KR101956810B1

KR101956810B1 - 멀티 뷰 건축 조명 시스템

Info

Publication number: KR101956810B1
Application number: KR1020187001019A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 스티븐 톰슨; 폴 핸리 디에츠; 알버트 한 앤지
Original assignee: 미스어플라이드 사이언시스 인코포레이티드
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2016-06-13
Publication date: 2019-03-12
Anticipated expiration: 2036-06-13
Also published as: EP3308607A1; CN107926095B; US20160366749A1; WO2016201412A1; ES2895097T3; EP3308607B1; CA3026618A1; US9743500B2; JP2018524628A; JP6367499B1; CN107926095A; KR20180026452A; CA3026618C

Abstract

다중 뷰 건축 조명(MVAL) 시스템은 각 MV 조명의 겉보기 밝기 및 색상이 서로 다른 시야각에 대해 개별적으로 동시에 제어 가능한 하나 이상의 멀티 뷰 조명 유닛("MV 조명")을 포함한다. MV 조명은 임의의 방향으로 향하게 할 수 있고 건물의 구조와 일치하여 서로에 대해 3D 공간의 임의의 위치에 설치될 수 있다. 이를 통해 조명 설계자는 MV 조명에 대한 시야각을 기반으로 다른 뷰어들을 위한 차별화된 조명 경험을 만들 수 있다. 캘리브레이션 시스템은 각 MV 조명에 대한 방출된 조명 방향에 뷰잉 위치를 매핑한다. 이 정보를 사용하여, MV 조명에 대한 주어진 뷰잉 위치로부터의 각각의 MV 조명의 출현은 대응하는 방향(들)으로 방출되는 조명(예를 들어, 전형적으로, 색상 및 강도 등)을 조정함으로써 설정된다.

Description

멀티 뷰 건축 조명 시스템

본 출원은 본 명세서에 참고로 포함된 2015년 6월11 일자로 출원된 미국 특허 출원 SN 62/174,476에 대한 우선권을 주장한다.

본 발명은 건축 조명에 관한 것이다.

건축 조명은 실용적 및 미적 목적을 모두 충족시키도록 설계된다. 조명 디자이너는 자연광과 다양한 조명 장치 및 표면 처리(surface finish)를 사용하여 원하는 효과를 얻는다. 예를 들어, 건물의 가장자리를 장식하기 위해 조명 스트링(strings of lights)이 자주 사용된다. 최신 LED 기반의 조명기(fixture)를 사용하면 밝기와 색상을 쉽게 제어할 수 있다. 이국적인 효과를 얻기 위해, 비디오 영사기(video projector)를 사용하여 동적 이미지를 표면에 투영할 수 있다.

현재의 건축 조명 설비(architectural lighting fixture)는 직접 뷰 또는 간접 뷰의 두 그룹 중 하나에 속한다. 이름에서 알 수 있듯이 직접 뷰 조명(direct-view lighting)은 뷰어가 직접 볼 수 있다. 즉 뷰어가 광원(light source)을 보게 된다. 대부분의 직접 뷰 조명은 모든 방향으로 조명을 상당히 균일하게 전달하도록 설계되었다. 직접 뷰 조명의 예는 일련의 명절 조명(string of holiday lights)이다. 간접 뷰 조명(indirect-view lighting)을 사용하면, 뷰어는 일반적으로 광원을 직접 보지 못한다. 오히려, 뷰어는 표면에서 산란되거나 확산 재료를 통과한 조명을 본다.

전술한 조명 시스템들 중 어느 것으로 달성될 수 있는지에 관해 적어도 하나의 중요한 제한이 있다. 즉, 조명 효과를 동시에 보는 모든 뷰어는 동일한 조명 경험(lighting experience)을 공유한다. 여러 뷰어에게 서로 다른 조명 환경을 만들 수 있는 능력은 거의 없다.

특히, 직접 조명을 고려한다. 다른 색상의 일련의 전구들이 있을 수 있지만, 일련의 전구 중 임의의 것은 전구에 관한 뷰어의 위치와 별개로 동일한 색상 및 밝기로 표시된다. 마찬가지로, 간접 뷰 조명을 사용하면, 산란하거나 또는 확산된 조명은 뷰어의 위치에 관계없이 비교적 균일하게 나타난다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
US 2016-0341377 A1
US 2016-0341375 A1
US 2015-0334807 A1
US 2014-0111101 A1

본 발명의 실시예는 종래의 조명 시스템의 전술한 결점을 극복하는 조명 시스템 및 방법을 제공한다. 예시적인 실시예에 따르면, MVAL(multi-view architectural lighting) 시스템은 각 조명 유닛의 겉보기 밝기 및 색상이 개별적으로 동시에 상이한 시야각(viewing angle)에 대해 제어 가능한 하나 이상의 MV 조명 유닛(multi-view lighting unit)("MV 조명")을 포함한다. 이를 통해 조명 설계자는 여러 뷰어에 대해 차별화된 조명 경험(lighting experience)을 만들 수 있다. 예를 들어, 지나가는 특정 사람은 물결 모양의 적색 및 백색 조명(rippling red and white lights)이 둘러싼 빌딩을 볼 수 있지만, 동시에 거리의 다른 위치(즉, 조명과 관련하여 다른 시야각)의 사람들은 녹색 조명이 계속 켜져 있는 것처럼 볼 수 있다.

MV 조명은 수백만 개의 상이한 방향으로 조명을 방출하는 능력을 갖도록 설계될 수 있다. 그리고 MVAL 시스템은 이러한 모든 방향으로 방출된 조명이 다를 수 있도록 이러한 모든 방향으로 방출되는 조명을 개별적으로 동시에 제어(예: 켜짐/꺼짐, 색상, 강도 등)할 수 있다. 대부분의 응용에는 이러한 극단적인 해결 방법이 필요하지는 않고, 보다 작은 수의 상이한 방향으로 동시에 "상이한" 조명을 제어 가능하게 제공하도록 설계(또는 조작)된 MV 조명이면 때때로 충분하다.

MVAL 시스템은 해당 환경에 맞게 조정된다. 각각의 MV 조명에 대한 복수의 방출된 조명 방향은 MVAL 시스템의 뷰잉 영역 내의 뷰잉 위치에 매핑된다. 이 정보를 사용하여 시스템 제어기는 주어진 뷰잉 위치에서 각 MV 조명의 출현을 제어할 수 있다. 즉, 다른 뷰잉 위치에 있는 뷰어는 MVAL 시스템 내에서 동일한 MV 조명에서 나오는 다양한 선택된 색상과 밝기를 동시에 볼 수 있다. 또는 동일한 조명(들)이 한 뷰잉 위치에서 "켜짐(on)"으로 표시되고 다른 뷰잉 위치에서 "꺼짐(off)"으로 나타날 수 있다. 따라서 서로 다른 위치에 있는 뷰어들은 동일한 MV 조명 그룹에서 서로 다른 조명 패턴(lighting pattern)/조명 쇼(lighting show)를 동시에 경험할 수 있다.

본 명세서에 개시된 MVAL 시스템에는 많은 응용이 있다. 예를 들어, 다른 위치의 보행자, 보행자 대 차량 교통량, 두 대의 다른 항공기의 승객 등을 위해 차별화된 조명 콘텐츠(조명 패턴, 조명 쇼, 심볼 등)를 제공하기 위해 MVAL 시스템을 건물 또는 초고층 건물(skyscraper)에 설치할 수 있다. 또는 MVAL 시스템은 테마/놀이 공원 구경거리(attraction)에 설치될 수 있다. 일부 실시예에서, 테마 파크 방문자는 조명 콘텐츠(lighting content)의 전달을 트리거 할 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템 및 그 근처의 사람들을 트리거 하는 방문자 만이 그 콘텐츠를 볼 수 있다. 해당 "뷰잉 존(viewing zone)" 외부의 다른 사람들은 조명 콘텐츠를 볼 수 없다. 뷰어는 하나 이상의 임무[예: "마술 지팡이(magic wand)"를 흔들거나 다른 기발한 장치(fanciful device)를 적절하게 휘두르거나 일련의 물리적 도전(physical challenge)을 완료하는 등]를 수행하여 시스템을 트리거 할 수 있다.

일부 추가의 실시예에서, MVAL 시스템은 이동하는 구조물 상에 설치된다. 이러한 실시예에서, MVAL은 적절한 순서로 조명 콘텐츠를 상이한 위치에 있는 뷰어에게 전달하도록 동작될 수 있다. 또 다른 몇몇 실시예에서, MVAL 시스템은 (빌딩 등의) 내부에서 복수의 방문객을 동시에 내부의 다른 위치로 향하게 할 수 있다. 이들은 여기에 개시된 MVAL 시스템의 실시예에 대한 많은 응용 중 일부에 불과하다.

일부 실시예에서, 멀티 뷰 건축 조명 시스템은, 제어기와 상기 제어기에 의해 제어되는 복수의 멀티 뷰 조명을 포함하며,

(A) 각각의 멀티 뷰 조명은 하나의 멀티 뷰 픽셀로 이루어지고, 상기 멀티 뷰 픽셀은 복수의 빔렛(beamlet)을 생성할 수 있으며, 각 빔렛은 복수의 빔렛 중의 다른 빔렛들과는 다른 방출 방향(emission direction)을 가지며;

(B) 각각의 다른 멀티 뷰 조명의 배치에 대한 각각의 멀티 뷰 조명의 배치는 평면(plane)에 국한되거나 달리 제한되지 않으며;

(C) 복수의 빔렛 중 적어도 일부 빔렛은 제어기의 제어하에 선택적으로 생성되어 방출되어, 동시에 복수의 동일한 멀티 뷰 조명으로부터:

(i) 선택적으로 생성된 빔렛들의 적어도 일부에 의해 생성된 제1 조명 패턴이 뷰잉 영역(viewing region)의 제1 뷰잉 존(viewing zone)에서 인지될 수 있고;

(ii) 다음 중 하나이고:

(a) 상기 선택적으로 생성된 빔렛들 중 적어도 일부에 의해 생성된 제2 조명 패턴은 상기 뷰잉 영역의 제2 뷰잉 존에서 인지될 수 있음; 또는

(b) 상기 제2 뷰잉 존에서 조명 패턴을 인식 가능하게 하는 출사 방향을 갖는 빔렛이 생성되지 않기 때문에, 상기 제2 뷰잉 존에서 조명 패턴이 인식될 수 없음;

(iii) 상기 제1 뷰잉 존과 상기 제2 뷰잉 존은 상기 멀티 뷰 조명에 대해 서로 다른 시야각(viewing angle)을 가지며;

(iv) 상기 제2 조명 패턴은 상기 제1 뷰잉 존에서 인지 가능하지 않고 상기 제1 조명 패턴은 상기 제2 뷰잉 존에서 인지 가능하지 않다.

본 발명의 또 다른 측면은 건축 조명을 사용하기 위한 방법으로서,

멀티 뷰 조명이 설치된 구조물의 함수로서 조명 계획(lighting plan)에 따라 3 차원 공간 상의 임의의 위치에 복수의 멀티 뷰 조명을 서로에 관하여 위치시키는 단계;와

상기 멀티 뷰 조명의 적어도 일부로부터 빔렛들을 동시에 선택적으로 생성시키고 방출하는 단계를 포함하여,

(i) 선택적으로 생성된 빔렛들 중 적어도 일부에 의해 생성된 제1 조명 패턴은 뷰잉 영역의 제1 뷰잉 존에서 인지될 수 있고;

(ii) 다음 중 하나이고:

(a) 상기 선택적으로 생성된 빔렛들의 적어도 다른 일부에 의해 생성된 제2 조명 패턴은 상기 뷰잉 영역의 제2 뷰잉 존에서 인지될 수 있음; 또는

(b) 상기 제2 뷰잉 존에서 조명 패턴을 인식 가능하게 하는 방출 방향을 갖는 빔렛이 발생하지 않으므로, 상기 제 2 뷰잉 존에서 조명 패턴이 인식되지 않는 무 조명 패턴임,

(iii) 상기 제1 조명 패턴, 상기 제2 조명 패턴 및 상기 무 조명 패턴(no lighting pattern)은 동일한 상기 멀티 뷰 조명에 의해 생성되고;

(iv) 상기 제1 뷰잉 존과 상기 제2 뷰잉 존은 상기 멀티 뷰 조명에 대해 서로 다른 시야각을 가지며;

(v) 상기 제2 조명 패턴은 상기 제1 뷰잉 존에서 인지 가능하지 않고 상기 제1 조명 패턴은 상기 제2 뷰잉 존에서 인지될 수 없다.

