特表 2023-507974 農業生産のための照明ネットワークの同期化

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-02-28

(54)【発明の名称】農業生産のための照明ネットワークの同期化

(51)【国際特許分類】

   H05B 47/16 20200101AFI20230220BHJP

   H05B 47/105 20200101ALI20230220BHJP

   H05B 45/10 20200101ALI20230220BHJP

【ＦＩ】

H05B47/16

H05B47/105

H05B45/10

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022537217

(86)(22)【出願日】2020-12-18

(85)【翻訳文提出日】2022-06-16

(86)【国際出願番号】 US2020065890

(87)【国際公開番号】W WO2021127358

(87)【国際公開日】2021-06-24

(31)【優先権主張番号】62/951,241

(32)【優先日】2019-12-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＺＩＧＢＥＥ

(71)【出願人】

【識別番号】515243718

【氏名又は名称】シャント テクノロジーズ， インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＸＩＡＮＴ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100107456

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 成人

(74)【代理人】

【識別番号】100162352

【弁理士】

【氏名又は名称】酒巻 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123995

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 雅一

(72)【発明者】

【氏名】サンタイク， ジョン ダレン

【テーマコード（参考）】

3K273

【Ｆターム（参考）】

3K273PA02

3K273PA09

3K273QA21

3K273QA28

3K273SA07

3K273SA22

3K273SA37

3K273SA46

3K273TA03

3K273TA05

3K273TA15

3K273TA28

3K273TA36

3K273TA53

3K273TA54

3K273TA77

3K273UA15

3K273UA22

3K273UA24

3K273UA25

3K273UA27

3K273UA28

3K273UA29

(57)【要約】

本開示の実施形態は、２つ以上のＬＥＤライトを含むＬＥＤライトアレイ内のＬＥＤライト及びセンサの同期通信及び制御のためのシステム、装置、及び方法を提供する。グリーンハウス、温室、家禽卵生産施設、病院、酪農生産、または他の照明施設などの施設内に存在するアレイ内のＬＥＤライトと通信するゲートウェイ及び／またはマスタコントローラ内のマスタクロックの使用を通して、ゲートウェイ及び／またはマスタコントローラは、アレイ内のＬＥＤライトのそれぞれに送信される信号内にコマンド及びマスタクロックからの時刻を含むマスタ信号を生成することにより、ＬＥＤライトアレイからの光または光子の放出を同期化することができる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

２つ以上の変調ＬＥＤライトから変調光子を同期放出するためのシステムであって、前記システムは、
少なくとも１つのマスタコントローラと、
前記少なくとも１つのマスタコントローラ内のマスタクロックであって、前記少なくとも１つのマスタコントローラは、信号内で前記マスタクロックの時刻を伝達する前記信号を生成することができる、前記マスタクロックと、
２つ以上のＬＥＤライトと、
を備え、
各ＬＥＤライトは、
コントローラと、
内部クロックと、
少なくとも１つの光子エミッタと、
を備え、
前記少なくとも１つの光子エミッタは、光子を放出することができ、
前記コントローラは、前記内部クロック及び前記少なくとも１つの光子エミッタと通信し、前記内部クロックの時刻は、前記少なくとも１つの光子エミッタからの前記光子放出のタイミングを同期化し、
各ＬＥＤライトは、前記マスタコントローラから前記信号を受信することができ、各ＬＥＤライトの前記コントローラは、前記マスタコントローラからの前記信号の前記マスタクロックの時刻を分析して、前記マスタクロックの時刻を前記ＬＥＤライトの前記内部クロックの時刻と比較することができる、
前記システム。

【請求項2】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記内部クロックの時刻は、前記１つ以上のマスタの前記マスタクロックに同期化される、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれは、さらに、前記コントローラと通信する温度センサを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれは、さらに、前記コントローラと通信する気圧計を備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトは、さらに、
少なくとも１つのアンテナと、
前記アンテナに動作可能に接続され、前記コントローラと通信する信号受信器と、
前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれから信号を発することができ、前記コントローラと通信する信号送信器と、
を備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

各マスタは、さらに、
少なくとも１つのアンテナと、
前記アンテナに動作可能に接続され、前記コントローラと通信する信号受信器と、
前記マスタから信号を発することができ、前記コントローラと通信する信号送信器と、
を備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトは、さらに、前記コントローラに動作可能に接続された電源を備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記電源は、ＤＣ、ＡＣ、及び電池から選択される、請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記内部クロックは、前記１つ以上のマスタコントローラの前記マスタクロックの１．０ｎｓ～１０００ｍｓに同期化することができる、請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトは、前記１つ以上のマスタのうちのあるマスタにコミッション及びペアリングされる、請求項１に記載のシステム。

【請求項11】

前記マスタは、前記ＬＥＤライトに信号を発することができ、
前記ＬＥＤライトは、前記マスタからの前記信号を分析することができ、前記ＬＥＤライトとペアリングするように前記マスタに要求することができる、請求項１０に記載のシステム。

【請求項12】

前記ＬＥＤライトによる前記分析は、前記マスタからの前記信号の強度に基づく、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記ＬＥＤライトは、前記マスタからの前記信号の強度を分析することができる、請求項１に記載のシステム。

【請求項14】

前記ＬＥＤライトは、前記マスタからの前記信号の前記強度を示すインジケータを発する、請求項１３に記載のシステム。

【請求項15】

前記マスタからの前記信号は、複数の成分を含むことができる、請求項１に記載のシステム。

【請求項16】

前記ＬＥＤライトは、発光ダイオード、白熱灯、蛍光灯、高輝度放電灯、高圧ナトリウム、低圧ナトリウム、及び水銀蒸気から選択される、請求項１に記載のシステム。

【請求項17】

前記ＬＥＤライトは、０．１～１６００ｎｍの範囲の波長スペクトルを生成することができる、請求項１に記載のシステム。

【請求項18】

前記１つ以上のマスタに動作可能にリンクされたゲートウェイをさらに備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項19】

前記ゲートウェイは、前記１つ以上のマスタにハードワイヤ接続される、請求項１８に記載のシステム。

【請求項20】

前記システムは、前記２つ以上のＬＥＤライトと直接通信することができるゲートウェイを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項21】

前記少なくとも１つのマスタからの前記信号は、前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトにハードワイヤで通信される、請求項１に記載のシステム。

【請求項22】

前記ハードワイヤは、双方向通信及び一方向通信に対応することができるイーサネット、導波路、電線、及び光ファイバから選択される、請求項２１に記載のシステム。

【請求項23】

前記少なくとも１つのマスタからの前記信号は、前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトに無線で通信される、請求項１に記載のシステム。

【請求項24】

前記無線通信は、超広帯域、広帯域、パルス無線周波数（ＲＦ）、パッシブ、Ｚｉｇｂｅｅ、無線アドホックネットワーク、メッシュ、及びＲＦＩＤから選択される、請求項２３に記載のシステム。

【請求項25】

前記ＬＥＤライトは、前記マスタまたは前記ゲートウェイに信号を発することができ、前記マスタまたは前記ゲートウェイは、前記ＬＥＤライトからの前記信号を分析することができ、前記マスタとペアリングするように前記ＬＥＤライトに要求することができる、請求項１０に記載のシステム。

【請求項26】

前記マスタからの前記信号を受信することができ、前記マスタに信号を発することができる少なくとも１つのセンサをさらに備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項27】

前記センサからの前記信号は、データを含むことができる、請求項２６に記載のシステム。

【請求項28】

前記センサは、測定値リストの煙、熱、火、湿気、茎の直径、ＧＰＳ、給餌機、給水機、重量センサ、ひずみ計、圧力変換器、加速度計、振動、音、及び発声、並びに、心拍数、血圧、排卵、例えばフェロモン、エストロゲン、テストステロン、及びコルチゾールなどのホルモン追跡から、選択される、請求項２６に記載のシステム。

【請求項29】

ＬＥＤライトアレイ内の２つ以上のＬＥＤライトからの光子放出を同期化する方法であって、
少なくとも１つのマスタコントローラを設けることと、
前記少なくとも１つのマスタコントローラ内にマスタクロックを設けることであって、前記少なくとも１つのマスタコントローラは、信号内で前記マスタクロックの時刻を伝達する前記信号を生成することができる、前記設けることと、
２つ以上のＬＥＤライトを設けることであって、各ＬＥＤライトは、
コントローラと、
内部クロックと、
少なくとも１つの光子エミッタと、
を備え、前記少なくとも１つの光子エミッタは、パルス光子または変調光子を放出することができ、
前記コントローラは、前記内部クロック及び前記少なくとも１つの光子エミッタと通信し、前記内部クロックの時刻は、前記少なくとも１つの光子エミッタからの前記光子放出のタイミングを同期化する、
前記設けることと、
前記少なくとも１つのマスタから信号を生成することであって、前記信号は、前記信号内に前記マスタクロックの時刻、及び前記信号が送信された時刻を含む、前記信号を生成することと、
各ＬＥＤライト内で前記信号を受信することと、
前記ＬＥＤの前記コントローラ内で、前記マスタクロックの時刻、及び前記マスタから前記信号が送信された時刻を分析することと、
前記マスタの時刻及び前記マスタから前記信号が送信された時刻を、前記ＬＥＤライトの前記内部クロックの時刻と比較することと、
前記ＬＥＤライトの前記内部クロックを、前記マスタの前記マスタクロックに同期化することと、
を含む、前記方法。

【請求項30】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記内部クロックの時刻を、前記１つ以上のマスタの前記マスタクロックに同期化することをさらに含む、請求項２９に記載の方法。

【請求項31】

前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれは、さらに、前記コントローラと通信する温度センサを備える、請求項２９に記載の方法。

【請求項32】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記内部クロックは、前記温度センサからの温度の変化に基づいて、前記コントローラにより再較正される、請求項２９に記載の方法。

【請求項33】

前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれは、さらに、前記コントローラと通信する気圧センサを備える、請求項２９に記載の方法。

【請求項34】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記内部クロックは、前記気圧センサからの気圧の変化に基づいて、前記コントローラにより再較正される、請求項３３に記載の方法。

【請求項35】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトは、さらに、
少なくとも１つのアンテナと、
前記アンテナに動作可能に接続され、前記コントローラと通信する信号受信器と、
前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれから信号を発することができ、前記コントローラと通信する信号送信器と、
を備える、請求項２９に記載の方法。

【請求項36】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトは、さらに、前記コントローラに動作可能に接続された電源を備える、請求項２９に記載の方法。

【請求項37】

前記電源は、ＤＣ、ＡＣ、及び電池から選択される、請求項３６に記載の方法。

【請求項38】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記内部クロックを、前記１つ以上のマスタコントローラの前記マスタクロックの１．０ｎｓ～１０００ｍｓ内に同期化することをさらに含む、請求項２９に記載の方法。

【請求項39】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記内部クロックを、前記１つ以上のマスタコントローラの前記マスタクロックの２ナノ秒内に同期化することをさらに含む、請求項２９に記載の方法。

【請求項40】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトを、前記１つ以上のマスタのうちのあるマスタとペアリングすることをさらに含む、請求項２９に記載の方法。

【請求項41】

前記マスタから前記ＬＥＤライトに信号を発することと、
前記ＬＥＤライト内で前記マスタからの前記信号を分析することと、
前記ＬＥＤライトとペアリングするように前記マスタに要求することと、
をさらに含む、請求項４０に記載の方法。

【請求項42】

前記マスタまたはゲートウェイから前記ＬＥＤライトに信号を発することと、
前記ＬＥＤライト内で前記マスタまたはゲートウェイからの前記信号を分析することと、
前記マスタまたはゲートウェイとペアリングするように前記ＬＥＤライトに要求することと、をさらに含む、請求項４０に記載の方法。

【請求項43】

前記ＬＥＤライトによる前記分析は、前記マスタからの前記信号の強度に基づく、請求項４１に記載の方法。

【請求項44】

前記マスタによる前記分析は、前記ＬＥＤライトからの前記信号の強度に基づく、請求項４２に記載の方法。

【請求項45】

前記ＬＥＤライトが受信した前記マスタからの前記信号の強度を分析することをさらに含む、請求項２９に記載の方法。

【請求項46】

前記マスタからの前記信号の前記強度を示すインジケータを前記ＬＥＤライトから発することをさらに含む、請求項４５に記載の方法。

【請求項47】

前記マスタからの前記信号は、複数のデータ成分を含むことができる、請求項２９に記載の方法。

【請求項48】

前記データは、一意的なＩＤ、プリアンブル、タイミング、レシピステップ、レシピ、温度、ファームウェア、ステータス、ポストアンブル、エコー、誤ったチャネル、及び部分的なメッセージングから選択される、請求項４７に記載の方法。

【請求項49】

前記ＬＥＤライトは、発光ダイオード、白熱灯、蛍光灯、高輝度放電灯、高圧ナトリウム、低圧ナトリウム、及び水銀蒸気から選択される、請求項２９に記載の方法。

【請求項50】

前記ＬＥＤライトは、０．１～１６００ｎｍの範囲の波長スペクトルを生成することができる、請求項２９に記載の方法。

【請求項51】

前記１つ以上のマスタに動作可能にリンクされたゲートウェイをさらに備える、請求項２９に記載の方法。

【請求項52】

前記ゲートウェイは、前記１つ以上のマスタにハードワイヤ接続される、請求項５１に記載の方法。

【請求項53】

前記方法は、前記２つ以上のＬＥＤライトと直接通信するゲートウェイを含む、請求項５２に記載の方法。

【請求項54】

前記少なくとも１つのマスタからの前記信号を、前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトにハードワイヤで通信することをさらに含む、請求項２９に記載の方法。

【請求項55】

前記ハードワイヤは、双方向通信及び一方向通信に対応することができるイーサネット、導波路、電線、及び光ファイバから選択される、請求項５４に記載の方法。

【請求項56】

前記ハードワイヤ内の反復信号は、各ＬＥＤライト内の光子レシピをケイデンスするために使用される、請求項５４に記載の方法。

【請求項57】

前記少なくとも１つのマスタからの前記信号を、前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトに無線で通信することをさらに含む、請求項２９に記載の方法。

【請求項58】

前記無線通信は、超広帯域、広帯域、パルス無線周波数（ＲＦ）、パッシブ、Ｚｉｇｂｅｅ、無線アドホックネットワーク、メッシュ、及びＲＦＩＤから選択される、請求項５７に記載の方法。

