JP6663050B2 - マルチランプ照明器具からの符号化光の放出 - Google Patents

マルチランプ照明器具からの符号化光の放出 Download PDF

Info

Publication number
JP6663050B2
JP6663050B2 JP2018567894A JP2018567894A JP6663050B2 JP 6663050 B2 JP6663050 B2 JP 6663050B2 JP 2018567894 A JP2018567894 A JP 2018567894A JP 2018567894 A JP2018567894 A JP 2018567894A JP 6663050 B2 JP6663050 B2 JP 6663050B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lamp
lamps
luminaire
message
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2018567894A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019528586A (ja
Inventor
ペーター ダイクスラー
ペーター ダイクスラー
ハイミン タオ
ハイミン タオ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Signify Holding BV
Original Assignee
Signify Holding BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Signify Holding BV filed Critical Signify Holding BV
Publication of JP2019528586A publication Critical patent/JP2019528586A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6663050B2 publication Critical patent/JP6663050B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10Controlling the light source
    • H05B47/175Controlling the light source by remote control
    • H05B47/19Controlling the light source by remote control via wireless transmission
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114Indoor or close-range type systems
    • H04B10/116Visible light communication
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50Transmitters
    • H04B10/501Structural aspects
    • H04B10/502LED transmitters
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50Transmitters
    • H04B10/516Details of coding or modulation
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10Controlling the light source
    • H05B47/175Controlling the light source by remote control
    • H05B47/198Grouping of control procedures or address assignation to light sources
    • H05B47/199Commissioning of light sources
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/112Line-of-sight transmission over an extended range
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114Indoor or close-range type systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114Indoor or close-range type systems
    • H04B10/1143Bidirectional transmission
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114Indoor or close-range type systems
    • H04B10/1149Arrangements for indoor wireless networking of information
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/40Transceivers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50Transmitters
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60Receivers
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10Controlling the light source
    • H05B47/175Controlling the light source by remote control
    • H05B47/19Controlling the light source by remote control via wireless transmission
    • H05B47/195Controlling the light source by remote control via wireless transmission the transmission using visible or infrared light

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Description

本開示は、マルチランプ照明器具内の1つ以上の他のランプと共に使用するためのランプであって、符号化光を放出するように動作可能である、ランプに関する。例えば、ランプは、従来の蛍光管又はフィラメント電球の後付け可能なLEDベース代替品であってもよい。
照明器具(照明具)は、照明を放出するための少なくとも1つのランプと、任意の対応するソケット、支持物及び/又はハウジングと、を含むデバイスである。照明器具は、従来の天井若しくは壁取付式照明器具、自立照明器具、又はウォールウォッシャ、又は表面若しくは家具物品に組み込まれた照明源などのより一般的でない形態、又は環境に照明を放出するための任意の他の種類の照明デバイスなどの様々な形態のうちのいずれをとってもよい。ランプとは、1つの照明器具につき1つ以上あってもよい、照明器具内の個々の発光構成要素を意味する。ランプは、また、LEDベースランプ、ガス放電ランプ、又はフィラメント電球などのいくつかの形態のうちのいずれをとってもよい。次第に人気の高まっているランプの形態は、照明を放出するための手段として1つ以上のLEDを含むものの、従来のフィラメント電球又は蛍光管用に設計された照明器具に後付け可能であるように作られている後付け可能なLEDベースランプである。
照明器具、又は個々のランプにさえも、スマートフォン、タブレット、ラップトップ型コンピュータ、若しくはデスクトップ型コンピュータなどのユーザデバイス、又は無線壁スイッチから受信された照明制御命令によって、及び/又は1つ以上のリモートセンサから受信されたセンサの読み取り値に基づき、照明器具又はランプが遠隔的に制御されることを可能にする無線通信インタフェースが備えられていてよい。現在、通信インタフェースは、ランプそれ自体の内部(例えば、フィラメント電球又は蛍光管の後付け可能な代替品のエンドキャップ内)に直接含まれ得る。例えば、これにより、ユーザがユーザデバイスを介して、ランプの照明をオン及びオフにすること、照明レベルを上又は下に調整すること、放出される照明の色を変化させること、及び/又は動的(時間変化する)照明効果を作り出すことを可能にすることができる。1つの形態では、通信インタフェースは、照明制御命令を受信するように、及び/又はWi−Fi、802.15.4、ZigBee、若しくはBluetoothなどのローカル近距離無線アクセス技術によってセンサデータを共有するように構成されている。このようなランプは、時として「コネクテッド」ランプと呼ばれることがある。
コネクテッドランプの1つの種類は、従来の蛍光管用に設計された照明器具に後付けする簡単取付「直管LED」(tube light emitting diode、TLED)ランプである。簡単取付TLED手法によれば、既存の固定出力蛍光灯安定器、TLEDランプホルダ、及びまた、照明器具内の全ての電気配線は変わらないままである。簡単なランプ交換によって、既存の「ダム(dumb)」蛍光管は(又は「ダム」TLED管さえも)、それぞれが個々の組み込み式無線ラジオを有する調光可能なコネクテッドTLEDと交換され得る。
他の「スマート」又は「コネクテッド」照明用途では、データを(好ましくは(preferbaly)ヒトの知覚を超える又は少なくともヒトが耐えられるほどの十分に高い周波数で)符号化するために、放出される光の強度などの性質を変調することにより、照明器具によって放出される照明にデータを埋め込む機能が提供される。これは、「符号化光」(coded light、CL)又は「可視光通信」(visible light communication、VLC)と呼ばれることがある。
例えば、各照明器具は、各照明器具に固有の(少なくとも、当該システム内、例えば、所与の建物内において固有の)異なる各ID符号を放出するように構成されていてもよい。ルックアップテーブルが、また、モバイルユーザ端末で利用できてもよく、例えば、サーバにホストされており、ローカル無線ネットワーク及び/若しくはインターネットを介して利用できるようになっているか、又はユーザ端末にローカルに格納されている。ルックアップテーブルは少なくとも1つの各情報を各ID、例えば、各照明器具の位置に対してマッピングする。ユーザ端末に内蔵された光センサ(例えばカメラ)を使用することによって、ユーザ端末で実行するアプリケーションは、ユーザの現在位置で現在遭遇している光に埋め込まれたIDを検出することができる(例えば、ユーザは特定の照明器具に向かって上にカメラを向ける)。アプリケーションは、その後、IDにマッピングされた情報を探すためにルックアップテーブルにアクセスする。例えば、この情報が各照明器具の位置を含む場合、これはユーザ端末(したがってユーザ)のおおよその位置として解釈され得る。より高度な変形形態では、複数の(plurilty of)近傍の照明器具からの光及び各埋め込まれたIDは、受信された符号化光信号の測定値(例えば、受信された信号の強度、飛行時間、及び/又は到来角)及び適切な位置決めアルゴリズム(例えば、三角測量、三辺測量、マルチラテレーション及び/又はフィンガーブリンティング)を使用し、より厳密な測位点を算出するためにアプリケーションによって使用され得る。
このような技術は、衛星ベースのポジショニングシステム(例えば、GPS、Galileo又はGLONASS)が貫通することができない屋内ポジショニング用の特定用途を有する。しかしながら、このようなポジショニング技術が屋外でも使用されることを妨げるものはない。いずれにせよ、これらポジショニング(即ちローカリゼーション)技術は、ナビゲーション、即ち、ユーザに対し、自身の道案内を助けるためにユーザの端末の地図上でユーザの現在位置を表示すること、又は位置依存サービスを提供すること、例えば、ユーザは、特定の既定領域内にいることが検出されたという条件で、照明若しくは暖房暖房(heating heating)を制御すること、又は位置依存代金決済を行うことなどの特定のアクションを実施することのみを許可されるなどの多くの目的で使用され得る。
あるいは、別の更なる用途では、位置に基づくインフォテインメント又は広告などの他の情報がIDに対してマッピングされてもよい。あるいは、更に別の可能性として、ルックアップを要求するのではなくむしろ興味を引く情報が光に直接(明示的に)埋め込まれ得る。
ここで、所与の照明器具が1つだけではなく複数の別個のランプを含み、照明器具(lumnaire)内の各個々のランプ内に別個のコントローラ及び別個の符号化光送信機が含まれているケースを考えられたい。例えば、それら自身の別個の各ドライバ、コントローラ、CL変調器、及びLEDをTLED内にそれぞれ個々に含むTLED用の照明器具を考えられたい。この状況は、例えば、照明器具(lumiaire)それ自体が、LEDベースランプなどの適切なランプに適応する「スマート」又は「コネクテッド」照明器具として最初から設計されておらず、又は特にアップグレードされておらず、むしろそのようなランプの後付け可能なバージョンが、従来の「ダム」蛍光(flourescent)管又はフィラメント電球用のみに設計されている従来の照明器具に後付けされている場合に起こり得る。例えば、典型的なオフィス用途では、1つの照明器具につき4つのTLEDが含まれてもよい。簡単取付コネクテッドTLEDベースの解決策は、したがって、照明器具改修キット(例えば、Philps Evokit製品)又は新たな符号化光照明器具のいずれかを適用する競合の手法よりも4倍大きな数の無線ノードをもたらす。
