０が、細長い中央部分２５２と、左端部キャップ部分２５４と、右端部キャップ部分２５６とを備える。３つの反射体部分２５２、２５４、及び２５６は、各々ＬＥＤＰＣＢアセンブリアレイ２６２、２６４、及び２６６に関連している。
【００１７】
背景として、街路灯は、道路に沿う主として３つの異なるゾーンに反射型照明を予め提供するように構成される。道路の場合、例えば、夜間、車両が道路に沿って移動する場合、第１のゾーンは、走行車両の方向にある領域を含む（例えば、運転者から遠ざかる方向を照らしている）。第２のゾーンは、例えば、当業者に「直下（Ｎａｄｉｒ）」と呼ばれる、街路灯真下の領域である。第３のゾーンは、運転者に向かって光る光を含む。これらの領域は、概して３つの道路の反射照明ゾーンを表す。
【００１８】
複数の部品からなる反射体２５０の反射体部分２５２、２５４、及び２５６の各々は、上記の反射照明ゾーンのうちの１つへと光を反射する。例えば、左部分２５４は、照明ゾーンの第１番目（ゾーン１）へと光を反射する。細長い中央部分２５２は、主として「直下」（ゾーン２）に光を向け、右部分２５６は、第３の照明ゾーン（ゾーン３）へと光を反射する。
【００１９】
他の実施形態は、２以上のゾーンへと光を放つ、２以上の光源を利用でき、反射又は屈折の原理を完全になくし、発光した光源を独立に調光する。
【００２０】
図３は、図１の通信モジュール１０３をより詳細に示す図である。通信モジュール１０３内の通信回路は、以下に詳述するように、コントローラと電気的通信可能に配置される。
【００２１】
図４Ａは、本発明の第１の実施形態により構築される例示的な動的光制御アセンブリ４００Ａを示す図である。光制御アセンブリ４００Ａは、ＬＥＤアレイ２６２、２６４、及び２６６などの複数のＬＥＤ、すなわちＬＥＤアレイを動的に制御するように構成される。システム４００Ａでは、遠隔にある制御センターにいるユーザが特別にフォーマットされた制御信号４０１を無線で送信して、ＬＥＤアレイ２６２、２６４、及び２６６の動的制御を開始できる。
【００２２】
図４Ａでは、プログラム可能コントローラ４０２は、特別にフォーマットされた制御信号４０１を入力として受信するように構成されている。コントローラ４０２は、制御信号４０１を処理し、出力信号４０３、４０４及び４０５を生成し、各々がＬＥＤドライバー４０９、４１０、及び４１１のうちの対応する１つを制御するように構成される。つまり、信号４０３、４０４及び４０５の各々が、ＬＥＤ２６４、２６２、及び２６６の各々にアドレス指定された異なる特性（例えば、電圧又は変調レベル）を有する。
【００２３】
例えば、信号４０３、４０４、及び４０５の各々は、ＬＥＤドライバー４０９、４１０、及び４１１のうちの１つを各々駆動するように構成される、０〜１０Ｖの範囲の固有の電圧レベルを有し得る。ドライバー４０９、４１０、及び４１１の各々が、照明ゾーン１〜３のうちの１つへの光の分布を制御する。このようにして、ユーザは、ゾーン１、２、及び３の各々において、照明を動的かつ別個に制御できる。
【００２４】
図４Ｂは、本発明の第２の実施形態により構築される例示的な動的光制御アセンブリ４００Ｂを示す図である。図４Ｂでは、コントローラの機能及び複数のＬＥＤドライバーの機能が単一のコントローラ／ドライバーモジュール４１９へとシームレスに統合されている。制御信号４１８が、入力としてコントローラ／ドライバーモジュール４１９に受信される。コントローラ／ドライバーモジュール４１９は、制御信号４１８を処理し、出力信号４２０、４２１及び４２２を生成し、各々がＬＥＤアレイ２６４、２６２、及び２６６のうちの対応する１つを制御するように構成される。ＬＥＤアレイ２６４、２６２、及び２６６は、各々ゾーン１〜３に光の分布を与える。
【００２５】
図４Ａ及び図４Ｂの図示の実施形態では、制御信号４０１及び４１８は、無線通信もしくは遠隔測定データ、又は他のリモートで取得したデータに基づいて決定され得る。制御信号４０１及び４１８はまた、ルックアップテーブルに記憶された組み込みデータ又はそれらの組み合わせに基づいて決定されてもよい。制御信号４０１及び４１８のために使用されるデータは、ユーザによって手動で取得されてもよいし、サーバ、コンピュータ、もしくは任意の他の人間ではないインターフェースから自動的に取得されてもよい。
【００２６】
図５は、実施形態による、分布及び強度レベルを動的に制御するために構成される照明アセンブリ５００を示す図である。照明アセンブリ５００は、図１のモジュール１０３と同様のアドレス指定可能な通信モジュール５０１を備える。通信モジュール５０１は、照明器具５０３の上に配置される。照明器具５０３は、上記のＬＥＤアレイ２６２、２６４、及び２６６と同様の１以上のＬＥＤアレイ（図示せず）を備える。
【００２７】
例示的な照明シナリオでは、通信モジュール５０１内のコントローラは、図４Ａ及び図４Ｂを参照して上で説明した仕方で、ユーザから制御信号を無線で受信する。制御信号によって、ユーザが、照明ゾーン１〜３に向けて反射される光の分布及び強度を個別かつ動的に制御できるようになる。照明ゾーン１〜３は、様々な角度で路面５０５を照らすように構成される。図５には３つのゾーンが含まれているが、本発明の実施形態は、例えば、２ゾーンしかないシナリオを含むシナリオに対して均等に適用される。例えば、「直下」は必須ではない。
