(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光スタックであって、
長さを有する長形体であり、前記長さは前記長形体の近位端部から遠位端部まで延在する、前記長形体と
前記長形体に調節可能に結合され、その長さに沿って配置された複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイであり、前記複数のＬＥＤアレイの各々は、旋回するように動作可能であり、それによって前記長形体に対して角度を付ける、前記複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイと、
前記複数のＬＥＤアレイに結合された制御モジュールであり、前記制御モジュールは、発光状態と非発光状態との間で前記複数のＬＥＤアレイの各々を個別に移行させるように構成される、前記制御モジュールと、を備える、光スタック。
【請求項２】
前記制御モジュールが、発光状態と非発光状態との間で前記複数のＬＥＤアレイを移行させ、それによって、前記近位端部に隣接する前記複数のＬＥＤアレイの前記ＬＥＤアレイが、前記遠位端部に向かうＬＥＤアレイに先立って発光状態になる、請求項１に記載の光スタック。
【請求項３】
前記制御モジュールは、外部ソースから受信したコマンドに基づいて、前記複数のＬＥＤアレイのうちの対応する１つを発光状態に移行させる、請求項１に記載の光スタック。
【請求項４】
前記制御モジュールに結合され、前記長形体の長さに沿って配置された複数の近接センサをさらに備え、前記複数の近接センサは、所定距離内の物体を検知するように構成される、請求項１に記載の光スタック。
【請求項５】
前記複数のＬＥＤアレイの各々は、それらに隣接する近接センサを有する、請求項４に記載の光スタック。
【請求項６】
前記制御モジュールは、前記所定距離内の物体を検知する前記複数の近接センサのいずれかに隣接する前記複数のＬＥＤアレイを移行させる、請求項４に記載の光スタック。
【請求項７】
複数の近接センサが、前記長形体の近位端部と中間部との間の所定距離内の物体を検知するとき、前記制御モジュールが、前記長形体の近位端部と中間部との間の前記複数のＬＥＤアレイのいずれかを発光状態に移行させる、請求項４に記載の光スタック。
【請求項８】
前記複数のＬＥＤアレイの各々が、レンズモジュールを備える、請求項１に記載の光スタック。
【請求項９】
前記制御モジュールは、所定時間後に、前記複数のＬＥＤアレイの各々を非発光状態から発光状態に移行させる、請求項１に記載の光スタック。
【請求項１０】
前記所定時間は、前記複数のＬＥＤアレイのそれぞれに対して相違する、請求項９に記載の光スタック。
【請求項１１】
前記角度が、０度と６０度との間である、請求項１に記載の光スタック。
【請求項１２】
前記角度が、約４５度である、請求項１１に記載の光スタック。
【請求項１３】
前記複数のＬＥＤアレイの各々は、互いに実質的に等間隔に配置される、請求項１に記載の光スタック。
【請求項１４】
近位端部にある前記複数のＬＥＤアレイの一部が、遠位端部にある前記複数のＬＥＤアレイの一部よりも互いに近接して配置される、請求項１に記載の光スタック。
【請求項１５】
前記複数のＬＥＤアレイは、前記長形体の１つの側面に配置される、請求項１に記載の光スタック。
【請求項１６】
前記複数のＬＥＤアレイは、前記長形体の２つ以上の側面に配置される、請求項１に記載の光スタック。
【請求項１７】
複数の冷却アセンブリをさらに備え、前記複数の冷却アセンブリの各々が前記複数のＬＥＤアレイの対応する１つに結合される、請求項１に記載の光スタック。
【請求項１８】
前記冷却アセンブリが、冷却プレートおよび冷却ポートを備え、前記冷却プレートは、前記冷却ポートを介して冷却液を受け取るように構成される、請求項１７に記載の光スタック。
【請求項１９】
前記制御モジュールが、複数の制御装置を備え、各制御装置は、前記複数のＬＥＤアレイのうちの対応する１つに対応し、前記長形体の長さに沿って配置される、請求項１に記載の光スタック。
【請求項２０】
前記複数の制御装置の各々は、一対のピンコネクタを介して、前記複数のＬＥＤアレイの対応するＬＥＤアレイの各々と通信し、第１ピンコネクタは、前記対応するＬＥＤアレイに配置され、第２ピンコネクタは、前記対応する制御装置に配置される、請求項１９に記載の光スタック。
【請求項２１】
前記制御モジュールは、前記長形体を通って延びる通信ポートを含む通信モジュールを備える、請求項１に記載の光スタック。
【請求項２２】
前記通信ポートはアンテナである、請求項２１に記載の光スタック。
【請求項２３】
前記長形体に結合された一対のフレームを有する支持構造体をさらに備え、各フレームは、前記フレームの底部から突出する受容部を有し、前記受容部は、構成された開放スロットを有し、各フレームは、曲線状リムを有し、前記曲線状リムは、前記受容部よりも前記フレームの頂部からより突出し、前記受容部に向かって湾曲し、前記曲線状リムは、対応する曲線状閉鎖スロットを有する、請求項１に記載の光スタック。
【請求項２４】
前記複数のＬＥＤアレイのうちの対応する１つに結合された複数の冷却プレートと、ロッドと、第２ロッドとをさらに備え、前記複数の冷却プレートは、前記ロッドを受容するように構成された第１ボアと、前記第２ロッドを受容するように構成された第２ボアとを有する、請求項２３に記載の光スタック。
【請求項２５】
前記ロッドが、前記冷却プレートの両端の前記第１ボア１９１６を越えて延び、延長部分が各フレームの対応する開放スロットによって受容される、請求項２４に記載の光スタック。
【請求項２６】
前記第２ロッドは、前記第２ボアを越えて延びる第１ねじ端および第２ねじ端を有し、前記第１ねじ端および前記第２ねじ端は、各フレームの対応する曲線状閉鎖スロットによって受容される、請求項２５に記載の光スタック。
【請求項２７】
第１キャップと第２キャップとをさらに備え、前記第１キャップは、前記第１ねじ端にねじで取り付けられるように構成され、前記第２キャップは、前記第２ねじ端にねじで取り付けられるように構成される、請求項２６に記載の光スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、発光ダイオード（ＬＥＤ）光スタックに関する。特に、本願の主題は、概して、１つ以上の調節可能な照明システムを有する光スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
光スタックアセンブリおよびシステムは、オン位置とオフ位置との間に複数の光源を備える。光スタックアセンブリは、単一の消費電力設定を有しており、ライフサイクル使用を通してエネルギー消費を低減するように調整することができない。光スタックは、家庭、ビジネス、または任意の他の環境内で実施することができるが、特定の時間の間に不必要な光出力があることが多いためエネルギー効率が悪い。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
ここで、添付図面を参照して、例示の方法のみによって、本技術の実装を説明する。
【０００４】
【図１】本開示による多角度レンズモジュールの等角図である。
【０００５】
【図２】本開示による多角度レンズモジュールの等角底面図である。
【０００６】
【図３】本開示による多角度レンズモジュールの第１側壁セットの立面図である。
【０００７】
【図４】本開示による多角度レンズモジュールの第２側壁セットの立面図である。
【０００８】
【図５】本開示による多角度レンズモジュールの概略図である。
【０００９】
【図６】本開示の第２の例による多角度レンズモジュールの第２側壁セットの立面図である。
【００１０】
【図７】本開示によるシステム内の複数の多角度レンズモジュールの等角図である。
【００１１】
【図８】本開示による照明システムの概略図である。
【００１２】
【図９】本開示による対応グループに配置された複数のＬＥＤの概略図である。
【００１３】
【図１０Ａ】本開示による複数のＬＥＤの位相をシフトするマスタ制御装置のグラフである。
【００１４】
【図１０Ｂ】本開示による複数のＬＥＤのデューティサイクルをシフトするマスタ制御装置のグラフである。
【００１５】
【図１１】本開示による細孔サイズのグラフである。
【００１６】
【図１２】本開示による吸収速度のグラフである。
【００１７】
【図１３】本開示による光スタックアセンブリおよび装着構造の等角正面図である。
【００１８】
【図１４】本開示による光スタックアセンブリの等角背面図である。
【００１９】
【図１５】本開示による図１３の光スタックアセンブリおよび装着構造の等角分解図である。
【００２０】
【図１６】本開示による光スタックアセンブリの後方部分の上面図である。
【００２１】
【図１７】本開示の別の例による光スタックアセンブリの等角上面図である。
【００２２】
【図１８】本開示の別の例による光スタックアセンブリの水平側面図である。
【００２３】
【図１９Ａ−Ｂ】ＬＥＤアレイ、冷却アセンブリ、および支持構造の側面分解図、および等角分解図である。
【００２４】
【図２０】本開示の別の例による光スタックアセンブリの上面図である。
【００２５】
【図２１】本開示の別の例による光スタックアセンブリの正面図である。
【００２６】
【図２２】本開示による植物および光配置の上面概略図である。
【００２７】
【図２３】本開示による植物および光配置の側面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