照明器具は、また、通常、照明器具内のいくつかのTLEDにおいて、異なるTLEDからの光がTLEDを出る前に混合されるキャビティを含む。例えば、このキャビティは、通常、照明器具の拡散体ケーシング内で形成される。ここで、全てのTLEDがそれら自身を、異なるIDを有する符号化光を放出するように制御する場合、このことは、符号化光信号が互いに位相がずれた状態で重畳されるという点で問題を引き起こす。同様の問題は、所与の照明器具内に別個の独立した符号化光コントローラ及び送信機を有するあらゆる種類の後付け式ランプ又はあらゆるグループのランプで起こり得る。これを防止して、例えば、屋内ローカリゼーションなどの用途を可能にするためにマルチランプ照明器具内の後付け可能なランプが符号化光送信用に使用され得るようにすると有利である(advantagous)。
したがって、本開示の一態様によれば、マルチランプ照明器具内の1つ以上の他のランプと共に使用するための第1のランプであって、各ランプは、所定の符号化光メッセージが埋め込まれた各照明を放出するように動作可能であり、第1のランプは、各照明を放出するための1つ以上の発光要素と、ローカルコントローラと、ローカルコントローラが、マルチランプ照明器具内の1つ以上の他のランプのそれぞれにある対応するコントローラと通信することを可能にするように構成された通信インタフェースであって、通信は、1つ以上の信号を送信すること及び/又は受信することを含む、通信インタフェースと、符号化光メッセージを第1のランプの各照明に変調するように動作可能な符号化光送信機と、を含み、ローカルコントローラは、符号化光メッセージの同期されていないインスタンスがマルチランプ照明器具内のランプのうちの異なるものから送信されることを防止するために、通信インタフェースを介した通信に基づき、1つ以上の他のランプの対応するコントローラと連係するように構成されている、第1のランプが設けられている。これには少なくとも2つの代替案、即ち、ランプが、同一メッセージを選択し、これを同時に送信するために同期するように連係する、そうでなければ、ランプが、ランプのうち1つのみが符号化光を送信するように連係する、のいずれかがある。
したがって、実施形態では、ローカルコントローラは、連係が、第1のランプ及び1つ以上の他のランプのそれぞれが同一の符号化光メッセージの各インスタンスを送信するように連係すること、及びメッセージの全てのインスタンスが同時に開始して送信されるよう同期することを含むように構成されている。例えば、1つのランプは、分散されたプロトコル(protcol)に基づきマスターの役割を果たし、このマスターランプは、その後、他のランプにも使用することを指示するIDを決定し、その後、送信時間を整合させるためにランプを同期させる(synchonize)。
例えば、第1のランプは、通常、各照明を放出するための1つ以上の発光要素に給電するために、1つ以上の発光要素をマルチランプ照明器具の電源回路に接続するための、マルチランプ照明器具の相補的なコネクタに(好ましくは(preferbaly)着脱可能に)接続するための機械的なコネクタを含む。実施形態では、第1のランプは、第1のランプと1つ以上の他のランプとに共通するクロック信号を導出するために、電源回路によって供給される電力の電圧及び/又は電流のサイクル変化を(例えば、ゼロ交差を検出することによって)使用するように構成されているタイミング回路を更に含んでもよく、符号化光送信機は、符号化光メッセージの各インスタンスの開始を、クロック信号に同期させるように構成されており、それによって、各(respetive)メッセージの開始を、1つ以上の他のランプによって送信されるメッセージの開始に同期させる。
実施形態では、タイミング回路はディバイダを含んでもよく、符号化光送信機(transmittter)は、クロック信号が、電源のサイクル変化に比べて低い(およそ20〜100kHzのHF安定器周波数を、およそ1〜8kHz、又は数100又は数10ヘルツもの符号化光メッセージ再送信速度に変換するために、好ましくは(preferbaly)、少なくとも8分の1、又は少なくとも16分の1、又は少なくとも32分の1、又は少なくとも50分の1、又は100分の1以下もの)周波数を有するように、ディバイダを介してクロックを導出するように構成されている。
別の実施形態では、ローカルコントローラは、第1のランプを、符号化光送信機がメッセージを送信する符号化光送信(tranmission)モードで動作することと、第1のランプが全く符号化光メッセージを送信しない符号化光非送信モードで動作することとの間で選択するように構成されていてもよく、(言及したように)ローカルコントローラは、連係が、第1のランプがメッセージを送信する場合、そのときは、ローカルコントローラは、第1のランプを符号化光送信モードで動作するように選択し、その一方で、他のランプのうちの1つがメッセージを送信する場合、ローカルコントローラは、第1のランプを符号化光非送信モードで動作するように選択するように、マルチランプ照明器具内のランプのうちの1つのみがメッセージを送信し、マルチランプ照明器具内のランプの他のいずれも符号化光を全く送信しないように連係することを含むように構成されていてもよい。即ち、照明器具内の全てのランプはどれが符号化光を送信するかについて同意している。
この特定の実施形態では、ローカルコントローラは、第1のランプを符号化光送信モードの複数の異なるサブステートで動作させることの間で選択するように構成されていてもよく、各サブステートは、メッセージを各照明に異なる変調度で変調し、ローカルコントローラは更に、通信インタフェースを介した通信に基づき、何個の他のランプがマルチランプ照明器具内にあるかを検出し、検出された個数に基づいて異なるサブステート間で選択するように構成されていてもよい。したがって、有利には、(照明器具内の全てのランプから放出される全照明に対する比率としての)全体的な変調度は、わずか1つのランプがメッセージを送信するという事実によって妥協される必要はない。即ち、全てのランプがそれぞれ各照明を同一強度で放出するが、1つのみが変調されたメッセージを有すると仮定すると、そのときは、送信ランプは、多数のランプと共に照明器具内にある場合、少数の他のランプと共に(又は他のランプなしでも)照明器具内にある場合と比較して、その変調度を、(例えば、強度の観点において)より大きな値に設定する。例えば、送信ランプがm個の他の非送信ランプと共に照明器具内にある場合、送信ランプは(例えば、強度の観点において)その変調度をm倍増加する。
更なる実施形態では、ローカルコントローラは、第1のランプ及び1つ以上の他のランプに、それぞれ各照明の強度を上又は下に調節するように指示する調光信号を受信するように構成されていてもよく、ローカルコントローラは更に、調光信号に応答して、第1のランプが符号化光送信(tranmission)モードにあるという条件下では、第1のランプから放出される各照明を1つ以上の他のランプに対してより小さい割合で(それぞれ上又は下に)調節するが、第1のランプが符号化光非送信モードにあるという条件下では、各照明を、メッセージを送信する他のランプのうちの1つに対してより大きい割合で(それぞれ上又は下に)調節するように構成されていてもよい。これは、送信ランプから符号化光変調のためのいくらかのヘッドルームを有利に維持する。
どのような手段で連係が実現されても、実施形態では、通信インタフェースは、通信を、1つ以上の信号の伝搬が照明器具の物理的特性によって制約され、それによって、1つ以上の信号が同一マルチランプ照明器具内のランプのみの間で通信されることに限定され、任意の他の照明器具とは通信されない、制約された信号チャネルを介して実施するように構成されていてもよい。即ち、器具は、信号に対する封じ込め又は閉じ込め効果を有し、物理的障壁又は障害として機能し、これに基づき、信号が同一照明器具内のランプに閉じ込められることが保証され得る。
とりわけ好適な実施形態では、制約された信号チャネルは、第1のランプ及び1つ以上の他のランプに給電する電源回路(例えば安定器)を含み、通信インタフェースは通信を、電源回路によって供給される電力の電流及び/又は電圧を変調することによって実施するように構成されており、1つ以上の信号の伝搬は、それによって、第1のランプ及び1つ以上の他のランプと同一のマルチランプ照明器具内の電源回路に限定される。即ち、制約された信号チャネルは、照明器具内に組み込まれた電源回路(例えば安定器)を介して信号送信することによって実現されてもよく、即ち、したがって、信号送信媒体は、照明器具の電源回路であり、信号を制約する物理的特徴とは、信号が照明器具内のローカル電源回路(例えば安定器)内のみを移動し、そのため、同一電源回路を共有する他のランプのみに伝えられるということである。例えば、送信回路は、変調を、第1のランプによって電源回路にかけられる負荷を変調することによって実施するように構成されていてもよい。例えば、この変調は、負荷が選択的に短絡される、又は電源回路の入力と出力を選択的(selective)切り換えられるオンオフキーイングを含んでもよい。実施形態では、信号送信のために使用される電源は安定器である。
代替的に、しかしながら、制約される信号送信媒体は、符号化光、超音波及び/又は無線を含んでもよく、1つ以上の信号の伝搬は、照明器具のハウジングの少なくとも一部によって制約される。
実施形態では、第1のランプは、蛍光管を代替するための後付け可能なLEDベースランプの形態をとってもよい。
本明細書中に開示される(dislcosed)別の態様によれば、上記又は本明細書の別の箇所に記載したいずれかの実施形態による第1のランプと1つ以上の他のランプとを含むマルチランプ照明器具が提供される。実施形態では、1つ以上の他のランプは、(上記又は本明細書の別の箇所に記載した実施形態のいずれか1つ以上の観点において)第1のランプと同様に構成されていてもよい。
実施形態では、照明器具は、第1のランプ及び1つ以上の他のランプが収容される共有光学キャビティを含む。例えば、光学キャビティは照明器具の拡散体内に形成されていてもよい。
本明細書中に開示される別の態様によれば、マルチランプ照明器具内のランプのグループを動作させる方法であって、各ランプは、所定の符号化光メッセージが埋め込まれた各照明を放出するように動作可能であり、それぞれが、各々のローカルコントローラを含み、方法は、符号化光メッセージの同期されていないインスタンスが、マルチランプ照明器具内のランプのうちの異なるものから送信されないように連係するために、マルチランプ照明器具内のランプのローカルコントローラ間で通信するステップを含む、方法が提供される。
本明細書中に開示される別の態様によれば、コンピュータ可読ストレージ媒体に組み入れられ、第1のランプのローカルコントローラで実行されると、ローカルコントローラの動作を実施するように構成されているコンピュータプログラムが提供される。
実施形態では、第1のランプ、照明器具、方法、及び/又はコンピュータプログラムのいずれも、本明細書の教示のいずれかに従う特徴を更に含んでもよい。
本開示の理解を補助するために、及び実施形態がいかに実行され得るかを示すために、例として、添付図面の参照が行われる。
照明システムが配備される環境の概略図である。 複数のランプを含む照明器具の概略図である。 ランプの概略ブロック図である。 複数の(multilpe)ランプを備える照明器具の概略配線図である。 安定器の概略回路図である。 別の安定器の概略回路図である。 ランプの概略回路図である。 ランプによって検知された電流を示す概略タイミング図である。 ランプの概略状態図である。 同期されていない(unsycnhronized)状態における複数の(multilpe)ランプからの符号化光メッセージの送信(transmittsion)を示すタイミング図である。 同期された(sycnhronized)状態における複数の(multilpe)ランプからの符号化光メッセージの送信(transmittsion)を示すタイミング図である。 ゼロ交差検出回路及び符号化光同期を有するランプの概略回路図である。 HF安定器からのクロック信号の導出を示す概略タイミング図(diagarm)である。
以下では、TLEDベースのマルチランプ照明器具のVLCを実装するためのいくつかの例示的実施形態を記載する。2つの(又は2つより多い)TLED管が共有光学コンパートメント内にあるため、2つの管からの光出力は混合される。そのような場合、その後、更なる対策がとられることがなければ、異なるTLED管からのVLCパルスは誤って連結され、結果として、符号化光検出方式は正しいVLC信号を抽出することができない。
本明細書中に開示される実施形態は、照明器具内の全てのTLED(又はより一般にはランプ)に対して1つの符号化光IDを設定し、種々の管又はランプの符号化光放出を同期させるメカニズムを提供する。あるいは代替的に、実施形態は、符号化光IDを放出するように照明器具内のランプのうちの1つ(single one)のみと折衝するメカニズムを提供する。いずれにせよ、同期されていない符号化光の送信は、したがって、回避される。実施形態では、ランプ間の連係は、通信が同一照明器具内のランプのみに限定されると想定(asumed)され得るように、照明器具の物理的特徴によって制約される通信チャネルを介して互いに通信することによって、例えば、照明器具の安定器を介して信号送信することによって実現される。
システムの概要
図1は、開示される技術が実装されてもよい例示的な照明システムを示す。システムは、環境2内に設置された、又は別の方法で配備された、その環境2に(in into)照明を放出するように構成された1つ以上の照明器具4を含む。環境2は、建物の1つ以上の部屋及び/若しくは廊下などの屋内空間、又は公園、庭、道路、若しくは屋外駐車場などの屋外空間、又はスタジアム、構造化された駐車施設、若しくは東屋などの一部覆われた空間、又は船、列車、若しくは他の車両の内部などの任意の他の空間、又はこのような可能性の任意の組み合わせであってもよい。
照明器具4のそれぞれは、LEDベースランプ、フィラメント電球、又は高輝度放電(dishcarge)(high intensity discharge、HID)ランプなどの少なくとも1つの各ランプに加え、任意の関連支持物、ケーシング、又は他のこのようなハウジングを含む。照明器具4のそれぞれは、天井若しくは壁取付式照明器具、自立照明器具、ウォールウォッシャ、シャンデリア、又は家具物品、ガラス若しくはコンクリートなどの建築材料、又は任意の他の表面に組み込まれた埋込式照明などのより一般的でない形態などの任意の適切な形態をとってもよい。概して、照明器具4は、環境2に照明を放出するための任意の種類の照明デバイスであってもよい。実施形態では、照明器具4は、環境2を照明するのに好適な照明を放出するように設計されたもの、即ち、機能照明であり、環境2内でユーザが自身の進路を見ること及び見つけることを可能にするように設計及び使用され、その目的に適した規模で照明を与える又は照明に大きく寄与するデバイスである。しかし、機能照明を設けることの代わりに(又は機能照明を設けることと共に)、照明器具4が、タスク照明、アクセント照明、又はムード照明などの照明効果を発生させるように設計されたデバイス、例えば、表面に組み込まれた、色を変化させる埋込式照明器具であることも可能である。