【請求項59】

前記マスタからの前記信号を受信し、前記マスタに信号を発することができる少なくとも１つのセンサをさらに備える、請求項２９に記載の方法。

【請求項60】

前記センサは、測定値リストの煙、熱、火、湿気、茎の直径、ＧＰＳ、給餌機、給水機、重量センサ、ひずみ計、圧力変換器、加速度計、振動、音、及び発声、並びに、心拍数、血圧、排卵、例えばフェロモン、エストロゲン、テストステロン、及びコルチゾールなどのホルモン追跡から、選択される、請求項５９に記載の方法。

【請求項61】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記内部クロックを、反復間隔で再較正することをさらに含む、請求項２９に記載の方法。

【請求項62】

前記反復間隔は、５秒～１時間である、請求項６１に記載の方法。

【請求項63】

前記内部クロックは、温度の変化を考慮して再較正される、請求項６２に記載の方法。

【請求項64】

前記内部クロックは、気圧の変化を考慮して再較正される、請求項６２に記載の方法。

【請求項65】

前記ＬＥＤライトからの前記光子放出の強度は、前記ＬＥＤライトの配置を考慮して、生物までの距離の変化に基づいて調整される、請求項２９に記載の方法。

【請求項66】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトがオン状態である時間量を削減するために、前記２つ以上のＬＥＤライトは同期化される、請求項２９に記載の方法。

【請求項67】

前記２つ以上のＬＥＤライトのうち、任意の特定の時刻に光子を放出するＬＥＤライトの総数は、前記２つ以上のＬＥＤライトのＬＥＤライト総数の５％～９０％である、請求項６６に記載の方法。

【請求項68】

オンサイクルのＬＥＤライトからの前記光子放出をオフサイクルにシフトし、同時に前記ＬＥＤライトの１０％～８０％をオフサイクルからオンサイクルにシフトすることと、
常に前記ＬＥＤライトの１０％～８０％がオンサイクルとなり、同時にこれに付随する割合がオフサイクルとなるように、前記ＬＥＤライトのシフトを反復することと、
をさらに含む、請求項６７に記載の方法。

【請求項69】

前記１つ以上のマスタの各マスタは、前記２つ以上のＬＥＤライトとペアリングされる、請求項１に記載のシステム。

【請求項70】

前記１つ以上のマスタの各マスタは、前記２つ以上のＬＥＤライトとペアリングされる、請求項２９に記載の方法。

【請求項71】

ＬＥＤライトアレイ内の２つ以上のＬＥＤライトからの光子放出を同期化する方法であって、
少なくとも１つのマスタコントローラを設けることと、
前記少なくとも１つのマスタコントローラ内にマスタクロックを設けることであって、前記少なくとも１つのマスタコントローラは、信号内で前記マスタクロックの時刻を伝達する前記信号を生成することができる、前記設けることと、
２つ以上のＬＥＤライトを設けることであって、各ＬＥＤライトは、
コントローラと、
少なくとも１つの光子エミッタと、
を備え、前記少なくとも１つの光子エミッタは、パルス光子または変調光子を放出することができ、
前記コントローラは、前記少なくとも１つの光子エミッタと通信し、前記コントローラは、前記少なくとも１つの光子エミッタからの前記光子放出のタイミングを同期化する、
前記設けることと、
前記少なくとも１つのマスタから信号を生成することであって、前記信号は、信号内に前記マスタクロックの時刻、及び前記信号が送信された時刻を含む、前記信号を生成することと、
各ＬＥＤライト内で前記信号を受信することと、
前記ＬＥＤの前記コントローラ内で、前記マスタクロックの時刻、及び前記マスタから前記信号が送信された時刻を分析することと、
前記ＬＥＤライトの前記エミッタからの前記光子放出を、前記マスタの前記マスタクロックに同期化することと、
を含む、前記方法。

【請求項72】

２つ以上の変調ＬＥＤライトから変調光子を同期放出するためのシステムであって、前記システムは、
少なくとも１つのゲートウェイコントローラと、
前記少なくとも１つのゲートウェイコントローラ内のマスタクロックであって、前記少なくとも１つのゲートウェイコントローラは、信号内で前記マスタクロックの時刻を伝達する前記信号を生成することができる、前記マスタクロックと、
２つ以上のＬＥＤライトと、
を備え、
各ＬＥＤライトは、
コントローラと、
内部クロックと、
少なくとも１つの光子エミッタと、
を備え、
前記少なくとも１つの光子エミッタは、光子を放出することができ、
前記コントローラは、前記内部クロック及び前記少なくとも１つの光子エミッタと通信し、前記内部クロックの時刻は、前記少なくとも１つの光子エミッタからの前記光子放出のタイミングを同期化し、
各ＬＥＤライトは、前記ゲートウェイコントローラから前記信号を受信することができ、各ＬＥＤライトの前記コントローラは、前記ゲートウェイコントローラからの前記信号の前記マスタクロックの時刻を分析して、前記マスタクロックの時刻を前記ＬＥＤライトの前記内部クロックの時刻と比較することができる、
前記システム。

【請求項73】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記内部クロックの時刻は、前記１つ以上のゲートウェイの前記マスタクロックに同期化される、請求項７２に記載のシステム。

【請求項74】

前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれは、さらに、前記コントローラと通信する温度センサを備える、請求項７２に記載のシステム。

【請求項75】

前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれは、さらに、前記コントローラと通信する気圧計を備える、請求項７２に記載のシステム。

【請求項76】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトは、さらに、
少なくとも１つのアンテナと、
前記アンテナに動作可能に接続され、前記コントローラと通信する信号受信器と、
前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれから信号を発することができ、前記コントローラと通信する信号送信器と、
を備える、請求項７２に記載のシステム。

【請求項77】

各ゲートウェイは、さらに、
少なくとも１つのアンテナと、
前記アンテナに動作可能に接続され、前記コントローラと通信する信号受信器と、
各マスタから信号を発することができ、前記コントローラと通信する信号送信器と、
を備える、請求項７２に記載のシステム。

【請求項78】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトは、さらに、前記コントローラに動作可能に接続された電源を備える、請求項７２に記載のシステム。

【請求項79】

前記電源は、ＤＣ、ＡＣ、及び電池から選択される、請求項７８に記載のシステム。

【請求項80】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記内部クロックは、前記１つ以上のゲートウェイコントローラの前記マスタクロックの１．０ｎｓ～１０００ｍｓに同期化することができる、請求項７２に記載のシステム。

【請求項81】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトは、前記１つ以上のゲートウェイのうちのあるゲートウェイにコミッション及びペアリングされる、請求項７２に記載のシステム。

【請求項82】

前記ゲートウェイは、前記ＬＥＤライトに信号を発することができ、
前記ＬＥＤライトは、前記ゲートウェイからの前記信号を分析することができ、前記ＬＥＤライトとペアリングするように前記ゲートウェイに要求することができる、請求項８１に記載のシステム。

【請求項83】

前記ＬＥＤライトによる前記分析は、前記ゲートウェイからの前記信号の強度に基づく、請求項８２に記載のシステム。

【請求項84】

前記ＬＥＤライトは、前記ゲートウェイからの前記信号の強度を分析することができる、請求項７２に記載のシステム。

【請求項85】

前記ＬＥＤライトは、前記ゲートウェイからの前記信号の前記強度を示すインジケータを発する、請求項８４に記載のシステム。

【請求項86】

前記ゲートウェイからの前記信号は、複数の成分を含むことができる、請求項７２に記載のシステム。

【請求項87】

前記ＬＥＤライトは、発光ダイオード、白熱灯、蛍光灯、高輝度放電灯、高圧ナトリウム、低圧ナトリウム、及び水銀蒸気から選択される、請求項７２に記載のシステム。

【請求項88】

前記ＬＥＤライトは、０．１～１６００ｎｍの範囲の波長スペクトルを生成することができる、請求項７２に記載のシステム。

【請求項89】

前記１つ以上のマスタに動作可能にリンクされたゲートウェイをさらに備える、請求項７２に記載のシステム。

【請求項90】

前記ゲートウェイは、前記１つ以上のゲートウェイにハードワイヤ接続される、請求項８９に記載のシステム。

【請求項91】

前記システムは、前記２つ以上のＬＥＤライトと直接通信することができるゲートウェイを備える、請求項７２に記載のシステム。

【請求項92】

前記少なくとも１つのゲートウェイからの前記信号は、前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトにハードワイヤで通信される、請求７２に記載のシステム。

【請求項93】

前記ハードワイヤは、双方向通信及び一方向通信に対応することができるイーサネット、導波路、ＡＣ電線、ＤＣ電線、及び光ファイバから選択される、請求項９２に記載のシステム。

【請求項94】

前記少なくとも１つのゲートウェイからの前記信号は、前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトに無線で通信される、請求項７２に記載のシステム。

【請求項95】

前記無線通信は、超広帯域、広帯域、パルス無線周波数（ＲＦ）、パッシブ、Ｚｉｇｂｅｅ、無線アドホックネットワーク、メッシュ、及びＲＦＩＤから選択される、請求項９４に記載のシステム。

【請求項96】

前記ＬＥＤライトは、前記ゲートウェイに信号を発することができ、前記ゲートウェイは、前記ＬＥＤライトからの前記信号を分析することができ、前記ゲートウェイとペアリングするように前記ＬＥＤライトに要求することができる、請求項８２に記載のシステム。

【請求項97】

前記ゲートウェイからの前記信号を受信することができ、前記ゲートウェイに信号を発することができる少なくとも１つのセンサをさらに備える、請求項７２に記載のシステム。

【請求項98】

前記センサからの前記信号は、データを含むことができる、請求項９７に記載のシステム。

【請求項99】

前記センサは、測定値リストの煙、熱、火、湿気、茎の直径、ＧＰＳ、給餌機、給水機、重量センサ、ひずみ計、圧力変換器、加速度計、振動、音、及び発声、並びに、心拍数、血圧、排卵、例えばフェロモン、エストロゲン、テストステロン、及びコルチゾールなどのホルモン追跡から、選択される、請求項９７に記載のシステム。

【請求項100】

ＬＥＤライトアレイ内の２つ以上のＬＥＤライトからの光子放出を同期化する方法であって、
少なくとも１つのゲートウェイコントローラを設けることと、
前記少なくとも１つのゲートウェイコントローラ内にマスタクロックを設けることであって、前記少なくとも１つのゲートウェイコントローラは、信号内で前記マスタクロックの時刻を伝達する前記信号を生成することができる、前記設けることと、
２つ以上のＬＥＤライトを設けることであって、各ＬＥＤライトは、
コントローラと、
内部クロックと、
少なくとも１つの光子エミッタと、
を備え、前記少なくとも１つの光子エミッタは、パルス光子または変調光子を放出することができ、
前記コントローラは、前記内部クロック及び前記少なくとも１つの光子エミッタと通信し、前記内部クロックの時刻は、前記少なくとも１つの光子エミッタからの前記光子放出のタイミングを同期化する、
前記設けることと、
前記少なくとも１つのゲートウェイから信号を生成することであって、前記信号は、前記信号内に前記マスタクロックの時刻、及び前記信号が送信された時刻を含む、前記信号を生成することと、
各ＬＥＤライト内で前記信号を受信することと、
前記ＬＥＤの前記コントローラ内で、前記マスタクロックの時刻、及び前記ゲートウェイから前記信号が送信された時刻を分析することと、
前記ゲートウェイの時刻及び前記ゲートウェイから前記信号が送信された時刻を、前記ＬＥＤライトの前記内部クロックの時刻と比較することと、
前記ＬＥＤライトの前記内部クロックを、前記ゲートウェイの前記マスタクロックに同期化することと、
を含む、前記方法。

【請求項101】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記内部クロックの時刻を、前記１つ以上のゲートウェイの前記マスタクロックに同期化することをさらに含む、請求項１００に記載の方法。

【請求項102】

前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれは、さらに、前記コントローラと通信する温度センサを備える、請求項１００に記載の方法。

【請求項103】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記内部クロックは、前記温度センサからの温度の変化に基づいて、前記コントローラにより再較正される、請求項１０２に記載の方法。

【請求項104】

前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれは、さらに、前記コントローラと通信する気圧センサを備える、請求項１００に記載の方法。

【請求項105】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記内部クロックは、前記気圧センサからの気圧の変化に基づいて、前記コントローラにより再較正される、請求項１０４に記載の方法。

【請求項106】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトは、さらに、
少なくとも１つのアンテナと、
前記アンテナに動作可能に接続され、前記コントローラと通信する信号受信器と、
前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれから信号を発することができ、前記コントローラと通信する信号送信器と、
を備える、請求項１００に記載の方法。

【請求項107】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトは、さらに、前記コントローラに動作可能に接続された電源を備える、請求項１００に記載の方法。

【請求項108】

前記電源は、ＤＣ、ＡＣ、及び電池から選択される、請求項１０７に記載の方法。

【請求項109】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記内部クロックを、前記１つ以上のゲートウェイコントローラの前記マスタクロックの１．０ｎｓ～１０００ｍｓ内に同期化することをさらに含む、請求項１００に記載の方法。

【請求項110】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記内部クロックを、前記１つ以上のゲートウェイコントローラの前記マスタクロックの２ナノ秒内に同期化することをさらに含む、請求項１００に記載の方法。

【請求項111】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤを、前記１つ以上のゲートウェイのうちのあるゲートウェイとペアリングすることをさらに含む、請求項１００に記載の方法。

【請求項112】

前記ゲートウェイから前記ＬＥＤに信号を発することと、
前記ＬＥＤライト内で前記ゲートウェイからの前記信号を分析することと、
前記ＬＥＤライトとペアリングするように前記ゲートウェイに要求することと、
をさらに含む、請求項１１１に記載の方法。

【請求項113】

前記ゲートウェイから前記ＬＥＤに信号を発することと、
前記ＬＥＤライト内で前記ゲートウェイからの前記信号を分析することと、
前記ゲートウェイとペアリングするように前記ＬＥＤライトに要求することと、
をさらに含む、請求項１１１に記載の方法。

【請求項114】

前記ＬＥＤライトによる前記分析は、前記ゲートウェイからの前記信号の強度に基づく、請求項１１３に記載の方法。

【請求項115】

前記ゲートウェイによる前記分析は、前記ＬＥＤライトからの前記信号の強度に基づく、請求項１１４に記載の方法。

【請求項116】

前記ＬＥＤライトが受信した前記ゲートウェイからの前記信号の強度を分析することをさらに含む、請求項１００に記載の方法。

【請求項117】

前記ゲートウェイからの前記信号の前記強度を示すインジケータを前記ＬＥＤライトから発することをさらに含む、請求項１１６に記載の方法。

【請求項118】

前記ゲートウェイからの前記信号は、複数のデータ成分を含むことができる、請求項１００に記載の方法。

【請求項119】

前記データは、一意的なＩＤ、プリアンブル、タイミング、レシピステップ、レシピ、温度、ファームウェア、ステータス、ポストアンブル、エコー、誤ったチャネル、及び部分的なメッセージングから選択される、請求項１１８に記載の方法。