説明を簡単かつ明瞭にするために、適切な場合には、対応するか、または類似する要素を示すために、異なる図の間で参照番号が繰り返されていることが理解されるだろう。さらに、本明細書に記載される実施例の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細が記載される。しかし、本明細書に記載される実施例は、これらの特定の詳細なしに実施することができることが当業者には理解されるだろう。他の実施例では、方法、手順および構成要素が、記載されている関連する特徴を不明瞭にしないように、詳細には記載されていない。また、この説明は、本明細書に記載される実施例の範囲を限定するものではない。図面は必ずしも縮尺通りではなく、特定の部分の比率は、本開示の詳細および特徴をよりよく説明するために誇張されている。
【００２９】
ここで、本開示全体に適用されるいくつかの定義を提示する。用語「結合した（ｃｏｕｐｌｅｄ）」は、直接的であるか、介在する構成要素を介して間接的であるかを問わず、接続されたものとして定義され、必ずしも物理的接続に限定されない。接続は、対象が恒久的に接続されるか、または解放可能に接続されるようにすることができる。用語「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」は、実質的に修正する特定の寸法、形状、または他の語に本質的に適合するように定義され、構成要素が正確である必要はない。たとえば、実質的に円柱状とは、対象が円柱に似ているが、実際の円柱から１つ以上の偏差を有し得ることを意味する。「約（ａｂｏｕｔ）」という用語は、ほとんど、近くに、間際に、または数値表現からほとんど逸脱していないことを意味する。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」とは、「含むが、必ずしもこれに限定されるわけではない」を意味する。具体的には、そのように記述された組み合わせ、グループ、シリーズなどにおける非限定包含またはメンバーシップを示す。
【００３０】
用語「光源（ｌｉｇｈｔ  ｓｏｕｒｃｅ）」または「光アレイ（ｌｉｇｈｔ  ａｒｒａｙ）」は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、小型蛍光灯（ＣＦＬ）、蛍光灯、白熱灯、および赤外線を含むが、これらに限定されない、光（人間の目に見えるか、または見えない）を生成することができる任意の要素を含むように定義される。
【００３１】
本開示は、長形体の近位端部から遠位端部まで延びる長さを有する長形体を有する光スタックアセンブリについてのものである。複数のＬＥＤアレイは、長形体に調節可能に結合され、その長さに沿って配置され、複数のＬＥＤアレイの各々は、旋回するように動作可能であり、それによって、長形体に対して角度を付ける。制御モジュールは、複数のＬＥＤアレイに結合することができる。制御モジュールは、発光状態と非発光状態との間で複数のＬＥＤアレイのそれぞれを個別に移行させるように構成することができる。
【００３２】
制御モジュールは、発光状態と非発光状態との間で複数のＬＥＤアレイを移行させることができ、これにより、近位端部に隣接する複数のＬＥＤアレイのＬＥＤアレイは、遠位端部に向かうＬＥＤアレイに先立って発光状態となる。制御モジュールは、外部ソースから受信したコマンドに基づいて、複数のＬＥＤアレイのうちの対応する１つを発光状態に移行させることができる。
【００３３】
光スタックアセンブリは、制御モジュールに結合され、長形体の長さに沿って配置された複数の近接センサをさらに含むことができる。複数の近接センサは、所定距離内の物体を検知するように構成することができる。複数のＬＥＤアレイの各々は、近接センサをそれに隣接して有することができる。制御モジュールは、所定距離内の物体を検知する複数の近接センサのいずれかに隣接する複数のＬＥＤアレイを移行させることができる。例えば、複数の近接センサは、長形体の近位端部と中間部との間の所定距離内の物体を検知することができ、制御モジュールは、それに応答して、近位端部と長形体の中間部との間に配置された複数のＬＥＤアレイのいずれかを発光状態に移行させることができる。別の実施形態では、近接センサは、長形体の近位端部に隣接する物体を検知することができ、制御モジュールは、近位端部に隣接するＬＥＤアレイを非発光状態から発光状態に移行させることができる。
【００３４】
複数のＬＥＤアレイの各々は、１つ以上のレンズモジュールを含むことができる。複数のＬＥＤアレイの各々は、長形体の長さに沿って互いに実質的に等間隔に配置することができる。複数のＬＥＤアレイは、一部が近位端部に近接して配置され、一部が遠位端部に近接して配置されるようにすることができる。近位端部における複数のＬＥＤアレイの部分は、長形体の遠位端部における複数のＬＥＤアレイの部分よりも互いに近くに配置させることができる。複数のＬＥＤアレイは、長形体の１つの側面に配置することができる。複数のＬＥＤアレイは、長形体の２つ以上の側面に配置することができる。一例では、ＬＥＤアレイは、長形体の４つ以上の側面に配置することができる。
【００３５】
制御モジュールは、所定時間後に、複数のＬＥＤアレイの各々を非発光状態から発光状態に移行させることができる。所定時間は、複数のＬＥＤアレイの各々について異なるものとすることができる。複数のＬＥＤアレイは、長形体に対して角度を付けることができる。角度は、１５度と６０度との間であり、より具体的には約３０度とすることができる。
【００３６】
傾斜レンズを長形体に結合することができ、傾斜レンズの発光面は長形体に対してある角度を有することができる。
【００３７】
複数のＬＥＤアレイは、冷却プレートおよびポートを有する冷却アセンブリも含むことができ、冷却プレートは、冷却ポートを介して冷却液を受容するように構成される。複数のＬＥＤアレイは、冷却プレートに結合されるように構成されるハウジングを含むことができる。冷却プレートは、冷却ポートから出口ポートまで延びる１つ以上の水路が形成される厚さを有する。少なくとも１つの例では、冷却ポートは、冷却プレートの１つの側面に配置され、出口ポートは、冷却ポートが取り付けられた側面の反対側に配置することができる。
【００３８】
光スタックアセンブリは、複数の制御装置を含むこともでき、各制御装置は、複数のＬＥＤアレイのそれぞれに対応し、長形体の長さに沿って配置される。複数の制御装置の各々は、複数のＬＥＤアレイの対応するＬＥＤアレイの各々と通信することができる。一例では、通信は一対のピンコネクタを介して行うことができ、第１ピンコネクタはＬＥＤアレイ上に配置され、第２ピンコネクタは制御装置上に配置される。他の例では、通信は無線コネクタを介することができる。
【００３９】
光スタックはまた、長形体に結合された一対のフレームを有する支持構造を含むことができ、各フレームはフレームの底部から突出する受容部を有し、受容部は開放スロットを有することができる。各フレームはまた、曲線状リムを有することができ、この曲線状リムは、受容部よりもフレームの上部からより突出することができ、受容部に向かって湾曲することができる。曲線状リムは、対応する曲線状閉鎖スロットを有することもできる。
【００４０】
光スタックはまた、複数のＬＥＤアレイ、ロッド、および第２ロッドのうちの対応する１つと結合する複数の冷却プレートを含むことができ、複数の冷却プレートは、ロッドを受容するように構成された第１ボアと、第２ロッドを受容するように構成された第２ボアとを有する。ロッドは、冷却プレートの両端の第１ボア１９１６を越えて延在し、延長部分を各フレームの対応する開放スロットによって受容することができる。第２ロッドは、第１ねじ端部および第２ねじ端部を有することができ、第２ボアを越えて延在することができ、第１ねじ端部および第２ねじ端部は、各フレームの対応する曲線状閉鎖スロットによって受容することができる。光スタックはまた、第１キャップおよび第２キャップを含むことができ、第１キャップは、第１ねじ端部にねじで取り付けるように構成することができ、第２キャップは、第２ねじ端部にねじで取り付けるように構成することができる。
【００４１】
多角度レンズモジュールについて図１〜７を参照して説明し、照明システムおよび光制御装置について図８〜１２を参照して説明する。少なくとも１つの例において、図１〜７に記載された多角度レンズモジュールは、図８〜１２に関して記載されたような光制御システムおよび光制御装置で実現され、図１３〜１７に関して記載されたような光スタックアセンブリ内にまとめて収容され得る。
【００４２】
以下の図を参照して、多角度レンズモジュール、光制御システム、および光制御装置について以下でより詳細に説明する。
【００４３】
図１は、本開示による多角度レンズモジュールの等角図である。レンズモジュール１００は、受光エリア１０２（図２においてより明確に示される）と発光エリア１０４とを有し得る。受光エリア１０２と発光エリア１０４とは、実質的に平行であり、所定距離１５０だけ離れている。レンズモジュール１００は、それぞれ受光エリア１０２から延びる第１側壁セット１０６と第２側壁セット１１０とを含むこともできる。第１側壁セット１０６は、互いに実質的に平行とすることができ、また、第２側壁セット１１０は、同様に、互いに実質的に平行とすることができる。
【００４４】
第１側壁セット１０６は、受光エリア１０２から延びる輪郭部分１０８を有することができる。第１側壁セット１０６は、受光エリア１０２と発光エリア１０４との間の所定距離１５０に延在する。第２側壁セット１１０は、受光エリア１０２から延び、所定距離１５０の少なくとも一部に延びる輪郭部分１１２を有することができる。
【００４５】
