JP7575343B2 - Light-emitting block and light-emitting system using same - Google Patents
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Description
本発明は、発光ブロック及びそれを用いた発光システムに関し、特に、ブロック本体の内部に発光体を組み込んだ発光ブロックに関する。 The present invention relates to a light-emitting block and a light-emitting system using the same, and in particular to a light-emitting block that incorporates a light-emitting body inside the block body.
特許文献1のように、従来より、発光ダイオード(LED)などの発光体を組み込んだ発光ブロックが提案されている。これらの発光ブロックは、複数の発光ブロックを互に接続して立体的な造形を構成したり、板状部材(基板)の上に発光ブロックを配置し、玩具やインテリアとして楽しむものである。
As shown in
しかしながら、特許文献1のように、各発光ブロックを個別に発光制御するためには、発光体への電力の供給だけでなく、発光ブロックの連結状態を判断するための信号や発光状態を制御する信号などの伝達が必要となり、一つの発光ブロックに多くの異なる接続端子を必要とする。
However, in order to control the light emission of each light-emitting block individually, as in
各発光ブロックに設ける接続端子(電気的コネクタ)の種類が増加すると、発光ブロック自体のサイズを小型化することが難しくなる。さらに、接続端子の配置場所が制限され、レゴ社のプラスチック製ブロックのように多様な形状のブロックを提供することや、ブロックの連結自由度を高く維持することも困難となる。 If the number of types of connection terminals (electrical connectors) provided on each light-emitting block increases, it becomes difficult to reduce the size of the light-emitting block itself. Furthermore, the locations for arranging the connection terminals are limited, making it difficult to provide blocks with a variety of shapes, such as LEGO's plastic blocks, and to maintain a high degree of freedom in connecting the blocks.
本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、接続端子の種類を削減し、発光ブロックの小型化や多種の形状の発光ブロックの提供を可能にすると共に、発光ブロックの連結自由度も高めた、発光ブロック及びそれを用いた発光システムを提供することである。 The problem that the present invention aims to solve is to provide a light-emitting block and a light-emitting system using the same, which solves the problems described above, reduces the number of types of connection terminals, makes it possible to miniaturize light-emitting blocks and provide light-emitting blocks in a wide variety of shapes, and also increases the degree of freedom in connecting light-emitting blocks.
上記課題を解決するため、本発明の発光ブロック及びそれを用いた発光システムは以下のような技術的特徴を有する。
(1) ブロック本体の内部に発光体を組み込んだ、発光ブロックにおいて、該ブロック本体の表面には、他の発光ブロック又は発光ブロックを配置する基板と機械的に接続するための凸部又は凹部を有し、該凸部又は該凹部は、前記他の発光ブロック又は該基板と電気的に接続を行うための複数の端子を備え、全ての該端子は、2つのグループに分けられ、各グループに属する該端子は互いに電気的に接続されて共通の電位となる配線を構成し、2つの異なる該配線は、該発光体を発光させる電力を供給するために利用されると共に、該発光体の発光状態を制御する調光用制御信号を伝送するために利用されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the light-emitting block and the light-emitting system using the same of the present invention have the following technical features.
(1) A light-emitting block having an illuminant incorporated inside a block body, the surface of the block body having a convex or concave portion for mechanically connecting to other light-emitting blocks or a substrate on which the light-emitting block is arranged, the convex or concave portion having a plurality of terminals for electrically connecting to the other light-emitting blocks or the substrate, all of the terminals being divided into two groups, the terminals belonging to each group being electrically connected to each other to form wiring having a common potential, and the two different wirings being used to supply power for causing the illuminant to emit light and also used to transmit a dimming control signal for controlling the light-emitting state of the illuminant.
(2) 上記(1)に記載の発光ブロックにおいて、一つの該凸部又は一つの該凹部に対応して、一つの該端子を配置したことを特徴とする。 (2) The light-emitting block described in (1) above is characterized in that one terminal is arranged corresponding to one of the convex portions or one of the concave portions.
(3) 上記(2)に記載の発光ブロックにおいて、他の発光ブロック又は該基板に接触する該ブロック本体の一つの平面には、前記2つの異なる該配線に接続された該端子を、各々1つ以上有することを特徴とする。 (3) In the light-emitting block described in (2) above, one plane of the block body that contacts another light-emitting block or the substrate has one or more terminals connected to the two different wirings.
(4) 上記(1)に記載の発光ブロックにおいて、一つの該凸部又は一つの該凹部に対応して、前記2つの異なる該配線に接続された該端子を、各々1つ以上有することを特徴とする。 (4) The light-emitting block described in (1) above is characterized in that it has one or more terminals connected to the two different wirings, each corresponding to one of the convex portions or one of the concave portions.
