JP2016514353A - 無線制御式光源 - Google Patents

Abstract

ネットワークが複数のモジュールを含み、各モジュールは、Ｗｉ−Ｆｉ接続を介して遠隔ベースに情報信号を送信し、そこから制御信号を受信するためのアンテナを有する通信回路を備える。各モジュールは、照明要素か、映像を供給するセキュリティーカメラのいずれかを備える。各モジュールは、動作状態に関する情報を遠隔ベースに供給するセンサを更に備える。好ましくは、各モジュールは、他のモジュールから信号を受信し、そのような信号を遠隔ベースに中継し、同様に、異なるモジュールに向けた遠隔ベースからの制御信号をそのモジュールにルーティングするようにプログラムされている。一実施形態では、ネットワークは照明ネットワークであり、照明ネットワーク内の各モジュールは、遠隔ベース又は遠隔ベースに接続された制御端末によって制御される光源を備える。【選択図】図１

Description

近年、従来の白熱電球より寿命が長くエネルギー使用量が少ない光源の開発において著しい進歩があった。ＬＥＤ光源はますます、標準的な白熱電球のみならず、ハロゲン・ランプや蛍光管にも取って代わりつつある。そのようなＬＥＤ光源は、白熱電球と比較して最大８０％の省エネルギーを提供でき、それよりずっと長い寿命を有する。

改善された光源の開発における更なる進歩には、インテリジェント制御を備えた照明システムの使用が含まれる。例えば、赤外センサと動きセンサを用いてユーザの存在を検知することができ、プロセッサがそれに応答してランプをオン状態にする。そして制御部は、ユーザがいなくなった後に所定の時間にわたってランプをオン状態のままにしておくことができる。或いは、制御装置は、照明の実際の目的に基づいて光源を制御することができる。大半の制御装置はワイヤレスで、かつそれ自身電力ラインを介して接続される。ランプの制御は、電力ソケットとランプの間に接続される外部ボックスを用いて実現される。ランプの操作のための入力を受け取る「クライアント」として機能するそのような光源に加えて、埋め込まれたＩＥＥＥ８０２．１１ｎアクセスポイント技術によって、更なる機能を実現することができる。即ち、マルチプル−イン／マルチプル−アウト（ＭＩＭＯ）アンテナ技術を組み込んで、ボックス及び照明がともに、他の光源との通信、環境の検知、他のクライアントデバイスとの通信等をすることを可能とし、それがあたかも標準的なＩＥＥＥ８０２．１１ｎの「メッシュ型」アクセスポイントであるかのように構成して、「クライアント」機能のみしか有していない光源の限界が克服されるようにできる。これによって、システムが、ずっと広い動作領域を包含することが可能となり、より多数のデバイスの制御が可能になるとともに、それらのデバイスが、特定の場所にあるセンサからの入力に基づいて光源への入力を能動的に供給できるようになる。

ネットワークは複数のモジュールを含み、各モジュールは、無線接続、好ましくはＷｉ−Ｆｉ接続を介して遠隔ベースに情報信号を送信し、かつそこから制御信号を受信するためのアンテナを有する通信回路を備える。各モジュールは、照明要素か、セキュリティーカメラのいずれかを備える。各モジュールは、そのモジュールの動作状態に関する情報を遠隔ベースに供給するセンサを更に備え得る。好ましくは、各モジュールは、他のモジュールから信号を受信し、そのような信号を遠隔ベースに中継するか、それと同様に、異なるモジュールに向けた遠隔ベースからの制御信号をそのモジュールにルーティングするべくプログラムされている。一実施形態では、ネットワークは照明ネットワークであり、照明ネットワーク内の各モジュールは、遠隔ベース又は遠隔ベースに接続された制御端末によって制御される光源を備える。

好ましくは、各モジュールの通信回路は、ネットワーク内の他のいずれかのモジュールから受信した信号を直接的に、又は別のモジュールにその信号をルーティングすることによって間接的に遠隔ベースに中継するべくプログラムされている。

好ましくは、各モジュールの通信回路は、あるモジュールから受信した信号を別のモジュールへ送信する前に、そのような他のモジュールが動作中か否かを確認し、動作中でない場合には、送信のための異なるモジュールを選択するべくプログラムされている。

好ましくは、ネットワークは、中央コンピュータ及び照明モジュールから離れた位置にあり、制御信号を生成する中央コンピュータを制御するために中央コンピュータに接続可能な制御端末を更に含む。制御端末は、Ｗｉ−Ｆｉ接続を介して、又はケーブルによって中央コンピュータに接続可能である。

照明ネットワークは、電球、ＬＥＤ蛍光管型照明、街灯、スポットライト、劇場照明、高天井用照明器具、又は駐車場用頭上照明を含む任意の適切な照明器具を制御するために用いられ得る。

一実施形態では、モジュールの各々が、無線接続（好ましくはＷｉ−Ｆｉ）を介して中央コンピュータに監視映像を供給するためにモジュールの制御回路に電気的に接続された監視カメラを更に含む。照明モジュールは、光が弱い状態において制御回路によって作動される赤外光源を更に含み得る。