第１側壁セット１０６は、発光エリア１０４から延びる法線ベクトル１５２に対して第１反射角度１１４の発光を生成し、第２側壁セット１１０は、法線ベクトル１５２に対して第２反射角度１１６の発光を生成する。
【００４６】
第１側壁セット１０６および第２側壁セット１１０の各々は、内面１１８と外面１２０とを有することができる。内面１１８は、それぞれ輪郭部分１０８、１１２を有することができる。内面１１８は、反射性とすることができ、および／または輪郭部分１０８、１１２からの光をそれぞれ反射するように構成された反射性コーティングを有することができる。
【００４７】
少なくとも一例では、レンズモジュール１００は、高い反射率を有する金属、例えばアルミニウムから形成される。他の例では、レンズモジュール１００を研磨して、内面１１８の光反射性を最大にすることができる。他の例では、レンズモジュールは、成形、押出成形され、または他の方法でプラスチックから形成することができ、レンズモジュール１００の内面１１８は、内面１１８の反射性を高めるために、反射膜、例えばアルミニウム箔で被覆することができる。
【００４８】
外面１２０は、それぞれ輪郭部分１０８、１１２を反映することができ、あるいは他の任意の形状に形成することができる。少なくとも一例では、内面１１８は輪郭部分１０８、１１２を有する一方で、外面１２０は実質的に垂直である。第１側壁セット１０６および第２側壁セット１１０の厚さは、外面１２０の配置に依存して、輪郭部分１０８、１１２に沿って内面１１８と外面１２０との間で変化し得るか、または内面と外面との配置に依存して実質的に同じであり得る。
【００４９】
レンズモジュール１００は、押出成形、成形、粉砕され、またはそれ以外の方法で、ポリマー、複合材料、金属、樹脂、木材、および／またはそれらの任意の組み合わせを含むがこれらに限定されない任意の数の材料から形成することができる。
【００５０】
図２は、本開示による多角度レンズモジュールの等角底面図である。受光エリア１０２は、実質的に平坦面とすることができ、光源（図５に示す）に隣接して結合し、レンズモジュール１００に受光するように構成することができる。受光エリア１０２は、矩形面として詳細に示されているが、受光エリア１０２は、正方形、円形、楕円形、および／またはオーバル（ｏｖａｌ）を含むが、これらに限定されない任意の多角形形状とすることができる。
【００５１】
受光エリア１０２は、光源（図５に示す）から進行する光がレンズモジュール１００に入ることができるようにするために、実質的に透明または明澄な表面とすることができる。少なくとも一例では、光源からレンズモジュール１００への受光を可能にするために、受光エリア１０２を光学ガラスから形成することができる。他の例では、受光エリア１０２は、レンズモジュール１００内への受光を可能にするために、レンズモジュールの底面１２２内に形成された開口部または空隙であり得る。
【００５２】
図１および図２からさらに分かるように、レンズモジュール１００は、レンズモジュール１００の上部部分１２４に結合される拡散体１２６を含むことができる。拡散体１２６は、発光エリア１０４を実質的に覆うことができる。少なくとも一例では、拡散体１２６は、発光エリア１０４を越えて延在し、レンズモジュール１００を支持構造またはトレイ（図７に示す）と結合するためのリップ１２８を提供することができる。
【００５３】
拡散体１２６は、それに結合した一つ以上の拡散レンズ１３０を有することができる。一つ以上の拡散レンズ１３０は、レンズモジュール１００の光分布を最大にし、第１反射角度および第２反射角度と協働して光混合を改善することができる。
【００５４】
図３は、本開示による多角度レンズモジュールの第１側壁セットの側面図である。第１側壁セット１０６は、輪郭部分１０８を形成することができる。輪郭部分１０８は、単一の拡張方程式によって定義することができる。単一の拡張方程式は、第１側壁セット１０６の各側壁の輪郭部分１０８を個々に画定することができる。少なくとも１つの例において、輪郭部分は、放物線関数によって記述することができる。一例では、第１側壁セットは、次式によって形成される放物線曲率によって定義することができる。
0006937429.tif 000002
【００５５】
輪郭部分１０８は、発光エリア１０４から延びる法線ベクトル１５２に対して第１反射角度１１４を生成することができる。法線ベクトル１５２は、発光エリア１０４から垂直に延びる。輪郭部分１０８は、光源から放射され、第１反射角度１１４で発光エリア１０４を通過する光を反射するように構成することができる。
【００５６】
第１反射角度１１４は、法線ベクトル１５２に対して約１５°と８５°の間であり得る。第１反射角度１１４は、第１側壁セット１０６の輪郭部分１０８によって決定され、輪郭部分１０８を変えることによって変更することができる。いくつかの例では、第１反射角度は、第１側壁セット１０６の単一の拡張方程式および／または放物線関数を変えることによって変更される。
【００５７】
図４は、本開示による多角度レンズモジュールの第２側壁セットの側面図である。第２側壁セット１１０は、輪郭部分１１２を形成することができる。輪郭部分１１２は、単一の拡張方程式によって定義することができる。単一の拡張方程式は、第２側壁セット１１０の各側壁の輪郭部分１１２を個々に画定することができる。少なくとも１つの例において、輪郭部分は、放物線関数によって記述することができる。一例では、第２側壁セットは、次式によって形成される放物線曲率によって定義することができる。
0006937429.tif 000003
【００５８】
輪郭部分１１２は、発光エリア１０４から延びる法線ベクトル１５２に対して第２反射角度１１６を生成することができる。輪郭部分１１２は、光源から放射され、第２反射角度１１６で発光エリア１０４を通過する光を反射するように構成することができる。
【００５９】
第２反射角度１１６は、法線ベクトル１５２に対して約１５°と８５°との間とすることができる。第２反射角度１１６は、第２側壁セット１１０の輪郭部分１１２によって決定され、輪郭部分１０８を変えることによって変更することができる。いくつかの例では、第１反射角度は、第２側壁セット１１０の単一の拡張方程式および／または放物線関数を変えることによって変更される。
【００６０】
少なくとも一例では、第２側壁セット１１０の輪郭部分１１２は、２つの別個の輪郭部分を有することができる。２つの別個の輪郭部分のうちの第１輪郭部分１３２は、受光エリア１０２から所定距離１５０の区分１３６を延ばすことができる。二つの別個の輪郭部分のうちの第２輪郭部分１３４は、所定距離１５０の残りの部分１３８を延ばすことができる。第１個別輪郭部分１３２と第２個別輪郭部分１３４とがまとまって、所定距離１５０の全体を構成することができる。区分１３６は実質的に半分であり得て、残りの部分１３８は実質的に半分であり得る。その他の例においては、区分１３６は、１０分の３（３０％）と１０分の７（７０％）との間の任意の数とすることができる。
【００６１】
図５は、本開示による多角度レンズモジュールの概略図である。多角度レンズモジュール１００は、第１反射角度１１４および第２反射角度１１６を生成することができ、第１反射角度１１４は第２反射角度１１６と異なる。第１反射角度１１４および第２反射角度１１６は、レンズモジュール１００の光分布１５８を決定しながら、光源１５４から受けた光の光混合を提供することができる。
【００６２】
光源１５４は、受光エリア１０２に隣接し、受光エリア１０２を介してレンズモジュール１００に光を提供することができる。光はレンズモジュール１００を通過し、第１側壁セット１０６および／または第２側壁セット１１０によって反射され、第１反射角度１１４または第２反射角度１１６で発光エリア１０４から出る。
【００６３】
光源１５４は、ＬＥＤアレイとすることができる。ＬＥＤアレイは、共に配置される１つ以上のＬＥＤとすることができる。１つ以上のＬＥＤの各々は、所定の波長で発光することができ、所定の波長は、１つ以上のＬＥＤの各々に対して異なるものとすることができる。ＬＥＤアレイは、レンズモジュール１００と光源１５４との間に配置されたシリカゲル１６０をさらに含むことができる。少なくとも１つの例において、ＬＥＤアレイは、４×４ダイオードＬＥＤアレイとすることができる。別の例では、ＬＥＤアレイは、２ダイオードＬＥＤアレイとすることができる。
【００６４】
レンズモジュール１００は、第１反射角度１１４および第２反射角度１１６を生成することによって、光源１５４の最適な光分布１５８を提供することができる。拡散体１２６は、所望の光分布１５８を達成することをさらに支援することができる。少なくとも一例では、光源１５４は、２つ以上の光源を有することができ、それぞれが異なる波長の光を生成する。レンズモジュール１００は、光混合を最大にして、光分布１５８が２つ以上の各光源の実質的に均質な混合であることを保証するように実施することができる。
【００６５】
図６は、本開示による多角度レンズモジュールの第２の例である。多角度レンズモジュール２００は、輪郭部分２０８を有する第１側壁セット２０６と、輪郭部分２１２を有する第２側壁セット２１０とを有することができる。第１側壁セット２０６の輪郭部分２０８は、単一の拡張放物型方程式によって形成することができ、受光エリア２０２と発光エリア２０４との間に延びる。受光エリア２０２と発光エリア２０４とは、所定距離２５０だけ離すことができる。第１側壁セット２０６は、発光エリア２０４から延びる法線ベクトル２５２に対して第１反射角度２１４を生成することができる。
【００６６】
