JP2019505873A - ライティングおよびサウンドシステム - Google Patents

Abstract

コントローラと、複数のライティングおよびサウンドデバイス１０とを備えるライティングおよびサウンドシステムを制御する方法が提供される。各ライティングおよびサウンドデバイス１０には、照明、スピーカ、およびマイク３８０が含まれる。本方法は、複数のデバイスの第１のデバイスのマイクでシステムの第１のユーザからのオーディオ命令を受け取るステップを備える。本方法は、受け取ったオーディオ命令を処理するステップをさらに備える。本方法は、第１のデバイスからコントローラに命令を送信するステップをさらに備える。本方法は、処理されたオーディオ命令に基づいて動作を実行するステップをさらに備える。

Description

技術分野
本発明は、特に、ボイスコマンドを用いて制御することができる複数の一体型照明およびサウンドデバイスを有する、ライティングおよびサウンドシステムに関する。

背景技術
一体化型照明およびスピーカシステムは、当分野で既知である。例えば、米国特許出願公開第２００７／２２２６３１号は、それぞれが光と音の両方を生成することができる複数のデバイスを有するシステムについて記載している。米国特許出願公開第２００７／２２２６３１号のシステムは、音源から無線でオーディオ信号を受信するよう構成され、受信したオーディオ信号をシステム内の他のデバイスに送信するリピータを含む。

上述したような従来技術のシステムでは、ユニット内の構成要素に異なる電力要件が存在する。したがって、変圧器または電力変換器をジャンクションボックス内に配置することにより、より高い電圧での主電力を減らす必要がある。ライティング要素へのより低い電圧の電力が、ジャンクションボックスからＬＥＤにもたらされる。この追加配線を設置するのに費用と時間がかかることがある。

また、例えば、リビングまたはキッチンなどの住居の天井の空所内に取り付けられた一連のＬＥＤのような、複数の照明を備えるシステムにおける照明設定を制御することも知られている。例えば、ユーザは、特定の領域を照らすこと（例えば、作業ライティングのため）、または照明の明るさおよび色を調整すること（例えば、雰囲気およびムードライティングのために）を望む可能性がある。そのような制御は、既存の照明スイッチに取って代わる制御パネルを設置することによって行うことができる。しかしながら、これらのパネルを設置することは、追加の配線を必要とする可能性があり、これはまた、コスト増加および設置の複雑さにつながる。

分散ライティングシステムにおけるライティングの制御に対する別のアプローチは、無線コントローラを提供することであろう。そのような無線コントローラは、個々の光出力を制御するために各照明との直接的なデータ接続を形成する専用の赤外線またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）遠隔制御の形態とすることができる。

分散ライティングシステムにおける制御の問題に対するさらに別のアプローチは、個々の照明のすべてを無線ネットワークに接続し、次いで、同じネットワークに接続された場合にデバイスを制御することができるスマートフォンアプリケーションを提供することであろう。例えば、家庭内に設置する場合、照明は、８０２．１１無線ネットワークなどを介して、その無線ネットワークに接続されているか、またはその無線ネットワークと通信しているスマートフォンにそれぞれリンクすることができる。このような現在のシステムの１つは、Ｂｅｌｋｉｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，ＩｎｃのＷｅｍｏ（登録商標）ブランドで提供されている。しかし、そのようなシステムでは、専用アプリケーションを実行するスマートフォンをユーザが持っている必要があり、通常、スマートフォンユーザには、照明を制御するルータへのアクセス権が必要である。したがって、実際には、そのようなシステムの制御は、限定された数のユーザに制限される可能性がある。

また、オーディオ源と個々のスピーカとの間に有線および／または無線接続を有する分散型スピーカシステムも知られている。そのようなシステムは、典型的には非常に高価であり、壁および／または天井に施工するためにかなりの量の設置作業を必要とすることが多い。また、建物内の音の制御と配分には特別な課題があり、例えば、異なる部屋に異なるコンテンツを供給することを可能にするために、単一の建物内に複数の別個のコントローラおよび受信器が必要となる可能性がある。

システムが照明およびスピーカの両方を含む個別のデバイスを有する場合、システム制御はさらに複雑になる。典型的には、デバイスの照明およびスピーカ要素への電力を別々に制御することが望ましいであろう。例えば、光出力の制御（オン／オフ／調光など）とは無関係に、スピーカからのサウンド出力の音量を制御することが望ましい場合がある。各別々の一体型照明およびスピーカデバイスのそのような個々の独立した制御を実現することは、デバイスの数および分散が増加するにつれて困難になり、再配線、壁および天井の改造などのために場合によっては著しい設置費用が生じる。

米国特許出願公開第２０１１／１５１７８２号には、複数の照明デバイスについて記載されており、各照明デバイスは、マイクとスピーカとを備える。本システムの目的は、通話のためのハンズフリーシステムとして使用されることである。しかし、このシステムによって生成される光や音の品質は、ハイエンド用途には十分ではない。さらに、これらのデバイスにおける電力および熱の管理に関する問題の結果として、デバイスは低電力でしか動作することができない。このシステムはまた、システムを使用して電話をかけるために、ユーザが自分の電話を所有していることが必要となる。

米国特許出願公開第２０１３／００２６８７号は、調整可能なライティングを提供し、既存のランプホルダに取り付けることができるマルチメディアコンテンツを届けるためのシステムについて記載している。各デバイスは、外部オーディオ源を捕捉および／または記録するためのマイクを含む。この文書ではまた、デバイスの近くにいるユーザのジェスチャおよび声のやりとりからの双方向処理についても説明する。

このシステムは、取り外し可能な上半部に、ランプシェードの内側に投影するプロジェクタを有する。また、周囲光の拡散リングも有する。この光の品質は、タスクライティングなどの特定の用途には適していない可能性がある。デバイスは、無指向性の小型マイクを１つ有する。電球は、照明への主電源がオフになっている場合に、電源としてバッテリを使用することができる。米国特許出願第２０１１／１５１７８２号に記載されているシステムの場合と同様に、デバイスは、電球内に変圧器および電子デバイスをパッケージすることから生じる熱管理問題のために、低電力でしか動作することができない。標準の電球取付具は、一般的に、断熱材であるため、デバイスは、安全上の理由から、低電力で動作しなければならない。

米国特許出願公開第２０１４／２８５９９９号明細書には、光ソケットを用いて給電される複合スピーカおよび光源デバイスが記載されている。デバイスは、スピーチを検出するためのマイクを含むことができる、センサを含む。スピーチコマンドについては、本文書に記載されている。しかし、システムはスピーチコマンドをスピーチ−テキスト変換デバイスに渡して、スピーチコマンドを処理しなければならない。このシステムはさらに、上記の電球内にパッケージ化され、標準的な電球ソケットを使用する電力および熱管理の欠点を有する。標準的な照明器具用の電球の形をした一体型スピーカおよび照明デバイスは、物理的なサイズが制限され、それによってオーディオ音量が制限される。さらに、電球によって放射される光または音は、照明器具によって妨害される可能性がある。

本発明は、従来技術に伴うこれらの問題に対処することを目的とする。

発明の概要
本発明の第１の態様によれば、請求項１に記載のライティングおよびサウンドシステムを制御する方法が提供される。請求項２４に記載の一体型照明およびサウンドシステムも提供される。

オーディオ入力を使用して照明およびスピーカデバイスを制御することで、柔軟性と使いやすさが向上する。例えば、そのようなシステムは、デバイスの照明およびスピーカ要素を制御する専用のリモコンおよび外部アプリケーションに依存する必要がない。一部の以前のシステムでは、モバイルアプリケーションを利用してシステムを制御していた。そのようなシステムは、ユーザがいつも自分の電話を持っていることで、必要なときにシステムを制御することができる。対照的に、ボイスコマンドによって制御することができるシステムを提供することによって、ユーザは、例えば、自分の電話が異なる場所で充電されている場合でもシステムを制御することができる。追加のリモートコントロールまたはスマートフォンアプリケーションは、このシステムを操作するために必要ではない（ただし、利便性のために提供される可能性がある）。

システムでは、ユーザがモバイルデバイスまたはリモートコントロールの近くにいる必要が無い。リモートデバイスを入手または使用することが不便、困難、または不可能な状況では、このことは特に有用である。例としては、赤ちゃんへの授乳、入浴、病に臥している、または会話に没頭していることなどを挙げることができる。

コントローラと、複数のライティングおよびサウンドデバイスとを備えるライティングおよびサウンドシステムを制御する方法も提供される。各デバイスには、照明、スピーカ、およびマイクが含まれる。本方法は、複数のデバイスの内の第１のデバイスのマイクでシステムの第１のユーザからオーディオ命令を受信するステップと、受信したオーディオ命令を処理するステップと、命令を第１のデバイスからコントローラに送信するステップと、処理されたオーディオ命令に基づいて動作を実行するステップとを備える。

動作を実行するステップは、第１のデバイスの照明および／またはスピーカを制御するために第１のデバイスで動作を実行するステップを備えることができる。

本方法は、複数のライティングおよびサウンドデバイスの内の第２のデバイスに命令を送信するステップをさらに備えることができ、動作を実行するステップは、第２のデバイスの照明および／またはスピーカを制御するために第２のデバイスで動作を実行するステップをさらに備えることができる。

本方法は、プロセッサ上で実行中のアプリケーションに命令を送信するステップをさらに備えることができ、動作を実行するステップは、アプリケーションで動作を実行するステップを備える。

アプリケーションは、音楽を再生するためのアプリケーションであってもよく、動作を実行するステップは、ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数のスピーカを介して音楽を再生するためのアプリケーションからオーディオを再生するステップを備えることができる。

アプリケーションは検索エンジンであってもよく、動作を実行するステップは、オーディオ命令で第１のユーザによって指定されたフレーズを検索するステップと、結果を第１のユーザに配信するステップとを備えることができる。

結果を第１のユーザに配信するステップは、検索エンジンからの結果を処理するステップと、処理された結果についてテキストをスピーチに変換してオーディオを生成するステップと、ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数のスピーカを介してオーディオを再生するステップとを備える。

オーディオ命令は、ボイスコマンド、スピーチデータ、パーカッシブノイズ、および／または楽音もしくは声調を備えることができる。例えば、オーディオ命令は、検索エンジンを使用して検索するフレーズを使用するボイスコマンドとすることができ、あるいは、オーディオ命令は、コントローラが検索エンジンを使用して特定のフレーズを検索するためのコマンドとして暗黙的に解釈する質問とすることができる。あるいは、オーディオ命令は、拍手、指を鳴らす音、および口笛などを含むことができる。

オーディオ命令がボイスコマンドまたはスピーチデータを備える場合、受信されたオーディオ命令を処理するステップは、ボイスコマンドに対してボイス認識を実行するステップを備えることができる。ボイス認識は、様々な方法で実行することができる。例えば、ボイス認識は、自然言語エンジンによって実行することができる。自然言語エンジンは、ボイス認識を実行するためにさまざまなアプローチを使用することができる。これらには、ニューラルネットワークおよび単語の文脈的予測（ｃｏｎｔｅｘｔｕａｌ ｂａｇ ｏｆ ｗｏｒｄｓ）アプローチが含まれる。他のアプローチには、これらに限定するものではないが、コマンドおよびコントロール、ローカル処理、クラウド処理、ニューラルネット、およびディープラーニングなどが含まれる。デバイスはボイスコマンドをローカルに処理するが、必要に応じてクラウドベースのボイス認識サービスを参照できることが好ましい。コマンドをローカルで処理する利点の１つは、コマンドが発行されるのと実行されるのと間の待ち時間が短縮されることである。さらに、コマンドをローカルに処理することにより、ボイスデータは、必要な場合を除き（例えば、通話のために）プライベートネットワークを離れる必要はない。これにより、プライベートボイスデータがパブリックネットワークを介して送信されないことを保証する。スピーチデータは、処理された後でのみ、および外部に送信する必要がある場合にのみ、送信される。