(5) 上記(1)乃至(4)のいずれかに記載の発光ブロックにおいて、該ブロック本体は制御手段を備え、該制御手段には、発光ブロック毎に指定される制御番号を保持する機能と、該調光用制御信号を受信し、該調光用制御信号に基づき該発光体の発光状態を制御する機能を備えていることを特徴とする。 (5) In the light-emitting block described in any one of (1) to (4) above, the block body is provided with a control means, and the control means is characterized in that it has a function of retaining a control number assigned to each light-emitting block, and a function of receiving the dimming control signal and controlling the light-emitting state of the light-emitting body based on the dimming control signal.
(6) 上記(1)乃至(5)のいずれかに記載の発光ブロックを用いた発光システムにおいて、該発光ブロックの外部に設けられ、該発光ブロックの前記2つの異なる該配線に、該電力と該調光用制御信号とを重畳して供給する信号処理手段を有することを特徴とする。 (6) A light-emitting system using the light-emitting block according to any one of (1) to (5) above, characterized in that it has a signal processing means provided outside the light-emitting block, which supplies the power and the dimming control signal in a superimposed manner to the two different wirings of the light-emitting block.
(7) 上記(5)に記載の発光ブロックを用いた発光システムにおいて、該発光ブロックの外部に設けられ、該制御番号を該制御手段に保持させるため、該制御手段に該制御番号を書き込む制御番号設定手段を有することを特徴とする。 (7) A light-emitting system using the light-emitting block described in (5) above, characterized in that it has a control number setting means that is provided outside the light-emitting block and writes the control number to the control means so that the control number is retained in the control means.
本発明は、ブロック本体の内部に発光体を組み込んだ、発光ブロックにおいて、該ブロック本体の表面には、他の発光ブロック又は発光ブロックを配置する基板と機械的に接続するための凸部又は凹部を有し、該凸部又は該凹部は、前記他の発光ブロック又は該基板と電気的に接続を行うための複数の端子を備え、全ての該端子は、2つのグループに分けられ、各グループに属する該端子は互いに電気的に接続されて共通の電位となる配線を構成し、2つの異なる該配線は、該発光体を発光させる電力を供給するために利用されると共に、該発光体の発光状態を制御する調光用制御信号を伝送するために利用されるため、各発光ブロックの発光制御に必要な配線が2本のみとなるため、発光ブロックの小型化や多種の形状の発光ブロックの提供が可能となる。また、他の発光ブロックや基板との接続において、発光ブロックの接続する平面には、接続端子が最低限2本あれば良いため、発光ブロックの連結自由度も高めた発光ブロックを提供することが可能となる。
また、このような発光ブロックを用いた発光システムも提供することが可能となる。
The present invention relates to a light-emitting block having a light-emitting body built in the block body, the surface of the block body having a convex or concave portion for mechanically connecting with other light-emitting blocks or a substrate on which the light-emitting block is arranged, the convex or concave portion has a plurality of terminals for electrically connecting with the other light-emitting blocks or the substrate, all of the terminals are divided into two groups, the terminals belonging to each group are electrically connected to each other to form wiring having a common potential, and the two different wirings are used to supply power to make the light-emitting body emit light and are used to transmit a dimming control signal to control the light-emitting state of the light-emitting body, so that only two wirings are required for light-emitting control of each light-emitting block, making it possible to miniaturize the light-emitting block and provide light-emitting blocks of various shapes. In addition, in connection with other light-emitting blocks or substrates, the plane to which the light-emitting block is connected only needs to have a minimum of two connection terminals, making it possible to provide a light-emitting block with increased freedom of connection of the light-emitting block.
It is also possible to provide a lighting system using such lighting blocks.
以下、本発明について好適例を用いて詳細に説明する。
本発明は、図1乃至図7に示すように、ブロック本体の内部に発光体(LED)を組み込んだ、発光ブロック(LB)において、該ブロック本体の表面には、他の発光ブロック又は発光ブロックを配置する基板(PB)と機械的に接続するための凸部(10,20)又は凹部(11,21)を有し、該凸部又は該凹部は、前記他の発光ブロック又は該基板と電気的に接続を行うための複数の端子(TM)を備え、全ての該端子は、2つのグループ(G-EP1,G-EP2)に分けられ、各グループに属する該端子は互いに電気的に接続されて共通の電位となる配線を構成し、2つの異なる該配線は、該発光体を発光させる電力を供給するために利用されると共に、該発光体の発光状態を制御する調光用制御信号を伝送するために利用されることを特徴とする。
The present invention will now be described in detail with reference to preferred embodiments.