도 1a는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 MVAL 시스템을 갖는 빌딩을 도시한다.
도 1b는 MVAL 시스템이 켜진 경우의 도 1a의 건물에 대한 뷰어(V1)의 뷰(view)를 도시한다.
도 1c는 MVAL 시스템이 켜진 경우의 도 1a의 건물에 대한 뷰어(V2)의 뷰를 도시한다.
도 1d는 MVAL 시스템이 켜진 경우의 도 1a의 건물의 정면 및 측면에 대한 뷰어(V3)의 뷰를 도시한다.
도 1e는 MVAL 시스템이 켜진 경우의 도 1a의 건물의 측면에 대한 뷰어(V4)의 뷰를 도시한다.
도 2는 도 1a의 MVAL 시스템의 MV 조명의 실시예를 도시한다.
도 3은 도 2의 MV 조명으로부터 방출된 빔렛의 방향(orientation)을 묘사한다.
도 4는 뷰어들(V1 내지 V4)에 의해 관찰된 조명 패턴에 대한 그들의 기여(contribution)의 관점에서 도 1a의 MVAL 시스템의 몇몇 MV 조명의 상태를 도시한다.
도 5는 MVAL 시스템의 제어기의 일 실시예를 도시한다.
도 6은 MVAL 시스템을 교정하고 MVAL 시스템을 그 환경에 등록하는 방법을 도시한다.
도 7은 MVAL 시스템의 MV 조명의 지시 방향을 나타낸다.
도 8a는 MVAL 시스템을 제어하기 위한 사용자 인터페이스의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 8b는 도 8a의 사용자 인터페이스를 통해 선택 가능한 조명 패턴을 도시한다.
도 9는 뷰어의 동작을 통해 트리거되는 MVAL 시스템의 일 실시예를 도시한다.
도 10은 MVAL 시스템이 보행자 구역의 보행자 및 도로의 차량의 운전자에게 차별화된 콘텐츠를 제공하는 실시예를 도시한다.
도 11은 실시간 비행 데이터를 사용하여 MVAL 시스템이 항공기에 차별화된 콘텐츠를 제공하는 실시예를 도시한다.
도 12a 내지 도 12c는 차별화된 일련의 콘텐츠를 다른 뷰어들에게 전달하는 이동 MVAL 시스템의 실시예를 도시한다.
도 13a 내지 도 13f는 복수의 사람들이 다른 목적지들로 항해하는 것을 동시에 돕기 위해 사용되는 MVAL 시스템의 실시예를 나타낸다.

도 1a는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 멀티 뷰 건축 조명("MVAL": multi-view architectural lighting) 시스템(106)을 갖는 건물(100)을 도시한다. 건물(100) 자체는 종래의 디자인이고 적어도 하나의 세트의 도어(102) 및 복수의 윈도우(104)를 포함한다. 건물(100)의 전면(F), 좌측면(LS) 및 지붕(R)은 도 1a에서 보여질 수 있다.

MVAL 시스템(106)은 복수의 멀티 뷰("MV") 조명(108_i)을 포함하며, 여기서 i=1,n이고 n은 임의의 양의 정수일 수 있다. MV 조명(이하, 집합적으로 "MV 조명(108)"으로 언급됨)은 예를 들어 조명 설계자에 의해 개발된 레이아웃에 따라 빌딩(100)의 외부 상의 다른 위치들에 위치된다. 또한, MVAL 시스템(106)은 시스템을 교정 및/또는 운영하기 위한 데이터를 제공하고 MV 조명(108)에 대해 전력을 제공하는 제어기(110) 및 케이블(112)을 포함하고, 시스템의 적어도 일부는 제어기에 의해 생성된다. 명확성을 위해 케이블(112) 및 MV 조명(108) 간의 접속은 도시되지 않았다. 일부 실시예들에서, PoE(power-over Ethernet)은 MVAL 시스템(106)에서의 각각의 MV 조명(108_i)으로 전력 및 데이터를 전송하는 데 사용된다. 이것은 MVAL 시스템(106)에서, 각각의 MV 조명(108_i)에 대해 표준 네트워킹 장비 및 단일 케이블(전력 및 데이터 모두 전달용)을 사용하는 것을 가능하게 한다. 일부 다른 실시예들에서, 전력 및 데이터는 상이한 케이블들을 통해 전송되고 상이한 데이터 및/또는 전력 전달 방식들이 사용된다.

도 2 및 도 3과 관련하여 이 개시에서 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 각각의 MV 조명(108_i)은 복수의 상이한 방향으로 상이한 조명을 방출할 수 있다. 이러한 각 방향으로 방출되는 조명을 "빔렛(beamlet)"이라고 한다. 따라서, 각각의 MV 조명(108_i)은 복수의 개별적으로 제어 가능한 조명의 빔렛의 소스이며, 빔렛들은 MV 조명으로부터 방출된 다른 빔렛들과 상이한 방향으로 방출된다.

빔렛들은

(i) MV 조명으로부터 방출된 다른 빔렛들과 동일한 색상이거나, 또는

(ii) MV 조명으로부터 방출된 다른 빔렛들 중 적어도 일부와 상이한 색상이며,

(ⅲ) MV 조명으로부터 방출된 다른 빔렛들과 동일한 강도(intensity)이거나, 또는

(iv) MV 조명으로부터 방출된 빔렛들 중 적어도 일부 다른 것과 다른 강도이고,

(v) (i) 내지(iv)의 임의의 조합이거나, 또는

(vi) 아이템 (v) 당 색상 및/또는 강도 또는 그 이외의 특성들(characteristics)의 관점에서 MV 조명으로부터 방출된 적어도 일부 다른 빔렛들과 상이하다.

예를 들어, MV 조명은 제1 방향으로 청색광의 빔렛을 방출할 수 있고, 제2 방향으로 녹색광의 빔렛을 방출하고, 제3 방향으로 자주색 광의 빔렛을 방출하는 등일 수 있다. 이들 빔렛들은 모두 동일한 강도를 가질 수 있거나 하나 이상의 빔렛들은 서로 강도가 다를 수 있다. 이것은 방출의 모든 방향에서 특정 색상의 조명을 방출하는 기존의 조명과 현저한 대조를 이룬다. 이 개시에서 후술되는 바와 같이, 개별 MV 조명이 방출할 수 있는 방향의 수는 그 설계의 함수이다. 발명자에 의한 현재의 디자인은 약 50 만 가지의 다른 방향으로 조명을 방출하고 차세대 버전은 수백만 가지 방향으로 조명을 방출할 것으로 예상된다. 물론, MV 조명은 특정 건축 조명 애플리케이션에 적합한 것처럼 훨씬 적은 방향(즉, 2 개 이상의 방향)으로 조명을 방출하도록 설계될 수 있다.

도 5에 도시된 제어기(110)는 다음과 같은 몇 가지 기능을 제공하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

(1) 다른 뷰잉 위치에 다른 조명 콘텐츠를 표시하기 위해, 각 MV 조명(108_i)을 개별적으로 제어하는 데 필요한 일부 또는 모든 데이터를 적절하게 생성하는 것.

(2) MVAL 시스템(106)을 교정하기 위해 데이터를 자체적으로 또는 보조 장비와 함께 생성, 저장 및/또는 처리하는 것.

(3) 조명 콘텐츠를 표시하기 위해 외부 소스 명령(externally sourced command)에 응답하는 것. 그리고

(4) 조명 콘텐츠를 표시할 위치에 대해 센서 입력을 수신하는 것.

제어기(110)는 프로세서(520), 프로세서-액세스 가능 스토리지(522) 및 트랜시버(524)를 포함한다. 프로세서(520)는 다른 태스크들 중에서도 운영 시스템을 실행하고, 장치 드라이버를 실행하며, 본 발명의 실시예들과 관련하여 사용되는 특수 목적 애플리케이션을 실행할 수 있는 범용 프로세서이다. 프로세서(520)는 또한 프로세서-액세스 가능 데이터 스토리지(522)에서 데이터를 채우고, 업데이트하고, 사용하고, 관리할 수 있다. 본 발명의 몇몇 다른 실시예에서, 프로세서(520)는 특수 목적 프로세서이다. 당업자에게는 프로세서(520)를 어떻게 만들고 사용하는지가 명백할 것이다.

프로세서-액세스 가능 데이터 스토리지(522)는, 다른 기타 정보 중에서도, 실행될 때 여기에 개시된 바와 같이 프로세서(520) 및 MV 조명(108)이 실행되도록 할 수 있는 데이터, 디바이스 드라이버(예를 들어 MV 조명(180) 제어용 등), 및 특정 애플리케이션 소프트웨어를 저장하는 비 휘발성, 비 일시적인 메모리 기술(예를 들어, RAM, ROM, EPROM, EEPROM, 하드 드라이브, 플래시 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 메모리 기술, CD-ROM, DVD 등)이다. 당업자에게는 프로세서-액세스 가능 데이터 스토리지(522)를 어떻게 만들고 사용하는지가 명백할 것이다.

트랜시버(transceiver)(524)는 유선 및/또는 무선을 포함한 임의의 적절한 매체를 통해 그리고 임의의 적절한 프로토콜(예를 들어, 블루투스, Wi-Fi, 셀룰러, 광학, 초음파 등)을 통해 입력/위치 파악 장치 및/또는 다른 장치 및 시스템과의 일방향 또는 양방향 통신을 가능하게 한다. "트랜시버"라는 용어는 임의의 통신 수단 및 적절한 경우 통신 포트, 안테나 등과 같은 다양한 지원 장비를 포함하는 것을 의미한다. 본 명세서를 읽은 후에 당업자에게는, 트랜시버(524)를 어떻게 만들고 사용하는지가 명백할 것이다.

일부 다른 실시예에서, 제어기의 저장 및 처리 기능은 중요한 부분에서 원격으로(예를 들어, 클라우드 컴퓨팅 등) 수행된다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 제어기(110)는 네트워크를 통해 제어기의 휘발성 메모리로 하나 이상의 원격 서버로부터 필요한 소프트웨어 및 데이터를 웨이크 업 및 다운로드하는 부트 로더(boot loader)를 포함한다. 당업자는 제어기(110)의 그러한 다른 구현을 구현하는 방법을 알 것이다.

계속해서 도 1a를 참조하면, 4 명의 뷰어(V1, V2, V3 및 V4)는 밤에 동시에 빌딩(100)을 관찰한다. 뷰어(V1 및 V2)는 건물(100)의 전면(F)의 뷰를 가지며, 뷰어(V3)는 빌딩(100)의 전면(F) 및 좌측면(LS)의 뷰를 가지며, 뷰어(V4)는 빌딩(100)의 좌측면(LS)의 뷰를 갖는다. MVAL 시스템(106)이 활성화된다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 건물(100)이 모든 뷰어에 의해 동시에 시청되고 있지만, 4 명의 뷰어 각각은 다소 상이한 조명 콘텐츠(이 경우, 상이한 조명 패턴)을 본다. 특히, 뷰어(V1)는 조명 패턴(AA)을 보고, 뷰어(V2)는 조명 패턴(BB)을 보고, 뷰어(V3)는 건물의 전면(F)상의 조명 패턴(CC) 및 건물의 좌측면(LS) 상의 조명 패턴(DD)을 보고, 뷰어(V4)는 조명 패턴(EE)을 본다. 패턴들(AA 내지 EE)은 도 1b 내지 1e에서는 명료성을 위해 각각 확대된다.