受信されたオーディオ命令を処理することは、ボイスコマンドをトリガフレーズのデータベースからのトリガフレーズに照合させることをさらに備えることができる。好ましくは、ボイスコマンドに対する強力なトリガフレーズが必要である。言い換えると、トリガフレーズは他のトリガフレーズと容易に区別される。さらに、システムに関与しようとせずに互いに話しているユーザは、好ましくは、偶発的にシステムをトリガして行動を起こすべきではない。代わりに、これは、例えば、特有の名前を使用してシステムをアドレス指定することによって実行することができる。１つまたは複数のトリガフレーズを使用してシステムに関与することができる。

動作を実行するステップは、トリガフレーズのデータベースを更新するステップを備えることができる。

受信されたオーディオ命令を処理するステップは、受信されたオーディオ命令に対してエコーキャンセレーションを実行するステップを備えることができる。

各デバイスは、第２のマイクを含むことができ、本方法は、第２のマイクでオーディオ命令を受信するステップをさらに備えることができる。オーディオ命令を処理するステップは、両方のマイクで受信されたオーディオを使用してビーム形成を実行するステップを備えることができる。

動作を実行するステップは、第１のユーザと第２のユーザとの間でボイス通信を開始するステップを備えることができる。次いで、本方法は、第２のユーザが第１のユーザの発言を聞くことができるように、第２のユーザに、デバイスの内の１つまたは複数のマイクによって受信されたオーディオ情報を送信するステップをさらに備えることができる。本方法は、第２のユーザからのオーディオ情報をライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数に送信するステップと、第１のユーザが第２のユーザの発言を聞くことができるように、１つまたは複数のデバイスのスピーカを介してオーディオを再生するステップとをさらに備えることができる。

第２のユーザは、電気通信デバイスのユーザとすることができ、ボイス通信は通話とすることができる。したがって、本方法は、ユーザが便利に電話をかけたり受信したりすることを可能にする。例えば、ユーザはパン生地を練っているため、電話受信器を使用して電話をかけたり受信したりすることができない可能性がある。このシステムでは、手をきれいにしたり、やっていることを止めたりすることなく、ユーザが操作することができる。ほとんどのハンズフリーセットは、通話を発信または受信するために、ユーザの側で少なくとも何らかの物理的な対話を必要とする。有利には、本出願に記載される方法は、ユーザがオーディオ命令のみを使用して電話をかけ／受信し、他の多くの動作を実行することを可能にする。

あるいは、第２のユーザは、ライティングおよびサウンドシステムのユーザであってもよい。言い換えれば、システムは、家の様々な部分にいるユーザが便利な方法でお互いに話すことを可能にするインターコムシステムとして使用することができる。

動作を実行するステップは、ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数のスピーカを介してオーディオを再生するステップを備えることができる。

動作を実行するステップは、ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数のスピーカの１つまたは複数のオーディオパラメータを調整するステップを備えることができる。オーディオパラメータは、イコライゼーション設定を備えることができる。

動作を実行するステップは、ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数の照明の光出力を調整するステップを備えることができる。

システムはさらに、制御ユニットを備えることができ、本方法は、スイッチおよび／またはダイヤルの位置の指示を制御ユニットからコントローラに送信するステップをさらに備えることができる。次いで、本方法はさらに、ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数の照明の光出力を調整するステップ、ならびに／もしくはライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数のスピーカの１つまたは複数のオーディオパラメータを調整するステップを備えることができる。

ライティングおよびサウンドシステムは、複数のライティングおよびサウンドデバイスを備え、各デバイスは、照明、スピーカを含み、ユーザ入力検出器も設けられる。システムはさらに、複数のライティングおよびサウンドデバイスのそれぞれと通信するコントローラを含む。コントローラは、ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数のオーディオ検出器からオーディオ命令を受信し、オーディオ命令に基づいて動作を実行するよう構成される。各ライティングおよびサウンドデバイスのユーザ入力検出器は、マイクを備える。

動作を実行するステップは、ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数の照明および／またはスピーカの出力を制御するステップを備えることができる。

各ライティングおよびサウンドデバイスのユーザ入力検出器は、マイクの出力に接続されたプログラマブル低ノイズ増幅器をさらに備えることができる。各ライティングおよびサウンドデバイスのユーザ入力検出器は、マイクの出力に接続されたアナログフィルタをさらに備えることができる。

各デバイスは、第１のユーザ入力検出器の要素と同等の要素を備える第２のユーザ入力検出器をさらに備えることができ、第２のユーザ入力検出器は、第１のユーザ入力検出器から物理的に離れて配置される。換言すれば、各デバイスは、２つのマイク構成を有する。有利には、その場合、ビーム形成を使用して、特定の方向から来るオーディオ信号を増幅し、オーディオ信号が来た場所に関する情報を確認することができる。

各ライティングおよびサウンドデバイスは、他のデバイスの内の１つのネットワーク接続モジュールおよび／またはネットワークルータと通信するよう構成されたネットワーク接続モジュールをさらに含むことができる。

各ライティングおよびサウンドデバイスは、システム内の他のデバイスの内の１つの接続モジュールと通信するよう構成された接続モジュールをさらに含むことができる。各ライティングおよびサウンドデバイスの接続モジュールは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｌｏｗ ｅｎｅｒｇｙ、Ｚ−ｗａｖｅ、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、ＬｏｗＰａｎ、ＰＬＣＢＵＳ、Ｘ１０、および８０２．１１“ＷｉＦｉ”の内の１つまたは複数から選択されるプロトコルを使用して通信するよう構成することができる。このリストは例を示すためのものであり、網羅的なものではない。

各ライティングおよびサウンドデバイスの照明は、ＬＥＤモジュールを備えることができる。各ライティングおよびサウンドデバイスのＬＥＤモジュールは、デュアルチャネルＬＥＤドライバ、複数の高温ＬＥＤ、および複数の低温ＬＥＤを備えることができる。各ライティングおよびサウンドデバイスのＬＥＤモジュールは、ＬＥＤ温度センサをさらに備えることができる。

各ライティングおよびサウンドデバイスは、オーディオ出力モジュールをさらに含むことができる。各デバイスのオーディオ出力モジュールは、オーディオコーディック、増幅器、およびアナログフィルタを備えることができる。各ライティングおよびサウンドデバイスは、オーディオ出力モジュールの出力に接続された、オーディオドライバをさらに含むことができる。各ライティングおよびサウンドデバイスのオーディオドライバは、フル・レンジ・ドライバであってもよいし、クロスオーバ、低周波数から中周波数の第１のドライバ、および高周波数の第２ドライバを備えてもよい。

各ライティングおよびサウンドデバイスは、ステータスインジケータをさらに備えることができる。これは、例えば、低輝度ＬＥＤの形態とすることができる。

システムは、定電圧および／または定電流を各ライティングおよびサウンドデバイスに供給するよう構成された電源をさらに備えることができる。

各ライティングおよびサウンドデバイスは、１つまたは複数のセンサをさらに備えることができる。例えば、デバイスは、近接センサ、光センサ、および／または温度センサを備えることができる。

システムは、スイッチおよび／またはダイヤルを含む制御ユニットをさらに備えることができる。制御ユニットは、スイッチおよび／またはダイヤルの位置をライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数に通信するよう構成することができる。さらに、またはあるいは、制御ユニットは、スイッチおよび／またはダイヤルの位置をデータベースに通信するよう構成することができる。次いで、デバイスの内の１つまたは複数を、データベースからスイッチおよび／またはダイヤルの位置を読み取るように構成することができる。

スイッチおよび／またはダイヤルの位置に基づいて、デバイスは、照明の光出力を調節し、および／またはスピーカの１つまたは複数のオーディオパラメータを調整するよう構成することができる。

制御ユニットは、スイッチおよび／またはダイヤルの位置をデバイスの内の１つまたは複数に通信するよう構成された送信器を備えることができる。これは、有線または無線通信とすることができる。

制御ユニットは、オン位置およびオフ位置を有するスイッチを備えることができる。制御ユニットは、オン位置およびオフ位置の両方においてライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数への電力の供給を容易にするよう構成することができる。有利には、その場合、本スイッチは、照明がスイッチオフされた場合に、スピーカ要素への電力を切断することなく、ユーザが標準的なシステムでそうするように照明を制御することを可能にする。

コントローラは、スイッチおよび／またはダイヤルの位置をコントローラに通信するよう構成することができる。その場合、コントローラは、スイッチおよび／またはダイヤルの位置に基づいて、ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数の光出力および／または１つまたは複数のオーディオパラメータを調整するよう構成することができる。

ユーザは、スイッチを所定の回数だけトグルすることによってシステムをリセットするか、または電源を切ることができる。これは、ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数への電力をリセットまたはオフにすることによって実行することができる。あるいは、これは、ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数にリセット命令を送信することによって実行してもよい。

各デバイスのスピーカは、スピーカ振動板を有することができる。各デバイスの照明は、そのデバイスのスピーカ振動板の半径方向内側に配置することができる。

各デバイスは、熱除去要素をさらに備えることができる。各デバイスのスピーカ振動板は、前方部分と後方部分との間に延在することができる。各デバイスの熱除去要素は、そのデバイスのスピーカ振動板の後方部分の後ろに取り付けられたヒートシンクを備えることができる。

各デバイスの熱除去要素は、そのデバイスのヒートシンクおよび照明と熱的に接続された熱除去カラムを備えることができる。熱除去カラムは、ヒートシンクに隣接する第１の近位端と、ヒートシンクから空間的に離間された第２の遠位端とを有することができる。

この特殊熱除去システムは、デバイスによって生成された熱を効率的に拡散させる。有利には、したがって、本発明によるデバイスは、標準的な（絶縁性の）電球取付具に適合する、後付式電球型デバイスよりも高い電力で動作することができる。これは、少なくとも部分的には、本発明の装置が、標準的な取付具に取り付ける電球ではなく、天井の照明器具の形態であることにより可能となる。

周囲ライティングを提供することに加えて、本装置はまた、目標とされたタスクライティングを提供することができる。これは、標準的な解決策より高い電力で動作できるため可能である。したがって、デバイスは、スポットライティングに取って代わることができ、レンズを備えることができる。以前のいくつかのデバイスとは対照的に、このシステムの装置は、反射器またはディフューザ装置を必要としないので、良好なタスクまたはスポットライティングを提供する。このシステムのデバイスは、レンズを介してＬＥＤから環境に移動する光の妨げにならない経路で動作する。

各デバイスは、スピーカの前面の前側に取り付けられたスピーカグリルをさらに備えることができる。グリルにより、デバイスから音が発せられるが、可動膜は見えなくなる。

システムは、ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数に電気的に接続されて、いくつかの形態の内の１つまたは複数における電流をデバイスに供給するよう構成された、電源ユニットをさらに備えることができる。デバイスの照明およびデバイスのスピーカは、異なる形態の電流によって給電してもよい。例えば、電源は、交流電流および／または直流電流を供給することができ、所定の固定電圧および／または所定の固定電流の範囲で電流を供給することができる。電源ユニットは、主電流を受け取るよう構成されることが好ましい。電源ユニットは、デバイスが販売されている地域のローカル主電流によって給電されるよう構成することができる。あるいは、電源ユニットは、任意の領域のローカル主電流によって給電することができるよう構成することができる。

各デバイスは、電源ユニットを有することができ、各電源ユニットは、デバイスの主ハウジング内に物理的に配置してもよいし、または物理的に接続してもよい。あるいは、電源ユニットは、デバイスから物理的に分離していてもよい。電源ユニットをデバイスの他の構成要素から分離することにより、構成要素の保守および交換が簡単になる。他方で、電源ユニットをデバイスの一体部分として供給することにより、全体的な部品点数が減少し、したがって、システムの設置が簡単になる。電源ユニットを装置の一体部分として供給することで、個々のデバイスへの追加の配線を必要としない簡単なシステムを提供する。