【請求項120】

前記ＬＥＤライトは、発光ダイオード、白熱灯、蛍光灯、高輝度放電灯、高圧ナトリウム、低圧ナトリウム、及び水銀蒸気から選択される、請求項１００に記載の方法。

【請求項121】

前記ＬＥＤライトは、０．１～１６００ｎｍの範囲の波長スペクトルを生成することができる、請求項１００に記載の方法。

【請求項122】

前記２つ以上のＬＥＤライトと通信する前記１つ以上のマスタに動作可能にリンクされたゲートウェイをさらに備える、請求項１００に記載の方法。

【請求項123】

前記ゲートウェイは、前記１つ以上のマスタにハードワイヤ接続される、請求項１２２に記載の方法。

【請求項124】

前記少なくとも１つのゲートウェイからの前記信号を、前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトにハードワイヤで通信することをさらに含む、請求項１００に記載の方法。

【請求項125】

前記ハードワイヤは、双方向通信及び一方向通信に対応することができるイーサネット、導波路、電線、及び光ファイバから選択される、請求項１２４に記載の方法。

【請求項126】

前記ハードワイヤ内の反復信号は、前記ＬＥＤライトをケイデンスするために使用される、請求項１２４に記載の方法。

【請求項127】

前記少なくとも１つのゲートウェイからの前記信号を、前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトに無線で通信することをさらに含む、請求項１００に記載の方法。

【請求項128】

前記無線通信は、超広帯域、広帯域、パルス無線周波数（ＲＦ）、パッシブ、Ｚｉｇｂｅｅ、無線アドホックネットワーク、メッシュ、及びＲＦＩＤから選択される、請求項１２７に記載の方法。

【請求項129】

前記ゲートウェイからの前記信号を受信し、前記ゲートウェイに信号を発することができる少なくとも１つのセンサをさらに備える、請求項１００に記載の方法。

【請求項130】

前記センサは、測定値リストの煙、熱、火、湿気、茎の直径、ＧＰＳ、給餌機、給水機、重量センサ、ひずみ計、圧力変換器、加速度計、振動、音、及び発声、並びに、心拍数、血圧、排卵、例えばフェロモン、エストロゲン、テストステロン、及びコルチゾールなどのホルモン追跡から、選択される、請求項１２９に記載の方法。

【請求項131】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記内部クロックを、反復間隔で再較正することをさらに含む、請求項１００に記載の方法。

【請求項132】

前記反復間隔は、５秒～１時間である、請求項１３１に記載の方法。

【請求項133】

前記内部クロックは、温度の変化を考慮して再較正される、請求項１３２に記載の方法。

【請求項134】

前記内部クロックは、気圧の変化を考慮して再較正される、請求項１３２に記載の方法。

【請求項135】

前記ＬＥＤライトからの前記光子放出の強度は、前記ＬＥＤライトの配置を考慮して、生物までの距離の変化に基づいて調整される、請求項１００に記載の方法。

【請求項136】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトがオン状態である時間量を削減するために、前記２つ以上のＬＥＤライトは同期化される、請求項１００に記載の方法。

【請求項137】

前記２つ以上のＬＥＤライトのうち、任意の特定の時刻に光子を放出するＬＥＤライトの総数は、前記２つ以上のＬＥＤライトのＬＥＤライト総数の５％～９０％である、請求項１３６に記載の方法。

【請求項138】

オンサイクルのＬＥＤライトからの前記光子放出をオフサイクルにシフトし、同時に前記ＬＥＤライトの１０％～８０％をオフサイクルからオンサイクルにシフトすることと、
常に前記ＬＥＤライトの１０％～８０％がオンサイクルとなり、同時にこれに付随する割合がオフサイクルとなるように、前記ＬＥＤライトのシフトを反復することと、
をさらに含む、請求項１３７に記載の方法。

【請求項139】

ＬＥＤライトは、前記２つ以上のＬＥＤライトと通信するマスタコントローラとして機能する、請求項１に記載のシステム。

【請求項140】

マスタコントローラとして機能する前記ＬＥＤライトは、メッシュネットワーク内の前記２つ以上のＬＥＤライトと通信する、請求項１３９に記載のシステム。

【請求項141】

マスタコントローラとして機能する前記ＬＥＤライトは、前記２つ以上のＬＥＤライトに前記マスタクロックを提供する、請求項１３９に記載のシステム。

【請求項142】

１つ以上のＬＥＤライトは、マスタコントローラとして機能し、マスタコントローラとして機能する前記１つ以上のＬＥＤライトは、親ライトであり、各親ライトは、クロックを維持し、そのクロックタイミングを２つ以上の子ＬＥＤライトにブロードキャストする、請求項１に記載のシステム。

【請求項143】

ＬＥＤライトは、前記２つ以上のＬＥＤライトと通信するマスタコントローラとして機能する、請求項２９に記載の方法。

【請求項144】

マスタコントローラとして機能する前記ＬＥＤライトは、メッシュネットワーク内の前記２つ以上のＬＥＤライトと通信する、請求項１４３に記載の方法。

【請求項145】

マスタコントローラとして機能する前記ＬＥＤライトは、前記２つ以上のＬＥＤライトに前記マスタクロックを提供する、請求項１４３に記載の方法。

【請求項146】

１つ以上のＬＥＤライトは、マスタコントローラとして機能し、マスタコントローラとして機能する前記１つ以上のＬＥＤライトは、親ライトであり、各親ライトは、クロックを維持し、そのクロックタイミングを２つ以上の子ＬＥＤライトにブロードキャストする、請求項２９に記載の方法。

【請求項147】

ＬＥＤライトは、前記２つ以上のＬＥＤライトと通信するゲートウェイコントローラとして機能する、請求項７２に記載のシステム。

【請求項148】

ゲートウェイコントローラとして機能する前記ＬＥＤライトは、メッシュネットワーク内の前記２つ以上のＬＥＤライトと通信する、請求項１４７に記載のシステム。

【請求項149】

ゲートウェイコントローラとして機能する前記ＬＥＤライトは、前記２つ以上のＬＥＤライトに前記マスタクロックを提供する、請求項１４７に記載のシステム。

【請求項150】

１つ以上のＬＥＤライトは、ゲートウェイコントローラとして機能し、ゲートウェイコントローラとして機能する前記１つ以上のＬＥＤライトは、親ライトであり、各親ライトは、クロックを維持し、そのクロックタイミングを２つ以上の子ＬＥＤライトにブロードキャストする、請求項７２に記載のシステム。

【請求項151】

ＬＥＤライトは、前記２つ以上のＬＥＤライトと通信するゲートウェイコントローラとして機能する、請求項１００に記載の方法。

【請求項152】

ゲートウェイコントローラとして機能する前記ＬＥＤライトは、メッシュネットワーク内の前記２つ以上のＬＥＤライトと通信する、請求項１５１に記載の方法。

【請求項153】

ゲートウェイコントローラとして機能する前記ＬＥＤライトは、前記２つ以上のＬＥＤライトに前記マスタクロックを提供する、請求項１５１に記載の方法。

【請求項154】

１つ以上のＬＥＤライトは、ゲートウェイコントローラとして機能し、ゲートウェイコントローラとして機能する前記１つ以上のＬＥＤライトは、親ライトであり、各親ライトは、クロックを維持し、そのクロックタイミングを２つ以上の子ＬＥＤライトにブロードキャストする、請求項１００に記載の方法。

【請求項155】

命令を含むコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、少なくとも１つのマスタコントローラ及び２つ以上の光放出デバイス（ＬＥＤ）を備えたシステムのプロセッサのうちの１つ以上により実行されると、
前記少なくとも１つのマスタコントローラ内のマスタクロックの時刻を提供することと、
信号内で前記マスタクロックの時刻を伝達する前記信号を生成することと、
前記２つ以上のＬＥＤで前記信号を受信することであって、各ＬＥＤは、コントローラと、内部クロックと、少なくとも１つの光子エミッタと、を備え、各ＬＥＤの前記コントローラは、前記ＬＥＤの前記内部クロックの時刻を、前記ＬＥＤの前記少なくとも１つの光子エミッタからの光子放出のタイミングに同期化するように構成される、前記受信することと、
前記少なくとも１つのマスタコントローラから信号を生成することであって、前記信号は、信号内に前記マスタクロックの時刻、及び前記信号が送信された時刻を含む、前記信号を生成することと、
各ＬＥＤ内で前記信号を受信することと、
前記ＬＥＤの前記コントローラ内で、前記マスタクロックの時刻、及び前記マスタコントローラから前記信号が送信された時刻を分析することと、
前記マスタクロックの時刻及び前記マスタコントローラから前記信号が送信された時刻を、前記ＬＥＤの前記内部クロックの時刻と比較することと、
前記ＬＥＤの前記内部クロックを、前記マスタコントローラの前記マスタクロックに同期化することと、
を前記システムに実行させる、前記コンピュータ可読媒体。

【請求項156】

命令を含むコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、少なくとも１つのゲートウェイコントローラ及び２つ以上の光放出デバイス（ＬＥＤ）を備えたシステムのプロセッサのうちの１つ以上により実行されると、
前記少なくとも１つのゲートウェイコントローラ内のマスタクロックの時刻を提供することと、
信号内で前記マスタクロックの時刻を伝達する前記信号を生成することと、
前記２つ以上のＬＥＤで前記信号を受信することであって、各ＬＥＤは、コントローラと、内部クロックと、少なくとも１つの光子エミッタと、を備え、各ＬＥＤの前記コントローラは、前記ＬＥＤの前記内部クロックの時刻を、前記ＬＥＤの前記少なくとも１つの光子エミッタからの光子放出のタイミングに同期化するように構成される、前記受信することと、
前記少なくとも１つのゲートウェイコントローラから信号を生成することであって、前記信号は、信号内に前記マスタクロックの時刻、及び前記信号が送信された時刻を含む、前記信号を生成することと、
各ＬＥＤ内で前記信号を受信することと、
前記ＬＥＤの前記コントローラ内で、前記マスタクロックの時刻、及び前記ゲートウェイコントローラから前記信号が送信された時刻を分析することと、
前記マスタクロックの時刻及び前記ゲートウェイコントローラから前記信号が送信された時刻を、前記ＬＥＤの前記内部クロックの時刻と比較することと、
前記ＬＥＤの前記内部クロックを、前記ゲートウェイコントローラの前記マスタクロックに同期化することと、
を前記システムに実行させる、前記コンピュータ可読媒体。

【請求項157】

メッシュネットワークプロトコル内で、ＬＥＤライトアレイ内の２つ以上のＬＥＤライトからの光子放出を同期化する方法であって、
２つ以上のＬＥＤライトを設けることであって、前記メッシュネットワーク内の各ＬＥＤライトは、クロック信号をブロードキャストし、前記システム内の他のＬＥＤライトからクロック信号を受信し、
前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれは、収束アルゴリズムを実行して、自身の内部クロックを、前記ＬＥＤライトアレイ内の他の受信クロックに同調させ、
前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれは、自身の調整済みクロックを前記アレイ内の他のＬＥＤライトにブロードキャストし、反復サイクルにわたり、前記ＬＥＤライトアレイ内の全てのＬＥＤライトのクロックは、互いに同調し、
前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれは、光子を放出することができる少なくとも１つの光子エミッタを備える、
前記設けることと、
前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれから、前記ＬＥＤライトアレイの収束済みのクロックに同期化された光子放出を生成することと、
を含む、前記方法。

【請求項158】

２つ以上の変調ＬＥＤライトから変調光子を同期放出するためのシステムであって、前記システムは、
少なくとも１つのマスタコントローラと、
前記少なくとも１つのマスタコントローラ内のマスタクロックであって、前記少なくとも１つのマスタコントローラは、信号内で前記マスタクロックの時刻を伝達する前記信号を生成することができる、前記マスタクロックと、
２つ以上のＬＥＤライトと、
を備え、各ＬＥＤライトは、
光子を放出することができる少なくとも１つの光子エミッタを備え、
各ＬＥＤライトは、前記マスタコントローラからの前記信号、及び前記マスタコントローラからの前記信号の前記マスタクロックを受信して、前記マスタクロックの時刻を前記ＬＥＤライトの前記内部クロックの時刻と比較することができる、
前記システム。

【請求項159】

メッシュネットワークプロトコル内で、ＬＥＤライトアレイ内の２つ以上のＬＥＤライトからの光子放出を同期化する方法であって、
マスタコントローラとして機能する少なくとも１つのＬＥＤライトを設けることと、
マスタコントローラとして機能する前記少なくとも１つのＬＥＤライト内にマスタクロックを設けることであって、前記少なくとも１つのマスタコントローラは、信号内で前記マスタクロックの時刻を伝達する前記信号を生成することができる、前記設けることと、
２つ以上のＬＥＤライトを設けることであって、前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれは、
光子を放出することができる少なくとも１つの光子エミッタを備える、
前記設けることと、
前記少なくとも１つのマスタコントローラから、信号内に前記マスタクロックの時刻を含む前記信号を生成することと、
各ＬＥＤライト内で前記信号を受信することと、
前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれからの前記光子放出を、前記アレイ内の各他のＬＥＤライトと同期化することであって、
各他のＬＥＤライトは、前記マスタクロックを他のＬＥＤライトに再ブロードキャストし、自身の内部クロックを前記マスタクロックに最も合うように調整し、前記マスタクロックを他のＬＥＤライトに再ブロードキャストすることができる、
前記同期化することと、
を含む、前記方法。

【請求項160】

ＬＥＤライトアレイ内の２つ以上のＬＥＤライトからの光子放出を同期化するためのシステムであって、前記システムは、
２つ以上のＬＥＤライト
を備え、各ＬＥＤライトは、クロック信号をブロードキャスト及び受信することができ、
前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれは、
光子を放出することができる少なくとも１つの光子エミッタを備え、
前記光子放出は、前記信号に基づいて同期化された前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトから生成される、
前記システム。

【請求項161】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトは、内部クロックをさらに備え、前記内部クロックは、前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトからの前記光子放出のタイミングを同期化する、請求項１６０に記載のシステム。

【請求項162】

前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれは、収束アルゴリズムを実行して、自身の内部クロックを、前記２つ以上のＬＥＤライトのうちの他のＬＥＤライトからの前記他の受信クロック信号に同調させることができる、請求項１６１に記載のシステム。