図2に、照明器具4のうちの1つの例が示される。各照明器具4は、電源回路10と、1つ以上のランプ12と、ハウジング14と、を含む。実際には、照明器具4のうちの少なくとも1つ、及び実施形態では、照明器具4のいくつか又は全てはそれぞれ複数のランプ12を含む。この場合、照明器具4は、照明器具の内部電源回路10と、複数のランプ12を、これらのランプ12に給電するために電源回路10に接続するためのソケットと、を含む。例えば、例として、図2は、同一照明器具4内の4つのランプ12a、12b、12c、12dを示す(しかし、以下の実施形態はこの例を用いて記載(descried)され得るが、これは限定ではなく、照明器具4は他の数のランプ12を支持してもよいことに留意されたい)。本明細書では、同一照明器具4内にあるとは、当該ランプが同一電源回路10及び同一ハウジング14を共有することを意味する。したがって、ランプ12a〜12dは、同一照明器具4内に「同居している」と表現されてもよい。概して、「ハウジング」14は、器具の任意のケーシング及び/又は支持構造体を意味してもよい。例えば、実施形態では、ハウジング14は、天井に取り付けるための不透明な上部及び/又は側壁ケーシングに加え、上部ケーシングに機械的に接続された複数のソケットと、ランプ12a〜12dによって下方に放出された照明を環境2に拡散するための下部拡散体要素と、を含んでもよい。しかしながら、別の例示的形態では、「ハウジング」14は、複数のソケットを支持する(及びケーシング要素は必ずしも存在しない)シャンデリア型構造体などの吊下構造体の形態をとってもよい。
電源回路10は上流電源16、例えば、主電源に接続し、これに基づきランプ12に給電するのに適した電源を生成するように構成されている。例えば、典型的には、電源回路10は、安定器、即ち、その照明器具4内のランプに供給される電流を制限するためのデバイスの形態をとる。
実施形態では、照明灯4の1つ以上はそれぞれ、複数の蛍光管(即ち、従来のガス放電管)を受け入れるためのソケットを有する蛍光照明器具の形態をとってもよい。この場合、ランプ12a〜12dは、「直管LED」(TLED)、即ち、従来の蛍光管用に設計された従来の蛍光照明器具内の蛍光管を代替するように設計された後付け可能なLEDベースランプの形態をとってもよい。例えば、ほとんどのオフィス用照明器具は、1つの器具につき2つ乃至4つのTLED管を有する(しかし、全てではなく一部の他の照明器具が1つのみのTLEDを有してもよいことは排除されない)。
表1は、EMEA(欧州、中東、及びアフリカ)地域及びNAM(北米)地域における照明器具4当たりのTLED管12及び安定器10の典型的な数の概要を示す。ほぼ全ての状況において、照明器具4につき安定器10は1つしか存在しない。米国では、同一器具内のTLED12a〜12dは、一般に、1つの蛍光灯安定器10に接続されている。
Figure 0006663050
図3は、図2との関連で記載した照明器具4内に使用されるランプ12a〜12dのいずれかを示してもよい個々のTLEDランプ12を示す。
示されるように、ランプ12は、LEDのストリング又は他のアレイなどの実際の照明要素18を含む。ランプ12は、また、少なくとも1つのエンドキャップ20を含み、蛍光管を代替するTLEDの場合、ランプ12は、実際には、2つのエンドキャップ20i、20iiを含む。各エンドキャップ20i、20iiは、照明器具4のソケットを介してランプ12を安定器10に接続するための各コネクタ22を含み、それにより、照明要素18を安定器10によって供給される電力に接続する。蛍光管の場合、各コネクタ22は、実際には、受容フィラメントのいずれかの端子である2つの端子(一対のピン)を含むが、蛍光管を代替するTLEDの場合、各コネクタの2つの端子は、通常、フィラメントの加熱のない即時始動器具のために共に短絡されている(しかし、プログラム式始動器具では、2つのピン間にいくらかのインピーダンスが必要である)。
更に、ランプ12の少なくとも1つのエンドキャップ20iは、ランプ12が、蛍光管又はフィラメント電球などのより旧来のランプの符号化光放出、無線制御式及び/又はLEDベース代替物であることに特化した構成要素である付加的な構成要素を収容するために使用される。これら付加的な構成要素は、(蛍光管などの従来のランプに給電するように設計された)安定器10によって供給される電力を、LEDベース照明要素18を駆動するのに適した電力に変換するための整流器23及びLEDドライバ24を含む。整流器23は、安定器10によって供給される交流電力を受け取り、交流電力を直流に変換するために、ランプ12のコネクタ22i、22iiに接続されている。LEDドライバ24は整流器23に接続されており、これをLEDベース照明要素18(例えばLEDストリング)に給電するためのほぼ一定の(しかし、実施形態では、調整可能な)電流源に更に変換し、それにより所望の光出力を照明要素18から放出させるように構成されている。照明器具の電源回路10によって供給される電力がすでに直流である場合、整流器23は必要とされないが、通常、後付け可能なLEDベースランプの場合、照明器具自身の電源回路(例えば安定器)10からの電力は、実際、交流であり、したがって、整流が必要であることに留意されたい。
更に、エンドキャップ20i内の付加的な構成要素は、コントローラ26と、オプションとして、ZigBee、Wi−Fi、802.15.4、又はBluetoothトランシーバなどのラジオトランシーバの形態の無線インタフェース28と、を含む。コントローラ26は、ランプ12の埋め込まれたメモリに格納されたソフトウェア内に実装されてもよく、ランプ12の埋め込まれた処理デバイス46上で実行されてもよく、又はコントローラ26は、専用ハードウェア回路、又はPGA(programmable gate array)[SA1]若しくはFPGA(field-programmable gate array)[SA2]などのコンフィギュラブル又はリコンフィギュラブルハードウェア回路に実装されてもよい。実施形態では、コントローラは、ソフトウェア及び専用ハードウェアM1と組み合わせて実装される(後により詳細に記載される図7を参照)。
実施形態では、照明器具4内のランプ12間の最良の通信のための実装を補助するために、付加的な構成要素を収容しているエンドキャップ20iには、物理的(例えば、可視)マークが付されていてもよい。例えば、物理的マークは、無線がある端部に設けられていてもよく、取付者は、照明器具内のマークを分類するように指示されてもよい。代替的に、1つの色のマークを一端20iに、別の色のマークを他端20iiに有する色コーディングが使用され得る。例えば、1つのキャップ上の赤色点(及びオプションとして、他方のキャップ上の青色点)と、同一色のキャップは同じ分類であるという命令とが与えられてもよい。
コントローラ26は、無線インタフェース28及びLEDドライバ24に接続されている。コントローラ26は、専用リモートコントロールデバイス、無線壁スイッチ又は壁パネルなどの手動若しくは自動化された照明コントローラ(図示せず)、又はスマートフォン、タブレット、ラップトップコンピュータ若しくはデスクトップ型コンピュータなどのユーザ端末で実行する照明制御アプリケーションから照明制御命令を受信するために、無線インタフェース28を使用するように構成されている(例えばプログラムされている)。これに応答して、コントローラ26は、その後、受信された制御命令に従い照明要素18の光出力を制御するためにドライバ24を制御する。例えば、これには、光をオン又はオフにすること、光出力を上又は下に調整すること、光出力の色を変化させること、又は動的(時間変化する)照明効果を作り出すことを含んでもよい。例えば、コントローラ26は、光出力を調整するために照明要素18内のLEDに供給される電流レベルを調節することができる、及び/又は光出力の全体的な色を調節するために照明要素18内のLEDの異なる色のもの若しくはサブアレイに供給される電流レベルを調節することができる。
代替的に又は付加的に、分散されたシステムにおいて、照明器具4のそれぞれは環境光センサ及び/若しくは占有センサ(図示せず)などの1つ以上のセンサを含んでもよい、並びに/又は1つ以上の無線センサが環境2内の別の場所に配置されていてもよい。この場合、コントローラ26は、例えば、同一照明器具4及び/又は隣接する照明器具4内のセンサの1つ以上からセンサの読み取り値を受信するために、無線インタフェース28を使用するように構成されていてもよい。これに応答して、コントローラ26は、その後、例えば、環境光レベルが閾値を超えること若しくは所定の近傍内に何も存在しないことをオン(on)センサが検出すると光を暗くする又はオフにするために、又は環境光レベルが閾値を下回ること若しくは近傍に何かが存在することをセンサが検出すると光を明るくする又はオンにするために、センサの読み取り値に従い、照明要素18の光出力を制御することができる(又はより一般には、制御は、複数のセンサからのセンサの読み取り値に基づき調節量を算出するより複雑な分散制御アルゴリズムに基づいてもよい)。
更なる実施形態では、コントローラ26は、また、例えば、現在までの点灯時間を報告するための、ランプの動作温度を報告するための、及び/又は故障を報告するためのステータスレポートを照明コントローラ(図示せず)に送信するために無線インタフェース28を使用するように構成されていてもよい。
しかしながら、上述の又はこのような種々のアクティビティを実施することができるように、これにはまず、ランプ12がコミッショニングされることが必要である。即ち、ランプ12は、識別され、ZigBee、Wi−Fi、802.15.4、又はBluetoothネットワークなどの無線ネットワークに参加させる必要がある。この無線ネットワークは、したがって、各ランプ12の無線インタフェース28が、その後、運用段階において、照明コントローラ(図示せず)から照明制御命令を受信することができる、センサからセンサの読み取り値を受信することができる、及び/又はステータスレポートを照明コントローラに送信することができる手段を提供する。以下はZigBeeの観点から記載されるが、これは必ずしも限定ではないことは理解されよう。
非同期送信の防止
例えば、符号化光簡単取付TLEDをベースにした食料品及び大型小売店用の屋内ポジショニング用途を可能にするために、TLED等などの後付け可能なLEDベースランプに符号化光機能を含むことも望ましい。簡単取付TLED又は屋内ポジショニングなどの符号化光用途(applictaions)用の他のそのような後付けランプを用いることで、このことにより、有利なことには、照明器具4自体を交換する又は改修するよりもむしろランプ交換によって符号化光機能(functionalty)を含むように照明システムのより迅速なアップグレードを可能にする。以下の実施形態は、例として、TLEDの観点から記載され得るが、類似の(simialr)教示が他の後付け可能なLEDベースランプ(例えばフィラメント電球の代替物)又は一般に符号化光放出ランプに当てはまり得ることは理解されよう。
実施形態では、TLEDが取り付けられる照明器具に固有の、固定された工場設定VLC符号を発するTLED製品を提供することが望ましい。VLC TLEDの魅力は、部品コスト及び据え付けの容易さの両方の点における、基礎となるTLEDプラットフォームの高いコスト競争力である。非スマートTLEDに符号化光機能を付加することで、むしろ限定されたコスト上昇(約10%の追加BOM(bill of materials、部品表)コスト)につながり、これは屋内ローカリゼーション小売用途によって発生する潜在値に比べて低い。オプションとして、ZigBeeベース無線TLEDの符号化光バージョンもまた、例えば、より容易なコミッショニングのイネーブラとして(to as enabler)のため魅力的であり得る。
VLC符号を発する符号化光TLEDは、ベアバッテン(bare batten)光などの単一管のみの照明器具を有する施設に適用される場合に良好に機能する。しかしながら、2つのTLEDが共有光学コンパートメント内に配置される場合、2つの管からの光は混合されるであろう。種々の管からのVLCパルスは誤って連結されることになるため、符号化光検出方式は管のVLC信号を抽出することができない。ここでも、他の種類の符号化光放出ランプに関しても類似のコメントが当てはまり得る。
この課題に対処するために、本開示の実施形態は、同一光学チャンバ内の全ての管を分類し(好ましくは(preferbaly)これらを自動分類し)、その後、それらの符号化光パターンを自動的に同期させるメカニズムを提供する。例えば、このプロセスは以下のとおりであってもよい。
I)どのランプ12が同一照明器具4内にあるかを決定する(空間的近接の決定を基に自動的に、又はコミッショニングツール、例えば、ZigBee又はNFC(近接場通信(communcation))コンフィギュレーションツールによるものなど他の手段によって、のいずれか)、
II)同一照明器具4内にあることが判明したランプ12a〜12dの両方(又は全て)に(例えば、ZigBee又はNFCツールなどのコミッショニング(commissioing)ツールによって)同一符号化光IDを割り当てる、及び
III)同一照明器具内のランプ間で通信する(communcating)ことによってランプ12a〜12dの符号化光放出パターンを同期させる。代替的に、ランプ12a〜12dは、これらの1つのみが符号化光を放出し、その他が非符号化照明のみを放出するように折衝してもよい。
実施形態では、ランプの空間的近接は、受信された信号の強度、又は1つのTLEDから放出され、別のTLEDによって検出された信号の飛行時間の測定によって検出される。空間的近接を決定するために使用される信号は、可視光、不可視光、無線、熱、音声又は超音波信号であり得る。あるいは、この変形形態では、空間的近接は、ランプ12aの少なくとも1つから、同一照明器具内に認められたこれら他のランプ12b〜12dのみによって信号が受信されるように信号の伝搬が照明器具4の物理的特性によって制約される「制約された信号チャネル」上で信号を送信することによって検出されてもよい。このようにして、ランプ12は、それらが照明器具4を他のどのランプと共有しているのかを検出することができる。