あるいは、電源ユニットは、複数のライティングおよびサウンドデバイスに電流を供給するよう構成してもよい。有利には、必要な電源ユニットがより少ない場合、より安価なシステムが提供される。

システムは、コントローラによって管理されるサテライトデバイスをさらに備えることができる。これらのデバイスは、第三者によって製造されてもよく、スマート電球および無線スピーカなどを含むことができる。有利には、これにより、システムはユーザの家にある既存のシステムと統合することができる。

本発明の他の好ましい特徴および利点は、添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。

図面の簡単な説明
本発明は、多くの方法で実施することができ、いくつかの特定の実施形態は、単に例示として、以下の図面を参照して、記載される。

デバイスコントローラ／ドライバと共に天井の空所内に取り付けられた、本発明の態様を実現する一体型照明およびスピーカデバイスの概略図である。 個々のデバイスのネットワークのシステム図である。 図２の一体型照明およびスピーカデバイスの内の３つと、無線送信器／受信器を含む電球（スマート電球）とを含むシステムの概略図である。 ２つの可能な無線スイッチの変形例を示す図である。 ２つの可能な無線スイッチの変形例を示す図である。 本発明の更なる代替実施形態による、一体型照明およびスピーカデバイスの概略図である。 本発明の更なる代替実施形態による、一体型照明およびスピーカデバイスの概略図である。 一体型照明、スピーカ、およびマイクデバイスならびにスイッチボックスモジュールを含むシステムの概略図である。 一体型照明、スピーカ、およびマイクデバイスのシステム図である。

発明を実施するための形態
デバイス
図１は、本発明を実現する光源、スピーカ、およびユーザ入力検出器を含むライティングおよびサウンドデバイス１０の概略図を示す。ライティングおよびサウンドデバイス１０は、天井３０に形成された開口部内に配置されて、デバイス１０が天井３０と同一平面上にあるようにすることができるスピーカドライバ２０を備える。スピーカドライバ２０は、固定部３４を介して天井３０にしっかりと取り付けることができる。固定部３４は、天井３０への振動伝達を防止するために減衰させることができる。固定部３４はまた、防火障壁として機能する発泡性材料で作ることもできる。

本発明のシステムは、天井の空所内にある既存のライティング空間に設置される。したがって、従来技術のシステムとは対照的に、このシステムは、デバイスが目の高さから外れて取り付けられ、既存の天井埋込型照明の設置面積内に収まるので、実際上、人目につかない。さらに、デバイスは、家の既存のインフラストラクチャに容易に後付けすることができる。追加のボックスは、見た目が悪くなる可能性があり、部屋に配置する必要はない。さらに、追加の配線は不要である。特に、室内に設置されたスタンドアローンのスピーカまたはマイクデバイスに電力を供給するのに必要な配線が緩むと、見た目が悪くなり、または危険である可能性がある。このシステムは、そのような追加の配線の必要性を排除する。

スピーカドライバ２０は、図１にはない、光源およびスピーカを含む。デバイスから熱を除去するためのヒートシンク４０は、天井３０の後ろのキャビティ内のスピーカドライバ２０に取り付けることができる。スピーカグリル４５は、スピーカドライバの前面の前方に取り付けることができる。

電源ユニット５０は、ライティングおよびサウンドデバイス１０に電気的に接続され、１つおよび／または複数のデバイス１０に電力を供給する電気信号を生成するために使用される電子部品を備えることが好ましい。電源ユニット５０は、複数の電力信号を供給することができることが好ましい。デバイスに電力を供給するために使用される電気信号は、ライティング、スピーカ、およびシステム・オン・チップ（ＳｏＣ）要素ごとに異なる可能性がある。例えば、いくつかの要素は、交流電流を必要とする可能性があるが、いくつかの要素は、直流電流を必要とする可能性があり、各要素は、異なる電圧要件を有する可能性がある。電源ユニット自体は、主電源であることが好ましく、各電源ユニットに給電する主給電線は、配線規則に従って、星形またはデイジー・チェーン・トポロジで配線することができる。

専用の電源ユニット（デバイスに必要な電流および／または電圧のすべてを供給することができる）が配線によって各ライティングおよびサウンドデバイスに接続されることが好ましい。この電源ユニットは、ライティングおよびスピーカ要素を含む筐体の外部にあることが好ましい。しかし、電源は、装置自体の一体部分としても良い。電源ユニットをライティングおよびスピーカ要素から分離させることにより、保守がより容易な構成となる。さらに、電源が別々に提供されると、電源によって発生した熱をより容易に拡散させることができる。電源ユニットは、デバイスの物理的部分（例えば、配線が所定位置に固定された照明およびスピーカ筐体に機械的に固定されている）とすることができ、または天井３０の後ろの空所に配置され、外部配線でライティングおよびサウンドデバイスに電気的に接続される別のエンティティとすることができる。電源ユニット５０をデバイス１０から取り外すことにより、構成要素の保守および交換がさらに簡単になる。これに対して、電源ユニット５０をデバイスの一体部分として供給することにより、システムの設置が簡単になる。これは少なくとも、設置する必要がある追加構成要素の数が減るためである。さらに、電源ユニットを装置の一体部分として供給することで、個々のデバイスへの天井空所内の追加の配線を必要としない簡単なシステムを提供する。

代替実施形態では、専用電源ユニットを有する各デバイスではなく、電源ユニットが、いくつかのまたはすべてのデバイスにサービスを提供することができる。有利には、必要な電源ユニットがより少ない場合、より安価なシステムが提供される。

さらなる代替実施形態では、コントローラ（例えば、システム・オン・チップ）は、電源ユニット内に物理的に配置することができる。

第１のトランシーバ６０は、開口部に隣接して、天井３０がその一部である部屋に面する側の天井３０に取り付けられる。トランシーバ６０は、ユーザ入力をピックアップするユーザ入力検出器を含む（例えば、マイクは、ユーザによるボイスコマンド、拍手、および／または口笛をピックアップするために使用することができる）。第２のトランシーバ７０をデバイスにさらに含むことができる。有利には、これにより、デバイスは、音が来た方向を確認し、および／または後処理を使用して特定の方向から来る音を増幅することを可能とすることができる。第２のトランシーバは、第１のトランシーバの反対側に取り付けることができる。

入力は、トランシーバ６０（または、トランシーバ６０、７０）からコントローラにもたらされる。コントローラは、電源ユニット５０内に配置することができる。あるいは、コントローラは、後述するように、ハウス・コーディネータ・ユニットまたはルーム・コーディネータ・ユニットとして指定されたライティングおよびサウンドデバイスであってもよい。トランシーバ６０（または、トランシーバ６０、７０）は、配線（例えば、ケーブルハーネス）を介してコントローラに接続することができ、またはデバイスの無線送信器／受信器によって無線でコントローラに接続することができる。

トランシーバによって受信された各入力は、ライティングおよびサウンドデバイスのプロセッサを使用してデジタル化され、処理されることが好ましい。次いで、デバイスは、どのような動作が必要であるかを判定し、次に、動作自体を実行し、および／または処理された入力を異なるデバイスに送信することができる。これは入力の性質に依存する。例えば、デバイスは、入力がルームコーディネータおよび／またはハウスコーディネータに送信されるべきであると判定することができる。代替例として、その部屋の照明をオンにする命令（例えば、ボイスコマンドまたは拍手）を受信したルームコーディネータの役目を果たすデバイスは、ハウスコーディネータに命令を送信することなく、入力を処理し、その部屋のすべての照明をオンにすることができる。

デバイスは入力を受け取って処理し、論理イベントに対応していると判定し、その場合、何らの動作も必要としない。例えば、デバイスは、室内の温度がわずかに変化したと判定することができる。これは、場合によっては動作を必要とする可能性があるが、動作を必要とする、および／またはイベントがネットワーク内の１つまたは複数のデバイスに伝達されることを必要とする、任意の論理イベントをもたらさない可能性が最も高い。同様に、他のデバイスに送信されるデバイスによって解釈される入力からの情報のレベルは、様々であろう。例えば、ルーム・コーディネータ・デバイスは、特定のユーザが部屋の北の角にいると判定することができる。しかし、システムの構成に応じて、特定のユーザが部屋にいることをハウスコーディネータにのみ報告することができる。

さらなる例は、家の中のすべてのスピーカをミュートするボイスコマンドを受信するエンドユニットとすることができる。デバイスは、それ自体は何らの動作もしないであろうが、処理された入力をハウス・コーディネータ・ユニットに送信することができ、次いで、必要な動作をとることができる。システムはインテリジェントで、自身の構造を認識している。したがって、システムは、適切なレベルで意思決定とコマンドの実行を行うことができる。

あるいは、デバイスによって受信された入力は、コントローラに送信され、コントローラによってデジタル化および処理されてもよい。これらの入力は、命令をコントローラに提供して、ライティングおよびサウンドデバイス１０の内の１つまたは複数を制御することができる。例えば、スピーカの音量または光源の明るさを調整することができる。さらに、またはあるいは、入力を使用して、システムの他の要素を制御することができ、例えば、入力を外部アプリケーションに送信することができる。特定の例の１つは、ユーザが、再生するトラックを指定することによって特定の部屋で現在再生中の音楽を変更することができることである。

例えば、デバイスは、オーディオ信号を受信し、ボイス認識を使用してそれを処理して、ユーザが言った単語を識別することができる。次いで、デバイスは、これを既知のコマンドのプロファイルと比較し、そのコマンドを次のトラックにスキップするための命令として識別することができる。この命令は、ネットワークを介して、必要な場所、この場合はユーザの音楽アプリケーションに通信される。あるいは、デバイスは、オーディオ信号を受信し、これをボイス認識処理のために別のエンティティに送信することができる。ボイス認識は、デバイスによってローカルに実行されることが好ましい。あるいは、オーディオデータを、ボイス認識を実行するインターネット上の場所（これは「クラウドサービス」と呼ばれることが多い）に送信することができる。クラウドサービスは、高度なソフトウェアを使用して、迅速かつ正確にボイス認識を実行できる可能性がある。しかし、インターネットを介してオーディオを送信することによって遅延が生じる可能性がある。使用される構成の正確さは、デバイスの処理能力と比較して、ユーザのインターネット接続の品質、ならびにボイス認識ソフトウェアの品質および処理要件に依存する。

これにより、例えば、ユーザは、システム内のすべての光源をオフにしたり、特定の場所で特定の音楽を再生したりするようコントローラに指示することができる。

さらなる例は、ユーザが、システムによって実行されるインターネット検索を要求することができ、解釈された結果が、スピーカを介して言語的にユーザに提示され得ることである。そのようなシステムは、ユーザがどの情報を要求しているかを判定し、それに応じて結果を提示するためのインテリジェント構文解析を組み込むことができる。例えば、ユーザは「ホンジュラスの首都はどこですか？」と尋ねることができる。その場合、システムは、質問を解釈し、インターネット検索を行い、結果を解釈し、回答をテキスト読み上げすることができる。その結果、システムは、質問をしたユーザの付近で、「ホンジュラスの首都はテグシガルパです」とアナウンスするであろう。また、システムは、彼らが検索している質問を確認することが望ましく、スピーチをテキストに変換する処理に誤りがあった場合、ユーザはコマンドをキャンセルして再発行することができる。システムは、インターネットを検索することに限定される必要はない。例えば、システムは、ユーザがソーシャルメディアに投稿すること、電子メッセージを送信すること、またはインターネットに接続された外部ハードウェアを制御することを可能にすることができる（例えば、ユーザは、電気通信ネットワークを介してインターネットに接続された自動車をロックするためのコマンドを発行することができるであろう）。このインタフェースの柔軟性は、インターネットやローカルネットワークを介して物のインターネットやスマートホームのようにアクセスできる新しい技術の卓越性を考えると、特に有用である。