As shown in Figures 1 to 7, the present invention is characterized in that in a light-emitting block (LB) having an illuminant (LED) built into the block body, the surface of the block body has a convex portion (10, 20) or a concave portion (11, 21) for mechanically connecting to other light-emitting blocks or a substrate (PB) on which the light-emitting block is arranged, the convex portion or the concave portion has a plurality of terminals (TM) for electrically connecting to the other light-emitting blocks or the substrate, all of the terminals are divided into two groups (G-EP1, G-EP2), the terminals belonging to each group are electrically connected to each other to form wiring having a common potential, and the two different wirings are used to supply power to cause the illuminant to emit light, and are also used to transmit a dimming control signal that controls the light-emitting state of the illuminant.
図1は、本発明の発光ブロック1(LB)の一例を示す図であり、図1(a)に示すように、ブロック本体の表面の一部には、凸部10が形成され、他のブロックなどと接合する際に使用される。凸部10の一部には電気的な接続を行う端子(TM)が設けられている。図1の端子TMは、後述するような金属棒で構成でき、その一部が凸部10で露出している。
Figure 1 shows an example of a light-emitting block 1 (LB) of the present invention. As shown in Figure 1 (a), a
図1(b)は、発光ブロックの裏面であり、図1(a)の凸部10が挿入可能な凹部11が形成されている。凹部の中央には端子(TM)が配置されている。凹部に形成する端子の一例として、スプリングピンSPNなどが利用可能である。発光ブロックLBの凸部10が他の発光ブロックLBの凹部11に挿入されることにより、凸部の端子MB(TM)と凹部の端子SPN(TM)が互いに電気的に接続される。
Figure 1 (b) shows the back surface of the light-emitting block, which has a
発光ブロック本体の形状は、図1に示すような直方体に限らず、多角柱状、一部に曲面を有する形状など、従来の玩具であるプラスチック製ブロックのように多種多様な形状を採用することができる。また、一つの凸部又は凹部に対応して一つの端子を配置する場合には、発光ブロックには複数の凸部又は凹部が形成される。 The shape of the light-emitting block body is not limited to a rectangular parallelepiped as shown in FIG. 1, but can be a wide variety of shapes such as a polygonal prism or a shape with a curved surface, like the plastic blocks used in conventional toys. In addition, when one terminal is arranged corresponding to one convex or concave portion, multiple convex or concave portions are formed on the light-emitting block.
図2は、他の発光ブロックの例を示す図であり、一つの凸部20又は凹部21に2つの端子TM(20aと20b、21aと21b)を形成するものである。図2(a)の発光ブロック2(LB)の上部に凸部20を形成し、凸部の上面中央に金属棒のような端子20a(TM)を配置し、凸部の側面に他の端子20b(TM)を配置している。これに限らず、凸部の上面に同心円状に2つの端子を配置したり、凸部の側面に高さを変えて端子を配置することも可能である。
Figure 2 shows an example of another light-emitting block, in which two terminals TM (20a and 20b, 21a and 21b) are formed on one
図2(b)は、図2(a)に示した発光ブロック2(LB)の裏面側から見た図である。ブロック2(LB)の下部に凹部21を形成し、凹部の中央部分に、スプリングピンなどの端子21a(TM)を配置し、凹部の内周側面に他の端子21b(TM)を配置している。図2(a)の凸部20が、他の発光ブロックの図2(b)の凹部21に嵌合することで、端子20aと端子21aが電気的に接続し、また、端子20bと端子21bも電気的に接続する。さらに、端子20aを、凸部20の中央に開いた穴の内面に形成し、金属棒のようなピンの端子21aを当該穴に挿入するよう構成することも可能である。図2のような端子を用いる場合には、一つの発光ブロックLBに1つ以上の凸部又は凹部を形成することで発光させることが可能となる。また、一つの凸部又は一つの凹部に対応して、2つの異なる配線に接続された端子は、上述したように各々1つ以上有するだけでなく、複数の端子を設け、発光ブロック間の接続位置(ブロック間の密着度や接続角度等)により接続する端子を変化させることも可能である。
Figure 2(b) is a view from the back side of the light-emitting block 2(LB) shown in Figure 2(a). A
図3は、図1に示す発光ブロック1(LB)を縦割りにし、内部の端子構造を示す断面図である。ブロック本体のケースは、例えば、透明又は半透明なプラスチック製のケースで構成し、上部ケースUCに下部ケースLCを嵌め込んで形成される。ブロック本体の内部には、回路基板SBが配置され、回路基板には端子TMやマイコンなどの制御手段(不図示)、さらには発光体(LED)が配置されている。例えば、発光ブロックの凸部に対応した端子TMは、金属棒MBで構成され、回路基板SBに保持される。また、凹部に対応する端子TMは、スプリングピンSPNで構成され、回路基板SBに保持される。スプリングピンSPNの先端は、バネで外方向に付勢されて外力により内側方向に可動するよう構成されている。 Figure 3 is a cross-sectional view of the light-emitting block 1 (LB) shown in Figure 1, split vertically, showing the internal terminal structure. The case of the block body is, for example, made of transparent or semi-transparent plastic, and is formed by fitting a lower case LC into an upper case UC. Inside the block body, a circuit board SB is arranged, and terminals TM, control means such as a microcomputer (not shown), and even light emitters (LEDs) are arranged on the circuit board. For example, the terminal TM corresponding to the convex part of the light-emitting block is made of a metal bar MB and is held by the circuit board SB. In addition, the terminal TM corresponding to the concave part is made of a spring pin SPN and is held by the circuit board SB. The tip of the spring pin SPN is biased outward by a spring and is configured to move inward by an external force.