実施形態では、制約された信号チャネルは、また、照明器具4内のランプ12a〜12dが同一符号を同時に放出するようにするために、又は照明器具4内のランプの1つのみが符号を放出するようにするために互いに連係することが必要な、照明器具4内のランプ12a〜12d間で通信を行うために使用されてもよい。
図11は、本明細書中に開示される実施形態による例示的なTLED回路を示す。図3との関連ですでに記載した(及び図7との関連で後述される)構成要素に加えて、回路は、符号化光変調器76と、変調器スイッチ70と、オプションとして、ゼロ交差検出器72と、カウンタの形態のディバイダ74と、を含む。変調スイッチは、1つ以上の照明要素(この場合LED)18と、例えば、これらと直列で接続されている。符号化光変調器76は、変調スイッチ70に接続されており、変調スイッチ70を切り換えるように構成されており、それによって1つ以上の照明要素18によって放出された照明の強度などの性質を変調する。マイクロコントローラ46は、符号化光変調器76に接続されており、1つ以上の照明要素18によって放出された照明を、変調スイッチ70を介して変調するために、符号化光変調器76を制御するように構成されている。とりわけ、マイクロコントローラ46は、照明にメッセージ(即ち、データ又は信号)、例えば、照明器具4のIDとして機能する符号を埋め込むために、照明を変調するように変調器76を制御するよう構成されている。
図11には、概略の目的でオンオフスイッチが示されているが、実施形態では、変調は、完全なオンと完全なオフとの間での照明の切り換えを含む必要はなく、むしろ、例えば、名目強度の+10%〜−10%などの2つの非ゼロレベル間の切り換えであることに留意されたい。あるいは他の実施形態では、2つを超えるレベルが使用されてもよく、ましては連続(continously)可変変調が使用され得る。種々の符号化光符号化方式はそれら自体が当業者に周知であり、ここでは詳細に繰り返されない。
実施形態では、符号化光変調器76は、安定器10によってランプ12に供給される電圧及び/又は電流の高周波(high frequency、HF)発振からクロック信号を導出し、このクロック信号に従い符号化光メッセージの送信(transmision)のタイミングを合わせるように構成されている。これを行うために、実施形態では、ゼロ交差検出器72が、安定器10に接続している入力線22の1つに接続されており、安定器10からこの線22i/iiで供給される正弦的に変化する電圧又は電流にゼロ交差が検出される度に肯定アサーション(論理値真信号)を出力するように構成されている。好ましくは(Perferably)、ゼロ交差検出器72の出力は、カウンタを含むディバイダ74の入力に接続されている。この場合、カウンタ74は、ゼロ交差検出器72から肯定アサーションが出力される度にクロック制御される。カウンタ74はある所定数のカウンタ長を有し、例えば、4ビットカウンタであれば、長さ16を有し、即ち、カウンタ値16を0から15までサイクルする。カウンタ74がこのカウント数までサイクルする度に、カウンタ74は符号化光変調器76に肯定(possitive)アサーション(論理値真信号)を出力する。したがって、カウンタ74は、ゼロ交差検出器72から出力された信号の周波数(安定器のHF周波数の2倍に等しい)を16などの所定の数で割る。符号化光変調器76は、ディバイダ74の出力(ouptut)によって、即ち、ディバイダ74からの肯定アサーションにつき1回(論理真につき1回)トリガされ、符号化光メッセージを繰り返し送信するように構成されていてもよい。ここではTLEDの安定器10の観点で記載したが、同じ原理はその電源にサイクリック又は周期的構成要素を有するあらゆるランプに当てはまり得ることに留意されたい。
実施形態の第1のカテゴリでは、異なるランプ12a〜12dのマイクロコントローラ46は、ランプ12a〜12dの符号化光放出を同期させるために互いに連係するように構成されている。特定の実施形態では、これを行うことに関与する通信は、「制約された信号チャネル」を介して通信することによって(achived)実現されてもよい。即ち、信号の伝搬が照明器具の物理的特性によって制限されるように、通信チャネルは照明器具の物理的特徴によって制約される。したがって、信号は、同一照明器具4内のランプ12a〜12dによってのみ受信され、当該照明器具4の外部の環境内に存在してもよい他のランプ12によっては受信されない。例えば、これは、(例えば、安定器10の負荷変動により)各照明器具4内のランプ12a〜12dの各グループに給電する電源回路10の電圧及び/又は電流に変調される信号によって実現されてもよい。別の例として、制約付きチャネルは、符号化光、無線又は超音波を用いる信号によって実装することができ、照明器具(lumainre)4のハウジングの少なくとも一部は照明器具4の外部の信号の伝搬を遮断するためのシールドとして構成されている。制約された信号チャネルを実装するための例の詳細は、後により詳細に説明される。
したがって、ランプ12(又はむしろそのマイクロコントローラ46)がこのチャネル上で信号を送信する場合、同一照明器具内の他のランプのみが信号を受信すると想定することができる。同様に、ランプ12によりこのようなチャネル上で信号が受信される場合、これは同一照明器具4内の別のランプから杖(cane)と想定することができる。したがって、このようなチャネル上で通信することによって、ランプ12が、同一照明器具(lumainire)4内の他のどのランプがそれらの仲間であるかを検出することが可能である。例えば、ランプ12は、隣接するランプ構成要素を、コミッショニング時にその構成要素から制約付きチャネル上で信号を受信することによって、又はコミッショニング後の後の段階に古いランプが交換されたときに新しいランプを検出したことに応答して、検出するように構成されていてもよい。
更に、実施形態では、ランプ12(又はむしろそれらの各マイクロコントローラ46)は、同一照明器具4内のランプ12a〜12dが全て同一の符号化光メッセージを発するようにするために同一照明器具4内のランプ12a〜12d間に必要な連係を実施するために、この種のチャネル上で互いに通信するように構成されている。レガシー蛍光灯安定器10のHF出力は、その後、同期クロック信号を、例えば、上述の手法(technqiue)に基づき導出するために使用され得る。同一蛍光灯安定器10に接続されたランプのみがこの安定器の電力出力にさらされるため、このことは、これらが全て、同一の時間整合を有する同一の同期クロック信号を導出し、このため、それぞれが符号化光メッセージのそれらの各インスタンスを同時に送信するようにトリガされることを意味する。この1つの実装形態によれば、言及したように、ゼロ交差検出器72は、蛍光灯安定器10の高周波出力のゼロ交差を検出するように構成されていてもよく、カウンタ74が、(例えば、HF振動数を整数で割ることによって)同期信号の周波数を低下させるために使用されてもよい。
この別の形態として、同期は、例えば、この場合も、電源回路10の電圧及び/又は電流の変調により、制約された信号チャネル上で1つのランプ12aから他のランプ12b〜12dに信号送信することによって実現され(achived)てもよい。この場合、1つのマスターランプ(例えば12a)のコントローラ46が照明器具内の他のランプ12b〜12dに、マスターランプ12aによって使用される、その符号化光メッセージの各インスタンスを送信するためのタイミングを示すと共に、他のランプ12b〜12d(又はむしろそれらのコントローラ46)が、マスターランプ12aからのメッセージの送信に一致するようにそれらのメッセージの各インスタンスの送信のタイミングを合わせるために使用する同期信号を能動的に送信するように構成されている。
好適な実施形態では、どのランプが同一照明器具内にあるかを検出するため、及びこれらの間の連係に関与する通信を行う(perfrom)ため、の両方に制約された信号チャネルを使用するが、全ての可能な実施形態においてこれは必須ではないことにも留意されたい。代替的に、例えば、制約された信号チャネルは、最初に、コミッショニング時にのみ、どのランプ12が同一照明器具4内にあるかを検出するために使用されてもよく、その後、これに基づき、コミッショニングプロセスの一部として、Wi−Fi又はZigBeeネットワークなどのRF無線ネットワーク内のこれらのランプのアドレスが決定されてもよい。アドレスは、その後、これらのアドレスを有するランプが照明器具を共有するという表示と共に、各ランプ12がアクセスを有する場所に格納されてもよい(例えば、各ランプはそれ自身の埋め込まれたメモリに、他のランプのそれぞれのアドレスをローカルに格納する、又はアドレスは、ランプ12のそれぞれにアクセス可能なサーバなどの場所のランプ対照明器具マッピングデータベースに、中央に格納される)。その後、ネットワークアドレスがわかり、格納されると、同一照明器具4内のランプ12のマイクロコントローラ46は、これらを、各々の無線インタフェース28を介してRFネットワーク、例えば、Wi−fi又はZigBeeネットワーク上で互いに通信する(communciate)ために使用することができる。
あるいは、更なる代替形態として、制約された信号チャネルは全く使用される必要はない。例えば、ランプ間の近接は、ランプの少なくとも1つ(例えば12a)から無線信号を送信し、その後、受信された信号の強度、又は信号の範囲内の他のそれぞれのランプ12で受信された信号の飛行時間などの距離に依存する性質を測定することによって検出されてもよい。例えば、これは、RF、超音波、可視光、赤外線、又は紫外線信号であり得る。照明器具4内のランプ間の距離の所定の知識を基に、その後、ランプのコントローラ46又はコミッショニングツール、又はコミッショニング技術者が、どのランプ12a〜12dが同一照明器具4内に認められるかを決定することができ、これらのアドレスを格納することができる。更に別の可能性として、どのランプ12が照明器具を共有しているかが、各ランプ12に組み込まれた近接場通信(NFC)技術に基づき検出され得るか、又はコミッショニング技術者によって手動で決定され得る。
ここで、好適な実施形態の段階的な説明を、以下、記載する。
第1のステップは、同一器具4内の1つのマスターランプを識別することである。これは、いくつかの手法で、例えば、NFCを介した取付者のアクションによって、又は制約された信号チャネルなどを介した自動化されたプロセスによって実現され得る。実施形態では、それぞれの所与のランプ12は、マスターモード又はスレーブモードのいずれかで動作することが可能である。マスターモードでは、ランプ12は同期、及びオプションとして、符号化光IDを発生させる一方で、スレーブモードでは、ランプ12はマスターから同期信号及びIDを受信する。
実施形態では、ランプ12のマイクロコントローラ46は、それらのうちどれがマスターになり、どれがスレーブであるかを決定するために、分散されたプロトコルに従い動作するように構成されている。この選択は、コミッショニング時に1度、又は継続的な手法で、例えば、定期的に若しくは照明器具4内の古いランプが新しいランプに交換されるなどのあるイベントに応答して行われてもよい。
実施形態では、分散されたプロトコルは、異なるランプ12a〜12dのマイクロコントローラ46間で折衝することを伴ってもよい。実施形態では、ランプ12が、それらが同一照明器具4内のそれらの隣接物のみとの間で折衝していることがわかるように、この折衝は、(例えば、安定器10により信号送信することによって)制約された信号チャネルを介して行われてもよい。代替的に、折衝は、同一照明器具4内のランプ12a〜12d(又はむしろそれらのマイクロコントローラ46)のアドレスが互いに既知である場合、無線RFネットワーク及び無線インタフェース28などを介して、他の手段により行われてもよい。いくつかの特定の実施形態では、どのランプ12がマスターであるかを決定することには、各ランプ12が信号送信を開始する前の各ランダム遅延を伴ってもよく、ランダム遅延期間が終了する時点まで、それぞれの所与のランプ12のマイクロコントローラ46は同一照明器具4内の他のランプからの信号をリッスンしなければならず、最初に信号送信したものがマスターになる。ランプ12は衝突回避のためにALOHAプロトコルに従ってもよい。照明器具4内のどのランプ12がマスターになり、どれがスレーブであるかを選択するための特定の例示的プロトコルについては後により詳細に記載される。しかしながら、これは限定ではなく、概して、当業者であれば、構成要素のグループが、それらのうちのどれがマスターになり、どれがマスターに対するスレーブになるかを決定することができる、他の適切な分散されたマスタースレーブプロトコルを認識するであろう。
以下は、第1のランプ12aがマスターになるように選択され、1つ以上の他のランプ12b〜12dがスレーブになるように選択されたかのように記載される。しかしながら、これは単に例示であり、実施形態では、各ランプ12a〜12dは「開封した」ばかりのときは同様に構成されており、それぞれがマスターになる同等の可能性を有してもよいことは理解されよう。
マスターを選択した後の第2のステップとして、マスターランプ12aは(例えば、電源投入後)に同期を開始する。符号化光放出の同期に加えて、マスター12aは、オプションとして、照明器具4内の全てのランプ12a〜12dによって放出されるべき1つの符号化光IDを設定してもよい。実施形態では、これらアクションのそれぞれは、好ましくは(preferbaly)、共通の電源への信号を、例えば、安定器10により変調することなどによって、制約された信号チャネル上でマスター12aのマイクロコントローラ46からスレーブ12b〜12dの各マイクロコントローラ46に信号送信することによって実現される。代替的に、しかしながら、同一照明器具4内のランプ12a〜12dのアドレスが互いに既知である場合、これは、無線RFネットワーク及び無線インタフェース28などを介する、他の手段によるものであり得る。
第3のステップとして、マスターランプ12a及びスレーブランプ12a〜12dのそれぞれは、ランプ12a〜12dのVLC信号をある時間にわたって同期されたままにするために、安定器10のHF出力をクロック信号として使用する。これは図11及び図12に示される。
示されるように、各ランプ12のゼロ交差検出器72の入力は、安定器10からの各電力入力線のうちの1つにおいてポイントAに接続されている。ゼロ交差検出器72は、ランプ12の入力整流器の電圧をセンシングすることによってHF電源のゼロ交差を検出する。このAから検出された信号は矩形波に近いが、ゼロ交差検出器は、また、矩形波のエッジを、図12で「zcd」の符号が付された、パルスに変換するように構成されている。