したがって、システムは、ユーザが、ローカル（照明／スピーカオプションまたは家用サーモスタット制御）またはリモート（インターネット検索および通話など）とすることができる多数の他のサービスにアクセスするためのゲートウェイを示す。

ネットワーク
図２は、ライティングおよびサウンドデバイスの例示的なネットワークのシステム図を示す。システム内の一体型照明、スピーカ、およびマイクデバイスの間で（ユーザの家庭用無線ルータを介して通信する必要なく）直接通信することを可能にすることによって、よりスケーラブルなシステムが生成される。このように設定されたアドホックネットワークは、範囲に関してさらなる利点をもたらすことができる。例えば、ユーザのホームルータから離れたデバイスは信号品質が悪い可能性があり、標準のネットワークベースのシステムでは確実にコマンドを受信できない可能性がある。対照的に、柔軟なネットワーキングシステムは、他の装置を介してリモートデバイスとの通信を可能にすることができ、したがって、より信頼性が高くスケーラブルなシステムが生成される。

ネットワーク内の特定のデバイスには特定の追加の役割が割り当てられることが好ましい。デバイスは、これらの役割を実行するようにユーザがデバイスを構成する必要なく、特定のデバイスに自動的に役割を割り当てることで、柔軟なネットワークに自己調整することができる。あるいは、それらは手動で構成されてもよい。役割の自動割り当ては、例えば、どのデバイスがワイヤレスルータに対して最良の無線信号強度を有するか、どのデバイスが物理的に部屋の中心に最も近いか、どのデバイスがハウス・コーディネータ・ユニットもしくは別のルーム・コーディネータ・ユニットへの最良の接続を有するか、および／またはどのデバイスが最も少ないホップカウントでネットワーク内の他のすべてのデバイスに接続されているか（ここで、ホップカウントとは、送信信号が送信元から宛先に移動するために通らなければならない中間デバイスの数である）、に基づいて実行することができる。

デバイスの内の１つまたは複数をエッジユニットとして割り当てることができる。ユーザの無線ルータとの直接接続を確立することがエッジユニットの役割である。例えば、これは、８０２．１１無線ルータとすることができる。外部エンティティへの、および／または外部エンティティからの通信は、まずネットワークの１つまたは複数のエッジユニットに送信され、次いで、デバイス間のデータ接続を介してネットワーク内の必要なデバイスに配信される。これらの外部エンティティは、例えば、無線ネットワークに接続されたユーザのスマートフォン上のアプリケーションを含むことができる。外部エンティティはまた、公衆インターネットを介してネットワークに接続されたコンテンツプロバイダに属するリソース、例えば、音楽ストリーミングサービスまたはクラウドボイス認識サービス、を含むこともできる。したがって、このユニットは、ローカル・エリア・ネットワークを公衆エリアネットワークおよびインターネットにブリッジするアクセスポイントを提供する。

各部屋は、ルーム・コーディネータ・ユニットを有することが好ましい。このユニットは、室内の他のすべてのデバイスの状態を管理し、これらのデバイスからの通信を必要な場所に中継することを担う。

ネットワークはハウス・コーディネータ・ユニットも含むことが好ましい。このデバイスは、ネットワーク内の他のすべてのデバイスの状態を管理し、階層的な方法で判定を行うことを担う。

システムの特定の実装態様では、ネットワーク内のすべてのデバイスの現在状態の中央データベースが提供される。このデータベースは「ホームプロファイル」と呼ばれる。ネットワーク内のすべてのデバイスが定期的にホームプロファイルをチェックし、それに応じて状態を更新する。ハウス・コーディネータ・ユニットおよびルーム・コーディネータ・ユニットは、ホームプロファイルを更新して、システム内の他のデバイスを制御することができる。

役割は相互に排他的ではない。例えば、エッジユニットは、ルーム・コーディネータ・ユニットおよび／またはハウス・コーディネータ・ユニットとすることができる。同様に、ルーム・コーディネータ・ユニットは、ハウス・コーディネータ・ユニットであってもよい。

柔軟な自己配置ネットワークは、デバイスがネットワークに追加またはネットワークから削除され、残りのデバイスがネットワーク構造内でそれに応じて再配置されるため、特に有利である。例えば、以前の強い無線信号が弱すぎて効果的に使用できなくなるように、ネットワークの状態が変化した場合、役割を柔軟に再割り当てすることができる。デバイスは、（好ましくは、標準の８０２．１１アーキテクチャを使用して）一緒に無線階層ネットワークを作成する。デバイスは、共通のサービスセット識別子（ＳＳＩＤ）を有することが好ましい。このＳＳＩＤは、ユーザのホームＷｉＦｉネットワークのＳＳＩＤとは異なるので、追加のネットワークが、デバイスのネットワークによって住宅内に作成されることが好ましい。これにより、１つのネットワーク上でのヘビートラフィック（照明およびスピーカデバイスの間の通信など）が他のネットワークに悪影響を及ぼすことを防止する。デバイスによって生成された無線階層ネットワークは、家への接続ゲートウェイコネクションをホームＷｉＦｉルータと共有することが好ましい。

デバイスのネットワークは、ユーザの個人電子機器からユーザの無線ネットワークへの通信を中継するために使用することができる。例えば、デバイスは、ユーザの無線ネットワークの範囲を拡張するために使用されることができ、その結果、無線信号が不十分である領域に無線インターネットアクセスをもたらすことができる。

システムは、カスタム・ボイス・コマンド、ノイズ、ジェスチャ、およびトリガ（例えば、温度または他の条件の変化）についてのボキャブラリを有することができる。ボキャブラリはユーザインタフェースの一部である。これらはユーザによって構成可能であり、ボキャブラリ内の各要素は、システムによって実行される特定の動作をもたらすことができる。このようにして、ユーザは所望の方法で応答するようにシステムを「訓練」することができる。例えば、拍手すると、部屋の照明をオンまたはオフにすることができる。「照明を暗くする」ためのボイスコマンドにより、予め設定されたライティングモードを起動することができる。口笛のピッチにより、照明の明るさまたはスピーカの音量をコントロールできる。さらに、システムは、特定の音に応答するよう手動で構成することができる。例えば、システムは、ドアを開く音または赤ちゃんの泣き声に応答することができる。

システムはまた、他の製造業者によって製造されたデバイス（例えば、スマート電球および無線色相電球）と互換性があることが好ましい。同じライティング回路上または同じネットワーク内のそのような照明は、本出願に記載された装置と同じ方法でシステム内で制御可能であることが好ましい。これには、例えば、ボイスコマンド、拍手（および他の音）、ジェスチャ、および無線可能スイッチ（以下に説明する）を有するサードパーティ製デバイスを制御することが含まれる。

スイッチ
図３は、図２の３つの一体型照明、スピーカ、およびユーザ入力検出装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃならびに無線送信器および／または受信器を含む電球（スマート電球）を含むシステムを概略的に示す。

図４ａおよび図４ｂは、２つの可能な無線スイッチの変形例を示す。
照明、スピーカ、およびマイクデバイスのシステムは、１つまたは複数のスイッチをさらに含むことができる。これらのスイッチは、元のライティングシステムを制御するために使用された標準スイッチと一緒にまたはその代わりに設置されることが好ましい。有利には、追加の配線が不要であるため、スイッチを容易に取り付けることができる。図４ａに示すように、スイッチの変形例は、既存のスイッチプレートの背後に設置された小型モジュールによって提供されることが好ましい。有利には、この構成は、既存のスイッチプレートを交換することなく、システムの設置を可能にする。これは、例えば、コストおよび／または審美的理由のために有益であり得る。あるいは、図４ｂに示すように、以前のスイッチプレートを新しいスイッチプレートと交換してもよい。これにより、必要に応じてより高度なコントロールパネルの設置が可能になる。

既存のスイッチプレートおよび／またはスイッチケーシングが金属である場合、モジュールの信号を妨げる可能性がある。これを打開するために、モジュールのアンテナは、スイッチプレートを壁から非常にわずかに分離するタブまたはスペーサ内に配置することができる。

標準的なライティングシステムに設けられたスイッチとは対照的に、図４ａまたは図４ｂに示すような無線対応スイッチは、（ユーザが、例えば、リセット操作などの、特別な操作を行わない限り）デバイスへの電力を常に利用できるように構成される。以前の壁スイッチ（照明への電力供給を遮断するように構成されていた）は、リモート式に変換される（デバイスのライティング要素が消灯している場合でも、デバイスに電力を供給しながらデバイスに信号を送るように構成される）。図４ａまたは図４ｂによるスイッチは、スイッチがトグルされた場合に実際に電力をカットしない。代わりに、デバイスに信号を送信して、デバイスに特定の状態に入るように指示する。例えば、スイッチは、デバイスへの電源を維持しながら、ライティング要素を起動または停止させるか、またはごくわずかな電力しか使用しないようにデバイスに指示することができる。これにより、照明が消灯していても、デバイスのスピーカ要素が機能する。あるいは、スイッチは、ホームプロファイルを直接更新するよう構成することができる。このようにして、スイッチは部屋およびホームプロファイルに影響を与えることができる。

さらに、またはあるいは、スイッチは、バイナリオン／オフスイッチを単に提供するのではなく、照明を減光するために使用することができるダイヤルを含むことができる。さらに、スイッチは、ボイスコマンドを使用して制御を提供するシステムの能力を向上させるためにマイクを含むことができる。

スピーカおよびマイクは、低電力状態に入るように独立して制御することができる。低電力または待機モードでは、デバイスは、すべての個々の要素が低電力モードになることが好ましい。このモードでは、デバイスは、（例えば、デバイスの要素を再アクティブ化することができるように）異なるモードに入る命令を依然として受信することができることが好ましい。このように、システムは不必要に電力を使用しない。このモードは、ユーザが家にいない場合に使用することができる。システム全体が低電力モードまたは待機モードにある場合、少数のデバイスが、少なくとも部分的にアクティブなままである可能性があり、システムは、ユーザが帰宅したときを感知するか、または後述するようにセキュリティ機能を提供することができる。

図３に示すように、システムは、１つまたは複数のスマート電球をさらに含むことができる。任意選択的に、システムは、一体型照明およびスピーカデバイスをさらに含むことができる（例えば、一体型照明およびスピーカデバイスは、英国特許出願第１５０３４２６．７号に記載されている）。これらのデバイスはまた、１つまたは複数のスイッチによって制御することもできる。スマート電球および／または照明／スピーカは、一体型照明、スピーカ、マイクデバイスの内の１つまたは複数と同じスイッチで制御することができる。あるいは、またはさらに、スマート電球および／または照明／スピーカは、同じスイッチプレート内のさらなるスイッチで制御してもよい。これらのデバイスは、別の場所に設置された別のスイッチプレート内のスイッチで制御することもできる。

有利には、より構成可能なシステムをこのように提供することができる。標準的なライティングシステム（または、既存のスイッチに依存してデバイスの電力を制御するスマートライティングシステム）では、スイッチは、それらが直接配線されている照明器具のみを制御することができる。対照的に、本発明のシステムは、電力の流れを防止するために回路を物理的に遮断するのではなく、制御信号によってデバイスのライティング要素を制御する。したがって、システムは、各一体型照明、スピーカ、およびマイクデバイスのライティング要素が、ユーザによって好まれるいずれかのスイッチによって制御されることを可能にするよう構成することができる。

スイッチは、１つのスイッチで部屋の半分の照明を制御し、第２のスイッチで部屋の他の半分の照明を制御するよう構成することができる。個々のデバイスは、必要に応じて第１の半分用または第２の半分用となるよう再構成することができる。