第２側壁セット２１０の輪郭部分２１２は、２つの別個の輪郭部分を有することができる。２つの別個の輪郭部分のうちの第１部分は、所定距離２５０の区分２６０を延ばし、単一の拡張放物型方程式に従うことができる。２つの別個の輪郭部分のうちの第１部分は、第１側壁セット２０６の輪郭部分２０８と同一であり得る。
【００６７】
２つの別個の輪郭部分のうちの第２輪郭部分は、所定距離２５０の残りの区分２６２を延ばすことができる。区分２６０および残りの区分２６２は、所定距離２５０の全体を構成することができる。少なくとも一例では、区分２６０は実質的に半分であり、残りの部分２６２は実質的に半分である。
【００６８】
２つの別個の輪郭部分のうちの第２部分は、法線ベクトル２５２に対して実質的に垂直であり、かつ平行であり得る。二つの別個の輪郭部分のうちの第２輪郭部分は、二つの別個の輪郭部分のうちの第１輪郭部分が第１側壁セット２０６の輪郭部分２０８を反映する場合であっても、第２側壁セット２１０が法線ベクトル２５２に対して第２反射角度２１６を生成することを可能にする。第１反射角度２１４と第２反射角度２１６とは異なるが、個々に約１５°と８５°の間の任意の角度であってもよい。
【００６９】
図７は、本開示によるシステムに結合された複数の多角度レンズモジュールの等角図である。システム３００は、トレイ３０４に結合された複数の多角度レンズモジュール３０２を含むことができる。トレイ３０４は、レンズモジュール３０２のリップ３０８と係合するように構成された周囲要素３０６を有することができる。クランプ要素（表示されていない）は、リップ３０８と周囲要素３０６との間に圧力嵌合を生成するように配置することができる。少なくとも一例では、各レンズモジュール３０２は、個々のクランプ要素を有することができる。他の例では、トレイ３０４は、複数のレンズモジュール３０２に係合する単一のクランプ要素を有することができる。
【００７０】
図８は、本開示による照明システムである。照明システム８００は、複数の光源８０２と、複数の電力出力制御装置８０４と、マスタ制御装置８０６とを有することができる。少なくとも一例では、複数の光源８０２は、複数の発光ダイオードとすることができ、それぞれが図１〜図７で説明されるようなレンズモジュールに結合される。
【００７１】
複数の光源８０２の各々は、所定の波長の光を出力するように構成することができ、所定の波長に従って対応グループ８０８に配置することができる。少なくとも一例では、複数の光源８０２は、３つのグループに配置することができ、１つのグループは約４７５ナノメートルの所定の波長を有し、第２グループは約５１０ナノメートルの所定の波長を有し、第３グループは約６５０ナノメートルの所定の波長を有する。各電力出力制御装置８０４は、異なる色域に対応することができる。色域は、例えば、４５０ナノメートルの青色光、５２５ナノメートルの緑色光、および６５０ナノメートルの赤色光など、特定の色に関連する光スペクトルにおける周波数帯域の集合とすることができる。
【００７２】
複数の電力出力制御装置８０４は、複数の光源８０２の対応グループに結合することができる。照明システム８００は、対応グループ８０８の各々に対して電力出力制御装置８０４を有することができる。複数の電力出力制御装置８０４は、光源８０２の対応グループ８０８に所定の電力レベルを出力するように構成することができる。
【００７３】
マスタ制御装置８０６は、複数の電力出力制御装置８０４に結合され、複数の電力出力制御装置８０４に信号を提供するように構成することができる。マスタ制御装置８０６は、複数の電力出力制御装置８０４の各々について、所望のデューティサイクル、サイクル期間、および／または位相シフトを調整することができる。少なくとも一例では、複数の電力出力制御装置８０４およびマスタ制御装置８０６は、パルス幅変調を生成し複数の光源８０２を制御することができる。
【００７４】
照明システム８００は、植物入力ユニット８１０をさらに含むことができる。植物入力ユニット８１０は、複数の電力出力制御装置８０４および／またはマスタ制御装置８０６と通信可能に結合することができる。植物入力ユニット８１０は、対応グループ８０８のそれぞれについて、所望のデューティサイクル、サイクル期間、および／または位相シフトを調整するように構成することができる。植物入力ユニット８１０は、照明システム８００に有線または無線で結合することができる。少なくとも一例では、植物入力ユニット８１０は、複数の植物種と、各対応グループに対する関連する植物種の最適なデューティサイクル、サイクル期間、および／または位相シフトに関するデータを格納するクラウドベース装置とすることができる。別の例では、植物入力ユニット８１０は、一つ以上のデータ記憶装置を有し、一つ以上の照明システム８００を含むネットワークに通信可能に結合されたサーバとすることができる
【００７５】
植物入力ユニット８１０は、特定の植物種および／または品種を示すユーザからの入力を受信することができる。次いで、植物入力ユニット８１０は、複数の電力出力制御装置８０４および／またはマスタ制御装置８０６と通信して、光源８０２の対応グループ８０８のデューティサイクル、サイクル期間、および／または位相シフトを調整して、植物の成長を最適化することができる。少なくとも一例では、植物入力ユニット８１０は、モバイル電子機器８１１と通信可能に結合され、クラウドベース装置と結合され、ユーザは、植物種をモバイル電子機器に入力し、植物入力ユニット８１０は、複数の出力制御装置８０４および／またはマスタ制御装置８０６と通信する。別の例では、植物入力ユニット８１０は、クラウドベース装置に結合されたカメラを有することができる。カメラは、葉の形状または植物に関する他の品質を検出して、植物種および対応グループ８０８に対する最適なピーク振幅を決定することができる。
【００７６】
図９は、本開示による対応グループに配置された複数の光源である。複数の光源８０２は、所定の波長に応じて対応グループ８０８に配置することができる。複数の光源８０２は、３つの対応グループ８１２、８１４、８１６に配置することができ、３つの対応する各グループ８１２、８１４、８１６はそれぞれ異なる所定の波長を有する。少なくとも一例では、３つの対応グループ８１２、８１４、８１６は、列の配列に配置することができる。対応グループ８０８の第１グループ８１２は、約６５０ナノメートルの所定の波長、つまり赤色可視スペクトル内の光を生成する複数の光源とすることができる。対応グループ８０８の第２グループ８１４は、約５１０ナノメートルの所定の波長、つまり緑色の可視スペクトル内の光を生成する複数の光源とすることができる。対応グループ８０８の第３グループ８１６は、約４７５ナノメートルの所定の波長、つまり青色可視スペクトル内の光を生成する複数の光源とすることができる。別の例では、対応グループ８０８は、７００ナノメートルと１，０００，０００ナノメートルとの間の所定の波長、つまり赤外線スペクトル内の光を生成する第４グループの光源を含むことができる。
【００７７】
対応グループ８０８は、まとまって光アレイ８１８を形成することができる。光アレイ８１８内の対応グループ８０８は、任意の数の方法、パターン、またはランダムに配置することができる。対応グループ８０８は、列、行、対角線、ランダム順序、または任意の他の順序付け方法／アルゴリズムによって配置することができる。少なくとも一例では、光アレイ８１８は、３つの対応グループ８１２、８１４、８１６を有し、各グループは列に配置され、対応グループ８１２は２つの列を有する。対応グループ８１２には、対応グループ８１４および８１６の２倍の数の光源８０２が設けられる。他の例では、対応グループ８１２の第２列は、赤外線などの複数の異なる光源８０２とすることができる。
【００７８】
各対応グループ８０８内の光源８０２は、電気的結合８１９によって特定のグループ内の他の光源８０２と電子的に結合することができる。電気的結合８１９は、対応グループ内の各光源８０２を直列に結合するジャンパ線とすることができる。または、電気的結合８１９は、対応グループ８０８内の各光源８０２を直列または並列に結合するジャンパ線とすることができる。
【００７９】
図９は、３つの対応グループに配置された４列×４行を有する光アレイ８１８を詳細に示しているが、光アレイ８１８は、任意の数の対応グループ、複数の光源、および／または配置を含むことができる。
【００８０】
少なくとも一例では、図１〜図７で示されるレンズモジュール１００は、単一のＬＥＤ、複数のＬＥＤ、単一の対応するＬＥＤグループ、またはそれらの任意の組み合わせと結合することができる。例えば、レンズモジュールは、第１の対応グループからの１つのＬＥＤおよび第２の対応グループからの１つのＬＥＤに結合することができる。
【００８１】
図１０Ａは、マスタ制御装置の位相シフトのグラフである。マスタ制御装置８０６は、複数の電力出力制御装置８０４および対応する３つのグループ８１２、８１４、８１６に結合され、対応する各グループは所定の波長を有する。３つの対応グループ８１２、８１４、８１６の各々は、個々の電力出力制御装置８０４を有することができる。マスタ制御装置８０６は、位相を調整してピーク振幅をシフトする信号を各電力出力制御装置８０４に供給することができる。
【００８２】