【請求項163】

前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれは、自身のクロックタイミングを、前記２つ以上のＬＥＤライトのうちの他のＬＥＤライトにブロードキャストすることができ、前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記内部クロックは、前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記光子放出のタイミングを同期化することができる、請求項１６２に記載のシステム。

【請求項164】

マスタ内部クロックを備えたコントローラをさらに備える、請求項１６０に記載のシステム。

【請求項165】

前記コントローラは、マスタ、ゲートウェイ、及びＬＥＤライトから選択される、請求項１６４に記載のシステム。

【請求項166】

前記コントローラ内の前記マスタ内部クロックは、信号内で前記マスタ内部クロックの時刻を伝達する前記信号を生成することができる、請求項１６４に記載のシステム。

【請求項167】

各ＬＥＤライトは、前記コントローラから前記信号を受信し、前記マスタ内部クロックのタイミングを使用して、前記２つ以上のＬＥＤライトからの前記光子放出のタイミングを同期化することができる、請求項１６６に記載のシステム。

【請求項168】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトは、前記コントローラの前記マスタ内部クロックの前記タイミングを、前記２つ以上のＬＥＤライトのうちの他のＬＥＤライトに再ブロードキャストすることができる、請求項１６６に記載のシステム。

【請求項169】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記内部クロックの時刻は、前記コントローラの前記マスタ内部クロックに同期化される、請求項１６６に記載のシステム。

【請求項170】

前記システムは、マスタ内部クロックを備えたコントローラをさらに備え、前記コントローラ内の前記マスタ内部クロックは、信号内で前記マスタ内部クロックの時刻を伝達する前記信号を生成することができる、請求項１６１に記載のシステム。

【請求項171】

前記コントローラは、マスタ、ゲートウェイ、及びＬＥＤライトから選択される、請求項１７０に記載のシステム。

【請求項172】

各ＬＥＤライトは、前記コントローラからの前記信号、及び前記信号内の前記マスタ内部クロックの時刻を受信し、前記マスタ内部クロックの時刻を前記ＬＥＤライトの前記内部クロックの時刻と比較することができる、請求項１７０に記載のシステム。

【請求項173】

前記コントローラは、さらに、
信号を受信できる少なくとも１つのアンテナと、
前記アンテナに動作可能に接続された信号受信器と、
前記コントローラから信号を発することができる信号送信器と、
を備える、請求項１７０に記載のシステム。

【請求項174】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトは、自身の内部クロックを調整して、前記コントローラの前記マスタ内部クロックと同調させることができる、請求項１７０に記載のシステム。

【請求項175】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトは、前記コントローラの前記マスタ内部クロックの時刻を、前記２つ以上のＬＥＤライトのうちの他のＬＥＤライトに再ブロードキャストすることができる、請求項１７０に記載のシステム。

【請求項176】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記内部クロックの時刻は、前記コントローラの前記マスタ内部クロックの時刻に同期化される、請求項１７０に記載のシステム。

【請求項177】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトは、メッシュネットワークプロトコル内に存在する、請求項１６１に記載のシステム。

【請求項178】

前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれは、温度センサをさらに備える、請求項１６６に記載のシステム。

【請求項179】

前記温度センサは、前記コントローラと通信する、請求項１７８に記載のシステム。

【請求項180】

前記コントローラは、信号内で前記マスタ内部クロックの時刻を伝達する前記信号を生成することができるマスタであり、
前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトは、前記マスタから前記信号を受信することができ、各ＬＥＤライトは、前記マスタからの前記信号の時刻を分析し、前記マスタの前記マスタ内部クロックの時刻を前記ＬＥＤライトの前記内部クロックの時刻と比較することができる、
請求項１６６に記載のシステム。

【請求項181】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトの前記内部クロックの時刻は、前記マスタの前記マスタ内部クロックに同期化され、前記２つ以上のＬＥＤライトからの前記光子放出を同期化する、請求項１８０に記載のシステム。

【請求項182】

前記マスタは、ハードワイヤ通信または無線通信により前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれと通信する、請求項１８１に記載のシステム。

【請求項183】

前記信号は、前記ハードワイヤ内の反復信号であり、前記反復信号は、各ＬＥＤライトからの前記光子放出をケイデンスするために使用することができる、請求項１８２に記載のシステム。

【請求項184】

前記無線通信は、超広帯域、広帯域、パルス無線周波数（ＲＦ）、パッシブ、Ｚｉｇｂｅｅ、無線アドホックネットワーク、メッシュネットワーク、及びＲＦＩＤから選択される、請求項１８２に記載のシステム。

【請求項185】

前記マスタと通信し、前記マスタにコマンドを提供するゲートウェイをさらに備える、請求項１８１に記載のシステム。

【請求項186】

前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトは、さらに、
少なくとも１つのアンテナと、
前記アンテナに動作可能に接続され、前記コントローラと通信する信号受信器と、
前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれから信号を発することができ、前記コントローラと通信する信号送信器と、
を備える、請求項１６６に記載のシステム。

【請求項187】

前記コントローラは、前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれと通信するゲートウェイである、請求項１６６に記載のシステム。

【請求項188】

前記ゲートウェイは、信号内で前記マスタ内部クロックの時刻を伝達する前記信号を生成することができ、
前記２つ以上のＬＥＤライトの各ＬＥＤライトは、前記ゲートウェイから前記信号を受信することができ、各ＬＥＤライトは、前記ゲートウェイからの前記信号の時刻を分析し、前記ゲートウェイの前記マスタ内部クロックの時刻を前記ＬＥＤライトの前記内部クロックの時刻と比較することができる、
請求項１８６に記載のシステム。

【請求項189】

前記ゲートウェイは、ハードワイヤ通信または無線通信により前記２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれと通信する、請求項１８８に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年１２月２０日に出願された米国特許出願第６２／９５１，２４１号に対する優先権を主張し、その内容全体は、全ての目的の参照により本明細書に組み込まれるものとする。

【背景技術】

【0002】

電球が初めて発明されて以来、光子エミッタのオン／オフサイクルを同期化する能力は、照明業界の原動力となっている。同期化の例として、昼／夜のサイクルに対応する街灯、または交通パターンに対応する交通信号を同期化する能力が挙げられるが、これらに限定されない。

【発明の概要】

【0003】

下記の実施形態及びその態様は、システム、ツール、及び方法と併せて説明及び図示され、これらは、範囲を限定するものではなく、模範的かつ例示的であることが意図される。

【0004】

本発明の実施形態は、２つ以上のＬＥＤライトからの光子放出を同期制御するためのシステムを提供し、システムは、少なくとも１つのマスタコントローラと、少なくとも１つのマスタコントローラ内のマスタクロックであって、少なくとも１つのマスタコントローラは、信号内でマスタクロックの時刻を伝達する信号を生成することができる、当該マスタクロックと、２つ以上のＬＥＤライトと、を備え、各ＬＥＤライトは、コントローラと、内部クロックと、少なくとも１つの光子エミッタと、を備え、少なくとも１つの光子エミッタは、光子を放出することができ、コントローラは、内部クロック及び少なくとも１つの光子エミッタと通信し、内部クロックの時刻は、少なくとも１つの光子エミッタからの光子放出のタイミングを同期化し、各ＬＥＤライトは、マスタコントローラから信号を受信することができ、各ＬＥＤライトのコントローラは、マスタコントローラからの信号のマスタクロックの時刻を分析して、マスタクロックの時刻をＬＥＤライトの内部クロックの時刻と比較することができる。

【0005】

本発明の実施形態は、ＬＥＤライトアレイ内の２つ以上のＬＥＤライトからの光子放出を同期化する方法を提供し、方法は、少なくとも１つのマスタコントローラを設けることと、少なくとも１つのマスタコントローラ内にマスタクロックを設けることであって、少なくとも１つのマスタコントローラは、信号内でマスタクロックの時刻を伝達する信号を生成することができる、当該設けることと、２つ以上のＬＥＤライトを設けることであって、各ＬＥＤライトは、コントローラと、内部クロックと、少なくとも１つの光子エミッタと、を備え、少なくとも１つの光子エミッタは、光子を放出することができ、コントローラは、内部クロック及び少なくとも１つの光子エミッタと通信し、内部クロックの時刻は、少なくとも１つの光子エミッタからの光子放出のタイミングを同期化する、当該設けることと、少なくとも１つのマスタコントローラから信号を生成することであって、信号は、信号内にマスタクロックの時刻、及び信号が送信された時刻を含む、当該信号を生成することと、各ＬＥＤライト内で信号を受信することと、ＬＥＤライトのコントローラ内で、マスタクロックの時刻、及びマスタから信号が送信された時刻を分析することと、マスタの時刻及びマスタから信号が送信された時刻を、ＬＥＤライトの内部クロックの時刻と比較することと、ＬＥＤライトの内部クロックを、マスタのマスタクロックに同期化することと、を含む。

【0006】

本発明の実施形態は、ＬＥＤライトアレイ内の２つ以上のＬＥＤライトからの光子放出を同期化する方法を提供し、方法は、少なくとも１つのマスタコントローラを設けることと、少なくとも１つのマスタコントローラ内にマスタクロックを設けることであって、少なくとも１つのマスタコントローラは、信号内でマスタクロックの時刻を伝達する信号を生成することができる、当該設けることと、２つ以上のＬＥＤライトを設けることであって、各ＬＥＤライトは、光子を放出することができる少なくとも１つの光子エミッタを備える、当該設けることと、少なくとも１つのマスタコントローラから、信号内にマスタクロックの時刻を含む信号を生成することと、各ＬＥＤライト内で信号を受信することと、当該マスタクロックを使用して、２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれにおける光子放出を、互いに同期化することと、を含む。

【0007】

本発明の実施形態は、ＬＥＤライトアレイ内の２つ以上のＬＥＤライトからの光子放出を同期化する方法を提供し、方法は、マスタコントローラとして機能する少なくとも１つのＬＥＤライトを設けることと、少なくとも１つのマスタコントローラ内にマスタクロックを設けることであって、少なくとも１つのマスタコントローラは、信号内でマスタクロックの時刻を伝達する信号を生成することができる、当該設けることと、２つ以上のＬＥＤライトを設けることであって、各ＬＥＤライトは、光子を放出することができる少なくとも１つの光子エミッタを備える、当該設けることと、少なくとも１つのマスタコントローラから、信号内にマスタクロックの時刻を含む信号を生成することと、各ＬＥＤライト内で信号を受信することと、当該マスタクロックを使用して、２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれにおける光子放出を、互いに同期化することと、を含む。

【0008】

本発明の実施形態は、メッシュネットワークプロトコル内で、ＬＥＤライトアレイ内の２つ以上のＬＥＤライトからの光子放出を同期化する方法を提供し、方法は、マスタコントローラとして機能する少なくとも１つのＬＥＤライトを設けることと、少なくとも１つのマスタコントローラ内にマスタクロックを設けることであって、少なくとも１つのマスタコントローラは、信号内でマスタクロックの時刻を伝達する信号を生成することができる、当該設けることと、２つ以上のＬＥＤライトを設けることであって、各ＬＥＤライトは、光子を放出することができる少なくとも１つの光子エミッタを備える、当該設けることと、少なくとも１つのマスタコントローラから、信号内にマスタクロックの時刻を含む信号を生成することと、各ＬＥＤライト内で信号を受信することと、当該マスタクロックを使用して、２つ以上のＬＥＤライトのそれぞれにおける光子放出を、互いのＬＥＤライトに同期化することであって、ＬＥＤライトアレイ内の互いのＬＥＤライトは、当該マスタクロックを他のＬＥＤライトに再ブロードキャストし、自身の内部クロックを当該マスタクロックに最も合うように調整し、当該マスタクロックを他のＬＥＤライトに再ブロードキャストすることができる、当該同期化することと、を含む。

【0009】

本発明の実施形態は、メッシュネットワークプロトコル内で、ＬＥＤライトアレイ内の２つ以上のＬＥＤライトからの光子放出を同期化する方法を提供し、方法は、２つ以上のＬＥＤライトを設けることであって、メッシュネットワーク内の各ＬＥＤライトは、クロック信号をブロードキャストし、システム内の他のＬＥＤライトからクロック信号を受信し、各ライトは、収束アルゴリズムを実行して、自身の内部クロックを、ＬＥＤライトアレイ内の他の受信クロックに最も同調させ、当該ＬＥＤライトは、自身の調整済みまたは収束済みのクロックを、ＬＥＤライトアレイ内の他のＬＥＤライトへブロードキャストし、反復サイクルにわたり、全てのＬＥＤライトのクロックは互いに収束または同調し、各ＬＥＤライトは、光子を放出することができる少なくとも１つの光子エミッタを備える、当該設けることと、ＬＥＤライトアレイの調整済みまたは収束済みのクロックに同期化された光子放出を生成することと、を含む。

【0010】

本発明の実施形態は、命令を含むコンピュータ可読媒体を提供し、命令は、少なくとも１つのマスタコントローラ及び２つ以上の光放出デバイス（ＬＥＤ）を備えたシステムのプロセッサのうちの１つ以上により実行されると、当該少なくとも１つのマスタコントローラ内のマスタクロックの時刻を提供することと、信号内で当該マスタクロックの時刻を伝達する当該信号を生成することと、２つ以上のＬＥＤで信号を受信することであって、各ＬＥＤは、コントローラと、内部クロックと、少なくとも１つの光子エミッタと、を備え、各ＬＥＤのコントローラは、ＬＥＤの内部クロックの時刻を、ＬＥＤの当該少なくとも１つの光子エミッタからの光子放出のタイミングに同期化するように構成される、当該受信することと、当該少なくとも１つのマスタコントローラから、信号内に当該マスタクロックの時刻、及び当該信号の送信時刻を含む当該信号を生成することと、各ＬＥＤ内で当該信号を受信することと、当該ＬＥＤのコントローラ内で、当該マスタクロックの時刻、及び当該マスタコントローラから信号が送信された時刻を分析することと、当該マスタクロックの時刻及び当該マスタコントローラから信号が送信された時刻を、ＬＥＤの内部クロックの時刻と比較することと、ＬＥＤの内部クロックを、当該マスタコントローラのマスタクロックに同期化することと、をシステムに実行させる。