さらに、ユーザは、複数のスイッチ（例えば、１組の階段の上部および下部のスイッチ）によって１組の照明を制御することを望むことがある。標準的なシステムでは、２つのスイッチを接続する配線を取り付ける必要があり、単極単投（ＳＰＳＴ）スイッチを単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチに置き換える必要がある。所望のスイッチングポイントの数が３つ以上に増加した場合、さらなる配線と、より複雑なスイッチとがさらに必要となる。２つ以上の無線対応スイッチを含むシステムでは、何らの再配線も必要とせずに、所望のスイッチング構成を容易に実現することができる。

ライティングシステムに現在利用可能な多くの無線対応スイッチは、完全なスイッチング機能を提供することができない。例えば、これらのシステムは、ユーザが電球を暗くすることはできるが、実際に電球を完全に消灯することはできない可能性がある。これは、従来技術のシステムのような改造可能な無線対応調光スイッチが、標準的な照明器具（電球）で動作可能に設計されているからである。その結果、（電力が流れないように）電球をオフにすると、（電球と直列に設置された）無線対応スイッチモジュールへの電力が完全に失われ、モジュールは、もはや無線コントローラ（例えば、スマートフォン）と通信することができなくなる。

現在利用可能なスイッチ後方（ｂｅｈｉｎｄ−ｓｗｉｔｃｈ）無線対応調光器モジュールは、ユーザが既存のスイッチ（または、調光器）を物理的な入力として使用することを可能にすること、およびユーザがデバイス（スマートフォンなど）からの無線信号を介して照明を制御することを可能にすることを意図することが多い。ユーザが調光器モジュールに無線で接続できるようにするために、調光器モジュールは、常に電源を入れたままにする必要がある。この問題に対処するために試行されて不成功に終わった方法の１つは、常にデバイスに少量の電力を供給し続けることである。スイッチを物理的にオフに切り替える動作は、照明回路にわずかな電力しか供給しないようにモジュールに指示し、通常は、電力が調光器モジュールにそれでもなお供給されるように、必要最小限だけが要求される。これらのモジュールは、通常、標準電球を含むシステムに備えられているため、回路を依然として通っている電力量が少ないため、電球が、薄暗いけれども、わずかに点灯する可能性がある。そのような問題は、特許請求される発明によるシステムには存在しない。これは、少なくとも、デバイスがまだ電力を受け取っている間に、照明を完全にオフにする命令を受け取ることができるからである。

以前のライティングシステムは、常に電力を必要とする天井の無線制御式電球を含む可能性がある。「色相電球」内のマイクロコントローラは、ＬＥＤ素子をオンまたはオフにするよう指示する。ユーザが壁の回路をオフにすると、無線リモコンを使用して照明を制御することができなくなる。この色相システムでは、通常、壁スイッチは常にオンになり、別のコントローラを使用して照明をオフにする。

スイッチ８０は、１つまたは複数の制御ボックス５０を介してデバイスに電気的に接続することができる。スイッチおよびライティングデバイスは、同じ電力線を共有するが、制御信号は、好ましくは、無線で送信され、電源線から切り離される。スイッチの動作は、デバイスまたはスイッチユニットへの電力の流れに直接影響しない。それはシステム入力を提供する。これは、既存の配線インフラストラクチャを利用するので、スイッチとデバイスとが共通の電源回路を共有するため必要である。したがって、スイッチは、スピーカおよびマイク要素への電力に影響を与えることなく、ユーザが、一体型デバイスの照明要素への電力を制御することを可能にすることができる。有利には、ユーザは、その場合、スピーカおよびマイク要素に電力を供給し続けながら、照明をオフにすることができる。例えば、ユーザが映画を見ている場合、これは望ましいことがあろう。さらに、またはあるいは、スイッチを使用して、照明、スピーカ、および／またはマイク要素への電力を別々に制御することができる。これは、スイッチプレート上の追加の物理的スイッチおよび／またはスライダならびに／もしくは（例えば、スマートフォンまたはコンピュータアプリケーション上のソフトウェアから、または専用のリモートコントロールから）ネットワーク内のスイッチまたは任意の他のデバイスによって無線で受信される信号により行われる。これについては以下で詳しく説明する。

このシステムは、この物理スイッチを使用して照明およびスピーカを制御することができる。これは、ボイスコマンドを使用するのが適切でないか、または可能でない場合に、特に有用である。例えば、大音量の音楽が再生されている場合、または思慮が必要な場合（赤ちゃんが寝ている場合など）には、このことが必要な場合がある。

スイッチ８０はスイッチプレートを備える。スイッチプレートは、無線送信器および／または受信器を備えるので、無線ネットワークに接続される。この無線送信器／受信器は、スイッチプレートの外側にあってもよいし、スイッチプレートの背後でインラインであってもよい。あるいは、無線送信器／受信器は、スイッチ８０の上またはスイッチ８０内に最も便利に配置または設置されているが、他の場所に配置することもできる（例えば、制御ボックス５０の一部として形成された天井空所内の別個のユニットなどとして）。これは、金属ケーシングまたはスイッチによる遮蔽により信号品質が悪くなるという起こり得る問題を有利に克服するであろう。しかし、そのような構成では、追加の配線を設置することが必要となる可能性がある。無線送信器／受信器はまた、単一デバイス（または、複数デバイス）に無線でオーディオをストリーミングするために使用することができる。一体型照明およびスピーカドライバデバイス１０の制御ボックス５０、光源１１０およびスピーカドライバ２０は連続的に電力供給される場合、ほとんどの有線電力線プロトコル（例えば、ＰＬＣおよびＸ１０など）および／または無線プロトコル（例えば、ＢＬＥ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＥＤＲ、８０２．１１“ＷｉＦｉ”（ＲＴＭ）、ＺｉｇＢｅｅ、Ｚ−Ｗａｖｅ、およびＬｏｗＰａｎなど）を使用して、スイッチ８０を、一体型照明、スピーカ、およびマイクデバイス１０に接続することができる。

デバイス１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、およびスマート電球８５の制御ボックス５０ａ、５０ｂ、５０ｃのそれぞれは、同じ回路を介してスイッチ８０に電子的に接続される。これにより、各デバイス１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、およびスマート電球８５の光源１１０は、デバイス１０ａ、１０ｂ、１０ｃのスピーカドライバ２０ａ、２０ｂ、２０ｃに影響を及ぼすことなく、スイッチ８０によってオン／オフされることが可能になる。スイッチ８０は、各デバイス１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、およびスマート電球８５の光源１１０に供給される電力を中断しないように再配線することもできる。無線送信器／受信器は、スイッチ状態をデジタル的に感知して、一体型照明およびスピーカドライバデバイス１０ａ、１０ｂ、１０ｃのスピーカドライバ２０ａ、２０ｂ、２０ｃを制御するよう構成することができる。したがって、スイッチ機能は、物理的な回路から論理的な回路に変換される。

スイッチによって実行することができる追加機能の１つは、システムのハードリセットまたはマニュアルオーバーライドの機能である。これは、システムが予期しない状態にある場合に必要となる可能性がある。これは、例えば、スイッチを２回以上連続して切り替えることによって、起動することができる。

どのスイッチイベントも、（システムの構成により）必要なデバイスに通信される。イベントは、単純にスイッチの状態の変化からなってもよいし、または上述したように、複数のトグルであってもよい。他のイベント（スイッチ内の障害など）も可能性があり、必要に応じて通信することができる。イベントは、好ましくは、ネットワークの適切な部分に無線で（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ、ＷｉＦｉ、ＺｉｇＢｅｅ、およびＺ−Ｗａｖｅなどを使用して）通信される。メッセージは、スイッチに物理的に配線されていないデバイス（例えば、ルームコントローラまたはハウスコントローラ）に確実に送信することができるので、無線通信が好ましい。

また、スイッチが有線接続（たとえば、電力線接続）を使用して通信することも可能である。これは、スイッチがイベントデータの必要な宛先デバイス（たとえばルームコントローラ）と同じライティング回路の一部である場合に有用であろう。この場合、デバイス間の配線はすでに存在しており、データを通信するために使用することができる。この通信は、スイッチと、同じライティング回路上のデバイスとの間、および／またはデバイス間とすることができる。そのような実施形態では、システムが完全に接続されるためには、ライティング回路（好ましくは、ルームコントローラ）上のただ１つの装置のみがネットワークの他の部分と無線で通信する必要がある。これにより、システムの通信オーバーヘッドが減少する可能性がある。

実際には、電力線通信（ＰＬＣ）よりも無線通信が好ましい場合がある。これは、ＰＬＣが既存の配線インフラストラクチャに依存しており、スイッチおよびデバイスに追加の専門ハードウェアが必要となるためである。このハードウェアは高価である可能性がある。また、電力線は干渉を受ける可能性があり（電線がしばしば遮断されず、アンテナとして作用するため）、通信リンクの信頼性が低下する可能性がある。さらに、ＰＬＣは、効果的に動作するために、電力線を通って流れる電力を必要とする。これは、システムの電力要件を増加させ、および／または信頼性の低いシステムをもたらす可能性がある。

上述したように、無線対応スイッチは、スイッチプレートの背後にインラインで追加するか、または無線ネットワークに接続されたカスタム・スイッチ・プレートのいずれかとして、従来の照明スイッチの変形例として提供することができる。これにより、スイッチを使用して照明をオフにすることはできるが、デバイスへの電力はカットすることができない。この変更により、本質的に、スイッチがシステムへの入力になることが可能になる。さらに、またはあるいは、スタンドアロンスイッチは、既存の物理スイッチの代わりとしてではなく、追加のリモートコントローラとして提供することができる。システムへのこれらの追加の入力は、さらなるスイッチングオプションを提供することができるように、デバイスのネットワークからの１つまたは複数のデバイスと無線で通信するよう構成されることが好ましい。これらの追加リモコンへの電力は、主配線または主バッテリの形態で提供することができる。

さまざまな構成要素を、システムに追加入力を提供するよう構成することができる。図５ａは、センサ３６０、アンテナ３７０、およびマイク３８０を備える、一体型照明およびスピーカドライバデバイス１０の概略図を示す。図５ｂは、図５ａのデバイスの断面図を示す。この図から、デバイス１０は、２つのセンサ３６０ａ、３６０ｂと、２つのアンテナ３７０ａ、３７０ｂと、２つのマイク３８０ａ、３８０ｂとを備えることが分かるであろう。本発明は、これらの構成要素の各々の数によって制限されない。センサ３６０ａ、３６０ｂ、アンテナ３７０ａ、３７０ｂ、およびマイク３８０ａ、３８０ｂは、デバイス１０が取り付けられている開口部の周縁部に取り付けられている。これらの構成要素は、室内または天井裏の空所のいずれかの回路基板に取り付けられている。センサ３６０ａ、３６０ｂは、例えば、周囲光センサ、受動赤外線（ＰＩＲ）センサ、または動き／占有センサとすることができる。

記載した様々な実施形態のデバイス１０は、部分的にはデバイス１０のオーディオ部分が無線で相互接続されるために、天井埋込型照明の状態と同じ方法で設置することができる。これは、専門技術者を必要とせずに設置できるので、非常に有益である。