マスタ制御装置８０６は、対応グループ８１２、８１４、８１６の各々に信号を供給して、第１所定時間８２６の間ピーク電力を供給することができる。第１所定時間８２６の後、マスタ制御装置８０６は、複数の電力出力制御装置８０４に信号を提供して、その信号を周期的な振幅変動させることができる。第２所定時間８２８の間、振動信号は、複数の電力出力制御装置８０４によって生成される正弦波振動であり得る。マスタ制御装置８０６は、複数の電力出力制御装置８０４に信号を送り、ピーク発光が隣接ピークに対して１２０度位相シフトされるようにピーク振幅を調整することができる。第１グループ８１２のピーク振幅８２０は、第１所定時間８２６であり、その後直ちに振動を開始することができる。第２グループ８１４は、第２グループ８１４のピーク振幅８２２を第１グループ８１６のピーク振幅８２０に対して位相が約１２０度シフトするマスタ制御装置８０６からの信号に応答して、振動を開始するまでピーク振幅８２２を維持することができる。第３グループ８１６のピーク振幅８２４は、第２グループのピーク振幅８２２に対して約１２０度位相をシフトさせることができ、第１グループのピーク振幅８２０に対して約２４０度位相をシフトさせることができる。
【００８３】
図示された例は、第１グループ８１２、第２グループ８１４、および第３グループ８１６のそれぞれについて１２０度の位相シフトを詳述しているが、マスタ制御装置８０６によって生成される０度と３６０度の間の任意の位相シフトを有することは、本開示の範囲内である。
【００８４】
マスタ制御装置８０６は、複数の電力出力制御装置８０４に信号を供給して、対応する各グループ８０８の振動を生成することができる。対応グループ８０８の各々に対する位相シフトは、時間内における任意の特定の時点での電力消費を低減することによって、全体の電力消費を低減することができる。ピーク消費電力は、３つの対応グループの各々がピーク振幅、例えば、第１所定時間８２６にあるときに発生し得る。電力消費は、第２所定時間８２８の間、各対応グループ８０８のピーク振幅を別のグループに対してシフトすることによって低減することができる。
【００８５】
第２所定時間８２８は、サイクル期間を表すことができる。サイクル期間は、特定のグループの２つのピーク振幅の間の時間の長さとすることができ、マスタ制御装置８０６によって、対応グループ８０８の各々について、サイクル期間を個々に短縮または延長することができる。少なくとも一例では、サイクル期間は１０００μｓ（マイクロ秒）とすることができる。例えば、発芽と初期成長の間、サイクル期間はより短くなるが、成熟植物の結実の間、サイクル期間は長くなる。
【００８６】
少なくとも一例では、対応グループ８０８のそれぞれの周期的な振幅変動は、特定の点での光吸収を減少させることなく、対応グループ８０８光源８０２の各々から光を提供することができる。振幅変動は、照明システムに曝された植物が光合成のために光を吸収することを妨げない。振幅変動は、効率的な成長を維持し、全体の電力消費を低減する一方で、対応する各グループ８０８の有効量を植物に提供する。
【００８７】
図示された例は、第１所定時間８２６中にピーク振幅を有する３つの対応グループの各々を詳細に説明しているが、第１所定時間８２６中にピーク振幅となる対応グループを１つ、２つまたは任意の数有することは本開示の範囲内である。さらに、振幅変動および位相シフトは、３つの対応グループに関して説明されているが、マスタ制御装置および複数の電力出力制御装置が、１つ、２つ、３つまたはそれ以上の光源８０２のグループにおいて位相シフトおよび振幅変動を生成することは、本開示の範囲内である。位相シフトはエネルギー低減を最大にするためにグループ数によって決定できる。例えば、２つの対応グループについて、２つのグループの間の位相シフトは約１８０度とすることができ、一方、４つの対応グループについては、４つのグループの間の位相シフトは約９０度とすることができる。
【００８８】
図１０Ｂは、デューティサイクルのグラフである。マスタ制御装置８０６は、対応グループ８０８の各々のデューティサイクルを個別に調整することができる。デューティサイクル８５０は、発光状態と非発光状態との間で交互に替わる、対応グループ８０８の断続的操作とすることができる。デューティサイクル８５０は、対応グループ８０８が発光状態または非発光状態にある第２所定時間８２８の部分を決定することができる。対応グループ８０８の各々に対するデューティサイクル８５０は、サイクル期間内で個々に制御することができる。発光状態では、対応グループ８０８は、関連する電力出力制御装置８０４から一定の電流を受け取ることができる。非発光制御装置では、対応グループ８０８は、関連する電力出力制御装置８０４から電流を受けることができない。デューティサイクル８５０は、図１０Ａに関して説明したように、同じ位相だけシフトすることができる。
【００８９】
少なくとも一例では、第１グループ８１２のデューティサイクルは、サイクル期間の２５％の間発光状態を可能にし、第２グループ８１４のデューティサイクルは、サイクル期間の５０％の間発光状態を生成することができ、第３グループ８１６のデューティサイクルは、サイクル期間の７５％の間発光状態を生成することができる。
【００９０】
少なくとも一例では、対応グループ８０８の各々のデューティサイクルは、対応グループ８０８の各々が複数の電力出力制御装置８０４から一定の電流を受け取る第１所定時間８２６の後に開始することができる。
【００９１】
第１グループ８１２、第２グループ８１４、および第３グループ８１６の各々のデューティサイクルを調節することにより、対応グループ８０８の各々からのある波長での光の量を増加および／または減少させることによって、光出力の密度を変えることができる。例えば、第１グループ８１２のデューティサイクルを２５％から５０％に増加させると、植物に供給される赤色光の量を増加させることができる。光出力の異なる密度の制御は、駆動電流の変更によって達成することができる。また、駆動電流により光出力密度を調整した場合にも、位相シフトおよびサイクル期間の変化を一定に保つことができる。他の例では、位相シフトおよびサイクル期間は、独立してまたは一緒に調節することができる。
【００９２】
マスタ制御装置８０６は、対応グループの各々について、サイクル期間、デューティサイクル、および／または位相シフトを個別に調整することができる。植物入力ユニット８１０は、複数の植物の好ましいまたは最適なサイクル期間、デューティサイクル、および／または位相シフトに関するデータを格納し、適切なデータをマスタ制御装置８０６に提供することができる。マスタ制御装置８０６は、複数の電力出力制御装置８０４を、適切な植物の適切なサイクル期間、デューティサイクル、および位相シフトに同期させることができる。
【００９３】
図示された実施形態は、対応グループの各々についての共通のサイクル期間を詳述しているが、対応グループの各々について個々にサイクル期間を変えることは、本開示の範囲内である。
【００９４】
図１１および図１２は、植物成長操作を実施する照明システムおよび関連する光制御装置に関する。植物成長操作は、エネルギー効率の良い植物成長を最大にするために、多角度レンズモジュールの有無に関わらず照明システム８００を利用することができる。照明システム８００は、植物入力ユニット８１０と結合することによって、個々の植物品種に対して最適化することができる。図１１および図１２は、植物成長操作に関するが、照明システムおよび関連する光制御装置を他の試みの範囲内で実施することは、本開示の範囲内である。
【００９５】
図１１は、細孔サイズのグラフである。照明システム８００に曝される植物の細孔サイズ８３０は、時間と共に変化し得る。第１所定時間８２６の間の細孔サイズ８３０は、照明システムへの露出によって増加することができ、光吸収速度（図１２に関して以下で議論される）を増加させる。第１所定時間８２６の後、および第２所定時間８２８の間、細孔サイズ８３０は、対応グループ８０８の振幅変動によってゆっくりと減少し得る。細孔サイズ８３０は、第２時間８２８を通して効率的な植物成長に適した状態とすることができる。
【００９６】
図１２は、光吸収速度のグラフである。照明システム８００は、複数の電力出力制御装置８０４およびマスタ制御装置８０６を利用して、対応グループ８０８のそれぞれに対して周期的な振幅変動および位相シフトによって、全体の電力消費を管理および低減することができる。光吸収速度８３２（パーセントで示される）は、光源８０２の対応グループ８０８の周期的な振幅変動の間、第１時間８３４にわたって減少し得る。光吸収速度８３２は、対応グループ８０８の各々が周期的な振幅変動を伴わずに同時にピーク振幅で操作される第２時間８３６によって急上昇し得る。対応グループ８０８の各々についてピーク振幅で操作を行う第２時間８３６は、植物を「覚醒」させることができ、従って、光吸収速度を急上昇させる。第２時間８３６の後には、対応グループ８０８の周期的な振幅変動および位相シフトが生じる第３時間を続けることができる。植物のための「覚醒」期間は、所定の数分間、数時間ごと、毎日、週に一度、または利用される特定の植物種および／または品種によって決定されるようにスケジュールすることができる。いくつかの例では、植物入力ユニット８１０は、所望の「覚醒」期間を決定することができる。
【００９７】
第１時間８３４、第２時間８３６、および第３時間８３８の時間の長さは、成長操作において利用される植物の品種および／または種によって変えることができる。第１時間８３４、第２時間８３６、および第３時間８３８の長さも、個々に変えることができる。第１時間８３４および第３時間８３８は、時間の長さを実質的に等しくすることができ、第２時間８３６は、より短くすることができる。あるいは、第１時間８３４は、第３時間８３８よりも長くてもよいが、第２時間８３６は、第１時間８３４または第２時間８３８のいずれよりも実質的に短くてもよい。第１時間８３４、第２時間８３６、および第３時間８３８は、植物入力ユニット８１０によって決定される。少なくとも一例では、第１時間８３４および第３時間８３８は、持続時間が約６０〜９０分とすることができ、一方で、第２時間８３６は、持続時間が約１０〜１５分とすることができる。