도 1b에서 보는 바와 같이 건물 전면(F)의 둘레를 따라 MV 조명만 조명 됨으로써 조명 패턴(AA)의 반전된 "u" 배열을 정의하는 것으로 뷰어(V1)에게 나타난다. 뷰어(V2)는 도 1c에 도시된 바와 같이 조명 패턴(BB)을 규정하는 조명될 윈도우의 위와 아래의 MV 조명(108)쌍 만을 인식한다.

건물(100)의 전면(F)을 볼 때 뷰어(V3)가 보는 바와 같은 도 1d에 도시된 조명 패턴(CC)은 뷰어(V1 또는 V2)가 보는 것과 매우 다르다. 특히, 조명 패턴(CC)에서, MV 조명(108)의 최상부 및 최하부 열 뿐만 아니라, 윈도우들의 최상부 열의 바로 위에 그리고 윈도우들의 최하위 열 아래의 연속하는 MV 조명(108)과, MV 조명의 가장 좌측 및 가장 우측의 중앙부가 뷰어(V3)에게 조명된다. 뷰어(V3)는 건물(100)의 좌측면(LS) 상의 조명 패턴(DD)을 본다. 조명 패턴(DD)은 조명 패턴(CC)과 유사하지만 건물(100)의 전면에 비해 건물의 좌측의 작은 치수에 대해 스케일링된다.

뷰어(V4)는, 다른 뷰어들이 보는 조명 패턴들과는 다른, 도 1e에 도시된 조명 패턴(EE)을 본다. 특히, 뷰어(V4)는 조명되는 바와 같이 건물의 좌측면(LS)의 좌측 및 우측 둘레를 따라 위치된 MV 조명(108)만을 본다.

특정 MV 조명(108)의 선택적 조명(뷰어에게 나타나는 것)에 의해 생성된 상이한 패턴(AA 내지 EE)에 추가하여, 하나 이상의 조명 패턴들에서의 조명의 색상은 다른 조명 패턴들의 하나 이상과는 색상이 서로 다를 수 있다. 또한, 주어진 조명 패턴은 단색일 필요는 없다. 그리고 조명 패턴은 역동적이거나 "켜기" 및 "끄기"를 전환하거나 다른 방식으로 변경되는 것처럼 보일 수 있다. 주어진 뷰잉 위치에서 MV 조명을 볼 수 있으려면 해당 위치를 비추는 조명으로부터의 빔렛이 있어야 한다.

MV 조명(MV light). MVAL 시스템(106)이 서로 다른 조명 콘텐츠를 다른 뷰어에게 동시에 표시하는 능력은 다른 방향들의 조명의 빔렛을 제어 가능하게 방출하는 전술한 각 MV 조명(108_i)의 결과이다. MV 조명(208_i)으로 식별되는 MV 조명(108_i)의 실시예가 도 2에 도시된다.

이 실시예에서, MV 조명(208_i)은 프로젝터 기반이고 16 x 16 어레이(215)에 배열된 256 개의 종래 픽셀(214j)을 포함한다. 다른 실시예에서, MV 조명은 256 개 미만 또는 초과의 종래 픽셀을 포함할 수 있다. 실제로, 현재의 구현은 약 50 만 개의 종래 픽셀을 포함하고 일부 차세대 실시예는 수백만 픽셀을 포함할 것이다.

명시하는 바와 같이, MV 조명(208_i)은 "피코 프로젝터(pico-projector)"와 같은 프로젝터를 사용하여 구현될 수 있고, 임의의 적절한 투영 기술(예를 들어, LCD, DLP, LCOS 등)이 사용될 수 있다. 피코 프로젝터는 텍사스 주 달라스에 있는 텍사스 인스트루먼트(Texas Instruments, Inc.)에서 상업적으로 입수할 수 있다. 간단히 말해, 피코 프로젝터는 LED 광원; LED에서 이미저(imager)로 조명을 유도하는 수집 광학 장치(collection optics); 통상적으로 DMD(digital micromirror device) 또는 LCOS(liquid-crystal-on-silicon) 장치로서, 디지털-디스플레이 신호를 수용하여 LED 조명을 셔터하여 투영 광학 장치(projection optics)로 향하게 하는 이미저; 스크린 상에 디스플레이 이미지를 투영하고 또한 스크린 이미지의 포커싱과 같은 기능을 허용하는 출력 또는 투영 광학 장치(output or projection optics); LED 드라이버, 인터페이싱 회로, 및 비디오 및 그래픽 프로세서를 포함하는 제어 전자 제품(control electronics)을 포함한다. 예를 들어 http://www.embedded.com/print/4371210를 참조하라. 일부 실시예에서, 예를 들어 종래의 투영 애플리케이션과 비교하여 휘도를 감소시키기 위해 기성의 피코 프로젝터(off-the-shelf pico-projector)가 수정된다.

도 2는 본 발명의 이해에 밀접한 양상에 초점을 맞추어 프로젝터 동작을 크게 간략화하여 나타낸다. 광원(213) 등으로부터의 조명은 픽셀 어레이(215)(예를 들어, DMD 또는 LCOS 장치 등)를 향한다. 비록 광원(213)이 픽셀 어레이(215) 뒤에 위치하는 것으로 도시되어 있지만, 일부 다른 실시예에서, 광원은 프로젝터 기술의 기능에 따라 픽셀 어레이(215) 앞에 배치된다.

렌즈(218)와 결합하여 종래의 픽셀 어레이(214_j)는 각각 고유한 방출 방향을 갖는 복수의 빔렛을 생성할 수 있는 "멀티 뷰 픽셀"을 정의한다. 미국 특허 출원 SN 15/002,014(US Pat Pub _________) 참조. 따라서, 256 개의 종래 픽셀을 갖는 MV 조명(208_i)은 256 개의 빔렛을 생성할 수 있다.

보다 상세하게는, 하나 이상의 선택된 픽셀이 제어기(110)(도 1a 및 도 5)에 의해 활성화 될 때, 그러한 픽셀들에 영향을 주는 조명은 (반사 또는 투과를 통해) 수신된 조명으로부터 빔렛(216_j)을 생성하는 렌즈(218)를 향한다. 예를 들어, 통상적인 픽셀(214₈₄ 및 214₉₄)을 고려하자. 활성화될 때, 종래의 픽셀(214₈₄)은 렌즈(218)를 향해 수신하는 조명을 지향시킨다. 그 조명은 픽셀(214₈₄)로부터 모든 방향으로 전파한다. 렌즈(218)는 그 조명의 상당 부분을 수집하여 그것을 빔렛(216₈₄)으로 시준한다. 마찬가지로, 종래의 픽셀(214₉₄)이 활성화 될 때, 그것은 렌즈(218)를 향해 수신하는 조명을 지향시킨다. 그 조명은 픽셀(214₉₄)로부터 모든 방향으로 전파하고, 그 중 상당 부분은 렌즈(218)에 의해 수집되어 빔렛(216₉₄)으로 시준된다. 종래의 픽셀(214₈₄, 214₉₄)이 렌즈(218)에 대해 (1 또는 2 방향으로) 상이한 각도 방위를 갖기 때문에, 각각의 빔렛(216₈₄, 216₉₄)의 방출 방향은 서로 상이할 것이다.

예를 들어, 픽셀(214₈₄)이 활성화될 때 청색 광을 통과하면, 빔렛(216₈₄)을 수신하는 뷰어의 눈은 청색 "도트(dot)"를 볼 것이다. 화소(214₉₄)가 활성화될 때 적색 광을 통과하면, 빔렛(216₉₄)을 수신하는 뷰어의 눈은 적색 "도트"를 볼 것이다. "도트"의 크기/외관은 렌즈(218)의 동작에 기초하여 크기 및 형상이 변할 수 있다.

이전에 나타낸 바와 같이, 256 개와 같은 많은 다른 빔렛들에 의해, 도 2에 도시된 MV 조명(208_i)은 256 개와 같은 많은 서로 다른 빔렛들을 방출할 수 있다. 각각의 빔렛(216_j)은 동일한 MV 조명의 다른 픽셀들 중 일부 또는 전부와 상이한 색상 및/또는 강도일 수 있고 각각은 상이한 방출 방향을 가질 것이다. 또한, 빔렛들은 다른 조명 특성(예를 들어, 스펙트럼 구성, 편광, 빔렛 형상, 빔렛 프로파일, 다른 빔렛과의 중첩, 초점, 공간적 코히런스(spatial coherence) 및 시간적 코히런스(temporal coherence))에서 서로 다를 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 빔렛(216_j)의 방출 방향은 방위(azimuth)(α) 및 고도(β)와 같은 두 개의 각도에 의해 특징지어질 수 있다. 비록 빔렛들이 방출 방향을 가리키는 화살촉이 있는 단순한 선으로 첨부 도면에 그려져 있지만, 이들은 각도의 범위를 가질 수 있으며 임의의 모양이 될 수 있다는 것에 유의해야 한다. 이러한 이유 때문에, 앞서 언급한 두 개의 각도를 사용하여 빔렛을 특성화하는 것은 필연적으로 근사값이다. 예를 들어, 빔렛은 서치라이트로부터의 빔과 유사한 형상을 가질 수 있지만, 전형적으로 더 작을 수 있다. 또한, 각 MV 조명을 구성하는 종래의 픽셀은 원형 패턴, 사변형 패턴(quadrilateral pattern) 또는 임의의 다른 편리한 배열로 배열될 수 있다.

전술한 설명으로부터, MV 조명의 일부 예(예를 들어, 피코 프로젝터에 기초한 경우)가 당업계에 공지되어 있음을 알 수 있을 것이다. 그러나, 여기에 개시된 MVAL 시스템의 맥락에서 사용될 때 중요한 차이점은, 예를 들어, 피코-프로젝터가 작동되는 방식이다. 특히, 각 종래의 픽셀의 방출 방향이 결정되어 MVAL 시스템의 환경에 매핑되므로, 각각의 종래의 픽셀을 개별적으로 어드레싱하고 각각의 그러한 픽셀과 관련된 빔렛의 특성을 제어하는 제어기의 능력과 관련하여, 상이한 조명 콘텐츠(예: 패턴, 쇼, 정보 등)를 (동일한 MV 조명들로부터) 다른 뷰잉 존들에 동시에 표시할 수 있다.

본 발명의 실시예의 또 다른 중요한 특징은 MVAL 시스템의 MV 조명이 임의의 물리적 구성으로 설치자에 의해 배치될 수 있지만, 제어기의 동작을 통해, 단일 통합 시스템으로 원하는 조명 콘텐츠를 얻을 수 있도록 뷰잉 존의 위치에 대한 일반적인 이해가 얻어진다. 이는 MVAL 시스템을, 예를 들어 출원인에 의해 개시된 멀티 뷰 디스플레이(예컨대, 미국 특허 출원 SN 15/002,014 참조)와 구별시킨다. 특히, 이러한 멀티 뷰 디스플레이는 전형적으로 평면 배열로 제한되고 동일한 방향을 가리키며 임의의 뷰잉 위치로부터 모두 가시적인 복수의 멀티 뷰 픽셀을 포함한다. 이러한 멀티 뷰 디스플레이에서, 멀티 뷰 픽셀은 제조시 특정 배열로 구성된다. 대조적으로, 각각의 MV 조명(108_i)은 단일 멀티 뷰 픽셀을 정의한다. MVAL 시스템에서, 각각의 멀티 뷰 픽셀(각각의 MV 조명)은 임의의 위치에서 그리고 다른 MV 조명에 대해 임의의 방향으로 개별적으로 위치될 것이다. 따라서, MVAL 시스템의 멀티 뷰 픽셀은 평면 배열로 제한할 필요가 없고, 반드시 동일한 방향을 가리킬 필요가 없고, 종종 모든 뷰잉 위치로부터 모두 가시적이지는 않다. 또한, MVAL 시스템에서, 제조자가 아닌 사용자(조명 설계자(lighting designer) 등)는 서로에 대해 멀티 뷰 픽셀의 배열을 결정한다.