しかしながら、典型的なHF安定器の出力周波数は20kHz〜100kHzである。この周波数は単純な符号化光用途には高すぎる。これに対処するために、カウンタ74は、HF信号に基づき、より低い周波数のパルスストリーム「sync_ck」を生成するように構成されている。即ち、zcd信号パルスは、カウンタ74を、所定の上限値まで各入力パルスで1増分するようにクロック制御する、カウンタ74の入力クロック信号として使用され、その後、カウンタ74は、リセットし、所定の下限値から、典型的には(typicaly)ゼロから再度計数を開始する(つまり、同等に、カウンタは上t下限値からカウントダウンすることができる)。カウンタ74はそれが上限値と下限値との間でサイクルする度にその出力でパルスを生成するように構成されており、したがって、ゼロ交差検出器72によって供給されるものより低い周波数でパルスのシーケンスを生成する。
カウンタ74の出力は、VLC変調器76の同期クロック信号として使用される。例えば、カウンタはmビットカウンタであると仮定する。その場合、同期信号の周波数は、2^mで割った安定器の出力周波数である。VLCの信頼性の高い動作のためには、同期信号は、好ましくは、およそ数10ヘルツのものとすべきである。例示的実装として、実施形態は、16ビットデータ及び8ビットCRC(Cyclic Redundancy Check、巡回冗長検査)[SA3]からなる24ビットが連続的に繰り返される、2KHzシンボルクロックを使用してもよい。したがって、各メッセージは35ms(ほぼスマートフォンのカメラのフレーム時間)かかる。
マスター及びスレーブランプ12a〜12dのそれぞれの符号化光変調器76がカウンタ74の出力からパルスを検出する度に、マスターランプ12aによって割り当てられた(allcoated)符号化光メッセージのインスタンスを放出するようにトリガされる。したがって、各インスタンスの開始は他のインスタンスと時間をそろえられる。更に、スレーブランプのそれぞれの各マイクロコントローラはマスターによって、同一メッセージ(例えば同一ID符号)を送信するように命令されるため、マスター及びスレーブランプ12a〜12dのそれぞれから放出される各メッセージのインスタンスは同一であり、それぞれは同一の長さのものであり、それぞれは同一シンボルの同一シーケンス(例えばビット)を含む。変調スイッチ70はLED電流、及びしたがって、ランプ12によって発生する光を変調する。したがって、VLCの同期信号を生成するために同一安定器に接続された全てのランプに同一HF信号を使用させることによって、安定器からのHF入力信号を、TLEDなどのランプ12からの符号化光メッセージを同期した状態に維持するための手段として利用することが可能である。
これは、同期されていないケースを示す図10aの対照として、図10bに示される。同期なしでは、ランプ12a〜12dが同一符号を放出する(これも保証され(gauranteed)なくてもよい)ように構成されていたとしても、異なるランプ12a〜12dからの符号のインスタンスは全て、異なる時間に開始する状態で伝送されるであろう。ランプ12a〜12dが、また、同一光学キャビティ(例えば同一拡散体)を共有する同一照明器具内にある場合、異なるランプ12a〜12dからの符号を搬送する光は破壊的に混合されることになり、符号は、したがって、符号化光検出器が検出及び復号することが困難に、又は不可能にさえもなる可能性がある。しかしながら、図10bに示されるような同期によって、符号のインスタンスは構造的に(constructvely)付加するため、検出は可能である。
上記のオプションの変形形態では、ランプ12のそれぞれには、また、水晶クロック(図示せず)が備えられていてもよい。しかしながら、TLED管などのランプ12a〜12dの水晶クロックは互いに対してドリフトする。実施形態では、各ランプ12a〜12dの符号化光変調器76は、水晶クロックを基にメッセージ送信をクロック制御するのみならず、同一照明器具4内のランプ12a〜12dの符号化光信号を、制約された信号チャネルを通じて各マイクロコントローラ46間で交換される(exhanged)信号に基づき、規則的な間隔で、例えば1時間毎に同期させるように構成されていてもよい。
実施形態の第2の、別のカテゴリにおいては、上記の第2のステップは省略されてもよい。その場合、照明器具4内のマスターランプ12aを決定した後、その後、照明器具内の複数の異なるランプ12a〜12dからの送信を同期するよりもむしろ、代わりとして、このマスターランプ12aのみが符号化光を放出し、その一方で、スレーブランプ12b〜12dは符号化光なしで一定の照明出力のみを放出する。例えば、マスターは、スレーブに、符号化光を送信しないように明示的に命令してもよく、又はスレーブは、それらがスレーブモードに入るべきであると決定されると、それらは符号化光を送信すべきではないことを暗黙的に(implictly)理解するように構成されていてもよい。
この場合も、実施形態では、この状態を課すためのマスター12aとスレーブ12b〜12dとの間に伴う通信は、制約された信号チャネル上で、例えば、ランプ10によって、例えば、安定器10より共有される電源への信号を変調することによって、行われてもよい。代替的に、同一照明器具4内のランプ12a〜12dのアドレスが互いに既知である場合、この通信は、無線RFネットワーク及び各無線インタフェース28を介するなど、他の手段を介して行われ得る。
この第2のカテゴリのいくつかの実施形態では、ランプ12aの1つのみが符号化光メッセージを送信し、その他の12b〜12dは送信しないということによって照明器具4の照明機能が損なわれないようにするための付加的な対策がとられてもよいことに留意されたい。
例えば、実施形態では、マイクロコントローラ46は、他のランプが「非放出」モードにある一方で、マスターランプ12aを、符号化光を送信するように制御する場合、そのときは、マイクロコントローラ46はいくつのランプ12a〜12dが同一照明器具(lumiaire)4内に存在するかを検出し、マスターランプ12aによって放出される符号化光の変調度を対応するように適応させる(変調度は、メッセージのシンボルを示すように変調される性質、典型的には強度、の最大変調レベルと最小(minium)変調レベルとの間の差であり、即ち、したがって、最大強度と最小強度との間の差である)ように構成されていてもよい。即ち、照明器具4内のランプ12の数がそれぞれ2、3、...、又はkである場合、マスターランプ12aは、その変調度を、2、3、...、又はkと1つのランプのレベルとの積に設定するように構成されている。この理由は、変調度は、照明器具4内の他のランプ12b〜12dによって放出されている非符号化光の量の中で検出可能な状態を維持するために好ましくは(preferbaly)調整されるべきであるからである。例えば、2つのTLEDの場合、マスターTLEDとスレーブTLEDとの組み合わせの総変調度が用途の目標値に達し、正常値又は公称値の符号化光を送信する1つのみのTLEDが存在するかのように同じ比率の総光レベルに留まるように、マスターTLEDはその変調度をその正常値又は公称値の2倍(単独で送信する場合、それが使用する変調度(dpeth)の2倍)に調節する。
代替的な又は付加的な実施形態では、マイクロコントローラ46は、(調光命令が、調光器スイッチ、若しくはユーザ端末で実行する照明制御アプリケーションなどのユーザ入力デバイスから、又は集中建物若しくは照明コントローラから又はローカル若しくはリモートセンサからなどの自動化された照明制御手段から来ることができる場合)、その調光命令に対する応答が、それが現在、符号化光メッセージを送信するマスター又は符号化光を送信しないスレーブの役割にあるかどうかに依存するように構成されていてもよい。とりわけ、マイクロコントローラ46は、その照明出力を、そのランプ12aがマスターであればより少ない程度、及びそのランプ12b〜12dがスレーブであればより大きな程度調整するが、照明器具4内の全てのランプ12を合わせたものからの調光命令に対する全体的な応答は調光命令になお従う(即ち、照明全体を、調光命令によって指定された量だけなお上又は下に調整する)ように構成されている。この理由は、調光されるk個のランプがあり、このランプが符号化光を放出している場合、そのときは、符号化光(振幅)変調のための(ランプ毎の)ヘッドルームが低くなりすぎるリスクがあることである。これを回避するために、ランプ間で調光を連係させることが望ましい場合がある。このため、ランプ12(又はむしろそれらのマイクロコントローラ46)は、1つ又は2つのランプを、符号化光放出のためのヘッドルームを維持するために、及びその他のランプのいくつかをより多く調光するよう補償するために、より少なく調光することを選択する可能性がある。これは、光が照明器具4から出る前に拡散体などの要素によって混合される場合にとりわけ当てはまる(ランプ12がよく見える状態の場合にはあまり当てはまらない)。
別の更に代替的な又は付加的な実施形態では、ランプ12のマイクロコントローラ46は、ランプ12aの1つのみが符号化光を放出し、他のランプ12b〜12dが「非放出」に設定されている場合の自動フェイルオーバを提供するように構成されていてもよい。即ち、他のランプ12b〜12dのマイクロコントローラ46は、符号化光放出ランプ12aが破損したかどうかを検出し(例えば、制約された信号チャネルを介して又はRF無線ネットワークを介して(voia)これを検出する)、破損していれば、(照明器具内に2つを超えるランプがある場合、どれであるかを決定するために折衝又は分散されたプロトコルを使用して、例えば、制約された信号チャネル又はRF無線ネットワークを通じて折衝して)「非放出」ランプ12b〜12dのうちの1つが符号化光の送信を開始するように動作するように構成されている。また、破損したランプ12aが工場の新しいランプと交換される場合、コミッショニングを行う者によるアクションは必要とされない。
自動分類及びマスター/スレーブの役割
以下は、態様の中でもとりわけ、マルチランプ照明器具4内の複数のランプ12a〜12dのうちのどれがマスター(又は「リーダ」)として機能し、どれがスレーブ(又は「フォロワ」)として機能するかを選択するための分散された(distibuted)プロトコルを含むコミッショニング法を記載する。記載されるマスター及びスレーブを選択するためのプロトコルは、以下に記載される他の特徴がそれと共に用いられるか否かを問わず、(照明器具4内の全てのランプ12がIDを放出する実施形態において)符号化光IDを決定する目的でどのランプ12がマスターになるかを、又は(照明器具4内のランプ12のうちの1つのみがIDを放出する実施形態において)どれが他のランプの符号化光メッセージを送信するかという意味でどれがマスターであるかを決定するために使用されてもよい。どれがマスターになるかを決定するプロセスは、コミッショニング段階時に及び/又はコミッショニング後にアドホック状態で、例えば、定期的に実施されてもよく、又は照明器具への新しいランプの付加(ランプ交換)に応答してトリガされてもよい。
以下は、また、コミッショニング時にどのランプ12a〜12dが同一照明器具4を共有しているかが検出(deetcted)されてもよく、これらランプを自動分類するためのオプションのプロセスを記載する。
言及したように、コネクテッドランプの1つの種類は、従来の蛍光管用に設計された照明器具に後付けする簡単取付「直管LED」(TLED)ランプである。簡単取付TLED手法によれば、既存の固定出力蛍光灯安定器、TLEDランプホルダ、及びまた、照明器具内の全ての電気配線は変わらないままである。簡単なランプ交換によって、既存の「ダム(dumb)」蛍光管は(又は「ダム」TLED管さえも)、それぞれが個々の組み込み式無線ラジオを有する調光可能なコネクテッドTLEDと交換され得る。
しかしながら、オフィス内の全ての旧式の管をTLED等と交換するためのプロジェクトは、コミッショニングプロセスを必要とする。
(各個々の無線ランプに含まれる無線インタフェースに対して)無線インタフェースが各照明器具ベースで各照明器具のハウジング内に含まれる無線照明器具の構成のコミッショニングのプロセスを考えられたい。これを行うために、コミッショニング技術者は自身がコミッショニングしようとする各照明器具の下に(又はそれが見える近傍に)立ち、その照明器具であると自身が考えるものを、コミッショニングツール(例えば、専用のコミッショニングデバイス、又はスマートフォン、タブレット、若しくはラップトップ型コンピュータなどのモバイルユーザ端末で実行するコミッショニングアプリケーション)のユーザインタフェース上で選択しなければならない。コミッショニングツールは、その後、選択した照明器具の識別子を含むコミッショニング要求を一斉送信し、これに応答して、その識別子を有する照明器具は(例えば、そのランプ又は別個の表示灯による点滅により)視覚表示を発する。このようにして、技術者は、選択した照明器具が実際に、自身がコミッショニングしようとする照明器具であるかどうかを確認することができる。そうであれば、技術者は、その後、これをコミッショニングツールで確定し、これに応答して、ツールは確定された照明器具を、次の運用段階において光を制御するために、無線ネットワークに追加する。コミッショニング技術者は、その後、コミッショニングされる各照明器具(例えば、オフィス内の全ての照明器具)に対してこれを繰り返す。
代替として、コミッショニングプロセス時に特定の照明器具を識別するために、ポインティング法も適用されることがある。1つの例は、赤外線受信機を備える照明器具に直接ポイントされる赤外線遠隔制御である。別の方法は、高出力のトーチライトで特定の照明器具の照度センサを照らすことによって照明器具を選択することである。
ここで、各個々の無線ランプ内に無線インタフェースが含まれる場合を考えられたい。典型的なオフィス用途では、各照明器具に4つのTLEDが含まれる。簡単取付コネクテッドTLEDベースの解決策は、したがって、無線照明器具改修キット(例えば、Philps Evokit製品)又は新たな無線照明器具のいずれかを適用する競合の手法よりも4倍大きな数の無線ノードをもたらす。したがって、コネクテッドTLEDに対する現在の最先端の解決策は、空間当たりの非常に大きな数の無線ノードのせいで、非常に高いコミッショニング労力を生じさせる。即ち、コミッショニング技術者は、各照明器具だけでなく各ランプに対し、上記のステップを、各個々のランプの下又はそれが見える近傍に立ち、その識別情報を確認するためにそれを点滅させ、その後、各ランプを制御ネットワークに個々に参加させることによって実施しなければならない。コミッショニング技術者は、また、コミッショニング段階の終了後、それらがグループとして制御される(例えば、調光される)ことを可能にするために、どのランプが同一照明器具の一部であるかを識別しなければならない場合がある。更に、このようなプロセスには、通常、比較的高度な技能を有するコミッショニング技術者が必要である。