【0011】

本開示の別の実施形態は、光子エミッタのネットワークアレイにおけるエネルギー効率を向上させる方法を提供し、方法は、アレイ光子放出収容ユニットを設けることであって、ユニットの２０％～８０％の範囲がオンサイクルであり、これに付随する割合の光子放出収容ユニットがオフサイクルである、当該設けることと、オンサイクルの光子放出収容ユニットをオフサイクルにシフトし、同時に光子放出収容ユニットの２０％～８０％をオフサイクルからオンサイクルにシフトすることと、常にアレイ内の光子放出収容ユニットの２０％～８０％がオンサイクルとなり、同時にこれに付随する割合がオフサイクルとなるように、このサイクルを反復することと、を含む。

【0012】

本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する添付の図面は、いくつかの例示的な実施形態及び／または特徴を示すが、これらは唯一または排他的ではない。本明細書に開示される実施形態及び図は、限定ではなく例示とみなされることが意図される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】光子エミッタ及びセンサアレイの同期通信及び制御の方法のフロー図である。

【図2】マスタとＬＥＤライトとの間の通信を示す図である。

【図3】ＬＥＤライトの例示的な図である。

【図4】ＬＥＤライトの同期化を示す例示的な図である。

【図5】一連のマスタ及びゲートウェイにハードワイヤリングされたＬＥＤライトアレイの同期化を示す例示的な図である。

【図6】ゲートウェイまたはマスタと無線通信するＬＥＤライトアレイの同期化を示す例示的な図である。

【図7】２０％で電力効率を最大化する、２５個の光子放出収容ユニットのアレイの同期化の実施例を示す図である。

【図8】５０％で電力効率を最大化する、２０個の光子放出収容ユニットのアレイの同期化の実施例を示す図である。

【図9】無線通信を行うＬＥＤライトアレイの同期化を示す例示的な図であり、単一のＬＥＤがゲートウェイまたはマスタとして機能する。

【図10】３つの成分を含む光子レシピの実施例を示す図であり、レシピステップは０ミリ秒から始まる。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本開示の実施形態は、２つ以上のＬＥＤライトを含むＬＥＤライトアレイ内のＬＥＤライト及びセンサの同期通信及び制御のためのシステム、装置、及び方法を提供する。グリーンハウス、温室、家禽卵生産施設、病院、酪農生産、または他の照明施設などの施設内に存在するアレイ内のＬＥＤライトと通信するゲートウェイ（メインコントローラ）及び／またはマスタコントローラ（サブコントローラ）内のマスタクロックの使用を通して、ゲートウェイ及び／またはマスタコントローラは、アレイ内のＬＥＤライトのそれぞれに送信される信号内にコマンド及びマスタクロックからの時刻を含むマスタ信号を生成することにより、ＬＥＤライトアレイからの光または光子の放出を同期化することができる。信号は、ＬＥＤライト、並びにＬＥＤライトアレイをサポートするセンサに、ハードワイヤまたは無線で送信され得る。各ＬＥＤライト及びセンサは、マスタまたはゲートウェイから信号を受信し、次に、自身の内部クロックの時刻をマスタクロック信号の時刻と比較するため、これにより、信号内のコマンドを、他の光子エミッタ及びセンサと好適に時刻調整することが可能となる。

【0015】

本開示の実施形態は、ＬＥＤライトの同期化して電力効率を最大化または制御するためのシステム、装置、及び方法をさらに提供する。本明細書で説明されるシステム、装置、及び方法は、家禽生産施設、グリーンハウス、乳牛舎、豚生産施設、七面鳥生産施設、家畜飼育場、家畜トレーラ、または人間の病院におけるＬＥＤ光エミッタのアレイなどの光子または光放出システムにおいて、電力ストレス及び熱生成を削減する。システム及び方法は、１０％、２５％、５０％、または８０％などの対応する割合のＬＥＤライトをパルス放出状態すなわち常時オン状態にして、アレイ内の全てのＬＥＤライトが、生物の知覚光学反応よりも速い光子放出速度を周期的に繰り返すことにより、ＬＥＤライトのアレイからの光子放出を１０％、２５％、５０％、または８０％などの削減した使用率に同期化し、ＬＥＤライトアレイの電力を１０％、２０％、２５％、５０％、７５％、または９０％に削減する。

【0016】

図１は、ＬＥＤライトアレイの同期通信及び制御の方法の一例を示すフローチャートを提供する。ステップ１０２にて、マスタ内のマスタコントローラは、マスタ内のクロックの時刻を含むコマンドを有する信号を送信する。信号は、ハードワイヤ送信または無線送信のいずれかにより、アレイ内のＬＥＤライトに送信される。ステップ１０４にて、アレイ内の各ＬＥＤライトは、マスタ信号を受信し、マスタ信号は、ＬＥＤライト内でコントローラまたはマイクロコントローラで処理される。ステップ１０６にて、マスタ信号内のクロックのタイミングは、各ＬＥＤライト内の内部クロックの時刻と比較され、各内部ＬＥＤライトクロックの内部クロックドリフトが特定及び修正されて、ＬＥＤライトは、ゲートウェイ及び／またはマスタコントローラに同期化される。

【0017】

図２は、ＬＥＤライトが近接している他のＬＥＤライトに関して、ＬＥＤライトのタイミング及び同期化を確認する、マスタコントローラとＬＥＤライトとの間の通信の実施例の図を提供する。図２に示されるように、マスタクロック２０２ａを備えたマスタ２０２、及び内部クロック２０６ｂを備えたＬＥＤライト２０６が示される。生成された信号２０４は、マスタコントローラにより、マスタ２０２からＬＥＤライト２０６に送信される。信号２０４は、搬送波周波数を有し、これは、例えばＬＥＤライトからの光子放出レシピとマスタ２０２内のクロック２０２ａの時刻とに関するコマンドなど、複数の成分を含むことができる。ＬＥＤライト２０６は信号２０４を受信し、ＬＥＤライト２０６内のコントローラ２０６ａは、ＬＥＤライトの内部クロック２０６ｂの時刻を、マスタ２０２の内部クロック２０２ａの時刻、及びマスタ２０２から信号２０４が送信された時刻と比較する。これにより、ＬＥＤライトは、最大クロックドリフトが銅の電気速度に制限された同期化状態を維持することが可能となる。逆に、ＬＥＤライト２０６は、情報を含む信号２０５をマスタ２０２に送り返し得、情報には、例えば光子レシピの確認、ＬＥＤライトの周辺温度、内部クロック２０６ｂからの時刻、ＬＥＤライト２０６のオフセットクロック調整、及び信号２０５の送信時刻、並びに他のオペレーティング情報、例えばノイズ除去、システムまたはその部品のステータス及び健康状態、ＬＥＤライト自体またはシステム内の他のＬＥＤライト及びセンサの位置、識別、及び履歴などが挙げられる。

【0018】

本明細書で使用されるゲートウェイは、照明ネットワーク、メッシュネットワーク、センサのネットワーク、環境制御、またはこれらの組み合わせに対する全方向制御を提供し、これらが同期通信することを可能にするネットワークデバイスであり得る。

【0019】

本明細書で使用されるマスタは、ＬＥＤライト、センサ、または環境コントローラなどの１つ以上の他のデバイスに対する全方向制御及び通信が可能なデバイスである。

【0020】

様々な「ＬＥＤライト」、光放出デバイス、または照明アセンブリは、光子の反復パルス、波形、またはパルス列を送る光子の変調放出が可能な照明素子のネットワークを有し、個々のパルスは、少なくとも１つの色スペクトル、波長、または複数の色スペクトルもしくは波長を有し、強度を変えることが可能である。本明細書で提供される開示では、多数のＬＥＤライトが使用され得、当業者には理解されるように、多数のＬＥＤライトには、タングステンハロゲン及びキセノンなどの白熱灯、蛍光灯（ＣＦＬ）、メタルハライドなどの高輝度放電灯、高圧ナトリウム、低圧ナトリウム、水銀蒸気、太陽光、発光ダイオードの制御された光変調が含まれるが、これらに限定されない。

【0021】

ＬＥＤライトは、幅０．１～１６００ｎｍの範囲の波長（複数可）または色スペクトルを生成または放出し、これらには、赤外光、近赤色光及び遠赤色光を含む赤色光（８００～６２０ｎｍ）、オレンジ色光（６２０～５９０ｎｍ）、黄色光（５９０～５２０ｎｍ）、緑色光、シアン色光（５２０～５００）、青色光（５００～４３５）、紫色光及び紫外光（４５０～３８０ｎｍ）、並びに白色光が、非限定的に含まれる。ＬＥＤライトは、光子信号を生成し、光子信号は、一定形式で（パルス形式と組み合わせて）放出され得る、またはＬＥＤライトが光子または光を放出している持続時間を指す「オン持続時間」のパルス形式で放出され得る。ＬＥＤライトからの光子放出のオン持続時間は、０．０１マイクロ秒～５０００ミリ秒の間であり得、この範囲内の全ての整数の持続時間が含まれる。付随する「オフ持続時間」は、０．０１マイクロ秒～２４時間の間であり得、この範囲内の全ての整数の持続時間が含まれ、ＬＥＤライトが光子または光を放出していない持続時間を指す。

【0022】

必要な通信及びクロック時刻を伝送するために、様々な信号タイプが、ＬＥＤライト、マスタ、及びゲートウェイからのブロードキャストに使用され得る。信号は、イーサネット（登録商標）、導波路、ＡＣ／ＤＣ用の電気ケーブル、及び光ファイバなどであるがこれらに限定されない信号通信可能な様々なケーブルを使用して、ハードワイヤ接続され得る、あるいは、例としてウルトラワイドバンド、ブロードバンド、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、無線周波数（ＲＦ）、パッシブ、ＲＦＩＤ、及び同様に無線通信対応可能な他のもので、無線送信され得る。さらに、通信は、ＡＣ電力線またはＤＣ電力線を介した搬送波周波数で、実施され得る。この場合、ＡＣ周波数は、ＬＥＤライトに対するマスタクロック周波数として利用され得る。

【0023】

例として、信号は、家禽育成舎における９００～９２３Ｍｈｚの範囲の無線周波数であり得る。チャネル０は９０５Ｍｈｚであり、チャネル１は９０７Ｍｈｚであり、チャネル２は９０９Ｍｈｚである。周波数９０５Ｍｈｚは、マスタから各ＬＥＤライトに送信される無線信号であり、コマンド及び他の情報を含むことができる搬送波周波数を有し、他の情報は、例えば、ＬＥＤライトからの光子放出／信号の各成分のパルス持続時間を含む光子放出レシピ、各成分のオフ持続時間、各成分の波長色及び強度、並びにマスタクロックの時刻及びマスタクロックから信号が送信された時刻に関する。逆に、ＬＥＤライトは、レシピの確認、ＬＥＤライトの周辺温度、内部クロックからの時刻、ＬＥＤライトのクロック調整、及び信号の送信時刻を含む同じ周波数９０５Ｍｈｚの無線信号を、マスタコントローラまたは他のＬＥＤライトに送り返し得る。

【0024】

図３は、本開示のＬＥＤライト２０６の概略図を提供する。図３に示されるように、ＬＥＤライト２０６は、コントローラ３０２と、クロック生成水晶回路３０３と、ハードワイヤ信号送信器／受信器３０４と、１つ以上の光子エミッタ３０５と、無線信号受信器／送信器３０６と、電源及び信号送信器／受信器３０８と、温度センサ３１０とを備え得るが、これらに限定されない。本明細書で提供される開示では、いくつかのバス通信インフラストラクチャが使用され得、当業者には理解されるように、いくつかのバス通信インフラストラクチャには、単一方向、受信器、送受信器、全方向、及び双方向のものが含まれるが、これらに限定されない。ＬＥＤライトアレイ内の各ＬＥＤライト２０６の同期化は、内部クロック３０３と、他の着信マスタクロックまたは他のＬＥＤライト２０６の着信クロックのうちの１つ以上との差を計算及び調整することに基づく。マスタクロックコントローラまたは他のＬＥＤライト２０６は、信号３１５を送信し、信号３１５は、ＬＥＤライトの無線信号受信器／送信器３０６、ハードワイヤ信号送信器／受信器３０４、またはハードワイヤ電力送信器／受信器３０８により受信され、信号３１５は、マスタの内部クロックの時刻、及び信号が送信されたタイミング、または他のＬＥＤライト２０６からの調整済みのクロックのタイミングを含む。各ＬＥＤライト２０６は、信号受信器／送受信器３０４、３０６、または３０８を介して信号を受信し、信号内の情報がコントローラ３０２に伝達される。ＬＥＤライト２０６のコントローラ３０２は、ＬＥＤライトの内部クロック３０３と通信し、マスタクロックの時刻を、ＬＥＤライトの内部クロック３０３の時刻及び信号が受信された時刻と比較する。これにより、アレイのＬＥＤライトは、最大ドリフトが２．０ｎｓに制限された同期化状態を維持することが可能となる。２ナノ秒のドリフトが例として与えられるが、当業者には理解されるように、マスタクロックと内部クロックとの同期化、及び許容可能なタイミングドリフトは、使用する通信タイプ並びに照明システムのニーズ及びアプリケーションに基づいて変わり得、１００ｐｓ、５００ｐｓ、７５０ｐｓ、１．０ｎｓから、５ｎｓ、１０ｎｓ、２５ｎｓ、５０ｎｓ、５ｕｓ、１０ｕｓ、１００ｕｓ、５００ｕｓ、４ｍｓ、５８ｍｓ、１０００ｍｓ、２０００ｍｓ、３０００ｍｓ、４０００ｍｓまでの範囲であり得、この範囲内の全て整数であり得る。マスタによりタイミング信号がブロードキャストされ、各ＬＥＤライトのタイミングは、マスタからのタイミング信号とＬＥＤライトのクロックとの相関に基づく。タイミングがずれている場合、ＬＥＤライトは、マスタとＬＥＤライトとの同期化が欠落していることを示すフィードバックを生成し得る。ＬＥＤライト２０６はまた、ＬＥＤライトの現在時刻、ＬＥＤライトの温度などのＬＥＤライト２０６に関する様々な情報を含む無線出力信号３０７を送信し得、これは、ＬＥＤライトがペアリングされたマスタ、ゲートウェイ、またはアレイ内の他のＬＥＤライトに送信され得る。ＬＥＤライトはまた、コントローラ３０２と通信する温度センサ３１０及び／または気圧計を有し得、これは、ＬＥＤライトまたはその環境の周辺の温度及び気圧を監視する。

【0025】

電源３０８は、コントローラ３０２と通信し、コントローラ３０２に動作可能に接続され、ＬＥＤライトに電力を供給する。ＬＥＤライトの範囲及びタイプに応じて、様々な電源が使用され得、当業者には理解されるように、これには、ＡＣ、ＤＣ、（１２ボルト及び９ボルト）などの電池が含まれる。ＡＣまたはＤＣのハードワイヤ電源の場合、その電源は、クロックタイミング及びその他の信号の通信を受信及び送信する受信器／送受信器としても機能することができる。