ハードウェア
図６は、一体型照明、スピーカ、およびユーザ入力検出デバイスならびにスイッチボックスモジュールを含むシステムの概略図を示す。この図に示すように、各一体型照明、スピーカ、およびユーザ入力検出デバイスは、２つのマイクを備えることが好ましい（ただし、ただ１つのマイクのみを備える構成も可能である）。これらのマイクは、オーディオデータをルーム・コーディネータ・ユニットまたはハウス・コーディネータ・ユニットに送信することができる。例えば、ルーム・コーディネータ・ユニットは、室内のすべてのデバイスからオーディオ情報を受信し、次いで、最良の録音を使用してオーディオコマンドを処理することができる。あるいは、ルームコーディネータは、複数のデバイスからの録音に基づいてオーディオ処理を実行してもよい。オーディオデータのこの「集約」は、オーディオ信号の信号対雑音比を改善するために使用することができる。あるいは、オーディオが各デバイスで処理され、オーディオ信号に情報コンテンツがあるとデバイスが判定した場合、コーディネータユニットに情報を送信することができる。例えば、これは、ユーザがボイスコマンドを発行したためである可能性がある。デバイスは、他の場所で解析される未加工または圧縮されたオーディオデータを送信することができ、またはオーディオ自体を処理して、オーディオがボイスコマンドであるかどうかを識別することができる。これは、コマンドをシステムのボキャブラリに含まれるコマンドと照合することを含むこともできる。

さらに、ルームコーディネータまたはハウスコーディネータは、デバイスに、自分のマイクデータを一時的に送信するよう指示することができる（例えば、これは、エコーロケーションにより部屋の形状を判定するために、またはデバイス間の物理的距離を判定するために、使用することができる）。デバイスは、コーディネータユニットからのプロンプトなしに、ネットワーク内の他のデバイスの１つが発信したオーディオ信号を検出した場合、そのマイクからネットワークにデータを送信することもできる。これは、例えば、室内のデバイスの物理的な位置を識別するため、または無線ネットワークから切断されたデバイスを識別するために有用であり得る。

デバイスは、ネットワークに追加されようとしているデバイスと無線ネットワークキーを安全に共有するためにオーディオ信号を使用することもできる（潜在的ハッカーは、送信を傍受するために室内にいる必要がある）。デバイスはまた、光信号（Ｌｉ−Ｆｉ）を使用して他の近くのデバイスと通信することもできる。これは、近接したデバイスと情報を安全に共有するさらなる方法を提供し、その結果、デバイスが、デバイスのネットワークに追加されるか、またはデバイスのネットワークから除去される場合にネットワークを柔軟に調整することができる。

デバイスのマイクを使用して、電話通話中にユーザからオーディオを送信することができる。例えば、ユーザは、ボイスコマンドを使用して通話を開始し、次いで、ハンズフリーセットとしてシステム内のマイクを使用することができる。クラウドサービスを使用して電話をかけることができ、したがって、ユーザは、電話をかけるために自分の電話を所有する必要がない。さらに、ボイス認識を使用して、通話している人を識別することができる。したがって、個人設定をそれに応じて適用することができる。

有利には、それぞれが複数のマイクを有することができる、多数の異なるデバイスからのオーディオは、ボイス通信の間にルームコーディネータまたはハウスコーディネータに送信することができる。その場合、ルームコーディネータまたはハウスコーディネータは、異なるデータストリームを使用して、送信する最良のオーディオを選択したり、オーディオ処理を実行したりすることができる（たとえば、ユーザがいる場所からのオーディオのみを増幅するなど）。これは、部屋の形状によって引き起こされる音響効果を補償するために、またはユーザが異なる部屋に移動する際にオーディオ品質を維持するために有益であり得る。

以前のシステムでは、システム内のマイクが受信したオーディオの音量を使用して、ユーザの位置を特定していた。そのようなシステムでは、最も大きなストリームが通話で送信される。これは、必ずしも最高品質のオーディオストリームが通話に使用されるとは限らない。対照的に、このシステムは、複数のマイクからのオーディオストリームを利用し、オーディオを処理して、単に最も大きいのではなく、最高品質のオーディオ信号の組み合わせから、改善されたオーディオ品質のストリームを提供する。ノイズキャンセルおよび他のオーディオ技術は、他の箇所に記載されているように、複数のストリームを使用して適用することもできる。

他の当事者（または複数の当事者）からの通話オーディオは、ユーザの近くのスピーカを介して再生されることが好ましい。

ユーザからのオーディオデータを送信するこのシステムは、通話に加えてさらなる用途を有する。例えば、システムは、家の異なる部屋にいる２人のユーザ間の通信（すなわち、インターコムシステム）を設定するか、またはスピーカを使用して、特定のユーザから家庭内のアナウンスを提供することができる（パブリック・アナウンスメント・システム）。オーディオ信号を送信することは、別の部屋から家の特定の部屋を監視するためにも使用することができる。例えば、システムはベビーモニタとして使用することができる。

マイクからのオーディオデータは、部屋の中の物体の位置を検出するために、または動きを検出するためにも使用することができる。これを容易にするために、システムは、エコー位置を利用して、家または動きの特徴を検出することができる。

システムはまた、光センサ、動き／占有センサ、温度センサ、および／またはビデオカメラなどの追加のセンサを含むことができる。

図６に示すように、デバイスは、デバイスがユーザのホームルータ、スイッチ、およびネットワーク内の他のデバイスと無線で通信することを可能にするネットワーク接続部も備える。図６では、これは、８０２．１１ ＡＣ ＷｉＦｉ（ＲＴＭ）接続として示されているが、他の無線プロトコルも可能である。デバイスはまた、これらの異なる無線プロトコルを実装する１つまたは複数の接続モジュールを備えることもできる。（例えば、電力線を介した）有線接続のための接続モジュールも提供することができる。

デバイスはまた、ＬＥＤドライバおよび複数のＬＥＤを備える。図６からわかるように、これは、高温および低温ＬＥＤ用の二重チャネルＬＥＤドライバとすることができる。ＬＥＤのための物理的な温度センサおよびカラーセンサも提供される。暖色および寒色ＬＥＤアレイによって提供される色温度制御は、標準的な３つのＬＥＤシステム（赤色、緑色、および青色ＬＥＤを用いる）によって提供されるものよりも鮮明である。

図６に示すように、デバイスはまた、オーディオコーディック、増幅器、およびアナログフィルタを有するオーディオ出力モジュールを備える。これにより、ドライバに送信されるオーディオ信号が生成される。ドライバはフルレンジのドライバとすることができる。あるいは、バスミッドドライバおよびツイータードライバに信号を送るためにクロスオーバを設けてもよい。バスミッドドライバは、約２ｋＨｚまたは３ｋＨｚまでの低から中周波数用のドライバとすることができ、ツイータードライバは、約２ｋＨｚまたは３ｋＨｚ以上の高周波数用のドライバとすることができる。

チップ
図７は、一体型照明、スピーカ、およびマイクデバイスのシステム図を示す。図７はまた、システム・オン・チップ（ＳｏＣ）境界を含む、そのようなデバイスの入力と出力との間の情報の流れを示す。各デバイスは、電源ユニットからＤＣ電力を受け取る一体型コントローラＳｏＣ（照明スピーカ筐体内に収容される）を有することが好ましい。あるいは、ＳｏＣは、デバイスの電源ユニット内に含まれ、デバイスの照明、スピーカ、マイク、および他のセンサ要素に配線することができる。ＳｏＣは、電源から離れて、ハウジング内に配置されることが好ましい。これは、電源からの熱がチップに悪影響を与える可能性があるためである。これにより、電源を複数のデバイスに使用することもできる。

図７から分かるように、各一体型照明、スピーカ、およびユーザ入力デバイスは、出力を生成するためにイベントおよび入力を生成し応答するよう構成された、いくつかの処理ブロックを含むチップによって電力供給される。

前述したように、デバイスは、少なくとも１つのユーザ入力検出器を備える。これは、好ましくは、オーディオ信号を検出するためのマイクであるが、これは、動き検出器、ビデオカメラ、および／または心拍計などの生物学的センサであってもよい。マイクからの出力は、アナログ／デジタル変換器にもたらされる。次いで、エコーリファレンスを用いてデータをデジタル処理して、信号内の望ましくないエコーを除去し、様々なノイズ低減技術を信号に適用して品質を改善する。複数のマイクをライティングおよびサウンドデバイスのアレイに設けることができ、その場合、ビーム形成技術を適用することができる。他の実施形態では、これは、多くのそのようなデバイスからのデータを使用して実行することができる。

さらに、複数のデバイスからデータを集約することには、さらなる利点があるであろう。例えば、複数のデバイスは、ボイス認識の信頼性、または、インターホンもしくは通話の場合のオーディオデータの信号対雑音比を改善することができる。より多くのデバイスがネットワークに追加されるにつれて、リスニング機能が向上する。これは、少なくとも、複数のデバイスから確率重視のデータを「クラウドソースする」ことを開始することができるためである。このようにして、中央の全体的なエンジンが、最も正確なスピーチをより高い精度で判定することができる。さらに、ビーム形成は、サウンドが発生した空間の地点を判定し、発話したユーザを識別するために、オーディオ信号に適用することができる。さらに、システムは、複数の入力からのオーディオ情報を使用して、異なるユーザによって同時に話される異なるフレーズを区別して分離することができる。

さらに、またはあるいは、オーディオデータ（ボイスコマンドなど）は、ネットワークの一部であるサテライトデバイスによってシステムに提供することができる。例えば、携帯電話またはスマートウォッチなどのウェアラブルデバイスのアプリは、システムに追加のオーディオデータを提供することができる。そのようなデータの品質は、いくつかの場合では、一体型照明およびスピーカデバイスによって収集されたデータよりも良好であり得る。例えば、部屋が騒々しい場合、スマートウォッチに語りかけられたコマンドからのオーディオデータは、離れた場所にある１つまたは複数のデバイスによって検出されたオーディオデータよりも容易に処理することができる。

上述のように、ユーザ入力検出器は、赤外線機能を有するカメラとすることができる。そのようなデバイスは、（皮膚の色または温度の変動を監視することにより）動き、ジェスチャ、ユーザの識別、および心拍数を測定することができる。システムは、システムにさらなる生物学的データを提供するウェアラブルモニタをさらに含むことができる。例えば、システムは、ウェアラブルな心拍数または脳波モニタをさらに含むことができる。

図７に示す「ホームプロファイル」は、入力と出力との間のデータフローの多くに対する出力および入力である。前述のように、ホームプロファイルは、システム内のデバイスの現在状態の全体的なデータベースである。ホームコントローラは、ホームプロファイルを管理する。図７はまた、ローカルで処理されるボイスコマンドまたはテキスト読み上げ”ＴＴＳ”入力、および”コール”についてオーディオ・スチームに起こることを示す。コールは、インターコムまたはボイス・コール・アプリケーションのために送信されるオーディオストリームである。

本システムのさらなる用途
上述したように、本発明の目的は、設置が容易な１つのパッケージでいくつかの個々のシステムの役割を果たすことができるライティングおよびサウンドデバイスのシステムを提供することである。有利には、すべての部屋にスピーカ、マイク、および照明を提供する一体型システムが提供される。これは、設置が簡単な方法で提供され、ユーザがすべての構成要素を簡単に制御できる方法を提供する。

１つまたは複数の部屋で動作するよう制御可能なオーディオシステムが提供される。デバイスは、中央コーディネータによって制御され、個々に、部屋毎に、または家屋全体で、デバイスの制御（例えば、音量制御）をすることを可能にする。オーディオシステムは、特定の領域において所望の効果を生み出すようさらに制御可能である。例えば、サラウンドサウンドおよび／またはノイズマスキング／キャンセリングが可能である。

話していることを理解できないようにノイズマスキングを提供することにより、ユーザにプライバシーをもたらすことができる。これは、マイクからピックアップされたオーディオデータにホワイトノイズを追加するか、マイクがオーディオを検出できないようにスピーカからホワイトノイズを再生することによって実現される。ノイズマスキングの１つの更なる用途は、近隣からのトラフィックおよび雑音のような部屋における不規則な背景雑音の影響を低減することである。これは、部屋の背景雑音を部分的に打ち消すために、スピーカを介してオーディオを再生することによって実現することができる。これは睡眠を補助するために使用することができる。ノイズマスキングを使用して、鼻歌や怒声のような日常の不快な音を部分的に除去または修正して、あまり邪魔にならないようにすることもできる。ノイズマスキングのこれらの用途は、すべて自己校正することができる。これらの技術は、商業的環境および居住環境の両方において適用される。