本発明のある実施形態では、照明モジュールが、光源の動作に関連した状態を検出するための少なくとも１つのセンサを更に含む。そのような状態を表す状態信号は、中央コンピュータに送信され、中央コンピュータは、現在の状態に応じて制御信号を変更できる。使用され得るセンサの例として、煙検出器、一酸化炭素検出器、動きセンサ、温度計、湿度センサ、及び周囲光レベル検出器等が挙げられる。

ＬＥＤを用いた本発明の実施形態による照明モジュールの概略図である。 本発明の種々の実施形態で使用され得る電気制御システムの一例の概略図である。 本発明の種々の実施形態で使用され得る無線通信回路の概略図である。 本発明の種々の実施形態で使用され得る送受信回路及びアンテナの種々の実施形態の概略図である。 本発明による無線照明ネットワークの一例の概略図である。 本発明による無線照明ネットワークの第２の例の概略図である。 本発明による無線照明ネットワークの第３の例の概略図である。 本発明による無線照明ネットワークの第４の例の概略図である。 本発明による無線照明ネットワークの第５の例の概略図である。 本発明を利用する街灯システムの概略図である。 照明モジュールの代替的実施形態の概略図である。 照明モジュールの代替的応用例の概略図である。 照明モジュールの代替的応用例の概略図である。 照明モジュールの代替的応用例の概略図である。 照明モジュールの代替的応用例の概略図である。 照明モジュールの代替的応用例の概略図である。 照明モジュールの代替的応用例の概略図である。 照明モジュールの代替的応用例の概略図である。 ビデオカメラを採用した、照明モジュールの別の応用例の概略図である。 ビデオカメラを採用した、照明モジュールの別の応用例の概略図である。 図１２及び図１３のビデオカメラのための制御システムの概略図である。 本発明による代替的な照明モジュールの概略図である。 本発明による照明モジュールの他の実施形態の概略図である。 本発明による照明モジュールの他の実施形態の概略図である。 本発明による照明モジュールの他の実施形態の概略図である。

図１は、照明モジュール１０が、透明又は艶消しのバルブ１２及び標準的なねじ込み式ベース部１４を備えた標準的なエジソン型の照明電球である本発明の実施形態を示す。ヒートシンク１６は、バルブ１２のネック部１８の周囲に設けられている。図示されたヒートシンク１６は、複数の環状のフィン（前面側は明示のために省略されている）を備えているが、あらゆる適切な種類のヒートシンクを用いることができる。１つ又は複数のＬＥＤ２０の形態である光源がバルブ１２内に配置され、以下に詳述するシステム回路２２に電気的に接続されている。本実施例では、システム回路２２は、バルブ１２の内部に固定されており、ヒートシンク１６の内側に位置している。バルブ１２の内部は、湿気が侵入するのを防止するために外気からシールされるのが好ましい。

図２に示すように、システム回路２２は、アンテナ３４に接続された無線通信回路２４、制御回路２６、ＬＥＤのための駆動回路２８、及び複数のセンサを含むセンサ回路３０を備える。制御回路２６は、制御信号を送受信するための無線通信回路２４に電気的に接続されている。無線通信回路２４（後に詳述する）は、遠隔位置から制御信号を受信し、アンテナ３４を用いて、例えばセンサデータからの信号を遠隔位置に送信する。

駆動回路２８は、制御回路２６がＬＥＤを制御して、例えばＬＥＤをオン・オフしたり、調光器として動作するように、既知の方式で制御回路２６及びＬＥＤに電気的に接続される。制御回路２６は、ＬＥＤの動作を制御するための制御信号、例えばＬＥＤをオン・オフしたり、照度を調節するために信号を無線通信回路２４から受信する。

センサ回路３０は、制御回路２６に電気的に接続され、複数のセンサ（図示せず）を備える。使用され得るセンサの例としては、温度センサ、光センサ、及び湿度センサが挙げられる。ランプの周囲の環境状態を表すセンサ測定値は制御回路２６に供給され、ＬＥＤを制御するために用いられる。センサ測定値は、無線通信回路２４にも供給され、制御回路２６をモニタし制御するために遠隔位置に送信されてもよい。

センサとしてマイクロホン及びビデオカメラも備えることができ、それらの信号は、無線通信回路２４によって、遠隔位置に送信され、セキュリティーまた他の機能のために使用され得る。例えば、一対の街灯９０、９２を概略的に示す図９に示されるように、ビデオカメラ２５は、街灯９０、９２内に配置するか、又はそれらに隣接して取り付けることができる。ビデオカメラ２５からの信号は、電気的接続又は無線のいずれかによって制御回路２６に送信され、制御回路２６はその信号を、通信回路２４及びアンテナ３４を用いて、交通信号を制御するか、又は事故の有無を調べるために道路をモニタするために遠隔位置に再送信する。

図３は、本発明で使用され得る無線通信回路２４の一例を示す。その回路は、プロセッサ３５に接続された１つ又は複数の送受信回路（「ＴＸ／ＲＸ」）３２を備える。ＴＸ／ＲＸ回路３２は、アンテナ３６を介して無線によって遠隔位置４０から制御信号を受信し、そこへ信号を送信する。ＲＸ回路から受信した信号はプロセッサ３４によって処理され、制御回路２６に送信される。センサ測定値を含む制御回路２６からの信号は処理されて、ＴＸ回路によって遠隔位置に送信されることになる。図３ａに示すように、多数のデバイスと通信する目的で異なる周波数に対応するために、多数のＴＸ／ＲＸ回路を使用してもよい。