【００９８】
図１３は、光スタックアセンブリ１３００の等角図である。光スタックアセンブリ１３００は、長形体１３０２を有することができる。長形体１３０２は、近位端部１３０４から遠位端部１３０６まで延在する長さ１３５０を有することができる。複数のＬＥＤアレイ１３０８は、長形体１３０２に結合され、その長さ１５０に沿って配置することができる。長形体１３０２は、実質的に中空とすることができ、複数のＬＥＤアレイ１３０８を長形体１３０２に結合し、その内部に配置することを可能にする。
【００９９】
長形体１３０２は、長さ１３５０に沿って配置された任意の数のＬＥＤアレイ１３０８を有することができる。複数のＬＥＤアレイ１３０８は、長形体１３０２の長さ１３５０に沿って等間隔に配置することができる。少なくとも一例では、長形体１３０２は、近位端部１３０４と遠位端部１３０６との間で長さ１３５０に沿って等間隔に配置された４つのＬＥＤアレイ１３０８を有する。他の例では、複数のＬＥＤアレイ１３０８は、遠位端部１３０６よりも近位端部１３０４において互いに接近して離間されていてもよく、または近位端部１３０４よりも遠位端部１３０６において互いに接近して離間されていてもよい。４つのＬＥＤアレイのみが実装される実施例では、中央の２つのＬＥＤアレイ間の間隔は、最初の２つのＬＥＤアレイ間の距離よりも大きくすることができる。別の例では、ＬＥＤアレイは、近位端部に近接して配置され、ＬＥＤアレイの第１グループの間で等間隔に配置されたＬＥＤアレイの第１グループと、長形体の実質的に中央に配置され、ＬＥＤアレイの第２グループの間で等間隔に配置されたＬＥＤアレイの第２グループと、遠位端部に近接して配置され、ＬＥＤアレイの第３グループの間で等間隔に配置されたＬＥＤアレイの第３グループとでまとめることができる。第１グループ、第２グループ、および第３グループ内の間隔は、実質的に同じとすることができ、グループ間の間隔がグループ内の間隔よりも大きい。
【０１００】
図１３は、結合された４つのＬＥＤアレイ１３０８を有する長形体１３０２を詳細に示すが、任意の数のＬＥＤアレイ１３０２を長形体１３０８に結合することは、本開示の範囲内である。例えば、長形体１３０２は、それに結合された２つ、３つ、５つ、またはそれ以上のＬＥＤアレイ１３０８を有することができる。さらに、図１３は、長形体１３０２の一表面上にＬＥＤアレイ１３０８を有する長形体１３０２を詳細に示しているが、ＬＥＤアレイ１３０８を長形体１３０２の１つ以上の表面上に実装することは、本開示の範囲内である。例えば、長形体１３０２は、前側に配置された複数のＬＥＤアレイ１３０８と、反対側の後側に配置された複数のＬＥＤアレイ１３０８とを有することができる。別の例では、長形体１３０２の１つの側面は、ＬＥＤアレイを有さずに、放熱機器を有することができる。
【０１０１】
複数のＬＥＤアレイ１３０８は、制御モジュール１３１０（図１５により明確に示される）に結合することができる。制御モジュール１３１０は、発光状態と非発光状態との間で複数のＬＥＤアレイ１３０８の各々を個別に移行させるように構成することができる。
【０１０２】
光スタックアセンブリ１３００は、長形体１３０２および制御モジュール１３１０に結合された複数の近接センサ１３１２を有することができる（図１６に示す）。複数の近接センサ１３１２は、長形体１３０２の長さ１３５０に沿って配置され、所定距離内に物体を検知するように構成され得る。複数の近接センサ１３１２は、物体が所定距離内にあるかどうかを決定することができ、制御モジュール１３１０は、複数の近接センサ１３１２の決定を受けて複数のＬＥＤアレイ１３０８のうちの一つ以上を移行させることができる。少なくとも一例では、制御モジュール１３１０は、複数の近接センサ１３１２によって決定された物体に応答して隣接するＬＥＤアレイ１３０８を移行させることができる。所定距離は、実装されたセンサに基づいてもよく、制御モジュール１３１０によって調整されてもよく、またはユーザの入力に応答して設定されてもよい。
【０１０３】
光スタックアセンブリ１３００は、制御された植物成長環境内に実装することができ、複数の近接センサ１３１２を配置して、植物成長全体を判断することができる。植物の成長が長形体１３０２の長さ１３５０に沿って増大するにつれて、複数の近接センサ１３１２の後続の近接センサは、植物の成長（対象物）を検出し、後続のＬＥＤアレイ１３０８を非発光状態から発光状態に移行させることができ、それによってエネルギー消費を低減する。
【０１０４】
長形体１３０２は、光スタックアセンブリ１３００をイントラネット、インターネット、または他のネットワークと結合するための一つ以上のネットワーク接続１３１４を含むことができる。光スタックアセンブリ１３００はまた、イントラネット、インターネット、または他のネットワークとの無線通信を可能にする無線通信モジュールを有することができる。少なくとも一例では、一つ以上のネットワーク接続１３１４は、光スタックアセンブリ１３００を植物入力ユニット８１０およびクラウドベース記憶装置に結合することができる。一つ以上のネットワーク接続１３１４は、複数の近接センサ１３１２によって検出可能な所定距離に関する入力を受信することができる。
【０１０５】
光スタックアセンブリ１３００は、長形体１３０２を隣接する環境と連結するように構成された装着構造１３５２を含むことができる。装着構造１３５２は、光スタックアセンブリ１３００を垂直面、水平面、または任意の角度の表面に取り付けることを可能にする。
【０１０６】
図１４は、本開示による光スタックアセンブリの等角背面図である。長形体１３０２は、ポリマー、金属、エポキシ樹脂、木材、または任意の他の材料から形成、圧延、成形、機械加工、または３Ｄプリントすることができる。長形体１３０２は、少なくとも一方の側に形成される放熱部分１３１６を有することができる。放熱部分１３１６は、光スタックアセンブリ１３００が周囲環境へ廃熱を排出することができるように構成された受動冷却システムとすることができる。放熱部分１３１６は、長形体１３０２の背面に示されているが、放熱部分１３１６を長形体１３０２の任意の表面に実装することは、本開示の範囲内である。さらに、受動冷却システムが示され、説明されるが、例えば強制空冷または液体冷却のような非受動的冷却システムを実施することは、本開示の範囲内である。
【０１０７】
図１５は、本開示による光スタックアセンブリおよび装着構造の分解図である。光スタックアセンブリ１３００は、長形体１０３２に結合され、ＬＥＤアレイ１３０８の発光面となるレンズ１３１８を有することができる。光スタックアセンブリ１３００は、複数のＬＥＤアレイ１３０８の各々に対応する複数のレンズ１３１８を有することができる。複数のレンズ１３１８は、長形体１３０２に対してある角度１３２０で形成することができる。角度１３２０は、長形体１３０２に対して１５度と６０度との間とすることができる。少なくとも一例では、角度１３２０は約３０度である。
【０１０８】
図１５は、長形体１３０２に対してある角度で配置された複数のＬＥＤアレイ１３０８を有する長形体１３０２を詳細に示しているが、ＬＥＤアレイ１３０８を、長形体１３０２の長さ１３５０に対して垂直に発光するように配置することは、本開示の範囲内である。放出された光を長形体１３０２に対して任意の角度で分布させるために、光学機器を実施することができる。レンズ１３１８は、長形体１３０２に対してある角度に維持され、レンズ１３１８とＬＥＤアレイ１３０８との間に光学機器が配設される。
【０１０９】
長形体１３０２は、前方部分１３２２と後方部分１３２４とを有する二部品構造とすることができる。前方部分１３２２と後方部分１３２４とは、スナップ接続、圧入、実矧ぎ、または、ねじ式締結具を介して互いに結合することができる。長形体１３０２の二部品構造は、例えば、複数のＬＥＤアレイ１３０８内に配置された内部構成要素へのアクセスを容易にできる。少なくとも１つの例では、構成要素を湿潤／高湿度環境条件から密封するために、ガスケットを含めることができる。バルブは、圧力の均一化を可能にするが、水分の侵入を防止するように構成することができる。
【０１１０】
光スタックアセンブリ１３００は、その中に配置され、複数のＬＥＤアレイ１３０８に結合された複数のレンズモジュール１００を有することができる。少なくとも一例では、各ＬＥＤアレイ１３０８は、それに結合された複数のレンズモジュール１００を有することができる。別の例では、各ＬＥＤアレイ１３０８は、それに結合された単一のレンズモジュール１００を有することができる。
【０１１１】
図１６は、本開示による光スタックアセンブリの部分的に組み立てられた後方部分である。後方部分１３２４は、その中の制御モジュール１３１０および複数のＬＥＤアレイ１３０８を受容することができる。制御モジュール１３１０は、複数のＬＥＤアレイ１３０８のそれぞれに結合され、それぞれが発光状態と非発光状態との間で移行するように構成され得る。
【０１１２】
制御モジュール１３１０は、図９〜図１２に関して上述したマスタ制御装置８０６で実施することができる。制御モジュール１３１０は、マスタ制御装置８０６と結合するか、またはマスタ制御装置と一体化し、植物入力ユニット８１０と結合して命令を受信することができる。植物入力ユニット８１０は、上述のように、ＬＥＤアレイ１３０８の周期的な振幅変動を制御することができ、発光状態と非発光状態との間で一つ以上のＬＥＤアレイ１３０８を移行させる命令を制御モジュール１３１０に送ることができる。
【０１１３】