スピーカ構成を向上させたシステムの配置により、真のノイズキャンセルを可能とすることができる。これを実現するために、システムは、聴取者の耳の空間的位置とノイズ源とを正確に算出する必要がある。その場合、システムは、ノイズをキャンセルするために、ノイズとは反対の信号を生成する必要がある。

１つまたは複数の部屋で動作するよう制御可能なライティングシステムもまた提供される。オーディオシステムと同様に、デバイスは、中央コーディネータによって制御され、個々に、部屋毎に、または家屋全体で、デバイスの制御（例えば、輝度制御）をすることを可能にする。オーディオシステムは、特定の領域において所望の効果を生み出すようさらに制御可能である。たとえば、ムードライティングやタスクライティングなどである。

ユーザ入力検出器が各デバイスにさらに設けられているので、システムは、ユーザの場所が家屋内のどこであっても（ユーザがシステムの範囲内にいる限り）、ユーザからの入力に応答することができる。

これらの別々のシステムを一体型システムに統合すると、以前のどんなシステムでも提供されていない相当な相乗効果が生じる。

システムはコマンドを受信して応答することができる。入力と出力の一体型ネットワークのため、ユーザは、入力の確認を受け取るか、または応答を受け取ることができ、システムが正常に動作していることを再確認することができる。例えば、ユーザはレシピを検索するようシステムに要求することができ、レシピは、ユーザがコンピュータのあるところに行く必要なく、ユーザに提供することができる。これは、手が濡れている場合に特に便利であろう。

ユーザからの命令を受信した後、システムは、ユーザとさらに対話することなく、ただちに命令を単純に実行することができる。あるいは、コマンドが実行されたことをユーザが再確認するための確認段階を設けることができる。これは、オーディオメッセージの形式とすることができる。あるいは、コマンドが理解されない場合、システムは知的に命令を読み返したり、確認を待ったり、コマンドが正しく受信されたことを明らかにすることができる。これは、有用な「人間らしい」方法で実行することができる。別の追加のまたは代替の構成では、システムは、情報を表示するために近くの画面を使用することができる。

別の例は、照明を予め設定されたムード設定に変更するためのボイスコマンドとすることができる。その場合、システムは、設定を作動させるか、またはその特定の設定がユーザの好みに合わなかったことを示すオーディオメッセージを再生することによって応答することができる。ビジュアルキューは、コマンドの成功を示すためにも使用することができる。例えば、サイレントモードに入る命令は、ライティングの小さな変化によって確認することができる。このフィードバックにより、ユーザエクスペリエンスが向上する。

長期間直視してもユーザの目を傷つけないような明るさのステータスライトを提供することもできる。そのようなステータスライトは、例えば、コマンドの成功を示すために、システムのユーザにフィードバックをもたらすために使用することができる。これは、聞き取りが困難な状態にあるシステムユーザーにフィードバックを提供するのに有益であろう。フィードバックはまた、リモコンまたはパーソナル通信デバイス上のアプリケーションを介してユーザにもたらされ、触覚振動、オーディオ、または視覚的合図を生成することができる。

ユーザ入力はボイスコマンドに限定されない。システムへの別の可能なユーザ入力は、動きであろう。例えば、ユーザは、動きを検出し、それに応じてスピーカの音量を調整するシステムに物理的なコマンドまたは「ジェスチャ」を行うことができる。これは、別個の動き検出器を用いて行うことができ、または以下で説明するように、ソナーシステムにおいてマイクとスピーカとの組み合わせを使用して行うことができる。

スピーカとマイクの組み合わせにより、システムは、以前のシステムでは不可能であった拡張機能を実行することができる。家の中の特徴は、例えば、部屋／家屋の大まかな３次元マップを作成するためにソナーによって検出することができる。これは、人間の聴力の範囲を超える周波数を使用することによって、ユーザを混乱させることなく実現することができる。これは、システムが、部屋の形状を算出し、この情報を使用してサラウンドサウンドまたはライティングパラメータを微調整することを可能にするために使用することができる。言い換えると、光と音の両方で自動スマート・ルーム・イコライゼーションを実行することができる。これの用途の１つは、テーブルおよび／または作業面を検出し、タスクライティングを自動的に提供するようシステムを構成することである。さらに、これを使用してユーザに自動夜間照明を提供することができる。

エコーロケーションを使用して作成された部屋の地図を使用して、システムのユーザにオーディオエクスペリエンスの改善をもたらすために、オーディオシステムのパラメータを調整することができる。

エコーロケーションはまた、部屋にいるユーザの存在を検出するために使用することができる。これは、例えば、ユーザが部屋に入った場合に照明を自動的にオンにしたり、周囲の解析を提供したり、および／またはインターコム機能を正しい場所に自動的に向けるなど、さまざまな機能に使用することができる。ユーザの存在検出は、追加的または代替的に、ドアの開放およびユーザの足音などの音を聞くことによって実行してもよい。さらに、システムは、ユーザの存在を検出するために使用することができる動きセンサ、受動赤外線（ＰＩＲ）センサ、および／または圧力センサを含むことができる。

このシステムの更なる用途の１つは、セキュリティシステムを提供することである。家屋全体のマイクシステムを使用して、システムがユーザの存在を検出する方法と同様の方法で侵入者を検出することができる。これは、ノイズを検出すること、エコーロケーションを使用すること、および／または追加のセンサを使用することによって、実行することができる。

エコーロケーションは、ユーザが行ったジェスチャを判定するためにも使用することができる。ジェスチャの認識は、デバイスの照明および／またはスピーカ要素を制御するための入力をシステムに提供するためのボイスコマンドに加えて使用することができる。ジェスチャの認識は、例えば、デバイス内の動き検出器、パッシブ赤外線（ＰＩＲ）センサ、ビデオカメラ、および／または赤外線カメラによって提供することができる。

デバイス内のビデオカメラをさらに使用して、口唇読み取りソフトウェアによってユーザが何を言ったかを判定することができる。これは、マイクからのオーディオデータと組み合わせて使用することができる。これには、システムが、ユーザが言ったことをより正確に判定することができるという利点がある。さらに、カメラは、ユーザの位置に関するさらなる情報をシステムに提供することができる。

システムはまた、ユーザがサードパーティのアプリケーションと対話するための手段を提供することが好ましい。例えば、システムは、Ｓｏｎｏｓ（ＲＴＭ）、およびＮｅｓｔ（ＲＴＭ）、Ａｍａｚｏｎ（ＲＴＭ）などによって提供されるアプリケーションのためのユーザインタフェースを提供することができる。ユーザは、入力検出器を使用してこれらのアプリケーションと対話することができ、スピーカおよび／またはライティング要素を介して出力を受信することができる。このようにして、常に近くにあるリスニングコンピュータがシステムによって提供される。これにより、システムは、任意の部屋で音（スピーチ、音楽）を聞いたり、音（スピーチ、音楽）や光を生成したりすることができ、家の構造の一部となり得るアプリケーション用のプラットフォームまたはイネーブラの役目を果たす。

システムはさらに、周囲解析を収集するよう構成することができる。これは、健康のために、睡眠パターン、発話、および運動などの長期的な解析を取得するために行うことができる。時間の経過と共に必要とされるデータの集合を用いて、システムは微妙な行動の変化をより良好に識別し、パーソナライズされた健康に関する広範な推奨を提供することができる。

このシステムを使用して実装することができるさらなる用途の１つは、「プッシュ・トゥ・トーク」システムである。これにより、システムは家全体にインターコムを提供することができる。これは、家族のユーザの一人が、家族がより多くのパンを必要としているかどうかを知りたい場合などに有用である可能性がある。彼らは単純にアプリケーションを使ってライブメッセージを家全体に送信し、家にいる他のユーザからの返信を聞くことができる。有利には、これは、人々の位置を特定したり、または電話をかけたりするために家の中を巡るよりもずっと速いシステムを提供する。

この説明全体を通して、この一体型ライティングおよびサウンドシステムを説明する場合、「ユーザの家屋」または「家」が参照される。このシステムは主に家庭での使用を目的としているが、システムによって提供される利点は、商用環境でも適用可能とすることができる。例えば、商業的には、音楽および告知のために小売店で使用することができる。システムは、空港などでのアナウンスにも使用することができる。システムは、光と音との両方が必要な場所であればどこでも使用できる。システムを制御できる人を制限するための対策を講じてもよい（例えば、ボイス認識を使用することができる）。他の可能な用途としては、間仕切りのないオフィスまたは医療現場でプライバシー音を供給することが挙げられる。商用用途では、より高出力のスピーカおよび照明が必要になる可能性がある。商用環境では、より多くのデバイスが必要になる可能性がある。したがって、この出願に記載されたスケーラブルシステムが、適切であろう。

Claims (68)