単純化のため、図３ａはＴＸ／ＲＸ回路３２のためのアンテナ３６を１つしか示していないが、好ましくは、本発明は、１９９０年代にベル研究所が開発したタイプのＭＩＭＯアンテナ（マルチプル・インプット／マルチプル・アウトプットアンテナ）３４を用いる。ＭＩＭＯアンテナの種々の例が図３ｂに示されている。多数のＭＩＭＯアンテナの使用によって、多様な複数の信号ストリームの送受信が可能になる。好ましくは、最小の２×２アレイが用いられ、標準ＩＥＥＥ８０２．１技術で実現される。ＭＩＭＯアンテナ技術は、帯域幅を拡大させたり或いは送信出力を高める必要なく、データスループット及びリンク範囲の著しい向上をもたらす。単純化のために、この応用例の説明及び図面では１つのアンテナを使用する場合を参照しており、いくつかの応用例では、１つのアンテナで十分である。しかし、ＭＩＭＯアンテナ技術は、全ての実施形態において使用できる。

図４は、照明ネットワーク４０の第１の実施形態を概略的に示す。ネットワーク４０は、アンテナ３６ａを用いて無線で情報を送受信するためのＴＸ／ＲＸ回路３２ａに電気的に接続された中央コンピュータ４２を備える。中央コンピュータ４２は、標準的なデスクトップコンピュータ又は一群のユーザにサービスを提供するネットワークコンピュータであり得る。制御端末４４は、有線接続又はＷｉ−Ｆｉ等の無線ネットワークのいずれかを介して、中央コンピュータ４２に接続されたコンピュータである。各々がアンテナ３６を備える複数の照明モジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｎは、双方向通信が可能となるようにＷｉ−Ｆｉネットワーク４８を介して中央コンピュータ４２に接続されている。

制御端末４４からの制御情報は中央コンピュータ４２に送信することができ、中央コンピュータは更に制御情報を照明モジュール１０ａ、１０ｂ、又は１０ｎに送信する。このようにして、オン、オフ、又は調光等の制御信号を適当な照明モジュールに送信できる。その信号は、照明モジュールのアンテナによって受信され、モジュールの通信回路（ＴＸ／ＲＸ回路３２）に送られる。そのような信号は、上述のように、照明モジュールの制御回路２６によって処理され、ＬＥＤ駆動回路２８を用いて然るべくＬＥＤを駆動する。

各照明モジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｎは、標準的なＷｉ−Ｆｉデバイスと同様に、それ自身の識別コードを有し、その識別コードは、標準的なＩＰアドレス又は他のコード化スキームに基づくアドレスであり得る。このようにして、中央コンピュータ４２は、各照明モジュールに対して個別に制御信号を送信することができる。

ある実施形態では、ＲＦＩＤチップが、製造プロセスにおいて照明モジュールの内部に物理的に埋め込まれる。後の時点で識別コードが照明モジュール内にコード化される際に、その識別コードがＲＦＩＤコードとともにデータベースに記録される。この表形式データは、照明モジュールのエンドユーザに供給される。設置中に、ＲＦＩＤコードがスキャニングされ、対応する識別コードが通信のためにデータベースから取り出される。

図４の実施例では、全ての照明モジュール１０ａ〜１０ｎが、Ｗｉ−Ｆｉネットワーク４８を介して中央コンピュータ４２と直接通信する。照明モジュール１０が、無線ＴＸ／ＲＸ回路３６ａから離れてその範囲外にある場合には、無線ネットワークは異なる構成とする必要がある。例えば、図９を参照すると、システムが街灯９０、９２で用いられる場合、個々のランプポスト９４、９６の間の距離は大きくないが、長い通りにおいて第１のランプポスト９４と最後のランプポスト（図示せず）との間の距離が、一般的なＴＸ／ＲＸ・Ｗｉ−Ｆｉモジュールの範囲を超える可能性がある。

図５は、照明ネットワーク５０の第２の実施形態を概略的に示す。ネットワーク５０は、図４に関連して説明したネットワーク４０に類似しているが、中央コンピュータ４２と直接通信するのが照明モジュール１０ａ、１０ｂ、及び１０ｎの全てではない点が異なっている。図５の例では、アンテナ３６ａに最も近い照明モジュール１０ａ（図９では街灯９０に相当）のみが中央コンピュータ４２と直接通信する。第２の照明モジュール１０ｂ（図５では街灯９２、又はより遠い位置にある他の街灯に相当）は第１の照明モジュール１０ａと通信し、第１の照明モジュール１０ａのプロセッサ３４は、モジュール１０ｂから信号を受信したとき、そのような信号を中央コンピュータ４２に再送信するようにプログラムされている。同様に、モジュール１０ｂに向けての制御信号を中央コンピュータ４２からの受信したとき、照明モジュール１０ａのプロセッサ３４は、そのような信号を照明モジュール１０ｂに再送信するようにプログラムされている。従って、照明モジュール１０ａは、中央コンピュータ４２と照明モジュール１０ｂとの間での通信のための中継局としての役割を果たす。