많은 (그러나 반드시 전부는 아님) MVAL 설비(installation)들에서, MV 조명은 의도된 뷰잉 영역에서 볼 때 인간의 눈의 분해능보다 큰 거리만큼 서로 떨어져 있다. 이와 같이, 각 MV 조명은 뷰어에 의해 명확하게 분해된다. 대조적으로, 멀티 뷰 디스플레이에서, 각각의 멀티 뷰 픽셀은 전형적으로 서로 매우 근접(서브 밀리미터 간격(sub-millimeter spacing))하게 위치하여 개별 멀티 뷰 픽셀을 개별적으로 분해할 수 없다. 인간의 눈의 분해능(resolution)의 한계는 전형적으로 약 1 내지 2 분각(arc minutes) 범위의 것으로 간주된다. 이와 같이, 일부 실시예에서, 설치된 MVAL 시스템의 MV 조명은 의도된 뷰잉 존들에서 볼 때 최소 약 1 분각만큼 분리될 것이다. 전형적으로, 그러나 반드시 그런 것은 아니지만, 멀티 뷰 픽셀(즉, 각각의 MV 조명)은 적어도 10cm 이격되고, 종종 서로 0.5m 이상 이격될 것이다.

전술한 바와 같이, 예시적인 실시예에서, MV 조명(108_i)은 프로젝터 기반이다. 일부 다른 실시예에서, MV 조명(108_i)은 프로젝터 기반이 아니며; 예를 들어, 각각의 픽셀은 그 자체가 광원, 즉 적절한 전기 여기(electrical excitation)(예를 들어, LED, OLED 등)로 전기적으로 여기될 때 조명을 발할 수 있는 물질이다. 이러한 (종래의) 픽셀은 평면 배열로 구성될 수 있다. 이러한 개별 주소 지정이 가능한 픽셀로부터의 조명은 렌즈에 의해 수집된다. 렌즈는 빔렛을 생성하기 위해 주어진 선택적으로 활성화된 픽셀로부터의 조명을 시준(collimating)한다. 이러한 배열은 어레이 내의 픽셀의 위치의 함수로서 상이한 방출 방향을 각각 갖는 복수의 빔렛들을 생성할 수 있는 멀티 뷰 픽셀을 정의한다. 또는 각각 다른 방향을 가리키며 각각 개별적으로 주소 지정이 가능한 개별 조명(LED, 스포트라이트 등)의 집합이 함께 그룹화되어 멀티 뷰 픽셀을 형성한다. 각각의 개별 조명은 그 그룹 내의 다른 조명과 상이한 방출 방향을 갖는 빔렛을 생성한다.

도 1a에 도시된 MVAL 시스템(106) 및 도 1b에 도시된 바와 같은 뷰어들(V1 내지 V4)의 경험의 동작은 시스템의 일부 MV 조명들(108)을 동작을 조사함으로써 더 상세히 논의된다. 특히, 도 1a 및 도 4에 도시된 MV 조명들(108₁₁, 108₈₅, 1O8₁₀₅, 1O8₁₄₇, 1O8₁₅₆)의 동작을 고려한다. 후자의 도면은 명확성을 위해 건물(100), MVAL 시스템(106), 대상 MV 조명, 및 뷰어들(V1 내지 V4)의 단순화된 도면을 도시한다. MV 조명으로부터 "파선"(dashed line)으로 표시된 광선 추적(ray tracing)은 지시된 방향으로 방출된 빔렛을 나타낸다. "점선"(dotted line)으로 표시된 광선 추적은 지시된 방향으로 빔렛이 방출되지 않음(조명이 없음)을 나타낸다.

뷰어(V1)를 고려하자. 이 뷰어는 건물(100)의 전면(F)의 뷰를 가지며 조명 패턴(AA)(도 1a, 도 1b)을 본다. 결과적으로, 건물의 전면(F)상의 3 개의 MV 조명들(108₁₁, 108₈₅, 108₁₀₅) 중 단지 MV 조명부(108₁₁)만이 조명된 것처럼 보인다. 이는 빔렛(들)이 뷰어(V1)의 눈에 도달하게 하는 방향으로 전파하는 빔렛(들)을 생성하는 MV 조명(108)의 특정 픽셀이 활성화됨을 의미한다. 역으로, 뷰어(V1)의 눈에 도달하게 하는 방향으로 전파하는 빔렛(들)을 생성하지 않는 MV 조명(108₈₅ 및 108₁₀₅) 각각의 특정 픽셀(들)은 활성화되지 않는다.

건물(100)의 전면(F)을 바라보는 뷰어(V2)는 도 1c에 도시된 조명 패턴(BB)을 본다. 결과적으로, 건물의 전면(F) 상의 3 개의 MV 조명들(108₁₁, 108₈₅, 108₁₀₅) 중, MV 조명들(108₈₅ 및 108₁₀₅)은 조명되고 MV 조명부(108₁₁)는 어둡게 보인다. 이는 빔렛(들)이 뷰어(V2)의 눈에 도달하게 하는 방향으로 전파하는 빔렛(들)을 생성하는 MV 조명(108₈₅ 및 108₁₀₅)의 특정 픽셀이 활성화됨을 의미한다. 반대로, 뷰어(V1)의 눈에 도달하게 하는 방향으로 전파하지 않는 빔렛(들)을 생성하는 MV 조명(108₁₁)의 특정 픽셀(들)은 활성화되지 않는다.

건물(100)의 전면(F)및 좌측면(LS)의 뷰를 갖는 뷰어(V3)는 도 1d에 도시된 각각의 조명 패턴(CC 및 DD)을 본다. 결과적으로, 빌딩 전면(F) 상의 3 개의 MV 조명들(108₁₁, 108₈₅, 108₁₀₅) 중, MV 조명(108₁₁)은 조명된 것으로 보이고 MV 조명들(108₈₅ 및 108₁₀₅)은 어둡게 보인다. 그리고 건물의 좌측면(LS) 상의 2 개의 MV 조명(108₁₄₇, 108₁₅₆) 양쪽 모두가 조명을 받는 것처럼 보이다. 따라서, 빔렛(들)이 뷰어(V3)의 눈에 도달하게 하는 방향으로 전파하는 빔렛(들)을 생성하는 MV 조명(108₁₁, 108₁₄₇ 및 108₁₅₆)의 특정 픽셀(들)이 활성화된다. 뷰어(V1)의 눈에 도달하게 하는 방향으로 전파하는 빔렛(들)을 생성하지 않는 MV 조명(108₈₅ 및 108₁₀₅)의 특정 픽셀(들)은 활성화되지 않는다.

건물(100)의 좌측면(LS)의 뷰를 갖는 뷰어(V4)는 도 1e에 도시된 조명 패턴(EEB)을 본다. 이와 같이, 뷰어(V4)가 볼 수 있는 2 개의 MV 조명(108₁₄₇, 108₁₅₆) 중, MV 조명(108₁₅₆)이 어둡게 나타나는 동안 MV 조명(108₁₄₇)은 조명된 것으로 나타난다. 다시 한번, 이것은 빔렛(들)이 관찰자 (V4)의 눈에 도달하게 하는 방향으로 전파하는 빔렛(들)을 생성하는 MV 조명(108₁₄₇)의 특정 픽셀(들)이 활성화됨을 의미한다. 뷰어(V4)의 눈에 도달하게 하는 방향으로 전파하는 빔렛(들)을 생성하지 않는 MV 조명(108₁₅₆)의 특정 픽셀(들)은 활성화되지 않는다.

전술한 논의는 MVAL 시스템(106)의 동작을 많은 조명들 중 단지 5 개의 상황에서 검토하였다. MV 조명의 픽셀을 조명하는 (또는 조명하지 않는) 이 프로세스는 MVAL 시스템에서 모든 MV 조명에 대해 수행된다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 뷰어(V1)의 관점에서, 건물(100)의 전면(F)의 외주를 따르는 MV 조명들만이 조명된다. 따라서, 빔렛이 뷰어(V1)의 눈에 도달하게 하는 빌딩 둘레를 따른 각 MV 조명의 픽셀(들)이 조명된다. 그리고 건물의 둘레를 따라 위치하지 않은 MV 조명의 경우, 빔렛을 뷰어(V1)의 눈에 도달하게 하지 않을 이들 조명 각각의 픽셀(들)은 조명되지 않는다. 동시에 주변에 위치하는 MV 조명의 다른 픽셀들은, (1) 빔렛을 방출하는 방향 및 (2) 특정 조명 디자인의 함수로 조명되거나 조명되지 않을 수 있다. 물론, 이들 비-주변(non-perimeter) MV 조명의 다른 픽셀들이 조명되어 다른 뷰잉 위치에 있는 뷰어들에게 보이는 다른 조명 패턴을 생성할 수 있다.

캘리브레이션 (Calibration). MVAL 시스템(106)이 특정 뷰잉 위치에서 뷰어에게 특정 조명 패턴을 디스플레이하기 위해서는, MVAL 시스템의 특정 MV 조명(108_i)이 그 뷰잉 위치로 조명을 방출해야 한다는 것을 이해할 것이다. 이것이 일어나기 위해서, MVAL 시스템(106)의 요소들(예를 들어, 제어기(110) 등)은 시스템에서 각각의 MV 조명(108_i)에 대해 최소한 다음을 알아야 한다:(a) 복수의 픽셀(214_j)들로부터 기원하는 각 빔렛의 방출 방향 및 (b) 어느 특정의 뷰잉 존들을 방출 방향(들)이 조명하는지를 결정한다. MVAL 시스템(106)이 둘 이상의 색상의 조명을 생성할 수 있는 실시예에서, MVAL 시스템(106)은 또한 각각의 MV 조명의 각 픽셀에 의해 생성된 빔렛의 색상에 대한 지식을 가져야만 한다. 일부 실시예에서, 캘리브레이션은 뷰잉 영역 내의 위치들과 빔렛들 사이의 관계 테이블(table of relationship)을 산출한다.

사용되는 환경에 대한 등록을 포함하는 MVAL 시스템(106)의 캘리브레이션은 다양한 기술 중 임의의 것을 통해 달성된다. 일 기술에서, 복수의 픽셀로부터 방출된 복수의 빔렛 각각의 방출 방향은 뷰어가 조명을 볼 영역 - 뷰잉 영역 - 에 위치한 캘리브레이션 장치(들)로부터 얻어진 측정치에 의해 결정된다. 멀티 뷰 디스플레이에 대한 캘리브레이션 기술은 미국 특허 출원 SN 15/002,014(US Pat. Pub. ____)에 설명되어 있다. 여기에 기재된 보정 기술에 SN 15/002,014에 설명된 캘리브레이션 기술을 적용하는 것은 참조된 개시 내용과 본 개시 내용에 비추어 당업자의 능력 범위 내에 있다.

MVAL 시스템은 장거리에서 작동해야 하는 경우가 종종 있다. 예를 들어, 초고층 건물들을 밝게 비추는 것이 드문 일이 아니므로 초고층 건물들은 수 마일에 걸쳐 볼 수 있다. 그러한 시나리오에서, 상기 참조된 방식으로 캘리브레이션을 수행하는 것(즉, 모든 뷰잉 위치를 캘리브레이션하기 위해 뷰잉 영역에 걸쳐 캘리브레이션 장치를 이동시키는 것)이 통상적으로 실용적이지 않다. 대신에, 도 6에 도시된 방법(600)이 대신 사용될 수 있다.

방법(600)의 공정(601)마다, MVAL 시스템의 MV 조명(108)은 "사전-캘리브레이션(pre-calibrated)"된다. 이러한 맥락에서 "사전-캘리브레이션"이란 용어는 제조 과정에서와 같이 설치 전에 조명을 캘리브레이션 한다는 의미이다. 이 캘리브레이션은 MV 조명의 지시 방향에 대해 주어진 MV 조명으로부터 방출된 각 빔렛의 방출 방향을 결정하는 것을 포함한다. 이 개념은 도 7에 도시되어 있다. 도 7을 참조하면, 2 개의 빔렛(716₂ 및 716₇)은 MV 조명(108_i)의 각각의 픽셀(714₂ 및 714₇)로부터 공급된다. 이들 빔렛들은 각각 도 3과 관련하여 논의된 바와 같이 예를 들어 방위각 및 고도에 의해 특성화된 방출 방향을 갖는다. 측면을 통해 MV 조명을 묘사하는 도 7에서, 지시 방향(pointing direction)(PD)에 대한 빔렛들의 고도(β)(도 3 참조)만이 명백하다는 것이 주목할 만하다. 일단 제조가 완료되면, MV 조명(108_i)으로부터 방출된 각 빔렛의 방출 방향은 특정 MV 조명의 지시 방향(PD)에 대해 고정된다. 따라서, 특정 빔렛의 방출 방향이 MV 조명의 지시 방향에 대해 알려지면, 조명의 지시 방향이 결정될 수 있다.