1. コントローラと複数のライティングおよびサウンドデバイスとを備えるライティングおよびサウンドシステムを制御する方法であって、各ライティングおよびサウンドデバイスが、照明、スピーカ、およびマイクを含み、前記方法が、
   前記複数のデバイスの内の第１のデバイスの前記マイクで前記システムの第１のユーザからオーディオ命令を受信するステップと、
   前記受信したオーディオ命令を処理するステップと、
   前記命令を前記第１のデバイスから前記コントローラに送信するステップと、
   前記処理されたオーディオ命令に基づいて動作を実行するステップと、
   を備える、方法。
2. 前記動作を実行するステップが、前記第１のデバイスの前記照明および／またはスピーカを制御するために前記第１のデバイスで前記動作を実行するステップを備える、請求項１に記載の方法。
3. 前記複数のライティングおよびサウンドデバイスの内の第２のデバイスに前記命令を送信するステップをさらに備え、前記動作を実行するステップが、前記第２のデバイスの前記ライティングおよび／またはスピーカを制御するために前記第２のデバイスで前記動作を実行するステップを備える、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記方法が、プロセッサ上で実行中のアプリケーションに前記命令を送信するステップをさらに備え、前記動作を実行するステップが、前記アプリケーションで前記動作を実行するステップを備える、請求項１に記載の方法。
5. 前記アプリケーションが、音楽を再生するためのアプリケーションであり、前記動作を実行するステップが、前記ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数の前記スピーカを介して音楽を再生するための前記アプリケーションからオーディオを再生するステップを備える、請求項４に記載の方法。
6. 前記アプリケーションが検索エンジンであり、前記動作を実行するステップが、前記オーディオ命令で前記第１のユーザによって指定されたフレーズを検索するステップと、結果を前記第１のユーザに配信するステップとを備える、請求項４に記載の方法。
7. 結果を前記第１のユーザに配信するステップが、前記検索エンジンからの結果を処理するステップと、前記処理された結果についてテキストをスピーチにしてオーディオを生成するステップと、前記ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数の前記スピーカを介して前記オーディオを再生するステップとを備える、請求項６に記載の方法。
8. 前記オーディオ命令が、
   ボイスコマンド、
   スピーチデータ、
   パーカッシブノイズ、および／または
   楽音もしくは声調
   を備える、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記オーディオ命令が、ボイスコマンドまたはスピーチデータを備え、前記受信されたオーディオ命令を処理するステップが、前記ボイスコマンドに対してボイス認識を実行するステップを備える、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記受信されたオーディオ命令を処理するステップが、前記ボイスコマンドをトリガフレーズのデータベースからのトリガフレーズに照合させることをさらに備える、請求項９に記載の方法。
11. 前記動作を実行するステップが、トリガフレーズの前記データベースを更新するステップを備える、請求項１０に記載の方法。
12. 前記受信されたオーディオ命令を処理するステップが、前記受信されたオーディオ命令に対してエコーキャンセレーションを実行するステップを備える、請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記デバイスの各々が、第２のマイクを含み、前記方法が、前記第２のマイクで前記オーディオ命令を受信するステップをさらに備え、前記オーディオ命令を処理するステップが、前記マイクおよび前記第２のマイクで受信された前記オーディオ命令を用いてビーム形成を実行するステップを備える、請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 動作を実行するステップが、前記第１のユーザと第２のユーザとの間でボイス通信を開始するステップを備える、請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 前記第２のユーザが第１のユーザの発言を聞くことができるように、前記第２のユーザに、前記デバイスの内の１つまたは複数の前記マイクによって受信されたオーディオ情報を送信するステップをさらに備える、請求項１４に記載の方法。
16. 前記第２のユーザからのオーディオ情報を前記ライティングおよびサウンドデバイスの１つまたは複数に送信するステップと、前記第１のユーザが前記第２のユーザの発言を聞くことができるように、前記１つまたは複数のデバイスの前記スピーカを介して前記オーディオを再生するステップとをさらに備える、請求項１４または１５に記載の方法。
17. 前記第２のユーザが、電気通信デバイスのユーザであり、前記ボイス通信が通話である、請求項１４から１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 前記第２のユーザが、前記ライティングおよびサウンドシステムのユーザである、請求項１４から１６のいずれか１項に記載の方法。
19. 動作を実行するステップが、前記ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数の前記スピーカを介してオーディオを再生するステップを備える、請求項１から１８のいずれか１項に記載の方法。
20. 動作を実行するステップが、前記ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数の前記スピーカの１つまたは複数のオーディオパラメータを調整するステップを備える、請求項１から１９のいずれか１項に記載の方法。
21. 前記オーディオパラメータが、イコライゼーション設定を備える、請求項２０に記載の方法。
22. 動作を実行するステップが、前記ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数の前記照明の光出力を調整するステップを備える、請求項１から２１のいずれか１項に記載の方法。
23. 前記システムが、制御ユニットをさらに備え、前記方法が、前記制御ユニットから前記コントローラへのスイッチおよび／またはダイヤルの位置の指示を送信するステップ、
    前記ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数の前記照明の光出力を調整するステップ、および／または
    前記ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数の前記スピーカの１つまたは複数のオーディオパラメータを調整するステップと、
    をさらに備える、請求項１から２２のいずれか１項に記載の方法。
24. ライティングおよびサウンドシステムであって、
    複数のライティングおよびサウンドデバイスであって、各デバイスが、照明と、スピーカと、マイクを備えるユーザ入力検出器とを含む、複数のライティングおよびサウンドデバイスと、
    前記複数のライティングおよびサウンドデバイスの各々と通信する、コントローラであって、前記コントローラが、前記ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数の前記ユーザ入力検出器からオーディオ命令を受信し、前記オーディオ命令に基づいて動作を実行するよう構成される、コントローラと、
    を備える、ライティングおよびサウンドシステム。
25. 前記動作を実行するステップが、前記ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数の前記照明および／またはスピーカの出力を制御するステップを備える、請求項２４に記載のシステム。
26. 各ライティングおよびサウンドデバイスの前記ユーザ入力検出器が、前記マイクの前記出力に接続されたプログラマブル低ノイズ増幅器をさらに備える、請求項２４または２５に記載のシステム。
27. 各ライティングおよびサウンドデバイスの前記ユーザ入力検出器が、前記マイクの前記出力に接続されたアナログフィルタをさらに備える、請求項２４から２６のいずれか１項に記載のシステム。
28. 各デバイスが、前記第１のユーザ入力検出器の要素と同等の要素を備える第２のユーザ入力検出器をさらに備え、前記第２のユーザ入力検出器が、前記第１のユーザ入力検出器から物理的に離れて配置される、請求項２４から２７のいずれか１項に記載のシステム。
29. 各ライティングおよびサウンドデバイスが、ネットワーク接続モジュールをさらに含み、前記ネットワーク接続モジュールが、他のデバイスの内の１つの前記ネットワーク接続モジュールおよび／またはネットワークルータと通信するよう構成される、請求項２４から２８のいずれか１項に記載のシステム。
30. 各ライティングおよびサウンドデバイスが、接続モジュールをさらに含み、前記接続モジュールが、前記システム内の他のデバイスの内の１つの前記接続モジュールと通信するよう構成される、請求項２４から２９のいずれか１項に記載のシステム。
31. 各ライティングおよびサウンドデバイスの前記接続モジュールが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｌｏｗ ｅｎｅｒｇｙ、Ｚ−ｗａｖｅ、Ｚｉｇｂｅｅ、ＬｏｗＰａｎ、ＰＬＣＢＵＳ、Ｘ１０、および８０２．１１“ＷｉＦｉ”の内の１つまたは複数から選択されるプロトコルを使用して通信するよう構成される、請求項３０に記載のライティングおよびサウンドデバイス。
32. 各ライティングおよびサウンドデバイスの前記照明が、ＬＥＤモジュールを備える、請求項２４から３１のいずれか１項に記載のシステム。
33. 各ライティングおよびサウンドデバイスの前記ＬＥＤモジュールが、デュアルチャネルＬＥＤドライバ、複数の高温ＬＥＤ、および複数の低温ＬＥＤを備える、請求項３２に記載のシステム。
34. 各ライティングおよびサウンドデバイスの前記ＬＥＤモジュールが、ＬＥＤ温度センサをさらに備える、請求項３３に記載のシステム。
35. 各ライティングおよびサウンドデバイスが、オーディオ出力モジュールをさらに含む、請求項２４から３４のいずれか１項に記載のシステム。
36. 各デバイスの前記オーディオ出力モジュールが、オーディオコーディック、増幅器、およびアナログフィルタを備える、請求項３５に記載のシステム。
37. 各ライティングおよびサウンドデバイスが、前記オーディオ出力モジュールの前記出力に接続される、オーディオドライバをさらに含む、請求項３５または３６に記載のシステム。
38. 各ライティングおよびサウンドデバイスの前記オーディオドライバが、フル・レンジ・ドライバである、請求項３７に記載のシステム。
39. 各ライティングおよびサウンドデバイスの前記オーディオドライバが、クロスオーバ、低周波数から中周波数の第１のドライバ、および高周波数の第２のドライバを備える、請求項３８に記載のシステム。
40. 各ライティングおよびサウンドデバイスが、ステータスインジケータをさらに備える、請求項２４から３９のいずれか１項に記載のシステム。
41. 定電圧および／または定電流を各ライティングおよびサウンドデバイスに供給するよう構成される電源をさらに備える、請求項２４から４０のいずれか１項に記載のシステム。
42. 各ライティングおよびサウンドデバイスが近接センサをさらに備える、請求項２４から４１のいずれか１項に記載のシステム。
43. 各ライティングおよびサウンドデバイスが光センサをさらに備える、請求項２４から４２のいずれか１項に記載のシステム。
44. 各ライティングおよびサウンドデバイスが温度センサをさらに備える、請求項２４から４３のいずれか１項に記載のシステム。
45. スイッチおよび／またはダイヤルを含む制御ユニットをさらに備える、請求項２４から４４のいずれか１項に記載のシステム。
46. 前記制御ユニットが、前記スイッチおよび／またはダイヤルの前記位置を前記ライティングおよびサウンドデバイスの１つまたは複数に通信するよう構成される、請求項４５に記載のシステム。
47. 前記制御ユニットが、前記スイッチおよび／またはダイヤルの前記位置をデータベースに通信するよう構成される、請求項４５または４６に記載のシステム。
48. 前記デバイスの１つまたは複数が、前記データベースから前記スイッチおよび／またはダイヤルの前記位置を読み取るよう構成される、請求項４７に記載のシステム。
49. 前記１つまたは複数のデバイスの、
    前記照明の光出力、および／または
    前記スピーカの１つまたは複数のオーディオパラメータが、
    前記スイッチおよび／またはダイヤルの前記位置に基づいて構成される、
    請求項４５から４８のいずれか１項に記載のシステム。
50. 前記制御ユニットが、前記スイッチおよび／またはダイヤルの前記位置を前記デバイスの１つまたは複数に通信するよう構成される送信器を備える、請求項４５から４９のいずれか１項に記載のシステム。
51. 前記送信器が、前記スイッチおよび／またはダイヤルの前記位置を前記１つまたは複数のデバイスに無線で通信するよう構成される、請求項５０に記載のシステム。
52. 前記制御ユニットが、オン位置およびオフ位置を有するスイッチを備え、前記制御ユニットが、前記オン位置および前記オフ位置の両方で前記ライティングおよびサウンドデバイスの１つまたは複数への電力供給を容易にするよう構成される、請求項４５から５１のいずれか１項に記載のシステム。
53. 前記スイッチが所定の回数だけトグルされる場合、前記ライティングおよびサウンドデバイスの内の１つまたは複数への電力がリセットまたはオフされる、請求項４５から５２のいずれか１項に記載のシステム。
54. 前記スイッチが所定の回数だけトグルされる場合、リセット命令が前記デバイスの１つまたは複数に送信される、請求項４５から５２のいずれか１項に記載のシステム。
55. 各デバイスの前記スピーカが、スピーカダイヤフラムを有し、各デバイスの前記照明が、そのデバイスの前記スピーカダイヤフラムの半径方向内側に配置される、請求項２４から５４のいずれか１項に記載のシステム。
56. 各デバイスが、熱除去要素をさらに備える、請求項２４から５５のいずれか１項に記載のシステム。
57. 各デバイスの前記スピーカダイヤフラムが、前部と後部との間に延在し、各デバイスの前記熱除去要素が、そのデバイスの前記スピーカダイヤフラムの前記後部の後ろに取り付けられたヒートシンクを備える、請求項５６に記載のシステム。
58. 各デバイスの前記熱除去要素が、そのデバイスの前記ヒートシンクおよび前記照明と熱的に接続する熱除去カラムを備え、前記熱除去カラムが、前記ヒートシンクに隣接する第１の近接端と、前記ヒートシンクから空間的に離間される第２の遠位端とを有する、請求項５７に記載のシステム。
59. 各デバイスが、前記スピーカの前面の前側に取り付けられるスピーカグリルをさらに備える、請求項２４から５８のいずれか１項に記載のシステム。
60. ライティングおよびサウンドデバイスに電気的に接続されて、１つまたは複数の形態で電流を前記デバイスに供給するよう構成される、電源ユニットをさらに備える、請求項２４から５９のいずれか１項に記載のシステム。
61. 前記電源ユニットが、前記デバイスの前記照明に電力を供給する第１の形態の電流と、前記デバイスの前記スピーカに電力を供給する第２の形態の電流とを供給するよう構成される、請求項６０に記載のシステム。
62. 前記電源ユニットが前記デバイスに供給するよう構成される各形態の電流が、交流電流または直流電流のいずれかである、請求項６０または６１に記載のシステム。
63. 前記電源ユニットが、前記デバイスに供給するよう構成される各形態の電流が、所定の電圧で供給される、請求項６０から６２のいずれか１項に記載のシステム。
64. 前記電源ユニットが、主電流を受け取るよう構成される、請求項６０から６３のいずれか１項に記載のシステム。
65. 各デバイスが、電源ユニットを有し、各電源ユニットが、前記各デバイスの主ハウジング内に物理的に配置されるか、または物理的に接続される、請求項６０から６４のいずれか１項に記載のシステム。
66. 前記電源ユニットが、前記デバイスから物理的に離れている、請求項６０から６４のいずれか１項に記載のシステム。
67. 前記電源ユニットが、複数のライティングおよびサウンドデバイスに電流を供給するよう構成される、請求項６６に記載のシステム。
68. 前記コントローラによって管理されるサテライトデバイスをさらに備える、請求項２４から６７のいずれか１項に記載のシステム。
    

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