同様に、照明モジュール１０ｎとやりとりされる信号は、第１の照明モジュール１０ａによって中央コンピュータ４２から受信され、そこへ再送信され得る。或いは、照明モジュール１０ｎのＷｉ−Ｆｉ・ＲＸ／ＴＸ回路が第１の照明モジュール１０ａの範囲外にある場合には、照明モジュール１０ｎからの信号は、Ｗｉ−Ｆｉリンク５２を介して別の、より近い照明モジュール、例えば第２の照明モジュール１０ｂへ送信され、かつ、第２の照明モジュール１０ｂによってＷｉ−Ｆｉリンク５４を介して第１の照明モジュール１０ａへ中継され、第１の照明モジュールは更にその信号をＷｉ−Ｆｉライン４８を介して中央コンピュータ４２に中継する。

図６は、照明ネットワーク６０の第３の実施形態を示す。図６のネットワーク６０は、ネットワーク４０及び５０に類似しているが、各照明モジュール１０ａ、１０ｂ、及び１０ｎは中央コンピュータ４２とＷｉ−Ｆｉリンク４８ａを介して直接通信でき、加えて、他の照明モジュールの少なくとも１つとＷｉ−Ｆｉリンク６２を介して通信できる点が異なっている。各モジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｎのマルチパスを介して通信する能力により、ロバストなモジュール間の通信接続が得られ、距離や気象条件等に起因して１以上の無線リンクが切断された場合でも、通信を継続することが可能となる。照明モジュール１０ａ、１０ｂ、又は１０ｎ、若しくは中央コンピュータ４２が、そのデフォルトの無線リンクを介して通信を確立できない場合には、そのようなモジュール又は中央コンピュータ４２のプロセッサは、異なるパスを介して送信することを試みるようにプログラムされている。

図７は、多数の中央コンピュータ４２ａ、４２ｂ、及び４２ｎ並びに多数の制御端末４４ａ、４４ｂ、４４ｎを含む照明ネットワーク７０の第４の実施形態を概略的に示す。制御端末と中央コンピュータの各ペアは、多数の照明モジュール１０ａ〜１０ｎを制御するために独立して用いることができる。図示するように、中央コンピュータ４２ａ、４２ｂ、及び４２ｎの各々は、Ｗｉ−Ｆｉリンクを介して照明モジュール１０ａ〜１０ｎにいずれとも直接通信することができる。複数の中央コンピュータ４２ａ、４２ｂ、及び４２ｎを用いることにより、システムの柔軟性を更に高めることができる。しかし、中央コンピュータは互いに通信し合う必要があり、種々の照明モジュール１０ａ〜１０ｎへの相反する信号の送信を回避するようなソフトウェアを備える必要がある。

図８は、照明ネットワーク８０の第５の実施形態を概略的に示す。ネットワーク８０は、照明モジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｎ及び中央コンピュータ４２の間に確立されるＷｉ−Ｆｉリンクを利用するが、照明モジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｎの制御には必ずしも関与しない複数の補助端末８２を含む。端末８２は、個々の補助端末８２の範囲を超える距離での通信のために、この潜在的に規模が大きいＷｉ−Ｆｉネットワークを利用する。また、照明ネットワークの相互接続されたＷｉ−Ｆｉリンクの冗長性のために、通信は局所的なサービスの断絶を受けることがない。

照明ネットワークＷｉ−Ｆｉを使用し得る補助端末８２の例として、Ｗｉ−Ｆｉ機能とともに双方向の音声通信機能を備えるように改変された携帯無線機が挙げられる。２台の携帯無線機は、通信のためには相互に離れすぎた距離に位置する場合がある。しかし、両携帯無線機が照明ネットワークＷｉ−Ｆｉシステムと通信できる場合は、両者は、その照明ネットワークのＷｉ−Ｆｉネットワークを用いて相互に通信可能である。このことは、災害時、例えば消防士や他の初期対応救助者が、無線機の通信可能範囲外の距離で相互に通信する必要がある場合に大いに有益であり得る。照明ネットワークによって確立されたＷｉ−Ｆｉネットワークを用いると、照明モジュールのいくつかが損傷又は破壊されている場合ですら、そのような人たちが相互に通信できる。

補助端末８２の他の例は、舞台パフォーマーや関連する裏方の作業によって使用される通信デバイスである。そのようなデバイスはネットワークと通信し、マイクロホン及び双方向通信のためのオプションのイヤホンを含み得る。マイクロホンは、関連する放送及び／又は増幅及びラウドスピーカシステムに音声が無線で送信されるように、歌手や他のパフォーマーが使用するためのスタジオ品質のマイクロホンであり得る。そのようなシステム設計上の１つの重要なパラメータは、マイクロホンとラウドスピーカとの間の信号遅延の最小化である。そのような形態を実現することにより、劇場がＷｉ−Ｆｉシステムの周波数帯域を使用して通信を行うことが可能となるとともに、より多数の端末デバイスを同時に使用することが可能となる。このことは、複数の劇場が互いに近接して位置しており、従来の無線マイクロホンシステムを用いると各劇場の信号が相互に干渉する可能性がある場合に特に重要である。