【0026】

温度及び気圧変化は、ゲートウェイと、マスタと、ＬＥＤライトとの間の信号通信にも影響を与え、温度クロックドリフトを引き起こし、無線通信信号の周波数ドリフトの場合は、高調波問題、並びにＬＥＤライトとマスタとの間、マスタとゲートウェイとの間、及びＬＥＤライト間で欠落通信を生じ得る。ＬＥＤライト及びマスタは、クロックドリフト、温度、気圧、及び周波数ドリフトの変化を把握して、周波数ドリフトが通信障害を生じるほど大きくなり過ぎないように、必要に応じて、例えば５分、１分、１０分、３０分、１時間、２４時間ごとに、反復内部機能で再較正され得る。信号周波数を維持するには、商用施設内で各ＬＥＤライトの強度を個別に監視及び制御することが重要である。

【0027】

ＬＥＤライトのパルス光子放出の強度を変更することで、生物に望ましい反応をもたらすことができる。例えば、アレイ内のいくつかのＬＥＤライトが暖房及び空調（ＨＶＡＣ）用の通気口の下に吊るされ、アレイ内の他のライトよりも生物に近い場合、アレイ内のＬＥＤライトの放出を均一にするために、ＨＶＡＣ下のＬＥＤライトは、光子放出強度をより低くする必要がある。

【0028】

本明細書のシステムの実施形態は、通信システムまたは信号でタイミング情報だけでなく、通信信号内で各コンポーネントの一意的な識別、及びコンポーネントがリスニングして情報を送信するべき展開チャネルを、送信する。システムのコンポーネントは、個別の無線チャネルで通信し得る。チャネルは、双方向通信であってもよく、またはチャネルは、送信専用構成または受信専用構成などの一方向専用であってもよい。ＬＥＤライトが無線通信で展開される各施設は、信号反射及びエコー特性を生み出すこともできる独自の構造及び設計を有する。本明細書で説明される同期化の方法は、施設内のエコー及び反射を考慮するように設計される。例として、ブロードキャストされるマスタのクロック信号は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１～５、もしくは１～２０のタイミング、またはシステムの必要なタイミングを含む。ＬＥＤライトまたはセンサがマスタ、ゲートウェイ、または他のＬＥＤライトから信号を受信し、例えば番号９が１０の後に来る、または番号９が複数回繰り返されるなど、番号が順不同である、または繰り返される場合、信号を受信したＬＥＤライトは、信号が壁に当たってはね返ったため、ＬＥＤライトは同じ番号を２回受信した、またはエラーが生じたこと、及び信号を無視することを認識する。信号のタイミングが８から１０になる場合は、信号が欠落していることが認識される。一意的な識別及びチャネルのペアリングにより、システムのコンポーネントは、そのコンポーネント宛ではない、またはシステムに属さない通信信号を、無視することが可能となる。

【0029】

本明細書で提供される開示では、いくつかのクロックまたはタイミングメカニズムが使用され得る。例として、本明細書で提供される開示では、水晶発振器またはクォーツ水晶発振器などのクロック生成水晶回路が使用され得る。水晶発振器は、圧電材料の振動水晶の機械的共振を使用して、一定周波数の電気信号を生成する電子発振回路である。この周波数は、時刻を追跡するために使用され、デジタル集積回路に安定したクロック信号を提供する。さらに、抵抗容量結合型回路及びマイクロコントローラも、タイミングに使用され得る。

【0030】

本明細書で使用される無線ネットワークは、ネットワークノード間の無線データ接続を使用するコンピュータネットワークである。無線ネットワークは、住宅、電気通信ネットワーク、及び事業設備が、建物内へのケーブル導入、または様々な機器位置間を接続するケーブル導入というコストのかかるプロセスを回避する方法である。無線電気通信ネットワークは、概して無線通信を使用して実施及び管理される。この実施態様は、ＯＳＩモデルネットワーク構造の物理レベル（物理層）で実行される。無線ネットワークの例として、携帯電話ネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、無線センサネットワーク、衛星通信ネットワーク、地上マイクロ波ネットワーク、超広帯域、ＲＦ、ブルートゥース（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ、及びメッシュネットワークが挙げられる。

【0031】

本明細書で使用されるメッシュネットワーク（または単にメッシュネット）は、インフラストラクチャノード（すなわちブリッジ、スイッチ、及び他のインフラストラクチャデバイス）が、できるだけ多くの他のノードに直接、動的に、非階層的に接続し、相互に協力してクライアントとの間のデータのルーティングを効率的に行う、ローカルネットワークトポロジである。このように１つのノードに依存しないため、全てのノードが情報中継に参加することが可能となる。メッシュネットワークは、動的に自己組織化及び自己構成するため、インストールのオーバーヘッドが低減され得る。特にいくつかのノードに障害が発生した場合に、自己構成機能により、ワークロードの動的分散が可能となる。今度はこれが、フォールトトレランス（耐障害性）及びメンテナンスコストの削減に貢献する。

【0032】

本明細書で使用される「デューティサイクル」は、デバイスが完全なオン／オフサイクルまたは光子信号を完了するのにかかる時間の長さである。デューティサイクルは、検討中の合計時間の一部分として、エンティティがアクティブ状態で費やす時間の割合である。デューティサイクルという用語は、スイッチング電源などの電気デバイスに関して使用されることが多い。電気デバイスでは、６０％のデューティサイクルは、６０％の時間は電源がオン状態であり、４０％の時間は電源がオフ状態であることを意味する。本開示の例示的なデューティサイクルは、０．０１％～９０％の範囲であり得、その範囲内の全ての数を含む。

【0033】

本明細書で使用される「周波数」は、単位時間あたりの反復イベントの発生回数であり、任意の周波数が、本開示のシステムにおいて使用され得る。周波数はまた、時間周波数も指し得る。反復期間は、反復イベントの１つのサイクルの持続時間であるため、反復期間は周波数の逆数である。

【0034】

本明細書で使用される用語「波形」は、時間または距離に対する変化量のグラフの形状を指す。

【0035】

本明細書で使用される用語「パルス波」または「パルス列」は、方形波に類似するが完全な方形波に伴う対称形状を有さない、一種の非正弦波形である。図１０には、様々なパルス波またはパルス列の３つの成分を含む光子レシピの実施例が示され、レシピステップはミリ秒単位であり、０～４４０ミリ秒の範囲を有する。これは、シンセサイザプログラミングに共通する用語であり、数多くのシンセサイザで利用可能な典型的な波形である。波の正確な形状は、発振器のデューティサイクルにより決定される。数多くのシンセサイザにおいて、よりダイナミックな音色のために、デューティサイクルは変調され得る（時にパルス幅変調とも称される）。パルス波は、矩形波、周期的バージョンの矩形関数としても知られる。

【0036】

本明細書で使用される用語「オフセット」は、別のパルスのオン持続時間とは異なるタイミングで開始されるパルスのオン持続時間を意味する。例として、第１の光子パルスは、第２以上の他の光子パルスを有する反復サイクルまたはデューティサイクルの開始時に開始され得る。

【0037】

本明細書で使用される無線自動識別（ＲＦＩＤ）は、電磁場を使用して、オブジェクトに取り付けられたタグを自動的に識別及び追跡する。タグには、電子的に格納された情報が含まれる。パッシブタグは、近傍のＲＦＩＤリーダの調査電波からエネルギーを収集する。アクティブタグは、ローカル電源（電池など）を有し、ＲＦＩＤリーダから数百メートル離れていても作動し得る。タグは、バーコードとは異なり、リーダの照準線内に存在する必要はないため、追跡オブジェクト内に埋め込められてもよい。ＲＦＩＤは、自動識別及びデータキャプチャ（ＡＩＤＣ）の１つの方法である。

【0038】

本明細書で使用されるイーサネットは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、及びワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）で一般的に使用されるコンピュータネットワーク技術の系列である。^［１］イーサネットは、１９８０年に商業的に導入され、１９８３年に初めてＩＥＥＥ８０２．３として規格化され、それ以来、相当な下位互換性を保持しており、より高いビットレート及びより長いリンク距離に対応するように改良されてきた。時間の経過と共に、イーサネットは、トークンリング、ＦＤＤＩ、ＡＲＣＮＥＴなどの競合のハードワイヤＬＡＮ技術に大きく取って代わった。

【0039】

本明細書で使用される「ブルートゥース」は、産業、科学、及び医療の無線帯域の２．４００～２．４８５ＧＨｚの短波長ＵＨＦ電波を使用して、短距離の固定デバイスとモバイルデバイスとの間でデータを交換し、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）を構築するための無線技術規格である。これはもともと、ＲＳ－２３２データケーブルの無線代替として考案された。

【0040】

本明細書で使用される「Ｚｉｇｂｅｅ」は、ホームオートメーション、医療機器データ収集、及び他の低電力低帯域幅のニーズなど、無線接続を必要とする小規模プロジェクト用に設計された小型低電力型デジタル無線機によるパーソナルエリアネットワークを作成するのに使用される一連の高レベル通信プロトコルのＩＥＥＥ８０２．１５．４ベース仕様である。従って、Ｚｉｇｂｅｅは、低電力、低データ速度、近接（すなわちパーソナルエリア）型の無線アドホックネットワークである。

【0041】

マスタ及び／またはゲートウェイによるＬＥＤライトアレイのコミッショニング
本明細書で提供されるシステムは、ＬＥＤライトが、最良の通信接続を有するマスタ及び／またはゲートウェイをペアリングに選択することを可能にすることにより、あるいはマスタ及び／またはゲートウェイが、最良の通信接続を有するＬＥＤライトをペアリングに選択することを可能にすることにより、マスタ及び／またはゲートウェイによるアレイ内のＬＥＤライトのシステムのコミッショニングを可能にする。図４に示されるように、ゲートウェイ４０２は、２つのマスタ４０４ａ及び４０４ｂにハードワイヤ接続される（４０５）。次に、各マスタ４０４ａ及び４０４ｂは、９つのＬＥＤライト４０６のアレイと無線信号により通信する。第１のマスタ４０４ａは、各ＬＥＤライト２０６に信号を送信し、ＬＥＤライトは、マスタ４０４ａから信号を受信し、信号が受信されたことを示す自身の信号で応答する。次に、第２のマスタ４０４ｂは、同じＬＥＤライト２０６に信号を送信する。次に、ＬＥＤライトは、第２のマスタ４０４ｂからの信号を分析し、次に、最良の通信状態のマスタを選択し、そのマスタに自身をペアとしてコミッションする。

【0042】

図４に示されるように、コミッショニングプロセスでは、ＬＥＤライトアレイＡ（４０６ａ）は、第１のマスタ４０４ａから無線信号４０７ａを受信し、第２のマスタ４０４ｂから無線信号４０８ｂを受信した。信号強度及び通信品質に基づいて、ＬＥＤライトアレイＡ４０６ａのＬＥＤライト２０６は、第１のマスタ４０４ａを優先マスタとしてランク付けし、第１のマスタ４０４ａとのペアリングを要求する。ＬＥＤライトアレイＢ４０６ｂのＬＥＤライト２０６は、第２のマスタ４０４ｂを優先マスタとしてランク付けし、マスタ４０４ｂとのペアリングを要求する。マスタ４０４ａ及びマスタ４０４ｂはまた、当該ＬＥＤライト２０６との通信を比較し、ゲートウェイを介して通信して、ＬＥＤライト２０６と最良の通信状態を有するマスタを選び、ＬＥＤライト２０６とのペアとして自身をコミッションするマスタを選択し得る。コミッショニングプロセスは、ＬＥＤライトがマスタに信号を送信する逆の方向でもあり得、信号強度に基づいて、マスタが特定のＬＥＤライトとのペアリングを要求してもよいことに、留意されたい。

【0043】

システムはまた、信号強度を示すように設定されたＬＥＤライトシステムのコミッショニング中であることを、ＬＥＤライトを使用して示すように設定され得る。各ＬＥＤライトの異なる色を使用して、マスタに対するＬＥＤライトの信号通信の強度が示され得る（マスタとＬＥＤライトとの間の双方向通信に基づく）。これにより、設置者は、各ＬＥＤライトを目視で配置すること、並びに、最も強い信号、信号の強度、及び信号に含まれるデータを有する場所あるいはマスタ及び／またはゲートウェイに、すばやくＬＥＤライトを移動するまたはペアリングすることが可能となり、すなわち、エミッタが受信する信号の強度が高いほど、ユニットはＬＥＤライトにより近い。追加の実施形態では、各ＬＥＤライトは、アレイ内の他のＬＥＤライトに、受信中の信号またはデータの強度に関する情報を有する信号を送信し得、またはＬＥＤライトは、データ信号内の情報に関してマスタまたはゲートウェイと直接通信し得（モバイルリアルタイム測位ユニットからの緊急信号の場合など）、これにより、ＬＥＤライトは、照明アレイ内のユニットの正確な位置を三角測量し、必要に応じて自身の光子信号を調節することが可能となる。ＬＥＤライトは、光放出レシピの変更を促進する１つ以上の信号でプログラムされ得る、またはそのようなコマンドを有する信号をゲートウェイから受信し得る。

【0044】

無線通信を利用する現在のシステムの実施態様では、様々なデバイスが、ＬＥＤライト、マスタ、及びゲートウェイ間の通信を干渉する可能性のある信号または高調波を生成する機能を有する。この問題は、周波数範囲が制限された特定のチャネルを使用すること、従ってペアリングされたコンポーネントが区別可能な非常に限られたプロファイルの信号を提供することにより、軽減され得る。

【0045】

図５は、５つのマスタ２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄ、及び２０２ｅと通信し、これらを制御するゲートウェイの実施例を示し、各マスタは、２つ以上のＬＥＤライト２０６と通信し、各ＬＥＤライトは、少なくとも１つの通信状態の光子エミッタを含む。この実施例では、ゲートウェイ５０２は、イーサネット５０５によりハードワイヤ接続され、通信状態にあり、各マスタ２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄ、及び２０２ｅのコマンド及び制御を提供する。ゲートウェイ５０２はまた、例えばインターネットを介してまたはハードワイヤ接続ＣＰＵにより、第三者への通信を提供し、これにより、必要に応じて第三者によるパルスＬＥＤ照明アレイの二方向監視及び制御活動が可能となる。当業者には理解されるように、通信状態にあり、かつ１つのゲートウェイ５０２の制御下にあるマスタ２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄ、及び２０２ｅの数は、２、３、５、９、１３、１７、２４、２９、３３、４２、７９、１０４、２００、４００、６５０、１０００、１５０００、及びこの間の全ての整数が範囲であり得る。