공정(602)에서, MVAL 시스템이 설치된다. 조명은 공기 중에서 직선으로 이동하는 것으로 간주될 수 있기 때문에, 사전-캘리브레이션 정보는 각 MV 조명의 지시 방향에 대해 각각의 MV 조명으로부터 방출된 복수의 빔렛 각각의 방출 방향을 특징짓기에 충분하다. 설치된 각 조명의 지시 방향(PD)는 MVAL 시스템이 그 방향에 등록될 수 있도록 결정되어야 한다. 일부 실시예에서, 이것은, 예를 들어, 이미터(emitter) 및 카메라를 갖는 캘리브레이션 장치를 사용하여 달성된다. 캘리브레이션 장치(522)는 예를 들어, 조명의 알려진 위치에 대해 2 개의 알려진 위치에 위치될 수 있다. (사전-캘리브레이션으로부터 결정된 바와 같이) 공지된 방출 방향을 갖는 하나 이상의 빔렛은 각각의 MV 조명(108_i)으로부터 방출되어 뷰잉 영역 내의 알려진 위치에서 교정 장치의 카메라에 의해 수신된다. 각각의 빔렛은 고유한 패턴과 연관될 수 있으므로, 제어기(110)에 전송되는 카메라에 의해 캡처된 정보는 수신된 특정 빔렛을 고유하게 식별할 수 있다. 각각의 MV 조명으로부터 방출된 각각의 빔렛의 방출 방향과 각각의 MV 조명의 지향 방향 사이의 고정된 관계로 인해, (예를 들어, 제어기(110)에 대한) 충분한 정보가 각 MV의 지시 방향을 결정하기 위해 이용 가능하다.

공정(603)에서, MV 조명은 뷰잉 영역의 3D 모델에 "등록"된다. 예를 들어 초고층 건물의 MVAL 시스템을 고려해 본다. 이 시스템은 도시의 각기 다른 이웃에서 볼 때 조명의 모양이 달라지도록 설계되었다. 따라서, 이전에 논의된 바와 같이, 각 이웃은 뷰잉 존과 유사하다. 흔히 볼 수 있는 (예를 들어, 시 공무원 등으로부터의) 뷰잉 영역(즉, 이 시나리오에서의 도시)의 3D 모델이 얻어진다. 공정(601 및 602)에서 얻어진 각 MV 조명의 위치 및 지시 방향은 3D 모델로 등록된다. 즉, 각 MV 조명은 3D 모델에서 "지향"된다(oriented). 3D 모델에서 MV 조명의 위치를 알고 있는 경우, MV 조명의 지시 방향을 결정하기 위해 두 위치에서 측정 값을 얻는 것으로 충분하다. 카메라가 "롤(roll)" 축을 따라 수평을 이루고 있다고 합리적으로 추측할 수 있다면 한 위치에서만 측정해야 한다. (모델에서) 카메라의 위치를 알 수 없는 경우, 두 개 초과의 위치에서 측정 값을 구해서 결정할 수 있다.

이렇게 등록되면 MVAL 시스템의 각 MV 조명에서 각 빔렛에 대한 "랜딩 지점(landing spot)"들을 추정할 수 있다. 이 문맥에서, "랜딩 지점"은 각 특정 빔렛이 "랜딩"할 뷰잉 영역과 같은 추정된 위치이다. 즉, 뷰어의 눈과 같은 표면과 교차한다. 결과적으로, 이 시스템은 어떤 MV 조명들로부터의 어떤 빔렛들이 특정 이웃으로부터 볼 수 있는지 결정하는 데 필요한 정보를 가지고 있다. 이 정보는 서로 다른 이웃에 있는 다른 뷰어에게 다양한 조명 패턴을 제공하는 데 사용할 수 있다.

MVAL 시스템의 설치자가 뷰잉 영역을 동적으로 시각화하여 각각의 MV 조명이 적절한 방향으로 향하게 할 수 있는 것이 유리할 것이다. 이를 위해, 일부 실시예에서, 각각의 MV 조명(108_i)은 광학 조준기(optical sight) 및 카메라, 또는 이들 정렬 장치가 임시로 부착되는 마운트를 포함한다. 광학 조준기를 사용하여 카메라를 올바르게 지향시키고 나중에 정렬 작업(alignment task)을 수행할 수 있다. 카메라가 MV 조명에 대한 알려진 뷰잉 관계를 가지고 있다고 가정하면, 그 관계는 카메라의 단일 사진을 사용하여 빔렛에 대한 랜딩 지점을 찾는 데 사용될 수 있다. 조명 설치 후, 등록 절차는 각 MV 조명에서 카메라에 의해 얻은 이미지를 취하고 이미지 상에 알려진 위치가 나타나는 각 이미지 상에 표시한 다음, 사전-캘리브레이션 데이터에서 해당 빔렛을 찾을 수 있다.

사용자 인터페이스(user interface). 도 8a는 MVAL 시스템(106)을 제어하기 위한 사용자 인터페이스(830)의 예시적인 실시예를 도시한다. 사용자 인터페이스(830)를 통해, 사용자는 MVAL 시스템(106)을 프로그램하여 특정 뷰잉 존에 원하는 조명 효과를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스는 관심있는 MVAL 시스템에 대한 뷰잉 영역이 디스플레이되는 영역(832)을 포함한다. 뷰잉 영역의 표현은 실제 카메라 영상(camera footage), 그래픽 렌더링 또는 특정 뷰잉 존을 시각적으로 표현하기 위한 임의의 다른 접근법일 수 있다.

사용자는 "뷰잉 생성"(create view) 버튼(834)을 누름으로써 뷰잉 영역(viewing region)에 원하는 뷰잉 존(viewing zone)을 설정한다. 이는 "뷰잉 존"(848)이 뷰잉 영역에 나타나게 한다. 뷰잉 존(848)은 뷰잉 영역 내에서 (마우스 등을 통해) 움직일 수 있고, 또한 원하는 뷰잉 존의 형상 및 스케일링된 크기를 정의하고 나타내기 위하여 재형상화(re-shaping) 및/또는 재크기화(re-sizing)가 될 수 있다.

뷰잉 존(848)을 위한 조명 옵션은 "조명" 버튼(836)을 누름으로써 액세스 될 수 있다. 조명 버튼의 연속적인 누름은 사용자가 선택된 뷰잉 존에 이용 가능한 모든 조명 패턴을 볼 수 있게 한다. 사용자는 예를 들어, 조명 패턴을 "클릭" 함으로써 원하는 조명 패턴을 선택한다. 도 8b는 사용자 인터페이스(830)의 영역(832)에서 선택된 조명 패턴(850)을 도시한다. 특정 조명 패턴이 선택되면, "시계" 버튼(844)이 눌러진다. 이는 사용자가 선택된 조명 패턴을 디스플레이하기 위한 스케쥴을 설정할 수 있게 하는 스크린(영역(832)에 제시)에 대한 액세스를 제공한다. 스케쥴에 따라, 제어기(110)는 부분적으로, 빔렛들을 뷰잉 영역 내의 위치들(즉, 뷰잉 존들)과 관련시키는 캘리브레이션 테이블에 액세스함으로써 선택된 조명 패턴을 생성한다.

예시적인 실시예에서, 사용자 인터페이스(830)는 또한 다음을 포함한다:

● 뷰잉 존(848)의 뷰를 확대하고 확대된 뷰잉 존 내에서 이동하기 위한 팬/줌 버튼(838);

● (영역(832)에) 뷰잉 영역을 추가하기 위한 추가 버튼(840)

● (영역(832)으로부터) 뷰잉 영역을 삭제하기 위한 삭제 버튼(842)

● 뷰잉 존(848) 및 조명 패턴(850)의 사용자 지정을 마무리하기 위한 설정 버튼(846).

당업자는 MVAL 시스템(106)과 함께 사용하기에 적합한 사용자 인터페이스가 상술한 것과는 다른 많은 방법으로 구현될 수 있음을 알 것이다. 본 개시에 비추어, MVAL 시스템(106)과 함께 사용하기 위한 사용자 인터페이스를 설계하고 구현하는 것은 당업자의 능력 내에 있다.

응용(Application)들. 멀티 뷰 건축 조명 시스템을 사용하여 오락거리를 제공하고, 정보를 제공하고, 지시하거나 또는 기타 유용한 혜택을 제공하는 데는 여러 가지 방법이 있다.

예를 들어, 준공식(dedication ceremony)에서, 사람을 중요하게 강조하거나 빌딩, 다리, 홀리데이 트리(holiday tree) 또는 다른 대형 물체를 조명하는 스위치를 "플립(flip)"하는 것이 일반적이다. 이 경험은 어떤 만족감과 심지어 권력 감각(sense of power)을 동반한다. 불행히도 소수의 사람들이 스스로 이것을 경험할 수 있다.

예를 들어, 성(castle)과 같은 테마 파크 내의 상징적 구조(iconic structure)를 고려한다. 공원 손님으로서는 성을 밝게 하는 행동을 하는 것이 흥미로운 일이다. 이것은 물론 기존의 조명 시스템으로도 가능한다. 그러나 상당수의 손님이 이 경험을 했다면, 모든 손님들은 성이 정기적으로 밝아지는 것을 볼 수 있었고 이는 이벤트의 특수성을 저해할 것이다.

이상적으로, 성을 비추는 효과는 그것을 트리거 한 사람과 그 근처의 사람들에게만 보여질 것이다. 이렇게 하면 이벤트의 특수성과 명백한 고유성이 유지된다. 기존 조명과 달리 MVAL 시스템은 효과를 원하는 영역에서만 볼 수 있도록 지정할 수 있다. 예를 들어, 자물쇠에 적절한 키를 넣고 돌리면 자물쇠를 감싸는 영역에 조명 효과가 표시된다.

도 9는 성(960)이 제어기(910) 및 복수의 MV 조명(908)을 갖는 MVAL 시스템을 포함하는 전술한 "트리거 된" MVAL 경험을 도시한다. 일반적으로, 점등되는 성(960)의 유일한 조명은 MV 조명(908₁, 908₂ 및 908₃)이고, 이들은 터릿(turret)(962) 상의 창(964) 바로 아래에 배치된다. 이러한 MV 조명은 뷰잉 영역(VR)에서의 그들의 위치에 관계없이 임의의 놀이 공원 고객(patron)에게 점등된 것처럼 보인다.

도 9에 도시된 실시예에서, 캐슬 놀이(castle amusement)의 목표는 "마술 지팡이"(magic wand)(968)를 흔들거나 지향시킴으로써 조명 디스플레이를 트리거하는 것이다. 예를 들어 카메라 및 이미지 인식 소프트웨어, 광 센서 등일 수 있는 센서(966)는 "마술 지팡이(magic wand)"의 이동 또는 위치 또는 거기에서 방출되는 신호를 감지한다. 일단 감지되면, 정상적으로 "오프"인 모든 MV 조명(908)(즉, 터릿(962)에 있는 것들, 도개교(drawbridge)를 에워싸는 것들 등)이 짧은 시간(예: 10 초 등) 동안 비추어지도록 센서(966)에 의해 제어기(910)로 신호가 생성 및/또는 전송된다. 이러한 빛(illumination)은 뷰잉 존(VZ)에서만 볼 수 있다. 이 실시예에서, 놀이 공원 고객(AAP-1)은 그녀가 요술 마술 지팡이(968)을 흔들거나 조준할 때 뷰잉 존(VZ)에 위치해야 한다. 따라서, 그녀가 센서를 트리거하면, 고객(AAP-1) 및 뷰잉 존(VZ) 내에 있는 임의의 동료는 조명 디스플레이를 경험할 것이다. 뷰잉 존(VZ) 외부에 서 있는 놀이 공원 고객은 뷰잉 존(VZ)에 있는 사람들에 의한 조명 디스플레이 경험을 알지 못할 것이다. 그들은, 조명되는 바에 따라, 각 창 아래의 세 개의 표시등만 계속 감지한다.