図１０は、照明モジュール１００の代替的実施形態を示しており、図１に示す照明モジュール１０に類似しているが、アンテナに接続された送信器及び受信器で無線通信を行う代わりに、制御回路２６（図示せず）が、例えばＵＳＢやＲＪ４５ケーブルに接続するように適合された外部コネクタ・レセプタクル１０２に接続されている点が異なっている。したがって、制御回路２６は、データケーブル１０４によって中央コンピュータ４２に接続されるであろう。或いは、データケーブル１０４は、中央コンピュータ４２との間でデータの無線送信を行うための別のデバイスに接続してもよい。

図１１Ａは、ねじ込み式電球１０としての本発明の実施形態を概略的に示す。
図１１Ｂは、複数のＬＥＤを備えた蛍光管型照明としての本発明の実施形態を概略的に示す。図１１Ｃは、ランプポスト９４に取り付けられた街灯９０としての本発明の実施形態を概略的に示す。図１１Ｄは、ベース部１０８に取り付けられたスポットライト１０６としての本発明の実施形態を概略的に示す。図１１Ｅは、天井１１４からハードウェア１１２によって懸吊された舞台照明１１０としての本発明の実施形態を概略的に示す。図１１Ｆは、天井１２０からハードウェア１１８によって懸吊された高天井用頭上照明システム１１６しての本発明の実施形態を概略的に示す。図１１Ｇは、ポスト１２４から懸吊された屋外駐車場用ランプ１２２としての本発明の実施形態を概略的に示す。これらの実施形態の各々は、照明モジュール及びシステム回路２２を含むハウジングを備える。

図１２は、ハウジング１３０内に収容されたランプ１２６及びカメラ１２８を備える、ポスト１２４から懸吊された駐車場用ランプ１２２を概略的に示す。図１３は、ランプポスト９４によって支持される街灯として用いられる同一のランプ１２２を概略的に示す。図１２及び図１３ではカメラ１２８が照明モジュールに一体化されており、これにより、照明器具はビデオ・モニタリング機能を追加の機能として持つことができ、照明ネットワークの一部として、例えば図４〜図８に示す中央コンピュータ４２に映像コンテンツを送信する。そのような一体型カメラを有する照明モジュールは、街灯として使用されるとき、光源と監視カメラの組み合わせとしての役割を果たす。

照明モジュールがオフ状態の期間にビデオ機能を継続可能とするために、図１４は、光源（例えばＬＥＤ２０）、カメラ１２８、及びシステム回路２２に加えて、赤外光源１３２を備える照明モジュール１３０の一例を示す。システム回路２２は、ＬＥＤがオフ状態であるとき（少なくとも、センサで検知され得る夜間）に赤外光源１３２をオンにするようにプログラムされており、カメラ１２８が夜間にセキュリティーカメラとして動作可能となる。赤外光源１３２及びカメラ１２８は、照明モジュールがオフ状態のときであっても、照明モジュール１３０を点灯させるために用いられる同じ電源から電力を取り出すことができる。図１４の実施形態は、ＵＳＢ又はＲＪ４５レセプタクル又はその等価物を用いて外部カメラを照明モジュール１３０に接続するという選択も含む。

図１５の実施形態では、ＬＥＤ光源自体を介してユーザ・デバイス１３４と通信するために照明モジュール１３２を用いることができる。この通信は、変調器１３５を使用して、振幅変調、周波数変調、パルス変調等の種々の変調手法を用いて光出力を変調することによって行われる。これは、ベースバンド信号を用いて又は搬送波周波数帯域によって実行することもできる。別の実施形態では、追加の赤外ＬＥＤ光源をデータ送信のために使用でき、これにより、照明光が不要な場合には、通信リンクを維持しつつ動作中のＬＥＤ光源をオフにできる。

加えて、照明モジュール１３２に光検出器１３６を追加し、ユーザ・デバイス１３４からの情報が変調され、照明モジュールに送信され、光検出器１３６によって検出できるようにすることによって双方向通信が達成され得る。次いで、そのような情報はネットワークの他の部分に送信され得る。照明モジュールとユーザとの間の光通信は見通し内伝送に限られるため、そのような光通信は、より高いセキュリティーの確保のために照明デバイスの近傍の、局所的なものにとどまる。一方向通信のためのそのようなシステムの例として、博物館の客に送信される音声及び映像情報が挙げられる。照明モジュールは、各芸術作品１３８の上又は横に配置され得る。ユーザ・デバイス１３４は、ヘッドホン、スピーカ、又は手持ち型ビデオディスプレイであり得、芸術作品の近傍において局所的に情報を受信できる。双方向通信システムは、スーパーマーケットの各通路において情報を入力するマーケットの店員によって使用されるデータ端末であり得る。