凸部に形成された端子MB(TM)と凹部に形成された端子SPN(TM)は回路基板を貫通するコンタクトホールCHにより互いに電気的に接続される。これにより、凹部又は凸部に形成された端子でブロック本体内に導入された電気信号(電位)を、当該端子に電気的に接続された他の端子を用いて、他のブロックに伝達できるよう構成される。 The terminal MB (TM) formed on the convex portion and the terminal SPN (TM) formed on the concave portion are electrically connected to each other by a contact hole CH that penetrates the circuit board. This allows an electrical signal (electric potential) introduced into the block body by a terminal formed on the concave or convex portion to be transmitted to another block using another terminal electrically connected to the terminal.
本発明の発光ブロックの特徴は、図4に示すように、複数の端子TMを2つのグループ(G-EP1とG-EP2)に分け、1つのグループ内では互いの端子TMを電気的に接続し同じ電位になるように配線(図4の実線と点線の2つの配線で表示)することである。これにより、発光ブロック(LB)が他の発光ブロック(LB)や給電用基板(PB)に接続された際、異なるグループ毎に少なくとも1つの端子TMが外部と電気的に接続されることで、発光ブロック(LB)内の2つの配線が外部に電気的に接続されることとなる。2つのグループに分ける方法は任意であるが、図1の8つの凸部10を、4個毎に分け、前後左右に隣接する凸部が同じ電位にならないよう、同じ電位になる端子を含む凸部を千鳥状に選択することも可能である。
The feature of the light-emitting block of the present invention is that, as shown in FIG. 4, multiple terminals TM are divided into two groups (G-EP1 and G-EP2), and within one group, the terminals TM are electrically connected to each other and wired to the same potential (shown by two wires, solid and dotted lines in FIG. 4). As a result, when the light-emitting block (LB) is connected to another light-emitting block (LB) or the power supply board (PB), at least one terminal TM in each different group is electrically connected to the outside, and the two wires in the light-emitting block (LB) are electrically connected to the outside. The method of dividing into two groups is arbitrary, but it is also possible to divide the eight
各発光ブロックの2つの配線には、発光ブロック内の発光体(LED)や電気回路を駆動するための電力が供給されるだけでなく、発光体(LED)の発光状態を制御する調光用制御信号を伝送するためにも利用されている。 The two wires in each light-emitting block are not only used to supply power to drive the light-emitting elements (LEDs) and electrical circuits in the light-emitting block, but are also used to transmit dimming control signals that control the light-emitting state of the light-emitting elements (LEDs).
図4に示すように、発光ブロックLBの内部では、2つのグループの端子(G-EP1とG-EP2)に繋がる配線で入力された、電力と調光用制御信号とが重畳された電気信号は、該電気信号から調光用制御信号を分離する信号分離回路SSに入力される。信号分離回路SSで分離された該調光用制御信号は、マイコンなどの制御手段MCに入力され、調光用制御信号に基づいて発光体(LED)を発光させるRGB信号(三色のRGBに対応した各LEDに印加する電圧信号)を発光体(LED)に印加する。 As shown in FIG. 4, inside the light-emitting block LB, the electrical signal in which power and the dimming control signal are superimposed is input via wiring connected to the terminals of the two groups (G-EP1 and G-EP2) and is input to a signal separation circuit SS that separates the dimming control signal from the electrical signal. The dimming control signal separated by the signal separation circuit SS is input to a control means MC such as a microcomputer, which applies to the light-emitting elements (LEDs) an RGB signal (a voltage signal applied to each LED corresponding to the three RGB colors) that causes the light-emitting elements (LEDs) to emit light based on the dimming control signal.