도 9에 도시된 시나리오의 많은 변형 예가 존재할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, MVAL 시스템은 임의의 구조물 상에 설치될 수 있고, 트리거링 장치는 특정 상황(오락의 특성)에 적합한 다양한 형태 중 임의의 형태를 취할 수 있다. 다른 구현들 중에서, 일부 실시예들에서, 트리거링 장치는 오락을 위해 독점적으로 개발되고 그 외에는 기능하지 않는 기발한 장치(fanciful device)이다. 기발한 장치의 예로는 위에서 언급한 "마술 지팡이"또는 "광선총(ray gun)" 무기가 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 거의 모든 탐지 가능한 동작이 트리거 역할을 할 수 있다. (예를 들어 조명의 방출과 탐지, 레버 당김, 버튼 누름, 열쇠 돌리기, 문 열기, 임계 값 초과(crossing a threshold) 등). 일부 실시예에서, 단일 트리거를 갖는 것보다는, 고객은 조명 효과를 트리거링하기 위해 일련의 공정(예: 질문에 응답, 단서 찾기(follow clues), 육체적 업적(physical feat) 등)를 완료해야 한다. 일부 실시예에서, 트리거 된 조명 쇼는 추후 및/또는 다른 위치에서 발생한다.

또한, 일부 대안적인 실시예에서, 조명 디스플레이가 보여지는 미리 설정된 뷰잉 존이 존재하지 않는다. 오히려, MVAL 시스템은 조명 디스플레이(또는 다른 조명 콘텐츠)가 제시되어야 하는 위치를 결정할 수 있다. 이러한 일부 실시예에서, MVAL 시스템은 조명 디스플레이를 트리거 하기 위해 고객이 사용하는 휴대용 장치(예를 들어, 마술 지팡이(968) 등)의 위치를 추적하는 추적 시스템 센서를 포함한다. 예를 들어, 마술 지팡이는 획득한 이미지를 이미지 인식 소프트웨어로 전송하는 카메라로 추적할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또는 지팡이는 MVAL 시스템에서 추적하는 신호를 브로드캐스트 한다. 일부 추가 실시예에서, 특정 고객에게 조명 효과를 목표로 하기 위해 추적 시스템이 사용된다. 고객을 추적하기 위한 추적 시스템은 얼굴 인식 소프트웨어, 얼룩 추적(blob tracking) 및/또는 휴대폰 추적을 포함 하나 이에 한정되지 않는다.

일부 실시예에서, MVAL 시스템은 고객/방문자(patron/visitor)와 같은 제3자 뷰어에 의해 소유된 장치와 같은 장치들과 상호 작용하도록 구성된다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 스마트 폰 애플리케이션은 자신의 스마트 폰을 통해 제3자 뷰어가 시청을 위한 커스텀 조명 콘텐츠(custom lighting content)(예를 들어, 조명 패턴, 조명 쇼, 메시지 등)를 선택할 수 있게 한다. 일부 다른 실시예에서, 조명 콘텐츠는 게임 내 임무(in-game task)를 완료하는 것에 대한 상(prize)이다. 이를 달성하기 위해, MVAL 시스템은 어느 조명 위치에 어떤 조명 콘텐츠를 표시해야 하는지를 알아야 한다. 보다 일반적으로, 전자 장치(예를 들어, 스마트 폰, 태블릿, 컴퓨터 등)로 특정 동작이 취해지면, 그 장치는 MVAL 시스템을 트리거 하여 이벤트를 트리거 하는 사람의 영역에 조명 콘텐츠를 디스플레이 한다. 그 장치의 위치는, 예를 들어, RF 위치 탐지 시스템, 청각 위치 탐지 시스템 및/또는 시각적 위치 탐지 시스템을 통해 결정될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

조명 공해(light pollution)가 건축 조명에 관심의 대상이 될 수 있다는 것이 주목된다. MVAL 시스템을 사용하면 뷰어가 있는 위치로만 조명을 쉽게 안내할 수 있다. 이렇게 하면 뷰어가 없는 곳에서 조명의 반사로 인한 조명 공해를 방지할 수 있다. 일부 실시예에서, 이것은 가능한/가능성 있는 뷰잉 위치를 사전 정의하고 그 위치만을 조명함으로써 정적으로 행해진다. 일부 다른 실시예에서는, 뷰어의 위치와, 뷰어가 검출되는 조명 영역만을 추적하기 위해 보다 정교한 시스템이 사용된다. 모션 검출기, 압력 센서 및/또는 카메라 기반 센서를 포함하되 이에 국한되지 않는 다양한 감지 시스템이 이 목적을 위해 사용될 수 있다.

많은 지방 자치 단체는 산만한 운전자를 피하기 위해 신호 및 조명 효과에 대한 제한을 갖는다. 일부 실시예에서, MVAL 시스템은 보행자 영역에서 복잡하고 역동적인 조명 쇼를 제공하는 동시에 거리(즉, 운전자의 관점)로부터 정적 조명(static lighting)을 나타내는 것이다. 도 10은 이러한 사용법의 예를 도시한다.

빌딩(1072)은 제어기(1010) 및 복수의 MV 조명(1008_i)을 포함하는 MVAL 시스템을 갖는다. MVAL 시스템은 보행자 영역인 뷰잉 존(1074-1, 1074-2, 1074-3 및 1074-4)이 빌딩(1072) 상의 동적 조명 콘텐츠를 볼 수 있도록 동작된다. 예를 들어, 뷰잉 존(1074-2)의 보행자는 모든 조명(1008)이 서로 다른 색으로 깜박이는 것을 본다. 다른 뷰잉 존(1074-1, 1074-3, 및 1074-4)의 보행자는 다른 동적 조명 패턴(또는 뷰잉 존(1074-2)에서 보이는 것과 동일한 패턴)을 볼 수 있다. 그러나, 동시에, 뷰잉 존(1076)에 있는 자동차(1078)의 운전자는 다소 제한적이고, 산만하지 않은 조명 디스플레이를 본다. 예를 들어, 차량(1078-1)의 운전자는 빌딩(1072)의 전면의 각 코너에 하나씩 연속적으로 4 개의 조명 만이 점등되는 조명 패턴(GG)을 본다.

비행 경로 아래에 있는 건물의 경우, 건물의 지붕은 지나가는 항공기로부터 볼 수 있는 조명 디스플레이를 전시할 수 있다. 사실, MVAL 시스템을 사용하면 다른 조명 프리젠테이션을 다른 항공기에 동시에 표시할 수 있다. 이는 예를 들어 실시간 비행 데이터(real-time flight data)를 사용하여 수행할 수 있다. 예를 들어, 이제 도 11을 참조하면, 프랑스로부터 도착한 비행기(1182)는 건물(1180)의 지붕(R)에서, "b" 청색, "w" 백색 및 "r" 적색 필드를 갖는 프랑스 국기를 시뮬레이션하는 조명 디스플레이(HH)를 볼 수 있다. 동시에 일본에서 도착하는 비행기(1184)의 승객은 흰색 깃발에 "r" 적색 원이 있는 일본 국기를 시뮬레이션하는 조명 표시(JJ)를 본다. 두 개의 조명 프리젠테이션이 동시에 제시되고 비행기(1182)의 승객은 프랑스 국기만 볼 것이며 비행기(1184)의 승객은 일본 국기만 볼 수 있다. 이것은 비행기들이 하늘의 다른 지역들에 있을 것이기 때문에 MVAL 시스템을 사용하여 가능하다. 즉, 비행기들은 서로 다른 뷰잉 존들에 있게 된다. 이를 달성하기 위해 MVAL 시스템의 개별 MV 조명을 사전-캘리브레이션 할 수 있으며 매우 적은 수의 측정으로 지시 방향을 결정할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 MV 조명 앞에 있는 알려진 위치에 캘리브레이션 장치를 단순히 배치하여 이러한 작업을 수행할 수 있다.

다른 실시예에서, MVAL 시스템은 각각의 접근 평면에 대한 적절한 공항 활주로를 조명하는데 이용된다. 각 비행기는 하늘의 다른 위치에 있기 때문에, 활주로 조명은 의도되는 항공기에서만 볼 수 있게 될 것이다. 각 비행기의 위치는 끊임없이 변화하지만 공항의 추적 시스템(tracking system)으로 쉽게 추적하고 업데이트할 수 있다.

투영 매핑(projection mapping)은 점차 대중적인 조명 효과가 되고 있다. "비디오 매핑"및 "공간 증강 현실(spatial augmented reality)"이라고도 하는 투영 매핑은 투영 기술을 사용하여 종종 불규칙한 모양의 객체를 비디오 투영을 위한 디스플레이 표면으로 바꿉니다. 이러한 객체는 일반적으로 건물 또는 극장 단계(theatrical stage)이다. 전문 소프트웨어를 사용하여 투영될 실제 환경을 모방한 2 차원 또는 3 차원 객체가 가상 프로그램에 공간적으로 매핑된다. 소프트웨어는 프로젝터와 상호 작용하여 원하는 이미지를 객체의 표면에 맞춘다. 이 기법을 사용하면 조명 설계자, 아티스트 등이 여분의 치수, 착시 현상 및 이동 개념(notions of movement)을 정적 객체(static object)에 부가할 수 있다. 건물 위에 직접 투영하면 그 외관을 애니메이션화 할 수 있다. 예를 들어 벽돌은 건물 안팎으로 움직이는 것처럼 보일 수 있다. 이러한 효과는 벽돌의 외관을 다른 위치들에 투영하여 구현된다. 그러나 이전의 시스템에서는 투영이 특정 뷰잉 원근법(viewing perspective)을 가정해야 했으며 추정된 시각(presumed perspective)에서 볼 때에만 확장된 벽돌 그림이 올바른 것으로 나타났을 뿐이다. 다른 뷰잉 위치에서 볼 때, 원근법은 틀리게 나타날 것이다.

본 발명에 따르면, MVAL 시스템은 투영 매핑을 위해 사용된다. MVAL 시스템은 지금까지 3D 투영 매핑 기술을 괴롭혔던 단일 뷰잉 위치(single-viewing-location)의 문제를 극복한다. 이는 MVAL 시스템이 다른 뷰잉 위치에서 보이는 것을 독립적으로 제어할 수 있기 때문이다.

예를 들어, 건물의 실제 면으로부터 연장된 건물의 환상(illusion)을 생성하기 위해, MV 조명들의 어레이는 확장된 섹션이 상이한 뷰잉 위치들로부터 나타날 때 그 모양의 윤곽을 나타내기 위해 사용된다. 따라서, 제1 순간에, MVAL 시스템을 관찰하는 2 개의 상이한 위치에 있는 두 명의 뷰어 모두 직사각형 조명 패턴을 보게 된다. 그러나 다음 순간에, 뷰어 중 한 명이 자신의 관점에서 "안으로" 움직이는 직사각형의 조명들을 감지하고, 동시에 다른 뷰어는 자신의 관점에서 이들이 안으로 이동하는 것을 감지한다. 두 경우에서, 생성되는 지각(perception)이 유사하더라도 두 시점(viewpoint)을 수용하기 위해 조명 패턴은 다를 수 있다.

일부 실시예에서, MVAL 시스템은 트럭, 버스, 퍼레이드 수레(parade float), 선박 및/또는 블리프(blimps)와 같은 이동 구조와 함께 사용된다. 이동은 상대적이며, 뷰어에 상대적으로 움직이는 MVAL 시스템은 MVAL 시스템에 상대적으로 움직이는 뷰어와 동등하게 취급될 수 있다.