照明モジュール間でのデータの効果的な送信のために、適切に設計され配置されたアンテナシステムが重要である。アンテナの長さの他に、多くの場合、複数のアンテナが使用され、位相制御によって信号を所定の方向に向けて到達範囲が拡張される。図１６は、１つ又は複数のアンテナ１４０、１４０ａが電球１５０の一体的な部品として設計された実施形態を概略的に示す。アンテナ１４０、１４０ａは、電球１５０の表面上の薄い導電性ストリップの形態である。アンテナ１４０、１４０ａは、信号送信を最適化するように、相互間の相対的な向きが決められ互い離間して設けられている。この例では、互いに約３０度の角度をなし半径方向に沿って延びる２つの垂直なストリップが用いられる。そのような薄い、導電性のストリップは、電球の光出力を実質的に遮ることなく効果的なアンテナとして機能する。

図１７は、標準的な蛍光管の代替として用いられるであろう、ＬＥＤ蛍光管型光源１６０におけるアンテナの実装Ａ１〜Ａ４の実施形態を概略的に示す。１つ又は複数のアンテナＡ１〜Ａ４は、各々が薄い導電性のストリップの形態であって、送信電力を効果的に使用することを可能とし、かつ位相制御の使用によって、選択された方向において到達範囲を拡張できる。この例では、４つのストリップが、互いに同一直線上にあり、等間隔で配置されている。しかし、信号を最適化するために他の構成を用いてもよい。

図１８は、煙検出器１６４、一酸化炭素検出器１６６、スピーカ１６８、動きセンサ１７０、温度計１７２、湿度センサ１７４、及び明度と色を検出する周囲光検出器１７６を含む種々の機能モジュールに接続されたシステム回路２２を備えた照明モジュール１６２を概略的に示す。この実施形態では、光源２０は任意に選択されるものとして示されている。何故なら、位置及び用途によっては、光が必要でなく、選択された機能を果たすためにそのような照明モジュールが設けられる場合があるからである。そのような照明モジュール１６２は、照明機能が除かれている場合には低コストで作製することができる。

上述の実施例では、光源が１つ又は複数のＬＥＤ２０である。しかし、あらゆる制御可能な光源をネットワークの一部として使用することができ、そのような光源として、例えば、ＬＥＤ又は非ＬＥＤのエジソン型電球のソケットを備える標準的な電球、蛍光管又はＬＥＤの等価物、ＬＥＤ及び非ＬＥＤの街灯、放物線形状アルミニウム反射板ランプ（ＰＡＲランプ）、ＬＥＤ及び非ＬＥＤのスポットライト、ＬＥＤ及び非ＬＥＤの劇場用照明システム、ＬＥＤ及び非ＬＥＤの高天井用照明システム、ＬＥＤ及び非ＬＥＤの駐車場照明システム、及び他の既知の照明システムが挙げられる。そのようなシステムの例は、図１１Ａ〜図１１Ｇに示されている。

本発明によるシステムは、無線で制御可能であり、かつ照明モジュールのための外部制御ボックスにＩＥＥＥ８０２．１１ｎアクセスポイント技術を埋め込むことによって他の機能を果たすことができる光源を提供する。マルチプル−イン／マルチプル−アウト型アンテナ技術を利用すると、ボックス及び照明がともに、他の光源との通信、環境の検知、他のクライアントデバイスとの通信ができるようになり、それらがあたかも標準的なＩＥＥＥ８０２．１１ｎの「メッシュ型」アクセスポイントであるかのような状態となって、「クライアント」機能のみしか有していない光源の限界が克服されることになる。これによって、システムが、ずっと広い動作領域を包含することが可能となる。従って、より多くのデバイスの制御が可能となり、センサからの入力を用いて各光源を能動的に制御できることになる。

本明細書に記載された種々の無線リンクは、標準的な無線Ｗｉ−Ｆｉ技術又は他の無線技術を用いて達成できる。本明細書には無線リンクの機能のみについて記載されているが、標準化、コスト、サイズ、及び利用可能性を考慮すると、大半の機能は標準的なＷｉ−Ｆｉ技術を用いて実現される。例えば、２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚの無線周波数が用いられるであろう。制御端末として使用されるコンピュータ、タブレット、スマートフォン、又は他の適当なデバイスへの接続は、標準的なＩＥＥＥ８０２．１１ｎプロトコルを介して行うことができる。リピータ、アクセスポイント、中継器、ブースタ等の他の技術は、低コストで容易に入手できる標準的な集積回路チップを使用する。

上述の記載は、本発明の好ましい実施形態を提示するものである。種々の変形例が当業者には明らかであろう。あらゆるそのような変形や変更は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に含まれるものである。