【0046】

次に、各マスタ２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄ、及び２０２ｅは、通信状態にあり、アレイ５１０、５１２、５１４、５１６、及び５１８内の２つ以上のＬＥＤライト２０６の制御を提供する。図５では、各マスタ２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄ、及び２０２ｅは、通信状態にあり、６～９個のＬＥＤライトから成るアレイ５１０、５１２、５１４、５１６、及び５１８を制御する。当業者には理解されるように、各マスタ２０２と通信するアレイ内のＬＥＤライト２０６の数は、２、３、５、９、１３、１８、２２、４９、６３、７４、１２１、２０５、３６０、６４００、１１００、１５００１、及びこの間の全ての整数が範囲であり得る。

【0047】

図５では、各マスタ２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄ、及び２０２ｅは、アレイ５１０、５１２、５１４、５１６、及び５１８内の個々のＬＥＤライト２０６にハードワイヤ接続される（５０８ａ、５０８ｂ、５０８ｃ、５０８ｄ、５０８ｅ）。ハードワイヤは、ワイヤを介して情報の複数の信号が双方向に送信されることを可能にする通信アーキテクチャを提供する任意のタイプの配線であり得る。

【0048】

図５では、５つのマスタ２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄ、及び２０２ｅが示され、各マスタは、ＬＥＤライトアレイ５１０、５１２、５１４、５１６、及び５１８とペアリングされる。各マスタは、特定のアレイの制御及びペアリングを有し、これにより、個々のアレイは、自身のレシピ及び同期化による自身の光子放出パターンを有することが可能となる。例として、マスタ２０２ａは、ＬＥＤライトアレイ５１０とペアリングされ、このアレイは、家禽施設内に存在し得、幼鳥の性的成熟を誘発することなく、幼鳥が食べて成長することを誘発する同期化放出で光子を放出するように設計される。マスタ２０２ｂは、産卵のために鳥の性的成熟を誘発するように同期化された光子放出を行い得るＬＥＤライトアレイ５１２とペアリングされ、一方マスタ２０２ｃ及び２０２ｄは、乳生産を促進するように同期化された光子放出を行うＬＥＤライトアレイ５１４及び５１６を備えた乳牛専用の施設領域内にあり得、一方マスタ２０２ｅは、施設管理のために一時的に使用される施設領域内に存在するＬＥＤライトアレイ５１８とペアリングされ、ＬＥＤライトアレイ５１８は通常の白色光を放出する。ハードワイヤによる解決策では、マスタクロックは通信バスで送信され得、マスタクロックは、ＬＥＤライトの光子放出レシピをケイデンスするためにＬＥＤライトが使用する反復信号すぎないことに、留意されたい。この場合、ＬＥＤランプは、自身の内部クロックを有する必要はない。さらに、本明細書で提供されるシステムにより、ゲートウェイとマスタとのタイミングを同期化すること、並びにＬＥＤライトクロックの平均と一致するようにマスタコントローラに自身のタイミングを変更させることも可能である。

【0049】

図６は、ゲートウェイ／マスタとＬＥＤライトのアレイとの同期化の実施例を示し、各ＬＥＤライトは、少なくとも１つの光子エミッタ６００を含む。この実施例では、各ＬＥＤライト内の内部クロックと比較されるゲートウェイ内のマスタクロックを使用することにより、各ゲートウェイ／マスタは、アレイ内の各ＬＥＤライト及びセンサの同期化タイミング及び制御を維持することが可能となる。

【0050】

図６に示されるように、ゲートウェイ／マスタ６０２は、ＬＥＤライト及びセンサ６０１のアレイとの無線通信内に設けられる。この実施例では、マスタは設けられず、ゲートウェイ６０２は、外界に対する制御及び通信、並びにＬＥＤライトのファームウェア、光子放出レシピ、及び強度設定を更新する能力を提供する。ゲートウェイは、１日の間でＬＥＤライトがオン状態及びオフ状態となる１日あたりの時間数に関する２４時間制のクロックタイミングも開始し得る。ゲートウェイは、アレイ内のＬＥＤライトからの光子または光の放出の同期化、並びにアレイ内のセンサとの光の同期化及び通信のために、ＬＥＤライトに無線でブロードキャストされる同期化マスタクロックを開始する。当業者には理解されるように、デジタル出力制御または中央処理装置（ＣＰＵ）を備えたソリッドステート回路などの様々なゲートウェイ／マスタが使用され得るが、これは、デバイスが、アレイ内の光子エミッタ及びセンサに対する制御（光子変調のためのパラメータ及び好適な命令の入力／出力、または特殊機能）及び通信、並びにこれらのデバイスからの通信を受信することが可能であることを条件とする。

【0051】

上記で論述されるように、アレイ内の各ＬＥＤライトの同期化は、ゲートウェイ内のマスタクロックを使用することにより実現される。例として、ゲートウェイ６０２は、既知の反復速度で、ＬＥＤライトアレイに信号をブロードキャストする。次に、アレイ内の各ＬＥＤライトは、アレイ内の各ＬＥＤライト及びセンサ６０４、６０６、６０７、６０８、６１２、６１４、６１６、６１８、６２０、６２２、６２４、６２６、６２８、６３０、６３２、６３４、６３６に対する個別のデータ６０３、６０５、６３８、６４０、６４２、６４４、６４６、６４８、６５０、６５２、及び６５４を、ゲートウェイ６０２に応答し返すこともできる。信号は、放出レシピコマンド及びファームウェアコマンドなどの各ＬＥＤライト及びセンサに対する情報を含むが、マスタクロックのタイミング及びゲートウェイが信号を送信した時刻も含む。各ＬＥＤライトは、信号を受信し、マスタクロックの時刻のタイミング、並びにクロックが送信された時刻を読み出す。これにより、各ＬＥＤライト並びに各センサは、マスタクロックの時刻を自身の内部クロックと比較して、内部クロックがマスタクロックのタイミングからずれているか、ずれている場合はその程度を特定することが可能となる。これにより、ＬＥＤライトは、自身の内部クロックの時刻を再較正して、ＬＥＤライト内の光子放出をゲートウェイマスタクロックに同期化することが可能となる。

【0052】

本開示の別の実施形態では、マスタクロック信号６０４、６０６、６０７、６０８、６１４、６１６、及び６１８を受信した各ＬＥＤライトは、次に、二次の既知時刻に、自身の内部クロックを含む出力信号を、アレイ内の１つ以上のＬＥＤライトに送信する。これは図６に示され、ＬＥＤライト６０７は、自身の内部クロックを含む信号６５６、６５８、６６０、６６２、６６４、及び６６６を、ＬＥＤライト６０６、６０８、６１０、及び６１２、並びにセンサ６２４、及び６２６に送信する。同時に、ＬＥＤライト６０７はまた、ＬＥＤライト６０６、６０８、６１０、及び６１２から内部クロック信号を受信し、これにより、ＬＥＤライト６０７は、自身のクロックドリフト及び自身の内部クロックを改善することが可能となる。ゲートウェイのマスタクロックの場合は、自身のタイミング信号を、既知の反復速度（例として８００ｐｓ、１ｕｓ、５０μｓ、並びに５μｓ、１０μｓ、１２μｓ、２５μｓ、１００μｓ、５００μｓ、及び１０００μｓ）で、アレイ内のＬＥＤライト及びセンサに送信する。

【0053】

また、少なくとも２つの光子エミッタ６０４、６０６、６０７、６０８、６１０、６１２、６１４、６１６、及び６１８並びに／あるいはセンサ６２０、６２２、６２４、６２６、６３０、６３２、６３４、及び６３６のアレイが、ゲートウェイ６０２と通信することが、図６に提供され、図５に示される。ゲートウェイ６０２と同様に、各ＬＥＤライト及び／またはセンサは、内部クロックを有する。各光子エミッタ及び／またはセンサは、当該ゲートウェイ及びマスタコントローラからマスタクロック信号、並びにアレイ内の他の光子エミッタまたはセンサから光子信号を、受信することができる。これにより、アレイ内の各エミッタ及びセンサは、三角測量を行い、アレイ内の他のセンサ及びエミッタの位置、並びにこれらのエミッタ及びセンサの実行内容を知ることが可能となる。各光子エミッタ及び各センサは、光子エミッタの内部クロックの時刻を伝達する自身のマスタクロック信号を生成することができる。

【0054】

アレイ内の各ＬＥＤライト及びセンサは、そのエミッタまたはセンサの内部クロックの時刻を含む出力信号を生成することもできる。出力信号は、マスタコントローラ、並びにアレイ内の他のＬＥＤライト及びセンサに送信される。各ＬＥＤライト及びセンサはまた、アレイ内の他のＬＥＤライト及びセンサから信号を受信し、これにより、各ＬＥＤライト及びセンサは、他のＬＥＤライトと同期化することが可能となる。各ＬＥＤライトは、アレイ内の多くの他のＬＥＤライト及びセンサから調整済みのクロック信号を受信し、他のＬＥＤライトと共にクロック調整を使用して、より精巧で正確なクロック調整を作り出し得る。アレイ内の多くのＬＥＤライトとセンサとの間の複数の経路を介した通信を利用することによるこの双方向通信のメッシュ化することにより、システムは、より優れた通信経路を有し、これらの経路をゲートウェイ６０２から長距離離れたものに延長することができる。アレイ内の各ＬＥＤライト及びセンサの通信内で一意的な識別を利用することにより、ファームウェア更新、光子変調レシピ、タイミング、及び他の情報を、アレイ内の全てのＬＥＤライト及びセンサに送信することができるようになった。これにより、数千のＬＥＤライト及びセンサを備えた建物または施設は、建物または農業用肥育場内の長距離にわたり、かつ多くのフロアまたはレベルにわたって、効率的かつ安定した通信を行うことが可能となる。

【0055】

図９は、ＬＥＤライト９０２がゲートウェイまたはマスタ９０１のいずれかとして機能する、ＬＥＤライトのアレイの同期化の実施例を提供する。この実施例では、図６を参照して論述されたように、各ＬＥＤライト内の内部クロックと比較されるマスタクロックをＬＥＤライト内で使用することにより、ゲートウェイ／マスタとして機能するＬＥＤライトは、アレイ内の各ＬＥＤライト及びセンサの同期化タイミング及び制御を維持することが可能となる。

【0056】

本開示はまた、メッシュネットワークプロトコル内で、ＬＥＤライトアレイ内の２つ以上のＬＥＤライトからの光子放出のパルスまたは変調を同期化することを提供する。メッシュネットワーク内の各ＬＥＤライトは、システムにおいて、クロック信号をブロードキャストし、他のＬＥＤライトからクロック信号を受信し、各ＬＥＤライトは、ＬＥＤが通信するアレイ内のＬＥＤライトの平均時間を計算して、自身の内部クロックを、ＬＥＤライトアレイ内の受信した他のクロックに最も同調させる。次に、ＬＥＤライトは、自身の調整済みクロックをアレイ内の他のＬＥＤライトにブロードキャストし、反復サイクルにわたり、全てのＬＥＤライトのクロックは互いに収束または同調する。

【0057】

本開示はまた、メッシュネットワークプロトコル内で、ＬＥＤライトアレイ内の２つ以上のＬＥＤライトからの光子放出のパルスまたは変調を同期化することを提供する。いくつかのＬＥＤライトは、メッシュネットワークにおいてクロックを維持する役割を担う親ライトであり、システム内の子ＬＥＤライトに自身のクロックタイミングをブロードキャストし、これにより、親ＬＥＤライトがアレイのタイミングを維持し、子ＬＥＤライトは単に親ＬＥＤライトをリスニングして応答する、ＬＥＤライトの階層が作り出される。

【0058】

システム及び施設内のシステムに関連付けられた生物に関する様々な情報を提供するために、様々なセンサが、本明細書で説明されるシステムに組み込まれ得る。センサは、情報を感知するだけでなく、制御情報を、飼料コンベヤ及び給水システムなどの第三者または外部システムに送信することもできる。このようなセンサの例は、測定値リストの温度センサ、煙、湿気、気圧計、茎の直径、ＧＰＳ、加速度計、心拍数、血圧、排卵、例えばフェロモン、エストロゲン、テストステロン、及びコルチゾール（ストレスの監視に使用され得る）などのホルモン追跡、振動、音、及び発声、並びに、例えば卵カウンタ、飼料センサ、及び重量などの第三者センサを含み得るが、これらに限定されない。

【0059】

センサにより収集されたデータは、コントローラに中継され得、コントローラでは、アレイ内のＬＥＤライトからの光子変調が調整または変更され得る。例えば、商業産卵施設の重量計に基づいて、鳥のサンプルの重量が収集され、ＬＥＤ照明システムに送信され得、ＬＥＤ照明システムにて、変調レシピは必要に応じて調整され得る。鳥の重量が軽すぎる場合は、レシピの強度を上げて、鳥の食欲を高めて、鳥の体重が増やされ得る。鳥の体重が重すぎる場合は、ＬＥＤ照明システムの強度を下げることで、鳥の食欲を減らし、鳥の重量が減らされ得る。従来、この制御は、鶏舎の温度を上げるまたは下げることにより行われていた。とはいえ、温度を上げると、鳥の食欲求が減るため、鳥の消費速度を低下させることができる。また鶏舎の温度を下げて、鳥の食欲を高めることで、鳥の消費を増加させることができる。鶏舎の温度を調整することと比べて、光の強度を調整することは、より経済的に実行可能な解決策であり、より段階的な制御を行うことができる。

【0060】

ＬＥＤライト及びＬＥＤライトアレイから生物への光子または光の放出を変調することにより、様々な所望の生物学的反応または機能に刺激または影響を与えることができ、所望の生物学的反応または機能には、受精力、排卵、空腹感、産卵、性的成熟、乳生産、ホルモン生成、挙動及び社会化、根、組織、または菌糸の成長、植物性増殖、花または子実体の生産、果実、胞子、または種子の生産、成長の停止、特定の植物部分の伸長、生物回復または生物駆除、並びにサーカディアン入力の補間が含まれるが、これらに限定されない。実施例は、所望の生物学的機能を制御するために、反復信号内の少なくとも２つの成分のオン持続時間のタイミングの関係性を使用して生物の光化学反応を引き起こすのに、十分な強度の個々の色スペクトルの電磁波放出パルス列（光子または光）の１つ以上の成分を含む信号を作り出すことを含むが、これに限定されない。具体的には、強度、波形を含む各成分のオン持続時間のタイミングに関するレートの特定の組み合わせで、１つ以上の反復光子または光パルスを含む信号を提供することにより、生物の光化学反応は、制御されたまたは決定された様式で、刺激され、最適化され、調整され得る。