図5は、発光ブロックを配置する給電用基板PBを示す図であり、発光ブロックの凹部に結合する凸部10が形成されている。当然、凸部に替えて凹部で構成することも可能である。各凸部10には、図6に示すように端子TMが配置され、全ての端子TMは2つのグループに分けられ、各グループ内では同じ電位(EP1又はEP2)となり、異なるグループ間では異なる電位となるように配線されている。例えば、図5の給電用基板PBの凸部を2つのグループに分ける際、前述した発光ブロックLBと同様に、前後左右に隣接する凸部が同じ電位にならないよう、同じ電位の端子が千鳥状に配置されるよう構成することも可能である。
Figure 5 shows the power supply board PB on which the light emitting blocks are arranged, and has a
図5に示すように、給電用基板PBの2つの配線には、ケーブルCBを介してコンピュータ等の外部制御ユニットCUが接続されている。図7のように、外部制御ユニットCUには、発光ユニット内の発光体が発光するための電力を供給するための電源PWと、発光体の発光状態を制御するための調光用制御信号を発生する信号発生手段SDと、電力と調光用制御信号とを重畳して出力する信号処理手段SPから構成される。 As shown in FIG. 5, an external control unit CU such as a computer is connected to the two wires of the power supply board PB via a cable CB. As shown in FIG. 7, the external control unit CU is composed of a power source PW for supplying power for the light emitters in the light-emitting unit to emit light, a signal generating means SD for generating a dimming control signal for controlling the light-emitting state of the light emitters, and a signal processing means SP for superimposing the power and the dimming control signal and outputting them.
図6は、給電用基板PB上に2つの発光ブロックLBを重ねて組み立てた例の断面図を示している。給電用基板PBの一つの端子TM(例えば電位EP1)に着目すると、当該端子に直列して電気的に接続される各段の発光ブロックLBの端子(MB)も、同じ電位(EP1)となる。図6のように、発光ブロックLBに形成される凸部(凹部)の配置間隔が給電用基板の凸部と同じ場合には、給電用基板PB上に配置される発光ブロックを上側から平面視した場合、各発光ブロックの端子の電位は、給電用基板PBの端子TMの電位の配置パターンと完全に一致している。 Figure 6 shows a cross-sectional view of an example in which two light-emitting blocks LB are stacked and assembled on a power supply substrate PB. Focusing on one terminal TM (e.g., potential EP1) of the power supply substrate PB, the terminals (MB) of the light-emitting blocks LB in each stage electrically connected in series to that terminal also have the same potential (EP1). As shown in Figure 6, when the arrangement interval of the convex portions (concave portions) formed on the light-emitting blocks LB is the same as the convex portions of the power supply substrate, when the light-emitting blocks arranged on the power supply substrate PB are viewed in plan from above, the potential of the terminals of each light-emitting block completely matches the arrangement pattern of the potential of the terminals TM of the power supply substrate PB.
次に、上述した発光ブロックLBを用いた発光システムについて説明する。
図7は1つの発光ブロックLBに外部制御ユニットCUを接続した状態を示したものである。本発明の発光ブロックLBは2本の配線(実線と点線)で外部と接続されている。発光ブロックLBを駆動(発光)させるには、2本の配線のみを利用して、電力と駆動制御信号(調光用制御信号)を供給する。電力は、DC電圧が利用可能であるが、発光ブロック内に整流回路を組み込む場合はAC電圧を利用しても良い。なお、DC電圧を利用する場合は、2つにグループ分けした端子のどちら側の電位が高いかを判別し、発光体(LED)に適正な電位が印加できるように、端子から入力される電位を切換えるスイッチング素子を発光ブロック内に設ける必要がある。
Next, a light emitting system using the above-mentioned light emitting block LB will be described.
7 shows a state in which an external control unit CU is connected to one light-emitting block LB. The light-emitting block LB of the present invention is connected to the outside with two wires (solid line and dotted line). To drive (light-emit) the light-emitting block LB, power and a drive control signal (a dimming control signal) are supplied using only two wires. DC voltage can be used for the power, but AC voltage may be used when a rectifier circuit is incorporated in the light-emitting block. When DC voltage is used, it is necessary to provide a switching element in the light-emitting block that determines which of the two groups of terminals has a higher potential and switches the potential input from the terminal so that an appropriate potential can be applied to the light-emitting body (LED).