少なくとも一例では、制御モジュール１３１０は、所定の時間後に、複数のＬＥＤアレイ１３０８の各々を非発光状態から発光状態に移行させることができる。制御モジュール１３１０は、複数のＬＥＤアレイ１３０８の各々を、長形体１３０２の一端部から長形体の反対端部まで順次移行させることができる。別の例では、制御モジュール１３１０は、複数のＬＥＤアレイ１３０８のそれぞれを所定の期間だけ移行させることができ、各ＬＥＤアレイ１３０８は異なる所定時間を有する。別の例では、制御モジュール１３１０は、複数の近接センサ１３１２による物体の検出に従って、ＬＥＤアレイ１３０８のそれぞれを移行させることができる。さらに別の例では、制御モジュール１３１０は、植物入力ユニット８１０から受信した命令に従って複数のＬＥＤアレイ１３０８を移行させることができる。植物入力ユニット８１０は、複数のＬＥＤアレイ１３０８の各々の移行前に適切な所定時間を決定することができる。
【０１１４】
制御モジュール１３１０は、植物成長の適切な段階で適切なＬＥＤアレイ１３０８を移行させることによって、エネルギー効率を高め、光スタックアセンブリ１３００の全体的な消費を低減することができる。例えば、近位端部１３０４のＬＥＤアレイ１３０８は、植物成長の初期段階（発芽）で操作することができる。植物の高さが増大すると、長形体１３０２の中央にある後続のＬＥＤアレイ１３０８を非発光状態から発光状態に移行させて、植物が最適な成長のために十分な露光量を受けることを保証することができる。制御モジュール１３１０は、植物が成長するとともに、続けて後続のＬＥＤアレイ１３０８の移行をさせることができ、それにより必要かつ関連するＬＥＤアレイ１３０８のみが移行することを保証し、そのため、エネルギーを節約する。少なくとも一例では、制御モジュールは、植物がある高さに達した後に、ＬＥＤアレイ１３０８を発光状態から非発光状態に移行させることができる。
【０１１５】
光スタックアセンブリ１３００は、個々のＬＥＤアレイ１３０８および光スタックアセンブリ１３００のエネルギー消費を低減するために、ＬＥＤアレイ１３０８上に配置されたレンズモジュール１００と、複数の電力出力制御装置８０４と制御モジュール１３１０を組み合わせて動作するマスタ制御装置８０６とで実施することができる。
【０１１６】
図１７は、本開示の別の例による光スタックアセンブリ１３００の等角上面図である。光スタックアセンブリ１３００は、近位端部１３０４から遠位端部１３０６まで延在する長さ１３５０を有する長形体１３０２を含むことができる。図１７〜図２３の光スタックアセンブリ１３００は、上述の構成要素のうちの一つ以上を統合することができる。
【０１１７】
図１８は、本開示の別の例による光スタックアセンブリ１３００の水平側面図である。複数のＬＥＤアレイ１３０８は、長形体１３０２に結合され、長さ１３５０に沿って配置することができる。複数のＬＥＤアレイ１３０８は、制御モジュール１３１０に結合することができる。制御モジュール１３１０は、発光状態と非発光状態との間で複数のＬＥＤアレイ１３０８の各々を個別に移行させるように構成することができる。制御モジュール１３１０は、複数の制御装置１８００を含むことができ、各制御装置は、複数のＬＥＤアレイ１３０８のそれぞれに対応し、長形体１３０２の長さ１３５０に沿って配置される。複数の制御装置１８００の各々は、一対のピンコネクタ１８１２を介して、複数のＬＥＤアレイ１３０８の対応するＬＥＤアレイの各々と通信し、コマンドを送ることができる。第１ピンコネクタ１８１４はＬＥＤアレイ１３０８上に配置することができ、第２ピンコネクタ１８１６は制御装置１８００上に配置することができる。他の例では、対応する制御装置１８００およびＬＥＤアレイ１３０８は、別のタイプの有線接続を介してデータを交換するように結合することができる。さらに他の例では、接続は無線接続であってもよい。図示の例では、一対のピンコネクタ１８１２は、湿潤環境または水中環境にも対応するように構成され、過酷な環境においてもデータの安全な伝送を可能にする。
【０１１８】
複数のＬＥＤアレイ１３０８は、冷却プレート１８０８に結合されるように構成されたハウジング１８２２を含むことができる。冷却プレート１８０８は、図２０に示すように、冷却ポート２０１８から出口ポート２０２０まで延びる一つ以上の水路が形成される厚さを有する。少なくとも一例では、冷却ポート２０１８は、冷却プレート１８０８の一方の側に配置され、出口ポート２０２０は、冷却ポート２０１８が取り付けられる側とは反対側に配置することができる。
【０１１９】
図示するように、複数のＬＥＤアレイ１３０８のそれぞれは、冷却プレート１８０８と、冷却ポート２０１８と出口ポート２０２０を有する一対の冷却ポート２０１６とを有する冷却アセンブリ１８０６さらに含むことができる。冷却液は、任意の液体、例えば水などであってもよい。冷却アセンブリ１８０６は、複数のＬＥＤアレイ１８０４の各々を直接冷却し、システムの過熱を防止し、全域の冷却量を低減する。さらに、冷却アセンブリ１８０６は、制御モジュール１３１０への熱伝達を防止する。冷却液は、いくつかの方法で投与することができ、個別冷却またはグループ冷却をもたらす。一例では、冷却液は、図２０に示すように、第１冷却プレート２００４の第１冷却ポート２０００に入り、第１冷却プレート２００４の第１出口ポート２００２から出ることができる。冷却液は、各冷却プレート１８０８に同様にして出入りし、各冷却プレートが個別に冷却される。別の例では、冷却プレート１８０８を連続的に冷却することができる。冷却液は、第１冷却プレート２００４の第１冷却ポート２０００に入り、次に、第１出口ポート２００２を出て、コネクタ（図示せず）に入り、コネクタは、冷却液を第２冷却プレート２０１０の第２冷却ポート２００６に送ることができる。同様に、冷却液は、第２出口２００８によって第２冷却プレート２０１０を出て、コネクタ（図示せず）に入り、コネクタは、冷却液を第３冷却プレート２０１４の第３冷却ポート２０１２に送ることができる。次いで、冷却液は、各冷却プレートを通って、冷却液が出る第６冷却プレートに到達する。冷却プレート２０１０は、それを通って形成された複数の通路を含むことができる。他の例では、単一の通路を形成することができる。少なくとも１つの例では、単一の通路は迂回路とすることができ、または直通とすることができる。冷却液は冷却液源に出ることができ、ここで加熱された冷却液は、シェルおよびチューブ熱交換器、プレート熱交換器、プレートおよびシェル熱交換器、流体熱交換器などの熱交換器を介して使用可能な温度に冷却することができる。
【０１２０】
図１９Ａ〜図１９Ｂは、複数のＬＥＤアレイ１３０８のうちの１つ、冷却アセンブリ１８０６、および支持構造１８１６の、それぞれ側面分解図および等角分解図である。複数のＬＥＤアレイ１３０８の各々は、個々に調節可能であり、軸１８０２上で旋回可能であり、それによって、図１８に示される長形体１３０２に対して角度１８０４を形成する。複数のＬＥＤアレイ１３０８の各々は、一対のフレーム１８２０を有する支持構造１８１６を介して長形体１３０２に結合することができる。受容部１９０２は、各フレーム１８２０の底部から突出し、ロッド１９０８を受け入れるように構成された開放スロット１９０２を含む。各フレーム１８２０はまた、受容部１９００よりも遠くに突出し、受容部１９００およびフレーム１８２０の頂部付近の対応する曲線状閉鎖スロット１９０６に向かって湾曲する曲線状リム１９０４を含む。各フレーム１８２０は、ねじ、リベット、接着、または溶接を含むがこれらに限定されない任意の方法で長形体１３０２に取り付けることができる。一例では、各フレーム１８２０は、フレーム１８２０の頂部付近の二つのねじ１９１２と、フレーム１８２０の底部付近の二つのねじ１９３２とによって長形体１３０２に取り付けられる。各フレーム１８２０はまた、長形体１３０２と一体化することができる。各フレーム１８２０は、金属、プラスチック、木材等を含むがこれらに限定されない任意の固体材料で作ることができる。
【０１２１】
冷却プレート１８０８は、冷却プレート１８０８が受容部１９００の周りで旋回することを可能にするピン、ネジ、または任意の他の機構を介して、一対のフレーム１８２０の各々に取り付けることができる。一例では、冷却プレート１８０８は、ロッド１９０８と、ロッド１９０８を受容するように構成された第１ボア１９１６とを含む。ロッド１９０８は、ロッド１９０８の延長部分１９３４が各フレーム１８２０の対応する開放スロット１９０２によって受容され得るように、冷却プレート１８０８の両端の第１ボア１９１６を越えて延びる。冷却プレート１８０８はまた、第１ねじ端１９１８および第２ねじ端１９２０を有する第２ロッド１９１６を含む。第２ボア１９２２は、第２ロッド１９１６を受け入れるように構成される。第１ねじ端１９１８および第２ねじ端１９２０は両方とも、第２ボア１９２２を越えて延びており、それらが露出し、各フレーム１８２０の曲線状閉鎖スロット１９０６によって受容され得るようになっている。第１キャップ１９２４および第２キャップ１９２６は、それぞれ第１ねじ端１９１８および第２ねじ端１９２０にねじで取り付けることができる。第１キャップ１９２４および第２キャップ１９２６が緩んでいるとき、冷却プレート１８０８は、各開放スロット１９０２内のロッド１９０８の延長部分の自由回転により旋回することができ、所望の角度に位置決めすることができる。冷却プレート１８０８が所望の角度であるとき、冷却プレート１８０８が所定の位置に固定されるまで、一対のねじ１９１２を締め付けることができる。
【０１２２】