以下は、同一照明器具内にある複数のコネクテッドTLED管、又は他のそのような無線ランプの自動分類のための自動コミッショニング法を提供する。実施形態では、自動分類法は、照明器具内にあるTLEDが1つの共通の蛍光灯安定器に有線で接続されているという見解の上に成り立つ。このことを利用するために、1つのマスターTLEDにより安定器に刻印された意図的な負荷変動パターンによって、TLEDが同一安定器を共有するという検証が実施される。蛍光灯安定器が受ける負荷変動は、安定器の種類に応じて、安定器の周波数のシフト及び/又は蛍光灯安定器により照明器具内の他のスレーブTLEDに与えられたランプ電流のシフトのいずれかをもたらす。マスターTLEDによって生じた周波数又は電流シフトパターンの検出時、1つ以上のスレーブTLEDのそれぞれは、それが同一同一安定器(the same the same ballast)を共有し、ゆえに、マスターTLEDと共に照明器具内にあると確実に結論付けることができる。
以下の開示は、また、TLEDのために最適化されたネットワーク参加メカニズムを記載する。初めに、取付者にはマスターコネクテッドTLEDのみがファクトリーニューランプとして見える。取付者が照明ブリッジ又は遠隔制御によってセットアップされたマスターTLEDをZigBeeネットワークに追加すると、同一照明器具内にあるスレーブTLEDもまた、その後、取付者による付加的なアクションが何ら必要とされることなく、同一ZigBeeネットワークに参加することを可能にされる。本開示は、更に、取付者の介入を必要とすることのない、破損したコネクテッドTLEDの交換を目的とする「安定器の負荷減少に基づく」自動分類法を提供する。
TLED自動分類の速度を上げるために、好ましくは、手順は、より迅速であまり煩わしくない(なおかつ、より決定論的でない)評価方法から開始する。即ち、まず、同一照明器具内のTLEDは、最も近くに隣接する照明器具までの典型的な間隔に比べて相対的に狭い「無線」近傍内にあると考えられると想定され得る。したがって、無線RSSI(又は代替的に、符号化光)に基づき、TLEDは、「同一照明器具内にあると思われる」、「おそらく同一照明器具内にある」、「同一照明器具内にないと思われる」などのバケットに分類されてもよい。その後、最初のRSSIベースのTLEDバケットから開始して、方法は、どのTLEDが共通の蛍光灯安定器に接続されており、したがって、同一照明器具内に確実に配置されているかを確実性を持って決定するために負荷変調の使用に進む。
本明細書中に開示される実施形態によれば、コントローラ26は、運用段階の前にコミッショニングプロセスに関与するように構成されている。コミッショニングには、コミッショニングを実施するユーザ8によって使用されているコミッショニングツール6と相互作用するランプ12の1つ以上を伴う。コミッショニングツール6は、専用のリモートユニット、又はスマートフォン、タブレット、若しくはラップトップ型コンピュータなどのユーザ端末で実行するコミッショニングアプリケーションなどの任意の適切な形態をとってもよい。コミッショニングツールは、通常、運用段階において後にランプ12を制御する照明コントローラ(図示せず)と同一のデバイスではないが、この可能性も排除されないことに留意されたい。
ユーザ8は、自身が制御ネットワークに引き込みたい照明器具4のそれぞれのコミッショニングを少なくとも開始するためにコミッショニングツール6を使用するが、本明細書の実施形態によれば、プロセスの残りのいくつか又は全ては、その後、ランプ12とコミッショニングツール6との間で自動化された状態で進行してもよい。
各ランプ12のコントローラ26は、その各ランプ12をファクトリーニュー(factory new、FN)モード又は非ファクトリーニュー(non factory new、非FN)モードのいずれかで動作することができると共に、これらモード間で切り換えることができるように構成されている。例えば、これらは、ZigBee Light LinkプロトコルのFNモード及び非FNモードであってもよい。FNモードでは、ランプ12は、コミッショニングツール6に、コミッショニング待機として現れる。例えば、これは、各ランプ12がコミッショニングを待機していることを周知させるビーコンを反復的に(例えば定期的に)発するためにその各々の無線インタフェース28を使用するコントローラ26によって実現されてもよい。代替的に、これは、ランプ12がコミッショニングを待機していることを応答するためにツール6から一斉送信されるクエリに応答するようにそれ自身を設定するコントローラ26によって実現されてもよい。非FNモードでは、ランプ12はしない。例えば、コントローラ26は、いかなるビーコンも発しない、又はランプ12をコミッショニング待機として周知させるビーコンを少なくとも発しない(例えば、コントローラ26は、特定のビーコンを発するのを停止することができる、又はそのビーコンのコンテンツを、各ランプがコミッショニングを待機していることを明示しないように変更することができる)。代替的に、コントローラ26は、それがツール6からのクエリ一斉送信に応答しない又はランプ12がコミッショニングを待機しているという応答によって応答するモードにそれ自身を設定してもよい。
したがって、ランプ12がFNモードにあるとき、コミッショニングツール6はランプ12をコミッショニング待機として検出し、それをユーザ8に対し、コミッショニングツール6のユーザインタフェースを通じてそのように表示する。非FNモードでは、その一方で、コミッショニングツール6はランプ12をコミッショニング待機として認識せず、したがって、それをユーザ8に対し、コミッショニングツール6のユーザインタフェースを通じてそのようには表示しない。
実施形態では、コミッショニング待機とは、運用段階における後の制御の目的で無線ネットワーク(例えば、ZigBeeネットワーク)に参加されるのを少なくとも待機しているという意味である。したがって、実施形態では、各ランプ12のコントローラ26は、FNモードにあるときにはビーコンを発するように構成されているが、非FNモードにあるときにはビーコンを発するのを停止するように構成されている、又は別の実施形態では、コミッショニングを待機しているランプ12を探すコミッショニングツールからのクエリ一斉送信に各ランプ12のコントローラ26が応答する手法を変更するように構成されている。例として、以下の例は、各ランプ12がビーコンを発するか否か(又は少なくとも、各ランプ12が、それがコミッショニングを待機していることを周知させる特定タイプのビーコンを発するかどうか)をFNモードが制御する前述の実装形態の観点から記載され得る。後者の実装形態では、コミッショニングツール6がオープンネットワークのオファーを送信する場合、マスターランプのコントローラ26はこのオファーに反応するが、スレーブランプはそれを無視する。
本明細書の実施形態によって利用される別の特性は、ZigBee Light Link規格などのZigBee規格に従って構成されたランプが、それがZigBeeネットワークに参加するとFNモードから非FNモードに自動的に切り換わることである。したがって、本明細書の実施形態によれば、ランプを一時ネットワークに参加させたり出させたりすることが、FNモードを意図的に操作するために使用され得る。
本明細書中に開示される例示的な技術によれば、ランプ12のそれぞれのコントローラ26は、分散されたマスタースレーブプロトコルに従うように構成されており、それにより、ランプ12のそれぞれのコントローラ26は、(集中コントローラによる連係を伴うことなく)分散された状態で、それ自身がコミッショニングの目的でマスター又はスレーブになるかどうかを決定する。プロトコルは、照明器具4につき1つのみのランプ12aがマスターになり、その同一照明器具14内の他の全てのランプ12b、12c、12dは各マスター12aに対するスレーブであるように構成されている(単なる例として、本明細書では12aの符号が付されたランプがマスターとして記載されるが、一般に、マスターは同一照明器具4内のランプ12a〜12dのいずれとすることもできることに留意されたい)。どのランプ12a〜12dが同一照明器具内にあるかを検出するための技術が後により詳細に説明される。
マスターになるランプ12aのコントローラ26は、その後、マスター12a以外の全てが、コミッショニングツール6のユーザインタフェースにおいてユーザ8に示されないようにするために、そのスレーブ12b〜12dのFNモードを意図的に操作する。これは、マスター12aに、マスターにより構築された一時無線(例えばZigBee)ネットワークにスレーブランプ12b〜12dを参加させることによって実現される。更に、マスターランプ12aのコントローラ26は、それ自身及びグループとしてのそのスレーブ12b〜12dを代表して1つ以上のコミッショニング操作を実施する。したがって、ユーザの観点からは、コミッショニングは、各個々のランプ12ではなく各照明器具4に対してのみ実施され、スレーブ12b〜12dの識別子をコミッショニングツール6に報告すること、及びスレーブをネットワークに参加することに伴うコミッショニングは完全に「裏で」実施される。
以下は、自動分類の開始前に、照明器具4内の全てのTLED管12a〜12dが新たに取り付けられる、即ち、ファクトリーニュー(FN)の状況の例示的なワークフローを記載する。これは、例として、ZigBeeネットワークにコミッショニングされるそれぞれ4つのTLED管12a〜12dを有するN個の器具4を有する部屋について示される。以下で、ランプ12が特定の動作を実施すると記載されている場合、これは、適宜、各々の無線インタフェース28を使用し、その各々のコントローラ26の制御下で実施されると仮定されてもよい。
まず、4xN個のファクトリーニュー(FN)TLED管12がN個の照明用器具4にそれぞれ挿入される。最初、各FN TLED12は、ZigBeeネットワークを検出しない(又は受信された閾値未満の強度を有するネットワーク(これは別の照明器具、又は更には別の部屋からに違いないと仮定することができる)のみを検出する。後述の「バケッティング」機能を参照)。
環境2内の全てのTLED12は、その後、FNモードから始め、新たなZigbBeeネットワークを開始する(注:その時点で、ブリッジ又は遠隔制御コミッショニングデバイス6はシステム内に存在する必要はない)。これは、環境2内の各ランプ12が、それが隣接物を探している新しいランプであることを通信するビーコンを送信することを意味する。これらビーコンは、固有識別子数(例えば、TLEDの64ビットZigBeeアドレス)を含む。全てのTLED12は、また、これらビーコンをリッスンし、他のTLED12のアドレスをそれら自身のアドレスに対して解析する。最下位アドレスを有する1つのTLED12aは、それを安定器10に接続している安定器線上のその64ビットZigBeeアドレスを変調することにより、それが安定器にかける負荷を変調することによって(後により詳細に記載される)自動コミッショニングの第2段階を開始する。他の全てのTLED12は、それらが安定器10から受信した電力が変調されているかを確認する。変調されていれば、これらTLED12b〜12dはそれぞれ、それが安定器負荷変調を経て受信した64ビットアドレスを取り込む。この64ビットアドレスは、それ自身の照明器具4内のマスターTLED12aのZigBeeアドレスである。ランプ12は全てがオンにされなくてもよく、厳密に同じ時間にプロセスを開始しなくてもよいことに留意されたい。本来であれば、ランプ交換中、照明器具4の電源はオフにすべきであるため、この規則に従えば、ランプは全て、ランプ交換後に一緒にオンにされ、ゆえに、プロセスを同時に開始する。実際には、この規則に必ずしも従うとは限らないが、それでもなお、ランプ4が、電源投入後、特定の有限窓にわたって潜在的マスター又はスレーブを探し続けるように構成されている限りは、記載されるプロセスは依然として機能する。
マスターを選択するための別の手法は、主電源16の電源投入後、各TLED12がその無線28を起動可能となる前にランダムタイムアウトを使用することである。最初に無線28がアクティブとなるTLED12がマスターになり、ネットワークを立ち上げる。TLED12が依然としてコミッショニングされていなければ、TLED管12のランダムタイムアウト機能は、特定の期間の後、例えば1か月後に無効化される。このランダムタイムアウト法は、しかしながら、あまり好適でなく、プロセスに時間がかかり、加えて、小規模ネットワーク及び大規模ネットワークの両方にサイズを合わせることが困難である(ネットワークが大規模になるほど必要な起動遅延が長くなる)。一方で、負荷変調は直接、あらゆるネットワークサイズで機能する。
どのような手段でマスター及びスレーブが選択されたとしても、スレーブTLED12b〜12dのそれぞれは、その後、ZigBeeマスターTLEDデバイス12aのZigBeeネットワークに参加する(スレーブのそれぞれを非FNモードに切り換えさせ、ビーコンを発するのを停止させる)。マスターTLED12aは、1つ以上のTLED12b〜12dがそのネットワークに参加したことを認識する。このネットワークは、そのスレーブ12b〜12dから固有の数(例えば、6桁のリモートリセットコード)を取得するためにマスター12aによって使用され、固有の数は、後に、コミッショニングプロセス時に、取付者のリモート(コミッショニングツール)6によってセットアップされたZigBeeネットワークにスレーブTLED12b〜12dを引き込むために使用される。
TLED12のどれが同一照明器具4内に配置されているかが決定された後、マスターTLED12aは、そのスレーブTLED隣接物12b〜12dの固有のアドレスを、ネットワークパラメータ及びキーと共に保存する。マスターTLED12aは、それがそのスレーブ12b〜12dのために構築したネットワークを出て、コミッショニングツール6にコミッショニング待機として現れるようにFNモードに戻る。しかしながら、マスターTLED12aは、そのスレーブTLED12b〜12dを、これらがコミッショニングツール6に現れないように、この新規に構築されたネットワークに残す。したがって、マスター12aはそのスレーブ12b〜12dの代表として機能する。