上述したように、外部制御ユニットCUでは、電源PWからの電力と、信号発生手段SDからの調光用制御信号が、信号処理手段SPで重畳され、2本の配線で発光ブロックLBに供給される。発光ブロックLBでは、入力された電気信号から電力と調光用制御信号を信号分離回路SSで分離し、調光用制御信号に基づき制御手段MCで発光体(LED)を発光(調光)制御する。 As described above, in the external control unit CU, the power from the power source PW and the dimming control signal from the signal generating means SD are superimposed by the signal processing means SP and supplied to the light-emitting block LB via two wires. In the light-emitting block LB, the power and the dimming control signal are separated from the input electrical signal by the signal separation circuit SS, and the control means MC controls the light emission (dimming) of the light-emitting element (LED) based on the dimming control signal.
図8は複数の発光ブロックを利用した発光システムの一例である。
外部制御ユニットCUから電気信号を、発光ブロックLBに直接伝送するだけでなく、給電用基板PBを介して、給電用基板PB上に配置された複数の発光ブロック(LB-1~4)に伝送することも可能である。発光ブロック(LB-1~3)は、給電用基板PB上に直接配置され、発光ブロック(LB-4)は、発光ブロック(LB-3)に接続された状態で配置されている。例えば、図6に示すように、下の発光ブロックLBがLB-3に相当し、上の発光ブロックLBがLB-4に相当する。
FIG. 8 shows an example of a lighting system using a plurality of lighting blocks.
Electric signals can be transmitted from the external control unit CU not only directly to the light-emitting block LB, but also to a plurality of light-emitting blocks (LB-1 to LB-4) arranged on the power supply board PB via the power supply board PB. The light-emitting blocks (LB-1 to LB-3) are arranged directly on the power supply board PB, and the light-emitting block (LB-4) is arranged in a state of being connected to the light-emitting block (LB-3). For example, as shown in FIG. 6, the lower light-emitting block LB corresponds to LB-3, and the upper light-emitting block LB corresponds to LB-4.
複数の発光ブロックを同時に制御するため、各発光ブロックに制御番号を設定する。制御手段MCは、その一部に記憶部(不揮発性メモリ)を備え、制御番号を保持している。発光ブロックLBに制御番号を設定する方法として、制御番号設定手段を外部制御ユニットCUとは別に専用器として用意することも可能であるが、例えば、図8の外部制御ユニットCUの信号発生手段SDを制御番号設定手段として利用することも可能である。制御番号設定手段(信号発生手段SD)は、発光ブロックの制御手段MC(特に記憶部)に制御番号を書き込むための信号を発生させる。また、外部制御ユニットCU内に制御番号設定手段を設ける場合、信号発生手段SDとは別に設けることも可能である。図5のように、外部制御ユニットCUと給電用基板PBを利用し、発光ブロックを給電用基板PB上に配置し、外部制御ユニットCU内に組み込まれた制御番号設定手段を用いて、当該発光ブロックに制御番号を記憶させることも可能である。 In order to control multiple light-emitting blocks simultaneously, a control number is set for each light-emitting block. The control means MC has a storage unit (non-volatile memory) in part thereof and holds the control number. As a method for setting a control number for the light-emitting block LB, it is possible to prepare a control number setting means as a dedicated device separate from the external control unit CU, but it is also possible to use the signal generating means SD of the external control unit CU in FIG. 8 as the control number setting means. The control number setting means (signal generating means SD) generates a signal for writing the control number to the control means MC (particularly the storage unit) of the light-emitting block. In addition, when the control number setting means is provided in the external control unit CU, it is also possible to provide it separately from the signal generating means SD. As shown in FIG. 5, it is also possible to use the external control unit CU and the power supply board PB, place the light-emitting block on the power supply board PB, and use the control number setting means built into the external control unit CU to store the control number in the light-emitting block.
各発光ブロックが制御番号を持つことにより、図8の発光ブロックLBのように、一つの発光ブロックLBに調光用制御信号を供給する場合だけでなく、図8の発光ブロック(LB-1~4)のように、複数の発光ブロックに共通の調光用制御信号を供給した場合でも、各発光ブロックが自分の制御番号に基づき、当該調光用制御信号の中から自分に対応する制御信号を抽出でき、自身の発光体の発光状態を制御することができる。 By each light-emitting block having a control number, not only when a dimming control signal is supplied to one light-emitting block LB as in the case of the light-emitting block LB in FIG. 8, but also when a common dimming control signal is supplied to multiple light-emitting blocks as in the case of the light-emitting blocks (LB-1 to LB-4) in FIG. 8, each light-emitting block can extract a control signal corresponding to itself from the dimming control signals based on its own control number, and can control the light-emitting state of its own light-emitting element.