図示されていない別の例では、冷却プレートが、冷却プレート１８０８の底部付近の各端部上に配置された一対のピンと、冷却プレート１８０８の上部付近の各端部上の一対のネジ穴とを有するように、ロッドが冷却プレート１８０８に一体化される。一対のピンは、各フレーム１８２０の対応する開放スロット１９０２によって受容され、一方、一対のねじ穴は、各フレーム１８２０の対応する閉鎖スロット１９０６の各々と位置合わせされる。一対のねじを各ねじ穴に取り付けて、冷却プレート１８２０をフレーム１８０８に固定することができる。一対のねじが緩んでいるとき、冷却プレート１８０８は、各開放スロット１９０２内の一対のピンの自由回転により旋回することができ、冷却プレート１８０８を所望の角度に位置決めすることができる。冷却プレート１８０８が所望の角度にあるとき、冷却プレート１８０８が所定の位置に固定されるまで、一対のねじ１９１２を締め付けることができる。
【０１２３】
複数のＬＥＤアレイ１３０８の各々は、ネジ、リベット、接着剤等により対応する冷却プレート１８０８に結合される。一例では、冷却プレートは、図１９Ａおよび図２１に示す底部の４つのねじ１９３０、および図１９Ａ〜Ｂおよび図１７に示す頂部の４つのねじ１９２８を介して冷却プレート１８０８に取り付けられる。閉鎖スロット１９０６は、フレーム１８２０内にペイントまたはエッチングされた複数のノッチ１９１４を有することができ、冷却プレート１８０８は、図１８に示すように、複数のＬＥＤアレイ１３０８の各々の位置決めを助けるために、冷却プレート１８０８内にペイントまたはエッチングされた対応するノッチ１９１６を有することができる。図示されていない別の例では、制御装置１８００は、植物入力ユニット８１０または植物の特定の成長計画に従って、複数のＬＥＤアレイ１３０８の各々の角度を自動的に調整することができる。複数のＬＥＤアレイ１３０８の各々は、ステッピングモータ、サーボモータなどであるが、これらに限定されない回転アクチュエータによって自動的に調節することができる。複数のＬＥＤアレイの各々の角度１８０４は、−９０度と９０度との間とすることができる。複数のＬＥＤアレイの各々の角度１８０４は、０度と６０度との間とすることができる。一例では、角度１８０４は０度と４５度との間である。
【０１２４】
図２０は、本開示の別の例による光スタックアセンブリ１３００の上面図である。６つのＬＥＤアレイ１３０８が示されているが、任意の数のＬＥＤアレイ１３０８を含むことは本開示の範囲内である。さらに、光スタックアセンブリ１３００は、光スタックアセンブリ１３００が地面に接触しないように、地面から浮かせることができる。図示されていない一例では、光スタックアセンブリ１３００は、ワイヤを介して天井から吊り下げることができる。図示されていない別の例では、光スタックアセンブリ１３００は、光スタックアセンブリ１３００よりも高いフレームによって吊り下げられ、したがって、光スタックアセンブリ１３００を地面から離して保持することができる。さらに、光スタックアセンブリは、伸縮スタンドに取り付けることができる。
【０１２５】
図２１は、本開示の別の例による光スタックアセンブリ１３００の正面図である。光スタックアセンブリ１３００は、複数の制御装置１８００および複数のＬＥＤアレイ１３０８に電力を供給するために電源から電力を受け取るように構成された電力受信機２０００を含むことができる。電力受信機２１００は、例えばソケットとすることができる。電力受信機２０００は、限定されるものではないが、バッテリ、バッテリバンク、発電機、ＡＣ電源、ＤＣ電源などの任意の電源から電力を受信することができる。電力受信機２０００は、防水接続とすることができる。
【０１２６】
図２２は、本開示による植物および光配置の上部概略図である。複数の光スタックアセンブリ１３００は、ある光配置において植物の領域の周りに配置することができる。一例では、４つの光スタックアセンブリ１３００が、植物の周りに等距離に配置される。
【０１２７】
図２３は、本開示による植物およびＬＥＤ配置の側面概略図である。複数のＬＥＤアレイ１３０８の各ＬＥＤアレイは、前述のように、植物の特定の成長計画に適合するように、個別に角度を付けて調整することができる。例えば、最上部のＬＥＤアレイは、植物の上方への成長を促進するために、光を水平に向けて植物の上部に光を照射することができる。同じ例において、底部に近いＬＥＤアレイは、より多くの葉を有し得り、したがって、より多くの光を吸収することができる植物の底部に向かって光を当てるようにより角度が付けられる。複数の光スタックアセンブリ１３００および複数のＬＥＤアレイ１３０８を組み込んだ図２１〜図２２に示す光配置およびＬＥＤ配置の組み合わせは、より短い期間でより生産的な植物を生産することができる。図示されていないが、ＬＥＤ配置は、上記の装置のうちの１つを使用して懸架または上昇させることができる。さらに、ＬＥＤアレイ１３０８は、上記のように制御することができる。
【０１２８】
以上に示した実施形態はほんの一例である。本技術の多数の特徴および利点が、本開示の構造および機能の詳細と共に、前述の説明に記載されているが、本開示は例示的なものにすぎず、添付の特許請求の範囲で使用される用語の広範な一般的意味によって示される程度いっぱいまで、本開示の原理内において、細部、特に部品の形状、サイズおよび配置に関して、変更することができる。したがって、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲の範囲内で修正され得ることが理解されるであろう。
【符号の説明】
【０１２９】
１００  多角度レンズモジュール
１０２  受光エリア
１０４  発光エリア
１０６  側壁
１０８  輪郭部分
１１０  側壁
１１２  輪郭部分
１１４  第１反射角度
１１６  第２反射角度
１１８  内面
１２０  外面
１２４  上方部分
１２６  拡散体
１２８  リップ
１３２  第１個別輪郭部分
１３４  第２個別輪郭部分
１３６，１３８  区分
１５０  所定距離
１５２  法線ベクトル
１５４  光源
１５８  光分布
２００  多角度レンズモジュール
２０２  受光エリア
２０４  発光エリア
２１０  側壁
２１２  輪郭部分
２１６  第２反射角度
２５０  所定距離
２５２  法線ベクトル
３００  システム
３０２  多角度レンズモジュール
３０４  トレイ
３０６  周囲要素
３０８  リップ
８００  照明システム
８０２  光源
８０４  電力出力制御装置
８０６  マスタ制御装置
８０８，８１２，８１４，８１６  グループ
８１０  植物入力ユニット
８１１  モバイル電子機器
８１８  光アレイ
８１９  電気結合
８２０，８２２，８２４  ピーク振幅
８２６  第１所定時間
８２８  第２所定時間
８３０  細孔サイズ
８３２  光吸収
８３４  第１時間
８３６  第２時間
８３８  第３時間
８５０  デューティサイクル
１３００  光スタックアセンブリ
１３０２  長形体
１３０４  近位端部
１３０６  遠位端部
１３０８  ＬＥＤアレイ
１３１０  制御モジュール
１３１２  近接センサ
１３１４  ネットワーク接続
１３１６  放熱部分
１３１８  レンズ
１３２０  角度
１３２２  前方部分
１３２４  後方部分
１３５０  長さ
１３５２  装着構造
１８００  制御装置
１８０２  軸
１８０４  角度
１８０６  冷却アセンブリ
１８０８  冷却プレート
１８１２  一対のピンコネクタ
１８１４  第１ピンコネクタ
１８１６  支持構造
１８２０  フレーム
１８２２  ハウジング
１９００  受容部
１９０２  開放スロット
１９０４  曲線状リム
１９０６  曲線状閉鎖スロット
１９０８  ロッド
１９１２，１９２８，１９３０，１９３２  ねじ
１９１４  ノッチ
１９１６  第１ボア
１９１８  第１ねじ端
１９２０  第２ねじ端
１９２２  第２ボア
１９２４  第１キャップ
１９２６  第２キャップ
１９３４  延長部分
２０１６  一対の冷却ポート
２０１８  冷却ポート
２０２０  出口ポート
２０００  電力受信機
２００２  第１出口ポート
２００４  第１冷却プレート
２００６  第２冷却ポート
２００８  第２出口
２０１０  第２冷却プレート
２０１２  第３冷却ポート
２０１４  第３冷却プレート
【図１】
0006937429.tif 000004
【図２】
0006937429.tif 000005
【図３】
0006937429.tif 000006
【図４】
0006937429.tif 000007
【図５】
0006937429.tif 000008
【図６】
0006937429.tif 000009
【図７】
0006937429.tif 000010
【図８】
0006937429.tif 000011
【図９】
0006937429.tif 000012
【図１０Ａ】
0006937429.tif 000013
【図１０Ｂ】
0006937429.tif 000014
【図１１】
0006937429.tif 000015
【図１２】
0006937429.tif 000016
【図１３】
0006937429.tif 000017
【図１４】
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【図１５】
0006937429.tif 000019
【図１６】
0006937429.tif 000020
【図１７】
0006937429.tif 000021
【図１８】
0006937429.tif 000022
【図１９Ａ】
0006937429.tif 000023
【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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