マスター12aがFNモードに戻ると、これは、マスター12aが再度ビーコンを発し始めることを意味する。次のマスターを選択するための分散されたプロトコルでマスター12aが考慮されることを避けるために、したがって、マスター12aは、そのビーコンの1つ以上において、それがすでにマスターとして機能したことを示す。
一般にビーコンを発することに関して、TLED12は、ある固有のID、それらの存在、及びそれらが照明器具4毎にすでに分類されたかどうかを通信するためのメカニズムを必要とする。通常のZigBeeビーコンは、とりわけ、それらのネットワークの拡張PAN(Personal Area Network、パーソナルエリアネットワーク)[SA4]IDを含むが、TLED12が交換する必要があってもよい他の情報を含むためのスペース又はメカニズムは提供しない。したがって、以下の代替的方法の1つは、FNモードに戻るマスター12aがすでにマスターであった(その各照明器具内のランプ12b〜12dをすでに分類したかどうかを示すために使用されてもよい。
第1の可能性は、個別に定義された告知メッセージをZigBee上で使用することである。この手法によれば、各ランプ12は、そのネットワークに他のデバイスが参加するためにオープンにすることなく、それ自身のZigBeeネットワークを開始する。コミッショニングプロセスの全体を通して1回以上(最初にビーコンを発する際及び/又はその後)、各TLED12は、それ自身のネットワーク上で、現在の目的に関連する情報(例えば、MAC(Media Access Control、媒体アクセス制御)[SA5]アドレス、照明器具内におけるマスター対スレーブTLEDの表示、照明器具内のスレーブTLEDの自動分類がすでに行われたか否か)を含むPAN間告知メッセージを定期的に(いくらかの既定の間隔を置いて)送信する。残りの時間で、各TLED12は、それ自身のチャネル又は全てのチャネルのいずれかにおいて他のTLED12から類似のメッセージをリッスンする(以下の記載を参照)。各ファクトリーニューTLEDはそのような全てのメッセージをそのラジオレンジ内でリッスンし、それに応じて動作する(残りの文を参照)。TLED12が自動分類をすでに実施している場合、それに応じてTLED12はその告知メッセージの内容を調整する。コミッショニングが完了した後、告知メッセージの送信がTLEDのうちの1つの交換などの使用ケースのために継続されてもよい(後により詳細に記載される)。
上記は、全てのTLED12に対し、これらの全てにとって既知のZigBeeチャネル上で実施され得る(デバイスは1つのチャネルでしかリッスンする必要がないため最も簡単である)、又は各TLEDはランダムZigBeeチャネル上で選択することができる(これは、各デバイスが全てのチャネルでリッスンする必要があることを意味し、幾分より複雑化するが、全ZigBeeチャネルにわたる良好な分散を可能にする)。
第2の可能性は、修正されたビーコンを使用することである。これは、上記第1の可能性に類似するが、ZigBeeスペックで定義されたビーコンを使用する告知メッセージの代わりに、プロトコルバイトは既存のシステムに使用される値(00=ZigBee Pro等)とは異なる値に設定される。ペイロードに、(上記第1の可能性との関連で記載したものと同じ)種々の情報が保持される。
第3の可能性は、ZigBee以外の別のプロトコルの、ZigBeeビーコン以外の別の種類のビーコンを使用することである。これは、上記第1及び第2の可能性のバリエーションであるが、当該情報は、別のビーコン、例えば、BLE(Bluetooth Low Energy)iBeaconで伝送される。
第1のマスター12aが、それがすでにマスターになったことをどのような手段で示すとしても、まだ自動分類されていない他の照明器具4内の他のTLED12は、この表示が与えられることなく、その後、それらが第1の照明器具内のマスターTLED12aからビーコンをもはや受信していないことを認識する。これは、別のTLED12が今では最下位固有数を有し、その照明器具4のマスターの役割をそれ自身に割り当て、上記プロセスをこの照明器具のために繰り返すことを意味する。全ての照明器具4内の各マスターTLED12がこれらステップを完了させるまで全プロセスを繰り返す。
オプションとして、上述のプロセスフローは、照明器具4内の管隣接物12b〜12dの選択を、十分に高い信号強度を有するものを検出することによって補助するために、受信されたビーコンの信号強度、例えば、受信された信号の強度表示(received signal strength indicator、RSSI)の測定値を使用することによって強化されてもよいことに留意されたい。即ち、RSSIは、TLED自動コミッショニングプロセスを加速するために使用され得る。(例えば、広いオープンプランオフィス内の)複数の照明器具4が上記自動分類プロセスを同時に実行することができ、そのTLED12が実際に同一照明器具4内に収容されているかを独立して確認するように、所定の閾値未満のRSSIを有するビーコンは無視され得る。RSSI単独では、必ずしも、同一照明器具4内にあるTLED12を十分な確実性を持って識別するほど十分に信頼性が高くはない。したがって、実施形態では、RSSIは、TLED12、例えば、同一照明器具内にあると思われるもの、又は同一照明器具内にある可能性のあるもののRSSIベースのバケット(即ち、サブセット候補)を構築するためだけに使用される。どのTLED12が同一照明器具4内に実際に収容されているかをより確実に決定するために、バケットに基づき、第2の識別メカニズムが、その後、使用され、例えば、1つのマスターTLED12aの電気負荷を短絡させ、照明器具内の別のスレーブTLED12b〜12dの安定器の負荷変動を検出する。
コミッショニングフローの次の段階において、取付ユーザ(人)8がコミッショニングに関与する。取付ユーザ8は、自身のコミッショニングツール6上で、照明器具4につき1つのみのFNランプ12(即ち、マスターTLED)が表示されているのを確認する。ユーザ8がこれらの見えているFNランプ12aのうちの1つの照明器具4を自身が構築しているネットワークに含めたければ、そのときは、ユーザ8はそのランプ12aをコミッショニングツール6のユーザインタフェース内で選択する。これにより、コミッショニングツール6が、選択されたランプ12aにコミッショニング要求を送信する。これに応答して、このランプ12aは、例えば、その照明要素18を点滅させることによってユーザ8に視覚表示を提供する。ユーザ8は、したがって、自身が選択したランプ12aが実際に、自身がコミッショニングしようとしている照明器具4内にあることを確認することができる。そうであれば、ユーザは、コミッショニングツール6のユーザインタフェースを通じてこれを確定し、コミッショニングツール6に、マスターTLEDをそのZigBeeネットワークに含めさせる(即ち、後の運用段階でランプ12を制御する目的でより広いZigBeeネットワークが構築される)。マスターTLED12aは、また、コミッショニングツール6に、その3つの非FN TLEDスレーブ12b〜12d(それらの固有のID、例えば、ZigBeeアドレスを含む)について知らせる。スレーブTLED12b〜12dは、その後、コミッショニングツール(又は照明ブリッジ)によってセットアップされたZigBeeネットワークに参加する。これには少なくとも3つのオプションがある。
第1のオプションは、コミッショニングツール6が、6桁のリセットコードを使用してスレーブランプ12b〜12dをそのネットワークに引き込むためにスレーブTLEDの固有のIDを使用することである。これらは、スレーブTLED12b〜12dを再度FNにし、コミッショニングツールのリモートネットワークに参加するために、コミッショニングツール6によって一斉送信され得る。
第2のオプションとして、マスターTLED12aは前のネットワーク(マスターTLED12aがそのスレーブ12b〜12dに対して構築したネットワーク)に一時的に戻り、そのスレーブTLED12b〜12dに、新たなネットワーク(コミッショニングツール6によって構築されたネットワーク)のパラメータを送信するためにこれを使用する。スレーブTLED管12b〜12dは、その後、新たなネットワークに切り換え、マスターTLED管12aもまた、コミッショニングツール6の新たなネットワークに戻る。
第3のオプションでは、コミッショニングツール6は、マスターTLED12aに、そのスレーブTLED12b〜12dに「リモートリセット」を送信するように命令する。マスターTLED12aは前のネットワークに一時的に戻り、そのスレーブTLED12b〜12dに「リモートリセット」を送信し、スレーブTLED12b〜12dを再度FNにさせる。マスターTLED管12aは、その後、コミッショニングツール6のネットワークに戻る。コミッショニングツール6は新たなデバイスを探し、3つのスレーブTLED12b〜12dを見つける。
したがって、マスター及びスレーブランプ12a〜12dは全て、コミッショニングツール6によって構築された無線ネットワーク(例えば、ZigBeeネットワーク)に集合的に引き込まれるため、ランプ12a〜12は、その後、運用段階においてそのネットワークを介して制御され得る。どのようなオプションが使用されるとしても、好ましくは、コミッショニングツール6は、また、グループアドレス(例えば、ZigBeeグループアドレス)を同一照明器具4内のランプ12a〜12dに割り当てる(異なる各々のグループアドレスを各それぞれの照明器具に割り付ける)。このグループアドレスは、その後、(各ランプの個々のアドレスに別個のメッセージを送信するよりもむしろ)それぞれが宛先アドレスとして1つのグループアドレスのみを有する1つ以上の制御メッセージを一斉送信することによって、制御デバイス(図示せず)がランプ12a〜12dを一緒に制御することを可能にする。例えば、ZigBeeメッセージにより、グループ識別子を有するメッセージが一斉送信されることが可能であり、それにより、この識別子を含む(即ち、このグループ内にある)ランプ12のみが反応する。割り当てられる際、コミッショニングツール6はグループアドレスをマスター12a及びスレーブのそれぞれに通信する。動作時、各ランプ12a〜12dは、したがって、グループアドレスを有する任意のメッセージをリッスンし、それに応じて反応する。しかしながら、照明器具内の全てのTLEDに対してグループアドレスを有することは必ずしも必要ないことに留意されたい。代替的に、コミッショニングプロセスが完了すると、各TLEDをそれ自身の個々のアドレスで単純にアドレス指定することが可能である。
上記は、したがって、新規に取り付けられた照明器具4の構成がコミッショニングされ得るメカニズムを説明する。自動分類が使用されてもよい更なる状況は、最初のコミッショニング段階が終了し、運用段階が開始した後に所与の照明器具4内の個々のTLED12のうちの1つが交換される場合である。以下は、照明器具4内の非FN TLED管12のうちの1つの交換のワークフローを記載する。このコネクテッドTLEDの現場交換は、遠隔制御又はコミッショニングの専門家の関与なしの、代替TLED12の「開封した」ばかりの自動コミッショニングを目的とする。自動分類プロセスは、ファクトリーニューコネクテッドTLED管12と、スイッチによる1回の主電源電圧16の電源の入れ直しとの組み合わせによってトリガされ得る。代替的に、ランプ交換人は、代替管の自動コミッショニングを能動的にトリガしてもよい(例えば、主電源スイッチを10秒以内に5回切り換える)。
代替TLEDの自動コミッショニングは以下のように進行する。新規に取り付けられたTLED、例えば、参照番号12bの代替物は、それが安定器10にかける負荷を変調することによって安定器10に信号を送信する。同一照明器具4内の他のTLED12a、12c、12dは、安定器10によりそれらに供給される電力内のこのメッセージを受信(hear)する。これらTLED12a、12c、12dのうちの1つ(例えば、最下位の固有アドレスを有するもの、又はすでに照明器具4のマスターになったTLED12a)はそのネットワークを開く。新たなTLEDは、その後、ネットワークに参加する。マスターTLED12aは、新たなTLED内の適切なZigBeeグループを、新たなTLEDが交換されたTLED12bと同じように機能するようプログラムする。
これにより、コミッショニングツール6が照明器具4内の全てのTLED12a〜12dを単一ZigBeeグループに割り当てたと仮定する。照明器具4内の全てのTLED12a〜12dを同一グループに有することは、後に、残りの古いTLED12a、12c、12dのZigBeeグループ数が新たな代替TLEDのために直接再利用され得るため、この代替物の使用ケースにとって非常に有利である。Zigbeeグループアドレスとは異なり、通常のZigBeeアドレスはこの特徴を有さず、新たな代替TLEDは、古いものとは異なる16ビットアドレスを常に有する。
上記メカニズムは、どれも要求に返答しない場合にタイムアウトを含んでもよい。あるいは、代替として、新たなTLEDは、ZigBee上でネットワークに対する要求を送信してもよく、要求は他のTLED12a、12c、12d、又は照明器具4の少なくともマスター12aによって監視され、返答される。また、ここで、両者が同一照明器具4内にあることを確認するために、安定器線を通じた信号送信が使用され得る(及び好ましくは使用される)。TLEDの現場交換において、照明ネットワークに参加することを望んでいる「志願者」無線ノードが蛍光管安定器10に実際に接続されているかどうかに関するこの確認はセキュリティメカニズムとしても機能し、「志願者」無線ノードは、それがネットワークの存在する要素12aとして物理的に同一照明器具4内にある場合にのみ参加することができ、したがって、照明を破壊しようとするなどの悪意の目的でローグデバイスが参加することを回避する。同一蛍光管安定器10の共有は、いくつかの意味で、消費者用途のために使用されるタッチリンキングメカニズムに対するTLED市場の類似点である。消費者用途では、ペアリング手順は、例えば、ハウジング14の外からランプへの悪意のある新たなネットワークコンポーネントのペアリングを妨げるために電球とリモートコントロールの物理的近接を必要とする。同じように、本開示の実施形態は、既存のランプ12aが、TLEDであると主張する新たな無線コンポーネントが実際に既存のコネクテッドTLED12aとして同一安定器10に線で接続されており、ゆえに、実際に代替TLEDであり、別の悪意のある無線デバイスではないことを確認することによって、ネットワークに参加する新たなZigBeeコンポーネントの認証を評価することを可能にする。