움직이는 구조물의 표준 애니메이션 조명 쇼의 디자이너의 경우, 애니메이션 쇼 중 어떤 시점에서 쇼가 보일 수도 있다는 기대와 함께 쇼를 설계해야 한다. 예시적인 실시예에 따라 그리고 종래 기술과 달리, MVAL 시스템을 사용하면, 조명 쇼는 계속 진행하도록 설계될 수 있어서, 연속적인 뷰잉 위치를 통과할 때, 다양한 뷰잉 위치에 있는 뷰어들은 조명 쇼가 올바른 순서로 처음부터 끝까지 진행되는 것을 볼 수 있다.

도 12a-12c를 참조하면, 복수의 MV 조명(1208_i) 및 제어기(도시되지 않음)를 포함하는 MVAL 시스템(1288)은 이동하는 차량(1286)에 연결된다. MVAL 시스템은 3 개의 공간적으로 분리된 정지 뷰어(V-A 내지 V-C)를 지나가고 있다. 도 12a는 처음으로 MVAL 시스템/차량을 도시하고, 도 12b는 뷰어(V-B)를 향해 이동한 두 번째 시간에서의 MVAL 시스템/차량을 도시하고, 도 12c는 뷰어(V-C)를 향해 이동할 때 세 번째 시간에서의 MVAL 시스템/차량을 도시한다.

도 12a에 도시된 바와 같이, MVAL 시스템(1288)은 제1 뷰잉 존에서 뷰어(V-A)에 가깝다. 결과적으로, MV 조명(1208)는, 시작 조명 쇼 콘텐츠가 뷰어(V-A)를 향하는 반면, 조명 쇼 콘텐츠는 뷰어(V-B 및 V-C)가 볼 수 없도록 제어된다. 도 12b에서, MVAL 시스템(1288)은 제2 뷰잉 존에서 뷰어(V-B)쪽으로 이동한다. MVAL 시스템은 MV 조명(1208)이 뷰어(V-A)에 중간 조명 쇼 콘텐츠를 보내고 뷰어(V-B)에게 시작 조명 쇼 콘텐츠를 보여지게 한다. 도 12c에서, MVAL 시스템(1288)은 이제 제3 뷰잉 존에서 뷰어(V-C)를 향해 이동했다. MVAL 시스템은 엔드 조명 쇼 콘텐츠(end light show content)를 뷰어(V-A)를 향하게 하고, 중간 조명 쇼 콘텐츠는 뷰어(V-B)를 향하게 하고, 시작 조명 쇼 콘텐츠는 뷰어(V-C)를 향하게 한다. 각 뷰어는 MVAL 시스템(1288)이 진행됨에 따라 적절한 순서로 조명 쇼를 보게 된다.

차량(1286)이 알려진 속도로 이동하고, 그 위치가 뷰잉 존에 대해 알려지는 일부 실시예에서, MVAL 시스템은 조명 콘텐츠를 시간(timing)의 함수로서 뷰잉 존으로 향하게 하도록 트리거 된다. 즉, 제어기는 주행 속도에 기초하여 차량(1286)이 어느 시점에 있는지를 결정할 수 있고, 결정된 위치의 함수로서 적절한 조명 콘텐츠를 표시하게 한다. 다른 실시예에서, MVAL 시스템(1288)의 위치를 감지하는 센서는 다양한 조명 존에 적절한 조명 콘텐츠의 디스플레이를 트리거하는데 사용된다. 광학, RF 등을 포함하는 임의의 다양한 센서 장치가 사용될 수 있다. 일부 실시예에서는, 적절한 조명 콘텐츠가 조명 콘텐츠가 없는 것임에 유의하여야 한다.

복잡한 공간에서, 특정 위치로 가는 길을 찾는 것이 어려울 수 있다. 사람들이 공간을 탐색할 수 있도록 다양한 접근 방식이 개발되었다. 예를 들어, 병원에서는 바닥이나 벽에 여러 가지 색으로 칠한 선들의 시스템을 자주 사용한다. 예를 들어, 약국에 가려면 노란색 선을 따라 가야 하고, 연구실에 가려면 빨간 선을 따라 가야 하는 등이다. 불행하게도 많은 목적지가 있을 때, 필요한 색상의 배열이 커진다.

또 다른 실시예에서, 사람을 목적지로 안내하기 위해 MVAL 시스템이 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 사람은 적절한 인터페이스에서 원하는 위치로 안내를 요구한다. MVAL 시스템의 MV 조명은 원하는 위치에 대한 경로를 조명할 수 있다. 경로는 (요청자를 추적함으로써) 요청자만 볼 수 있다. 이전에 설명한 기능을 기반으로, 동일한 MV 조명들을 통해 동시에 다른 사람들을 다른 위치들로 안내할 수 있다.

위와 같이, 길 찾기 요청은 인근 키오스크(kiosk), 사용자의 스마트 폰에 다운로드 한 앱, 또는 사람의 요청을 받아 MVAL 시스템에 입력하는 안내원(attendant)과 같은 적합한 인터페이스를 통해 제공된다. 요청이 행해지는 동안, 추적/감지 시스템은 요청자를 추적하는데 필요한 정보를 획득한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 추적/감지 시스템은 사람의 스마트 폰을 요청과 연관시킨다. 일부 다른 실시예에서, 시스템은 사람의 이미지를 획득하고 추적을 위해 안면 인식 소프트웨어를 사용한다. 또 다른 실시예에서, 사람에게는 송신기가 주어진다. 일부 실시예에서, 각각의 송신기는 특정 목적지로 식별되고, 특정 목적지를 나타내는 시스템으로 코드를 송신하도록 미리 구성된다. 따라서 사람이 복도를 통과하면 송신기가 시스템으로 전송하고 시스템이 해당 MV 조명을 켜서 송신기 보유자를 사전 지정된 목적지로 안내한다. 일부 다른 실시예에서, 송신기는 사람에 의해 획득될 때 목적지를 할당 받는다.

도 13a는 MVAL 시스템(1392)이 복수의 사람들이 건물의 부분(1390)을 통해 상이한 위치들로 동시에 항해하는 것을 돕도록 구성된 실시예를 도시한다.

MVAL 시스템(1392)은 복도의 벽에 배치된 복수의 MV 조명(1308_i), 제어기(도시되지 않음) 및 전술한 바와 같은 감지/추적 시스템(도시되지 않음)을 포함한다. MVAL 시스템은 각각의 목적지 A, B, C, D, E에 도달하기를 원하는 다른 사람 V-A, V-B, V-C, V-D, V-E(MV 조명에 대한 서로 다른 시야각에 기초)에 대한 다른 경로들을 동시에 조명하도록 구성된다. 도 13b ~ 도 13f는 각각의 뷰어 V-A, V-B, V-C, V-D 및 V-E에 의해 감지되는 조명을 묘사한다. 비추어지는 조명들은 그림에서 검은 색으로 보이다.

아래에 나타나는 용어 및 이의 변형된 형태는 본 개시 및 첨부된 청구항에서 사용하기 위해 다음과 같이 정의된다:

"건축 조명(architectural lighting)"이란 용어는 일반적으로 건물, 교량 및 단순히 "조명"하는 것 이상의 일을 하는 다른 구조물 외부의 조명을 지칭한다. 즉, 이러한 조명은 기능적 및 미적 목적으로 작용한다. 또한, 여기에서 사용된 바와 같이, "건축 조명"이라는 용어는, 차량(예를 들어, 자동차, 열차 등)의 외부에 설치되는 조명에도 확장되는데, 여기서 조명이란 도로를 조명하기 위한 목적(전조등(headlight)) 또는 차량이 다른 차량들에 의해 눈에 띄게 하는 목적(미등(tail light))을 위한 것이 아니고, 조명 쇼 또는 정보의 형태로 콘텐츠를 제공하기 위한 것이다. 또한, 건축 조명이라는 용어는 단순 조명 이외의 용도로 사용되는 실내 조명에 적용된다.

"빔렛(beamlet)"은 MV 조명에 의해 방출되는 조명의 원소 엔티티(element entity)로 정의된다. MV 조명은 MV 조명으로부터 방출된 다른 빔렛의 방출 방향과 다른 방출 방향을 각각 갖는 복수의 빔렛을 방출한다. 적어도 일부 빔렛은 MV 조명에 의해 방출되는 다른 빔렛과 독립적으로 제어 가능하다. 예를 들어, 제한없이, 일부 실시예들에서, 개별 빔렛의 조명 강도 및/또는 색상은 동일한 MV 조명으로부터 방출된 다른 빔렛들의 조명의 강도 및/또는 색상과 독립적으로 제어 가능하다. 상기한 바에 따라, MV 조명은 특정 방향으로 조명을 방출하지만 다른 조명을 방출하지 않도록 제어 될 수 있거나, 다른 방향으로 방출되는 조명의 밝기 또는 색상을 독립적으로 조정할 수 있다. 방출된 조명의 다른 매개 변수는 또한 방출 방향에 따라 독립적으로 조정될 수 있다. 빔렛 조명의 다른 파라미터들 또한 제어될 수 있으며, 이러한 다른 파라미터는 예를 들어 스펙트럼 구성(spectral composition), 편광, 빔렛 형상, 빔렛 프로파일, 다른 빔렛과의 중첩, 포커스, 공간적 코히런스(spatial coherence), 시간적 코히런스(temporal coherence) 등을 포함한다. "빔렛"이라는 단어는 표준 사전에 나타나지 않고 산업계에서의 통상적인 의미(accepted meaning)가 아니라는 것에 유의해야 한다.

"기발한 장치(fanciful device)"는 MVAL 시스템과 관련하여 그것의 사용과 별개로 존재하지 않거나 기능하지 않는 장치이다. 일례로 조명 시스템의 뷰어가 MVAL 시스템의 응답을 트리거하기 위해 조준하거나 흔드는 '마술 지팡이(magic wand)'가 있다.

"조명 패턴(lighting pattern)" 또는 "조명 디스플레이(lighting display)"는 뷰어에 의해 감지되는 조명의 패턴/배열을 지칭한다. 그 패턴은 MVAL 시스템의 어느 MV 조명이, MV 조명에 대한 뷰어의 뷰잉 위치의 함수로서, 조명될 뷰어에게 나타나는지에 의해 결정되고, 또한 뷰어의 뷰잉 위치에 대한 MV 조명들에 의해 방출되는 조명의 강도, 색상 및/또는 기타 특성들에 의해 결정된다.

"조명 콘텐츠(content content)"는 MV 조명을 통해 제공되는 하나 이상의 조명 패턴, 조명 쇼 또는 정보(단어, 숫자, 기호 등의 형태)를 지칭한다.

"조명 계획(lighting plan)"은 MVAL 시스템이 활성 상태에 있을 때 다양한 조명 디스플레이가 다양한 뷰잉 존에 제공될 수 있도록 MV 조명이 배치되도록 하는 구조물 등 상의 위치들을 말한다.

"멀티 뷰 픽셀(multi-view pixel)"은 기존(멀티 뷰 디스플레이가 아닌 경우)에 사용되는 픽셀 유형의 보다 유연한 버전이다. 종래의 픽셀로부터의 조명은 모든 방향으로 전파하여, 뷰어의 위치에 관계없이 모든 뷰어가 본질적으로 동일한 방식으로 픽셀을 인지한다. 그러나, 멀티 뷰 픽셀은 조명의 공간 분포(방출 방향)를 제어할 수 있다. 특히, 멀티 뷰 픽셀은, 예를 들어, 어떤 특정 방향으로 조명을 방출하지만 다른 조명을 방출하지 않도록 명령받을 수 있다. 또한, 서로 다른 방향으로 방출되는 조명의 휘도를 독립적으로 조정하도록 명령받을 수 있다. 방출된 조명의 다른 파라미터들 또한 상이한 방출 방향들에 대해 독립적으로 조정될 수 있다.