１０ 照明モジュール
１２ バルブ
１４ ねじ込み式ベース部
１６ ヒートシンク
１８ ネック部
２０ 光源
２２ システム回路
２４ 無線通信回路
２５ ビデオカメラ
２６ 制御回路
２８ 駆動回路
３０ センサ回路
３２ 送受信回路ＴＸ/ＲＸ
３４ アンテナ
３５ プロセッサ
３６ アンテナ
４０ 照明ネットワーク 遠隔位置
４２ 中央コンピュータ
４４ 制御端末
４８ Ｗｉ-Ｆｉライン
５０ 照明ネットワーク
５４ プロセッサ
６０ 照明ネットワーク
６２ Ｗｉ-Ｆｉリンク
７０ 照明ネットワーク
８０ 照明ネットワーク
８２ 補助端末
９０、９２ 街灯
９４、９６ ランプポスト
１００ 照明モジュール
１０２ 外部コネクタ・レセプタクル
１０４ データケーブル
１０６ スポットライト
１０８ ベース部
１１０ 舞台照明
１１２ ハードウェア
１１４ 天井
１１６ 高天井用頭上照明システム
１１８ ハードウェア
１２０ 天井
１２２ 屋外駐車場用ランプ
１２４ ポスト
１２６ ランプ
１２８ カメラ
１３０ 照明モジュール ハウジング
１３２ 赤外光源 照明モジュール
１３３ 変調器
１３４ ユーザ・デバイス
１３６ 光検出器
１３８ 芸術作品
１４０ アンテナ
１５０ 電球
１６０ ＬＥＤ蛍光管型光源
１６２ 照明モジュール
１６４ 煙検出器
１６６ 一酸化炭素検出器
１６８ スピーカ
１７０ 動きセンサ
１７２ 温度計
１７４ 湿度センサ
１７６ 周囲光検出器
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４ アンテナ

Claims (32)