例えば、調光用制御信号の一部に制御する制御番号を組み込み、各発光ブロックは、該調光用制御信号の中に自身の制御番号が入っている場合に、該調光用制御信号から自身の制御番号に対応する制御信号を抽出し発光状態を制御する。また、別の方法としては、DMX信号(512チャネルの8ビットコード)のように、1回の調光用制御信号に全ての制御番号に対応する制御信号を乗せ、各発光ブロックは制御番号に対応した指定の場所(チャンネル)の制御信号に基づき発光状態を制御する。 For example, a control number to be controlled is incorporated into part of the dimming control signal, and when the dimming control signal contains the light-emitting block's own control number, the light-emitting block extracts the control signal corresponding to the light-emitting block's own control number from the dimming control signal to control the light-emitting state. As another method, like the DMX signal (8-bit code with 512 channels), control signals corresponding to all control numbers are placed on one dimming control signal, and each light-emitting block controls the light-emitting state based on the control signal of a specified location (channel) corresponding to the control number.
図9に、発光ブロック内の制御手段MCが行う信号の処理フローの一例を示す。各発光ブロックでは、自身の制御番号を確認し、調光用制御信号を受信した場合、自身の制御番号に対応する調光用制御信号を抽出し、抽出した信号に基づき発光体を制御する電気信号を発生し、発光体に送信(供給)する。 Figure 9 shows an example of the signal processing flow performed by the control means MC in the light-emitting block. Each light-emitting block checks its own control number, and when it receives a dimming control signal, it extracts the dimming control signal corresponding to its own control number, generates an electrical signal to control the light-emitting element based on the extracted signal, and transmits (supplies) it to the light-emitting element.
図10に、調光用制御信号の一例としてDMX信号を用いた場合を示す。一つの制御番号には、RGBに対応する3つの信号を割り当てるため、3つのチャンネルを割り当てている。また、一つの制御番号に4つ以上のチャンネルを割り当て、輝度や色調に対応するRGB信号だけでなく、点滅等の点灯時間に関する制御信号や、一つの発光ブロック内に複数の発光体を組み込み、それを選択する選択信号などを付与することも可能である。図10では、制御番号1にチャンネル1~3を、制御番号2にチャンネル4~6を各々割り当てている。
Figure 10 shows an example of a dimming control signal using a DMX signal. Three channels are assigned to one control number, since three signals corresponding to RGB are assigned to each control number. It is also possible to assign four or more channels to one control number, and assign not only RGB signals corresponding to brightness and color tone, but also control signals related to the lighting time, such as blinking, or a selection signal for incorporating multiple light emitters in one light-emitting block and selecting between them. In Figure 10,
1つの制御信号に割り当てられた3つのチャンネルは、赤(R)、緑(G)、青(B)に対応し、各チャンネルの数字0~255が明るさ(輝度)に対応している。例えば、図10に示されたDMX信号(調光用制御信号)では、制御番号1において、赤(R)が輝度255で、緑(G)や青(B)は輝度0に設定されているため、制御番号1の発光ブロックは赤色に発光する。
The three channels assigned to one control signal correspond to red (R), green (G), and blue (B), and the
図11は、発光ブロックが任意の制御番号で書き換え可能な構成を持つことの利点を説明する図である。例えば、図11(a)に示すような9個の発光ブロックを、矢印で示した順で発光させる場合を検討する。 Figure 11 is a diagram explaining the advantage of having a configuration in which the light-emitting blocks can be rewritten with any control number. For example, consider a case in which nine light-emitting blocks as shown in Figure 11 (a) are illuminated in the order indicated by the arrows.