【００２８】
図６は、照明ゾーン１〜３に向けて反射する光の制御に関連する例示的な数値設定６００を示す表である。説明の目的のために、図４Ａの動的光制御アセンブリ４００Ｂに数値設定６００を適用する。
【００２９】
図６の例示的なシナリオでは、ユーザは、コントローラ／ドライバーモジュール４１９に入力するための様々な電圧値６０１に従って制御信号４１８をプログラムできる。制御信号電圧値６０１の各々が光の強度を調整して、照明ゾーン１〜３のうちの対応する１つにおける光強度レベル６０２を生成する。その結果、各制御信号電圧値６０１は、対応する道路シーン（効果）６０４を生み出す。
【００３０】
図６では、例えば、制御信号４１８の値が０〜１Ｖとなるようにプログラムされた場合、照明ゾーン１〜３の各々に分布させる光の強度は、その最大強度の１０％の値に調整される。これらの設定は、対応する照明ゾーン１〜３の各々を完全に減光する照明シーンを生み出す。
【００３１】
同様に、制御信号４１８の値が６〜９Ｖとなるようにプログラムされた場合、照明ゾーン１〜３の各々に分布させる光の強度は、その最大強度の約１００％、１００％、及び１０％の値に各々調整される。これに伴い、これらの設定は、照明ゾーン１〜３を通って移動する、西へ向かう車に向けた照明シーンを生み出す。
【００３２】
上記のように、図６の数値設定６００は、単に説明の目的のために提供したものである。当業者であれば、電圧値であろうと、変調値などであろうと、任意の好適な値６０１に制御信号４１８をプログラムして、ある特定の照明シーンの要件に応じて様々な光強度レベル６０２を得ることができることを理解するはずである。
【００３３】
図７は、図２ＡのＬＥＤアレイ２００の例示的なＬＥＤ２０２を含み得るＰＣＢ７００を示す図である。ＰＣＢ７００は、ＬＥＤ  ＰＣＢアセンブリアレイ２６２、２６４、及び２６６と同様である。
【００３４】
ＰＣＢ７００は、ジャンパー線７１０、７１２、及び７１３を備える。ＰＣＢセグメント７０１、７０２、及び７０３は、ゾーン１、ゾーン２、及びゾーン３に各々対応する。アドレス指定可能なＬＥＤアレイ７０６、７０７、及び７０８は、照明ゾーン１〜３を各々照らすように構成可能である。導線７１４は、ジャンパー線７１０、７１２、及び７１３などのバイパス回路を用いて、ＬＥＤアレイ７０６、７０７、及び７０８における各ＬＥＤを独立に起動するように構成可能である。コネクタ７０５は、図１のプラットフォーム１００などの光プラットフォームにＰＣＢ７００を固定するように動作可能である。
【００３５】
図８は、各々が図７のＰＣＢ７００と同様のＰＣＢ８０２、８０４、８０６、及び８０８を含む、例示的な電気的構成８００を示す図である。ジャンパー線８２５は、ＰＣＢ８０２、８０４、８０６、及び８０８の各々を構成するのを助ける。さらに、導電路８１６、８１７、８１８、８２２、８２３、及び８２４も示されている。ＰＣＢセグメント８１９、８２０、及び８２１は、照明ゾーン１、２、及び３に各々対応する。より具体的には、導電路８１６、８１７、及び８１８によって、直下８２０（すなわち、ゾーン２）、運転者側（ゾーン１）、及び運転者から離れた側（ゾーン３）に関係する光出力を制御できる。
【００３６】
図９は、本発明の一実施形態を実施する例示的な方法９００の流れ図である。方法９００では、ステップ９０２において、照明アセンブリ内における１以上の照明光源の各々を独立に制御するように構成される信号が受信される。ステップ９０４において、受信した信号をコントローラで処理し、この処理は、受信した信号の少なくとも一部分を１以上の照明光源の各々の特性と各々関連付ける。ステップ９０６において、受信した信号に応じて、１以上の照明光源の各々が起動される。
【００３７】
ここまで、特定の機能及び機能どうしの関係の実施を説明する機能的構成要素を用いて本発明を説明してきた。本明細書では、説明の便宜のために、これらの機能的構成要素の境界を任意に定義してきた。特定の機能及び機能どうしの関係が適切に行われる限り、代替的な境界を定義することができる。
【００３８】
「発明を実施するための形態」のセクションは、特許請求の範囲を解釈するために使われることが意図されており、「発明の概要」及び「要約」のセクションはそうではないことを理解されたい。「発明の概要」及び「要約」のセクションは、１以上の本発明の例示的な実施形態を本発明者（ら）が企図したとおりに説明しているかもしれないが、すべてではないため、多少なりとも本発明及び添付の特許請求の範囲を限定するものではない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
2017515265.tif 000009
【図６】
2017515265.tif 000010
【図７】
2017515265.tif 000011
【図８】
2017515265.tif 000012
【図９】
2017515265.tif 000013
【国際調査報告】
2017515265.tif 000014
2017515265.tif 000015
2017515265.tif 000016