"제3자 뷰어(third party viewer)"는 MVAL 시스템이 설치되어 있는 구조물을 소유하지 않거나 임대하지 않는 MVAL 시스템의 뷰어이며, MVAL 시스템의 설계 또는 유지 보수에 관여하지 않으며, MVAL 시스템이 사용되는 시설(예: 테마 파크 등)의 소유자/운영자가 아니며 MVAL의 일일 운영에 관여하지 않는다[일부 실시예에서는, 제3자 뷰어로 하여금 일시적으로 조명 디스플레이를 트리거하거나 그러한 일시적 시스템 제어 동안 제시된 조명 콘텐츠에 대한 제한된 양의 제어가 가능하도록 하는 명시적 목적을 위해 제공된 앱(App)을 통해, MVAL 시스템의 조작을 통한 제한된 양의 제어를 가질 수 있음].

MVAL 시스템의 "뷰잉 영역(viewing region)"은 조명 시스템의 뷰어가 MVAL 시스템 기능을 경험할 수 있는 가능한 위치/장소의 범위를 나타낸다. 특히, MVAL 시스템의 MV 조명은 가능한 범위의 방향으로 빔렛을 방출할 수 있다. 적어도 하나의 빔렛을 보기 위해서는 뷰어가 그 범위 내에 있어야 한다. 뷰어가 (예를 들어, 건물 상에 제시된 것처럼) 완전한 조명 패턴을 보게 하려면, 뷰어는 그 패턴을 생성하는 모든 MV 조명의 빔렛 범위 내에 있어야 한다. 뷰잉 영역은 이 요구 사항이 충족되는 모든 위치의 집합이다.

"뷰잉 존(viewing zone)"은 일반적으로 뷰잉 영역의 하위 집합이다. 즉, 전형적으로는 뷰잉 영역 내에 복수의 뷰잉 존이 존재한다. 서로 다른 뷰잉 존들에 기초하여, 상이한 조명 콘텐츠가 다른 시야각에 동시에 제공될 수 있다.

본 개시는 하나 이상의 예시적인 실시예들의 단지 하나 이상의 예들을 개시하며, 본 발명의 많은 변형들이 본 개시를 읽은 후에 당업자에 의해 쉽게 고안 될 수 있고, 본 발명의 범위는 본 개시에 첨부된 청구범위에 의해 한정된다.

Claims

멀티 뷰 건축 조명 시스템으로서,
제어기(110); 및
상기 제어기에 의해 제어되는 복수의 멀티 뷰 조명(108)을 포함하며,
(A) 각각의 멀티 뷰 조명은 하나의 멀티 뷰 픽셀로 이루어지고, 상기 멀티 뷰 픽셀은 복수의 빔렛(beamlet)(216)을 생성할 수 있으며, 각 빔렛은 복수의 빔렛 중의 다른 빔렛들과는 다른 방출 방향(emission direction)을 가지며;
(B) 각각의 다른 멀티 뷰 조명의 배치에 대한 각각의 멀티 뷰 조명의 배치는 평면(plane)에 국한되거나 달리 제한되지 않으며;
(C) 복수의 빔렛 중 적어도 일부 빔렛은 제어기의 제어하에 선택적으로 생성되어 방출되어, 동시에 복수의 동일한 멀티 뷰 조명으로부터:
(i) 선택적으로 생성된 빔렛들의 적어도 일부에 의해 생성된 제1 조명 패턴이 뷰잉 영역(viewing region)의 제1 뷰잉 존(viewing zone)에서 인지될 수 있고;
(ii) 다음 중 하나이고:
(a) 상기 선택적으로 생성된 빔렛들 중 적어도 일부에 의해 생성된 제2 조명 패턴은 상기 뷰잉 영역의 제2 뷰잉 존에서 인지될 수 있음; 또는
(b) 상기 제2 뷰잉 존에서 조명 패턴을 인식 가능하게 하는 출사 방향을 갖는 빔렛이 생성되지 않기 때문에, 상기 제2 뷰잉 존에서 조명 패턴이 인식될 수 없음;
(iii) 상기 제1 뷰잉 존과 상기 제2 뷰잉 존은 상기 멀티 뷰 조명에 대해 서로 다른 시야각(viewing angle)을 가지며;
(iv) 상기 제2 조명 패턴은 상기 제1 뷰잉 존에서 인지 가능하지 않고 상기 제1 조명 패턴은 상기 제2 뷰잉 존에서 인지 가능하지 않은, 조명 시스템.
제1항에 있어서,
트리거링 장치(triggering device)를 더 포함하고, 상기 트리거링 장치가 트리거 될 때, 상기 조명 시스템이 상기 제1 조명 패턴을 디스플레이하게 하는, 조명 시스템.
제2항에 있어서,
상기 트리거링 장치는 상기 제어기로 하여금 상기 제1 조명 패턴을 제3 뷰잉 존에 디스플레이하게 하는, 조명 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제어기는 트리거 후, 일정 시간 동안 상기 제1 조명 패턴의 디스플레이를 지연시키도록 구성 가능한, 조명 시스템.
제2항에 있어서,
추적 시스템(tracking system)을 더 포함하고, 상기 추적 시스템은 상기 트리거링 장치의 위치를 추적하고, 상기 트리거링 장치의 위치는 상기 제1 뷰잉 존을 정의하는, 조명 시스템.
제2항에 있어서,
상기 트리거링 장치는 상기 조명 시스템과 상호 작용하는 것 이외의 다른 기능을 갖지 않는 기발한 장치(fanciful device)인, 조명 시스템.
제1항에 있어서,
상기 조명 시스템을 캘리브레이션하기 위한 캘리브레이션 시스템(calibration system)을 더 포함하는 조명 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어기에 액세스 가능하고 프로세서-액세스 가능 스토리지(522)에 저장된 테이블을 더 포함하고, 상기 테이블은 각각의 상기 멀티 뷰 조명의 지향 방향(pointing direction)에 대해 각 멀티 뷰 조명으로부터 각 빔렛의 방출 방향(emission direction)을 열거하는, 조명 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어기에 액세스 가능하고 프로세서-액세스 가능 스토리지에 저장된 캘리브레이션 데이터를 더 포함하고, 상기 캘리브레이션 데이터는 각각의 상기 멀티 뷰 조명의 지향 방향에 대해 각각의 멀티 뷰 조명으로부터 각 빔렛의 방출 방향의 계산을 가능하게 하는, 조명 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어기에 액세스 가능하고 프로세서-액세스 가능 스토리지에 저장된 테이블을 더 포함하고, 상기 테이블은 상기 제1 뷰잉 존 및 상기 제2 뷰잉 존에 대한 각각의 멀티 뷰 조명으로부터의 각 빔렛의 방출 방향을 열거하는, 조명 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어기에 액세스 가능하고 프로세서-액세스 가능 스토리지에 저장된 캘리브레이션 데이터를 더 포함하고, 상기 캘리브레이션 데이터는 상기 제1 뷰잉 존 및 상기 제2 뷰잉 존에 대한 각 멀티 뷰 조명으로부터의 각 빔렛의 방출 방향의 계산을 가능하게 하는, 조명 시스템.
제1항에 있어서,
상기 조명 시스템에 의해 디스플레이 가능한 복수의 조명 패턴들로부터 상기 제1 조명 패턴 및 상기 제2 조명 패턴을 선택하기 위한 사용자 인터페이스(user interface)(830)를 더 포함하는, 조명 시스템.
제12항에 있어서,
상기 사용자 인터페이스를 통해, 상기 제1 조명 패턴은 상기 제1 뷰잉 존에서 볼 수 있도록 지정되고, 상기 제2 조명 패턴은 상기 제2 뷰잉 존에서 볼 수 있도록 지정되는, 조명 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어기는 스마트 폰 앱을 통해 상기 조명 시스템의 제3자 뷰어로부터 유래된 입력을 수신하도록 구성되는, 조명 시스템.
제14항에 있어서,
상기 입력은 상기 제3자 뷰어에 디스플레이될 조명 패턴을 포함하는, 조명 시스템.
제1항에 있어서,
상기 조명 시스템은 상기 제3자 뷰어의 개인 전자 장치(personal electronic device) 상에서 제3자 뷰어에 의해 수행되는 동작들에 응답하도록 구성되고, 상기 장치는 상기 조명 시스템을 트리거하여 상기 제3자 뷰어의 위치에 조명 콘텐츠를 디스플레이하는, 조명 시스템.
제1항에 있어서,
상기 조명 시스템은 뷰어가 상기 제1 뷰잉 존 내에 존재하지 않을 때 상기 제1 뷰잉 존에 상기 제1 조명 패턴을 표시하지 않도록 구성된, 조명 시스템.
제1항에 있어서,
상기 조명 시스템은 빌딩, 테마 파크(theme park)의 구경거리(attraction), 영화관 간판(movie marque), 연극 무대, 및 차량으로 구성된 그룹으로부터 선택된 구조물 상에 설치되는, 조명 시스템.
건축 조명을 사용하기 위한 방법으로서,
복수의 멀티 뷰 조명(108)이 설치된 구조물의 함수로서 조명 계획(lighting plan)에 따라 3 차원 공간 상의 임의의 위치에 상기 복수의 멀티 뷰 조명을 서로에 관하여 위치시키는 단계;와
상기 멀티 뷰 조명의 적어도 일부로부터 빔렛들(216)을 동시에 선택적으로 생성시키고 방출하는 단계를 포함하여,
(i) 선택적으로 생성된 빔렛들 중 적어도 일부에 의해 생성된 제1 조명 패턴은 뷰잉 영역의 제1 뷰잉 존에서 인지될 수 있고;
(ii) 다음 중 하나이고:
(a) 상기 선택적으로 생성된 빔렛들의 적어도 다른 일부에 의해 생성된 제2 조명 패턴은 상기 뷰잉 영역의 제2 뷰잉 존에서 인지될 수 있음; 또는
(b) 상기 제2 뷰잉 존에서 조명 패턴을 인식 가능하게 하는 방출 방향을 갖는 빔렛이 발생하지 않으므로, 상기 제2 뷰잉 존에서 조명 패턴이 인식되지 않는 무 조명 패턴임,
(iii) 상기 제1 조명 패턴, 상기 제2 조명 패턴, 및 상기 무 조명 패턴은 동일한 상기 멀티 뷰 조명에 의해 생성되고;
(iv) 상기 제1 뷰잉 존과 상기 제2 뷰잉 존은 상기 멀티 뷰 조명에 대해 서로 다른 시야각을 가지며;
(v) 상기 제2 조명 패턴은 상기 제1 뷰잉 존에서 인지 가능하지 않고 상기 제1 조명 패턴은 상기 제2 뷰잉 존에서 인지될 수 없는, 방법.
제19항에 있어서,
상기 상기 멀티 뷰 조명의 적어도 일부로 하여금 상기 제1 조명 패턴을 표시하게 하는 트리거링 장치를 트리거링하는 단계를 더 포함하는, 건축 조명을 사용하기 위한 방법.
제20항에 있어서,
트리거 될 때 제3 뷰잉 존에 상기 제1 조명 패턴을 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 건축 조명을 사용하기 위한 방법.
제20항에 있어서,
상기 트리거링 장치가 트리거된 후 일정 기간 동안 상기 제1 조명 패턴의 디스플레이를 지연시키는 단계를 더 포함하는, 건축 조명을 사용하기 위한 방법.
제20항에 있어서,
상기 트리거링 장치의 부분은 이동 가능하고(mobile),
이동 가능한 상기 트리거링 장치의 상기 부분의 위치를 추적하는 단계와,
상기 제1 뷰잉 존의 적어도 일부로서 이동 가능한 상기 트리거링 장치의 상기 부분의 위치를 지정하는 단계를 더 포함하는, 건축 조명을 사용하기 위한 방법.
제20항에 있어서,
상기 트리거링 장치를 트리거링하는 단계는 기발한 장치(fanciful device)의 이동을 감지하는 단계를 더 포함하는, 건축 조명을 사용하기 위한 방법.
제20항에 있어서,
상기 트리거링 장치를 트리거링하는 단계는 기발한 장치로부터 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는, 건축 조명을 사용하기 위한 방법.
제19항에 있어서,
제3자 뷰어의 전자 장치로부터 신호를 수신하는 단계와,
조명 시스템이 수신된 신호에 기초하여 조명 콘텐츠를 제3자 뷰어의 위치에 디스플레이하게 하는 단계를 포함하는, 건축 조명을 사용하기 위한 방법.
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