図11(b)は特許文献1に記載された従来の発光ブロックであり、各発光ブロックが接続された順番でブロックの制御番号が設定される。具体的には、制御信号が入力される接続端子(CTM)に接続された発光ブロックが1番となる。1番の発光ブロックには上側の発光ブロックのみが接続されているため、当該発光ブロックが2番となる。白の矢印は電気的な接続関係を示し、制御信号の流れを示している。その結果、従来の発光ブロックでは、黒矢印の順番で発光させるには、発光ブロックの制御番号で1番→3番→5番・・・のように発光するプログラムを作成する必要がある。このような制御は大変煩雑であり、より多くの発光ブロックを多種多様に組み合わせる場合には、プログラム作業に要する時間も長くなり、プログラムミスも発生し易い。
Figure 11 (b) shows a conventional light-emitting block described in
これに対し、図11(c)のような本発明の発光ブロックを用いた場合は、発光ブロックに点灯させる順番で制御番号を設定することが可能なため、従来のものと比較し、プログラム作業が極めて簡便となる。 In contrast, when using the light-emitting blocks of the present invention as shown in FIG. 11(c), it is possible to set control numbers in the order in which the light-emitting blocks are to be lit, making programming much easier than with conventional methods.
しかも、複数の発光ブロックに同じ制御番号を付すことも可能となるため、より複雑な発光制御を容易にプログラムすることもできる。 In addition, it is possible to assign the same control number to multiple light-emitting blocks, making it easy to program more complex light-emitting controls.
図12は、本発明に使用される給電用基板PBを用いる利点について説明する図である。図12(a)は従来の発光ブロックを組み立てた図であり、白矢印の方向に制御信号が流れている。このような状態で5番の発光ブロックが故障した場合、5番の発光ブロックだけでなく、その後に繋がっている6番から9番の発光ブロックも点灯しない。
Figure 12 is a diagram explaining the advantages of using the power supply board PB used in the present invention. Figure 12 (a) is a diagram of a conventional light-emitting block assembled, with a control signal flowing in the direction of the white arrow. In this state, if the light-emitting
これに対し、給電用基板PBを用いる場合には、給電用基板に接続される発光ブロック並びに当該発光ブロックに接続される他の発光ブロックの全てに電気信号(電力と調光用制御信号)が供給されるため、5番の発光ブロックが故障しても点灯しない発光ブロックは5番のみとなる。
In contrast, when the power supply board PB is used, electrical signals (power and dimming control signals) are supplied to the light-emitting block connected to the power supply board and all other light-emitting blocks connected to that light-emitting block, so even if light-emitting
このように、給電用基板PBを用いることで、故障にも柔軟に対応可能な発光システムを提供することができる。 In this way, by using the power supply substrate PB, it is possible to provide a light-emitting system that can flexibly respond to failures.
以上のように、本発明によれば、接続端子の種類を削減し、発光ブロックの小型化や多種形状の発光ブロックの提供を可能にすると共に、発光ブロックの連結自由度も高めた、発光ブロック及びそれを用いた発光システムを提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a light-emitting block and a light-emitting system using the same that reduces the number of types of connection terminals, makes it possible to miniaturize the light-emitting block and provide light-emitting blocks of various shapes, and also increases the degree of freedom in connecting the light-emitting blocks.
CU 外部制御ユニット
LB 発光ブロック
LED 発光体(発光ダイオード)
MB 金属棒
MC 制御手段
PB 給電用基板
PW 電源
SD 信号発生手段
SP 信号処理手段
SPN スプリングピン
SS 信号分離回路
TM 端子
10,20 凸部
11,21 凹部
CU External control unit LB Light emitting block LED Light emitter (light emitting diode)
MB Metal rod MC Control means PB Power supply board PW Power source SD Signal generating means SP Signal processing means SPN Spring pin SS Signal separation
Claims (7)
該ブロック本体の表面には、他の発光ブロック又は発光ブロックを配置する基板と機械的に接続するための凸部又は凹部を有し、
該凸部又は該凹部は、前記他の発光ブロック又は該基板と電気的に接続を行うための複数の端子を備え、
全ての該端子は、2つのグループに分けられ、各グループに属する該端子は互いに電気的に接続されて共通の電位となる配線を構成し、
2つの異なる該配線は、該発光体を発光させる電力を供給するために利用されると共に、該発光体の発光状態を制御する調光用制御信号を伝送するために利用されることを特徴とする発光ブロック。 In a light-emitting block, a light-emitting body is built into the block body.
The surface of the block body has a convex portion or a concave portion for mechanically connecting with another light-emitting block or with a substrate on which the light-emitting block is arranged,
The convex portion or the concave portion has a plurality of terminals for electrically connecting to the other light-emitting block or the substrate,
All the terminals are divided into two groups, and the terminals belonging to each group are electrically connected to each other to form wiring having a common potential;
A light-emitting block characterized in that the two different wirings are used to supply power to cause the light-emitting body to emit light, and are also used to transmit a dimming control signal that controls the light-emitting state of the light-emitting body.
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