1. 照明モジュールであって、
   光源と、
   前記光回路の動作を制御するための制御回路と、
   プロセッサとアンテナとを備え、該プロセッサは前記制御回路と通信するために接続されている通信回路と、
   中央コンピュータとアンテナとを有する遠隔ベースとを備え、
   前記通信回路は、無線接続を介して前記遠隔ベースからの制御信号を受信し、それを処理して前記制御回路を制御し、かつ前記Ｗｉ−Ｆｉ無線接続を介して前記遠隔ベースへ信号を送信するべくプログラムされている照明モジュール。
2. 請求項１に記載の照明モジュールであって、
   前記光源は、駆動回路によって制御される少なくとも１つのＬＥＤを含み、前記制御回路は、前記駆動回路を制御するために接続されている照明モジュール。
3. 請求項１に記載の照明モジュールであって、
   前記光源の動作に関連した状態を検出するための少なくとも１つのセンサを更に含み、
   前記センサは、そのような状態を表す状態信号を供給するために前記制御回路に電気的に接続されており、
   前記制御回路は、少なくとも所定の条件で、そのような状態信号を前記通信回路を用いて前記遠隔ベースに送信するべくプログラムされている照明モジュール。
4. 請求項３に記載の照明モジュールであって、
   前記中央コンピュータは、状態信号の受信に応答して、前記制御回路を制御するための前記制御信号を変更するべくプログラムされている照明モジュール。
5. 請求項１に記載の照明モジュールであって、
   前記光源は、湾曲し丸みを帯びた形状又は球形のバルブ部分とベース部とを有する電球を含み、
   前記アンテナは、前記丸みを帯びたバルブ部分に取り付けられた少なくとも１つのアンテナストリップを含む照明モジュール。
6. 請求項５に記載の照明モジュールであって、
   前記アンテナは、相互間の相対的な向きが決められると共に所定の間隔で前記バルブ部分上に取り付けられた２つのアンテナストリップを含む照明モジュール。
7. 複数の照明モジュールを含む照明ネットワークであって、
   各モジュールが、
   光源と、
   前記光回路の動作を制御するための制御回路と、
   プロセッサとアンテナとを備え、該プロセッサは前記制御回路と通信するために接続されている通信回路と、
   中央コンピュータとアンテナとを有する遠隔ベースとを備え、
   前記通信回路は、無線接続を介して前記遠隔ベースからの制御信号を受信し、それを処理して前記制御回路を制御し、かつ前記Ｗｉ−Ｆｉ無線接続を介して前記遠隔ベースへ信号を送信するべくプログラムされていることを特徴する照明ネットワーク。
8. 複数の照明モジュールを含む照明ネットワークであって、
   各モジュールが、
   光源と、
   前記光回路の動作を制御するための制御回路と、
   プロセッサとアンテナとを備え、該プロセッサは前記制御回路と通信するために接続されている通信回路と、
   中央コンピュータとアンテナとを有する遠隔ベースとを備え、
   前記通信回路は、無線接続を介して前記遠隔ベースからの制御信号を受信し、それを処理して前記制御回路を制御し、かつ前記Ｗｉ−Ｆｉ無線接続を介して前記遠隔ベースへ信号を送信するべくプログラムされ、
   少なくとも１つの照明モジュールの前記通信回路は、第２の照明モジュールから信号を受信し、その信号を前記遠隔ベースに中継するべくプログラムされ、
   前記少なくとも１つの照明モジュールの前記通信回路は更に、前記遠隔ベースから前記第２の照明モジュールに向けた制御信号を受信したとき、その信号を前記第２の照明モジュールに中継するべくプログラムされている照明ネットワーク。
9. 請求項８に記載の照明ネットワークであって、
   各モジュールの前記通信回路は、前記照明ネットワーク内の他のいずれかのモジュールから受信した信号を直接的に、又は別のモジュールにその信号をルーティングすることによって間接的に前記遠隔ベースに中継するべくプログラムされている照明ネットワーク。
10. 請求項９に記載の照明ネットワークであって、
    各モジュールの前記通信回路は、あるモジュールから受信した信号を別のモジュールへ送信する前に、そのような他のモジュールが動作中か否かを確認し、動作中でない場合には、送信のための異なるモジュールを選択するべくプログラムされている照明ネットワーク。
11. 請求項７に記載の照明ネットワークであって、
    前記中央コンピュータ及び前記照明モジュールから離れた位置にあり、前記制御信号を生成する前記中央コンピュータを制御するために前記中央コンピュータに接続可能な制御端末を更に含む照明ネットワーク。
12. 請求項１１に記載の照明ネットワークであって、
    前記制御端末はＷｉ−Ｆｉ接続を介して前記中央コンピュータに接続可能である照明ネットワーク。
13. 請求項１２に記載の照明ネットワークであって、
    前記照明モジュールは電球である照明ネットワーク。
14. 請求項１２に記載の照明ネットワークであって、
    前記照明モジュールはＬＥＤ蛍光管型照明である照明ネットワーク。
15. 請求項１２に記載の照明ネットワークであって、
    前記照明モジュールは街灯である照明ネットワーク。
16. 請求項１２に記載の照明ネットワークであって、
    前記照明モジュールはスポットライトである照明ネットワーク。
17. 請求項１２に記載の照明ネットワークであって、
    前記照明モジュールは劇場照明である照明ネットワーク。
18. 請求項１２に記載の照明ネットワークであって、
    前記照明モジュールは高天井用照明器具である照明ネットワーク。
19. 請求項１２に記載の照明ネットワークであって、
    前記照明モジュールは駐車場用頭上照明である照明ネットワーク。
20. 請求項１５に記載の照明ネットワークであって、
    前記照明モジュールの各々が、前記中央コンピュータに監視映像を供給するべく前記制御回路に電気的に接続された監視カメラを更に含む照明ネットワーク。
21. 請求項２０に記載の照明ネットワークであって、
    前記照明モジュールの各々が、光が弱い状態において前記制御回路によって作動される赤外光源を更に含む照明ネットワーク。
22. 請求項１９に記載の照明ネットワークであって、
    前記照明モジュールの各々が、前記中央コンピュータに監視映像を供給するべく前記制御回路に電気的に接続された監視カメラを更に含む照明ネットワーク。
23. 請求項２２に記載の照明ネットワークであって、
    前記照明モジュールの各々が、光が弱い状態において前記制御回路によって作動される赤外光源を更に含む照明ネットワーク。
24. 請求項８の照明モジュールであって、
    前記光源の動作に関連した状態を検出するための少なくとも１つのセンサを更に含み、
    前記センサは、そのような状態を表す状態信号を供給するために前記制御回路に電気的に接続されており、
    前記制御回路は、少なくとも所定の条件で、そのような状態信号を前記通信回路を用いて前記遠隔ベースに送信するべくプログラムされている照明モジュール。
25. 請求項２４の照明モジュールであって、
    前記少なくとも１つのセンサは、煙検出器、一酸化炭素検出器、動きセンサ、温度計、湿度センサ、及び周囲光レベル検出器のなかの１つ以上を含む照明モジュール。
26. 複数のモジュールを含むセキュリティーネットワークであって、
    各モジュールが、
    プロセッサとアンテナとを備える通信回路と、
    前記プロセッサの動作を制御するための制御回路と、
    中央コンピュータとアンテナとを有する遠隔ベースと、
    前記制御回路に画像を提供するセキュリティーカメラとを備え、
    前記通信回路は、前記制御回路から受信した映像を、前記通信回路を用いて無線通信を介して前記遠隔ベースに送信するべくプログラムされ、
    少なくとも１つのモジュールの通信回路は、第２のモジュールから信号を受信し、その信号を前記遠隔ベースに中継するべくプログラムされ、
    前記少なくとも１つのモジュールの前記通信回路は更に、前記遠隔ベースから前記第２のモジュールに向けた制御信号を受信したとき、その信号を前記第２のモジュールに中継するべくプログラムされているセキュリティーネットワーク。
27. 請求項２６に記載のセキュリティーネットワークであって、
    各モジュールの前記通信回路は、前記ネットワーク内の他のいずれかのモジュールから受信した信号を直接的に、又は別のモジュールにその信号をルーティングすることによって間接的に前記遠隔ベースに中継するべくプログラムされているセキュリティーネットワーク。
28. 請求項２７に記載のセキュリティーネットワークであって、
    各モジュールの前記通信回路は、あるモジュールから受信した信号を別のモジュールへ送信する前に、そのような他のモジュールが動作中か否かを確認し、動作中でない場合には、送信のための異なるモジュールを選択するべくプログラムされているセキュリティーネットワーク
29. 前記無線接続はＷｉ−Ｆｉ接続である請求項１に記載の照明モジュール。
30. 前記無線接続はＷｉ−Ｆｉ接続である請求項７に記載の照明ネットワーク。
31. 前記無線接続はＷｉ−Ｆｉ接続である請求項８に記載の照明ネットワーク。
32. 前記無線接続はＷｉ−Ｆｉ接続である請求項２６に記載のセキュリティーネットワーク。

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