【0061】

生物の例には、ヒト、非限定的にウシ、ウマ、ラクダ、ブタ、シカ、ヘラジカ、アルパカ、ラマ、及びムースを含む有蹄類、非限定的にクマ、イタチ科、イヌ、ネコ、オオカミ、ライオン、トラ、スカンクを含む肉食動物、非限定的にラット、ネズミ、及びビーバーを含む齧歯動物、非限定的にコウモリを含む翼手類、非限定的にカンガルー及びオポッサムを含む有袋動物、クジラ及びイルカを含む鯨類、ニワトリ、ライチョウ、ウズラ、キジ、オウム、水禽、ガン、ハクチョウ、ハト、被食類、鳴禽類、シチメンチョウ、フクロウ、ハゲワシ、ペンギン、ハチドリ、ダチョウ、カモ、例えばハマグリ、カキ、タコ、イカ、カタツムリなどの軟体類、例えばヤスデ、ムカデ、昆虫、クモ、サソリ、カニ、ロブスター、小エビなどの節足動物、例えばミミズ及びヒルなどの環形動物、海綿動物、及びクラゲ、微生物、藻類、細菌類、真菌類、裸子植物、被子植物、及びシダ植物、柑橘類、食用ブドウ、ワイン用ブドウ、バナナ、パパイヤ、カンナビス種属、コーヒー豆、クコの実、イチジク、アボカド、グアバ、パイナップル、ラズベリー、ブルーベリー、オリーブ、ピスタチオ、ザクロ、アーティチョーク、及びアーモンド、例えばアーティチョーク、アスパラガス、マメ、ビート、ブロッコリー、芽キャベツ、白菜、玉キャベツ、マスタードキャベツ、カンタループ、ニンジン、カリフラワー、セロリ、チコリー、コラードの葉、キュウリ、ダイコン、ナス、エンダイブ、ニンニク、ハーブ、ハニーデューメロン、ケール、レタス（玉レタス、葉レタス、ロメインレタス）、カラシナの葉、オクラ、タマネギ（球根及び葉）、パセリ、エンドウ（青エンドウ、サヤエンドウ、グリーンピース、ブラックアイピース、クラウダーピースなど）、トウガラシ（ベルペッパー、チリペッパー）、ピメント、パンプキン、ハツカダイコン、ルバーブ、ホウレンソウ、スクワッシュ、スイートコーン、トマト、カブの根、カブの葉、クレソン、及びスイカなどの野菜、非限定的にカッコウアザミ、ミヤマナズナ、ベゴニア、ケイトウ、コリウス、ダスティーミラー、フクシア、ガザニア、ゼラニウム、ガーベラデイジー、インパチェンス、マリーゴールド、ニコチアナ、パンジー／ビオラ、ペチュニア、マツバボタン、サルビア、キンギョソウ、バーベナ、ツルニチニチソウ、及びヒャクニチソウを含む花壇用顕花植物、非限定的にセントポーリア、アルストロメリア、アンスリウム、アザレア、ベゴニア、ブロメリア、キク、シネラリア、シクラメン、ラッパズイセン／スイセン、エキザカム、クチナシ、グロキシニア、ハイビスカス、ヒヤシンス、アジサイ、カランコエ、ユリ、ラン、ポインセチア、プリムラ、リーガルペラルゴニウム、バラ、チューリップ、ジゴカクタス／シャコバサボテンを含む鉢植用顕花植物、非限定的にアグラオネマ、アンスリウム、ブロメリア、ハウチワサボテン、サボテン、多肉植物、クロトン、ディフェンバキア、ドラセナ、ハブカズラ、シダ、フィカス、ヘデラ（キヅタ）、マランタ／カラテア、ヤシ、フィロデンドロン、スパティフィラム、及びシンゴニウムを含む観葉植物、非限定的にアルストロメリア、アンスリウム、アスター、ゴクラクチョウカ／ストレリチア、オランダカイウ、カーネーション、キク、ラッパズイセン／スイセン、デイジー、デルフィニウム、フリージア、ガーベラデイジー、ショウガ、グラジオラス、ゴデチア、カスミソウ、ギリュウモドキ、アイリス、ギョリュウバイ、リアトリス、ユリ、リモニウム、トルコギキョウ、ラン、プロテア、バラ、スターチス、シタキソウ、ストック、ヒマワリ、チューリップを含む切り花、非限定的にプルモーサス、木生シダ、ツゲ、常緑針葉植物、コルディリネ、ユーカリ、ヘデラ／キヅタ、セイヨウヒイラギ、レザーリーフファーン、リリオペ／ヤブラン、ギンバイカ、トベラ、マキを含む裁断栽培常緑植物、非限定的にトネリコ、カバノキ、ハニーローカスト、リンデン、カエデ、オーク、ポプラ、モミジバフウ、及びヤナギを含む落葉緑陰樹、非限定的にザイフリボク、マメナシ、リンゴ、サルスベリ、ハナミズキ、サクラ、ウメ、モクゲンジ、サンザシ、モクレン、及びアメリカハナズオウを含む落葉性顕花樹、非限定的にツツジ、コトネアスター、ニシキギ、セイヨウヒイラギ、モクレン、アセビ、イボタノキ、シャクナゲ、及びガマズミを含む広葉常緑樹、非限定的にクロベ、ヒマラヤスギ、イトスギ、モミ、ドクニンジン、セイヨウネズ、マツ、トウヒ、イチイを含む常緑針葉樹、非限定的にフジウツギ、ハイビスカス、ライラック、シモツケ、ガマズミ、タニウツギ、地被植物、ブーゲンビリア、クレマチス、及び他のつる性ブドウ、及び造園用ヤシを含む落葉低木及び他の装飾用植物、非限定的に柑橘類及び亜熱帯果樹、落葉性の果樹及び堅果樹、ブドウの木、イチゴの苗、他の小さい果実植物、他の果樹及び堅果樹を含む果実植物及び堅果植物、切りたての植物、イチゴ、野の花、商業生産用の移植植物、及び水生植物、非限定的にシダを含むシダ植物、並びに、非限定的に担子菌、子嚢菌、及び酵母菌を含む真菌類が含まれるが、これらに限定されない。本開示のシステムは、Ｃ３及びＣ４の光システムの両方、並びに「ＣＡＭ」植物（ベンケイソウ型有機酸代謝）、シアノバクテリアまたは真核緑藻類または他の生物に、光子パルスを提供する。

【0062】

ＬＥＤライトから生物への光子または光の変調またはパルス化により、様々な所望の生物学的反応または機能に刺激または影響を与えることができ、所望の生物学的反応または機能には、受精力、排卵、空腹感、飼料要求、産卵、卵重量、卵殻質、卵栄養分、卵重量分布、性的成熟、生物質量、乳生産、ホルモン生成、挙動及び社会化、形態、根、組織、または菌糸の成長、植物性増殖、花または子実体の生産、果実、胞子、または種子の生産、成長の停止、特定の植物部分の伸長、生物回復または生物駆除、並びにサーカディアン入力の補間が含まれるが、これらに限定されない。実施例は、所望の生物学的機能を制御するために、反復信号内の少なくとも２つの成分のオン持続時間のタイミングの関係性を使用して生物の光化学反応を引き起こすのに、十分な強度の個々の色スペクトルの電磁波放出パルス列（光子または光）の１つ以上の成分を含む信号を作り出すことを含むが、これに限定されない。具体的には、強度、波形を含む各成分のオン持続時間のタイミングに関するレートの特定の組み合わせで、１つ以上の反復光子または光パルスを含む信号を提供することにより、生物の光化学反応は、制御されたまたは決定された様式で、刺激され、最適化され、調整され得る。

【0063】

人工照明システムで１つ以上のＬＥＤライトを使用する場合、個々のＬＥＤライトからの光子放出の変調を正確に制御することは、生物の生物学的反応を変更するのに極めて重要である。生物が物理的に複数のＬＥＤライトの下に配置され、複数のＬＥＤライトの光子放出にさらされている場合、生物学的変化の混乱を減らして最大限の効果を引き出すために、各ＬＥＤライトからのこれらの光子放出は、互いに高度に同期化される必要がある。当該光子放出の変調は、任意及び全ての波長をオン状態またはオフ状態にする時、及び光子放出の強度のマトリックスを制御する形で行われる。本開示の目的のために、このマトリックスは「レシピ」と称される。下記の表１に挙げられるように、各チャネル番号は、個別にまたは群で制御され得る。表１を経時的につなぎ合わせることにより、（「レシピ」）の波形が作成される。

【表1】

【0064】

レシピ及び個々のステップを繰り返すプロセスは、システム内の複数のＬＥＤライト間で同期化する必要がある。例えば、レシピはシステム内の任意のコンポーネントに存在し得る。システムにゲートウェイまたはマスタがある場合、レシピはいずれかのコンポーネントに格納され、バス通信を介してＬＥＤライトに転送され得、ステップまたはステップ群のタイミングは、ゲートウェイ、マスタ、またはＬＥＤランプ自体などの任意のデバイスから制御され得る。ゲートウェイ及びマスタはまた、ランプに対する直接制御を、チャネルごとに、及びステップごとに、直接送信し得る。ＬＥＤライトはまた、レシピを含み、他のＬＥＤライト、ゲートウェイ、またはマスタからのタイミング情報を使用して、レシピ内のステップまたはステップ群の反復を同期化し得る。これらの全ては、ＬＥＤライト内の個々の光子源からの光子放出の同期化及び制御、並びに複数のＬＥＤライトの光子放出の同期化及び制御に、影響を与えるという最終的な目的を有する。

【0065】

光子アレイの電力効率の最大化
図７は、全てのエミッタがオン状態である１００％の電力と比べて、２０％の電力を使用して電力効率を最大化する２５個のＬＥＤライトのアレイの同期化の実施例を示す。図７に示されるように、育成施設内の２５個のＬＥＤライトのネットワークアレイでは、エミッタの２０％がオン状態であり、８０％がオフ状態である。図７は、５個のユニットがオンサイクルとなり、２０個のユニットがオフサイクルとなる２５個のＬＥＤライトのアレイのフロー図を、時計回りで提示する。ステップ７０２は、５個のユニットがオン状態となり光子をパルス化する、２５個のＬＥＤライトのネットワークアレイを示す。ステップ７０４は、７０２でオン状態であったユニットから、次の５個のユニットがオン状態となり光子をパルス化する、２５個のＬＥＤライトのネットワークアレイを示す。ステップ７０６は、７０４でオン状態であったユニットから、次の５個のユニットがオン状態となり光子をパルス化する、２５個のＬＥＤライトのネットワークアレイを示す。ステップ７０８は、７０６でオン状態であったユニットから、次の５個のユニットがオン状態となり光子をパルス化する、２５個のＬＥＤライトのネットワークアレイを示す。７１０は、７０８でオン状態であったユニットから、次の５個のユニットがオン状態となり光子をパルス化する、２５個のＬＥＤ光子放出収容ユニットのネットワークアレイを示す。

【0066】

オン状態及びオフ状態からのＬＥＤライトのタイミング及び遷移は、上記で論述されたように、マスタ及び／またはゲートウェイと各ＬＥＤライトとの間の通信、並びにマスタ／ゲートウェイのマスタクロック、並びに各ＬＥＤライト内の内部クロックに基づく。ゲートウェイ／マスタは、エミッタに信号でコマンドを送信し、各エミッタの内部クロック及びゲートウェイのコマンドに基づいて、特定の割合（例えば２０％）のオン状態のエミッタ、及びこれに見合った割合のオフ状態のエミッタが均等に広がるように、エミッタはオン状態及びオフ状態になる。

【0067】

図７は、２５個の光子エミッタのアレイを示すが、アレイは、２、３、４、６、９、１０、１３、２０、２５、５０、６８、７４、９９、１００、１０００、２０００、５０００、及び１００００、並びにこの範囲内の全ての整数を含む任意の数のエミッタを包含し得ることが、当業者には理解されるであろう。さらに、図７は、本開示の方法を使用して、全てのエミッタがオン状態である場合と比べて２０％の電力を使用するアレイを示すが、本開示の方法は、光子エミッタアレイのサイズ、及びアレイの所望電力使用量に応じて、１％から、５％、１０％、２０％、５０％、７５％、最大９９％までの範囲の電力効率を生み出し得ることが、当業者には理解されよう。

【0068】

図８は、１０個のＬＥＤライトがオフ状態であり、１０個のＬＥＤライトがオン状態にシフトすることで、５０％の電力を使用して電力効率を最大化する２０個のＬＥＤライトのアレイの同期化の第２の実施例を示す。図８に示されるように、育成施設内の２０個のＬＥＤライトのネットワークアレイでは、ＬＥＤライトの５０％がオン状態であり、５０％がオフ状態である。図８は、１０個のユニットがオンサイクルになり、１０個のユニットがオフサイクルになることで、電力効率を最大化してシステムへの電力ストレスを軽減する２０個のＬＥＤライトのアレイのフロー図を、時計回りで提示し、一度に１０個のユニットがオン状態になることは、一度に２０個のユニットがオン状態になる場合と比べて、電力ストレスが軽減される。ステップ８０２は、１０個のユニットがオン状態となり光子をパルス化する、２０個のＬＥＤライトのネットワークアレイを示す。ステップ８０４は、８０２でオン状態であったユニットから、反対の１０個のユニットがオン状態となり光子をパルス化する、２０個のＬＥＤライトのネットワークアレイを示す。ステップ８０６は、８０４でオン状態であったユニットから、反対の１０個のユニットがオン状態となり光子をパルス化する、２０個のＬＥＤライトのネットワークアレイを示す。ステップ８０８は、８０６でオン状態であったユニットから、反対の１０個のユニットがオン状態となり光子をパルス化する、２０個のＬＥＤライトのネットワークアレイを示す。

【0069】

本発明の先の記述は、例示及び説明のために提示されたものである。包括的であること、または開示された的確な形態に本発明を限定すること意図するものではなく、上記の教示に照らして他の変更及び変形も可能であり得る。実施形態は、本発明の原理及びその実際的応用を最も良く説明し、これにより、他の当業者が、様々な実施形態、及び企図される特定の用途に適した様々な変更形態において、本発明を最良に利用できるように、選ばれ、記載された。添付の特許請求の範囲は、従来技術により制限される場合を除いて、本発明の他の代替的な実施形態を含むと解釈されることが意図される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【国際調査報告】