上記の概要を示すために、図9は、本開示の実施形態によるランプ12の可能な異なる状態を示す状態図を記載する。どのランプも、「開封した」ばかりの状態54で最初に初めて電源が投入されたときに寿命が始まり、上述したように、マスターになるかスレーブになるかを決定するために、分散された折衝プロトコルを実行する。その後、これに基づき、ランプ12aの1つはマスター状態56に移行し、一方で同一照明器具内のその他のランプはそれぞれ、スレーブ状態58に移行する。第1のランプ12aがマスター状態56にあり、第2のランプ12b〜12dがスレーブ状態58にある間、これらのランプ12a〜12dをグループとしてコミッショニングするための1つ以上のステップを開始するために、マスター12aは、集合的に第1及び第2のランプ12a〜12dを代表してコミッショニングツールと対話する。最後に、コミッショニングが終了した後、マスター及びスレーブランプ12a〜12dの両方は、それらが、それらの最終目的のために使用できる運用状態(運用段階)60に移行する、即ち、環境2を照明するために使用され、コミッショニングツールによって確立されたZigBeeネットワーク又は他のそのような無線ネットワークを通じて(例えば、調光される、色照明シーンを設定するために使用される等のために)制御される。運用状態60において、各ランプ12は、上述したように、潜在的代替ランプの信号を監視する。
(a)ランプがFN(「ファクトリーニュー」)モードであるかどうかは、(b)ランプが「開封した」ばかりの状態、マスター、スレーブ、又は最終運用状態にあるかどうかとは別の変動因子であることに留意されたい。これは、ランプがマスターである間、ランプはFNと非FNの両方の間で切り換わり、また、ランプがスレーブである間、ランプは、また、FNと非FNとの間で切り換わることができるため、(a)と(b)は、別々に制御可能な因子であるということを考慮することにより認められ得る。したがって、本明細書中に開示される技術には、新たに「開封した」状態かどうかをただ示すだけでなく、同一照明器具4内の複数のランプ12のうちのどれがコミッショニングツール6に現れるかを制御するという更なる目的のために使用されるように、FN状態を故意に且つ意図的に操作することを含む。
制約された信号チャネル
安定器による信号の負荷変調の使用は、RSSIのみをベースにした自動分類に比べてとりわけ有利であり得る。米国では、例えば、照明器具は、常に、照明器具4の上部(upper top)と側壁との両方に連続した金属筐体を有する。照明器具の金属側壁は、異なる照明器具4内に収容されているTLED12間の(同一平面内の)直接無線経路を遮断する。したがって、2つの異なる照明器具4内に収容されたTLED12間の無線減衰量は、通常、同一照明器具4内に収容された15〜20cmの距離にある2つの隣接するTLEDに比べて大きい。しかしながら、隣接する照明器具4の間の通常よりも短い設置距離では、照明器具の金属側壁によって生じる減衰量は、ある場合においては(例えば、照明器具の金属側壁の開けられた穴がTLEDの無線28のすぐ隣にある場合)、異なる照明器具のコネクテッドTLED管12の偶発的な自動分類を防止するには不十分である。加えて、TLED管12のそれぞれは、その無線28を、管12のエンドキャップ20iのうちの1つのみに配置してもよい。したがって、同一照明器具4内に配置された2つの隣接するTLED管12a、12bが、無線28が管12の反対端にある状態で取付者によって取り付けられる50%の尤度がある。TLEDの中央にアンテナ28を配置することでこの問題を克服してもよい。しかしながら、TLEDのハードウェアの観点から、コネクテッドTLEDにおける好適な無線の位置はエンドキャップ20内である。
十分なロバスト性を確保するために、したがって、TLED12をRSSIの補助によって「バケット」化し、その後、どのTLED12が同一照明器具4内に配置されているかを確実性を持って決定するために第2の分類手法を使用することが好ましい。
第2の自動分類法には少なくとも2つのオプションがある。一実施形態は、上に言及したように、マスターTLED12a管が、(例えば、その固有のIDを信号送信するために)それが安定器10にかける負荷を変調することにより安定器10を通じて信号送信することである。他のTLED12b〜12dは、その後、同一照明器具4内のそれらの姉妹TLEDにより生じる負荷移行を検出するよう注視する。これは間もなくより詳細に説明される。
しかしながら、別の実施形態として、コネクテッドTLED12のそれぞれは、スレーブ12b〜12dが同一照明器具4内に配置されたマスターTLED12aによって放出された光変調パターン(及び/又はスレーブ12b〜12dはマスター12aによって検出される光パターンを放出し得る)を検出することを可能にするために使用され得る内蔵された光センサを有してもよい。光センサは、既存の照度センサであってもよく、又は開示される検出のための専用光センサであってもよい。マスター12aは選択的に、マスターTLED管がそれ自身の光による邪魔なくその隣接物12b〜12dから符号化光メッセージを受信するのを補助するために、照明器具4内のライトのスイッチを切る。照明器具4のハウジング14は符号化光信号を少なくとも一部遮断するように機能するため、同一照明器具4内のランプ12a〜12dは互いの信号を受信するが他の照明器具4内のランプ12からの信号は受信しないことから、符号化光は、どのランプ12が同一照明器具内にあるかを検出するために使用され得る。これを容易にするために、光センサ及び/又はランプ12の位置は、所与の照明器具4内の所与のランプ12の光センサのみが、又は所与の照明器具4内の所与のランプ12の光センサが少なくとも主として、同一照明器具4内のランプから光を受信するように、特に構成されていてもよい。例えば、光センサは、各照明器具ハウジング14の内部の上部反射要素から反射した光を検出するために上方に面するように構成されていてもよい。類似の原理は、ランプ12が同一照明器具内にあるかどうかを検出するための手段として他の媒体を用いても適用され得る。例えば、各ランプ12は、(信号が、照明器具4の下のコントローラ又はコミッショニングツール6からは受信され得るが、同一天井に取り付けられた他の照明器具からは受信され得ないように)ハウジング14によって遮断される超音波信号を発してもよく、又は各ランプ12は、照明器具ハウジング14の側面周囲の金属要素によって遮断される無線信号を発してもよい。
付加的な特徴として、実施形態では、光センサをTLED12毎に用いることによって、照明器具4内のTLED管12a〜12dの相対位置を識別することが可能である。このことは、照明器具4内の4つのTLED12a〜12dにわたって(左から右に、又は右から左に)掃引する指向性照明を可能にする。この動的旋回(dynamic swiveling)光ビームは、隣り合う照明器具4間の指向性を識別することを可能にしてもよく、これにより、部屋レベルの自動コミッショニングを可能にしてもよい。この手法では、同一照明器具4内に収容されたTLED12は、照明器具の左側から右側へとそれらのライトに逐次的にスイッチを入れる。同時に、隣接する照明器具内のTLEDのLEDはオフにされたままであるが、光センシング手段によって、隣接する照明器具内のTLED管の逐次的なスイッチオン中に生じた床上の光ルクスレベルを検出する。光が点灯されたTLED管が受信TLEDに物理的に接近するほど、床上の光は多くなる。管の段階的な切り換え中に床上で検出されたルクスレベルに基づき、(光オフモードにある)TLED管は、掃引光を実行している隣接する照明器具が実際にその右側又はその左側に配置されているかどうかを導き出すことができる。
ここで、以下、安定器10によって供給される電力のパターンを同一照明器具4内のランプ12a〜12dに信号送信するために、マスター12aによって安定器10にかけられる負荷を意図的に変調するための技術の例示的な実装形態を記載する。
記載したように、蛍光照明器具4は、典型的には、1つの単一の安定器10に線で接続されたいくつかのTL管12a〜12dを持つ。図4に、即時始動(instant start、IS)安定器10の典型的な配線図が示される。TL管12の各端部において、2つのピン22がシャンテドランプホルダによって短絡されている。照明器具4内の第1のランプ12aの一端にあるピン22a,iは第1の青線30aにより安定器10に接続されており、第2のランプ12bの一端にあるピン22b,iは第2の青線30aによって安定器10に接続されている(照明器具内に2つを超えるランプがある場合も同様)。他端において、ピン22a,ii及びピン22b,ii(など)は全て共に接続されており、かつ同一の赤線32により安定器10に接続されている。安定器10それ自体は、黒線34及び白線36により主電源16に接続されている。
図5及び図6は、蛍光管に給電するための異なるタイプの安定器10の例を示す。例として、これらは、即時始動(IS)安定器のNAM(non-additive mixing、非加算ミキシング)[SA6]領域の主要トポロジー、即ち、自己発振(self-oscillating、SO)回路(図5を参照)及び電流型ハーフブリッジ共振回路(図6を参照)である。
図5は、典型的な高周波(HF)蛍光灯安定器を示す。この安定器10は、上流主電源供給16を受信し、これを、フィルタリング済みの電源供給を生成するために、及び安定器によって発生した干渉が主電源に戻るのを阻止するためにフィルタリングするように構成されたEMI(electromagnetic interference、電磁干渉)フィルタ38からなる。安定器10は、また、EMIフィルタ38からフィルタリング済みの電源供給を受けるために、及び力率改善済み電源供給を生成するためにフィルタリング済みの電源供給の力率改善を行うために接続されたPFC(power factor correction、力率改善)入力ステージ40を含む。回路は、力率改善ステージ40から力率改善済み電源供給を受けるために接続された共振出力ステージ42を更に含む。この回路は、受けた力率改善済み電源供給を基に、蛍光管(又はそれらのTLED代替物12)に電力供給するために使用される最終電源供給を生成するために、自己発振モードで動作する。共振回路42内の2つのトランジスタは変圧器T1の補助巻線によって駆動される。出力は、通常、主電源16から遮断される。安定器10は、したがって、T1の二次巻線の両端に約600VのHF電圧を生成する。コンデンサC1及びコンデンサC2は、ランプ12a、ランプ12bのそれぞれと直列で接続されている。コンデンサC1、C2はバラスト要素として機能し、ランプの電流を制御する。
最近の製品では、ハーフブリッジ(half-bridge、HB)共振回路がそのコスト節減からより人気が高まっている。図6に、典型的なHB蛍光灯安定器トポロジーが示されている。この回路は図5のものに類似するが、SO共振回路42がHB回路44に交換されている。HB回路44は、通常、集積回路(integrated circuit、IC)によって制御される。出力は主電源16から遮断されない。
ここで、図5及び図6に示されるもの又はその他などの安定器10を介して信号を送信及び受信するためのいくつかの例示的な技術の詳細が図7との関連でより詳細に記載される。
図7は、安定器10を介して信号送信するために、及びまた、安定器10から受けた電源供給により他のランプ12からのそのような信号を検出するために、負荷変調を実施するための例示的なランプ12を示す。実施形態では、照明器具4の1つ、いくつか又は全てのランプ12のそれぞれは、図7に従い構成されていてもよい。
図7に示されるように、ランプ12は、安定器10からランプ12のピン22を介して交流電源供給を受け、これを直流電力に変換するように構成されたダイオードD1、D2、D3、D4の構成を含む整流器23を含む。種々の形態の整流器はそれら自体当業者に周知であり、整流器23は図7に示される形態を必ずしもとらなければならないわけではない(が、そうである方がよい)。ランプ12は、整流器23から直流電力を受け、これに基づき、LEDベース照明要素18(LEDストリング又はアレイ)への定電流又はほぼ定電流を生成するように構成されたLEDドライバ24を更に含む。しかしながら、定電流は、本明細書で述べられるように、電流が調整可能でないことを必ずしも意味しないことに留意されたい。むしろ、ランプ24は、例えば、ランプ12の埋め込まれたファームウェアを実行するように構成されたマイクロコントローラ46を含むコントローラ26を含む。更に、ランプ12は、無線インタフェース28、例えば、ZigBee、Wi−Fi、802.15.4、又はBluetoothインタフェース(上記は、主としてZigBee例の観点から記載した)を含む。マイクロコントローラ46は、無線インタフェース28とLEDドライバ24とに接続されている。マイクロコントローラ46は、無線インタフェース28を介して、例えば、照明コントローラ又は1つ以上の無線センサ(図示せず)から発生するメッセージを受信し、メッセージを基に、照明要素18が光を放出する光出力レベルを決定するように構成されている。マイクロコントローラ46は、その後、この光出力レベルをLEDドライバ24に示し、これに応答して、LEDドライバ24は、電流を、所望の光出力を得るための適切なレベルに設定する。LEDドライバ24によって供給される電流は、したがって、コントローラ26によって示される所与の光出力において、電流がほぼ一定であることをLEDドライバ24が確実にするという点で、一定である。また、パルス幅変調(pulse width modulation、PWM)調光等が使用される場合、定電流とは平均電流を意味することに留意されたい。更に、実施形態では、LEDベース照明要素28は、異なる色の、独立制御可能なLED又はLEDのサブアレイを含んでもよい。この場合、コントローラ26及びLEDドライバ24は、また、光出力の色を制御するために、それぞれ異なる色のLED又はサブアレイの出力レベルを個々に設定してもよい。
安定器10を介して信号送信するために、ランプ12の内部コントローラ26は、マイクロコントローラ46の制御下で、各ランプ12によって安定器10にかけられる負荷を変調することができるように接続されたトランジスタスイッチM1の形態の送信回路を更に含む。示される例示的実施形態では、これは、トランジスタM1のゲート(又はベース)がコントローラ26に接続されている状態で、負荷全体において、例えば、LEDドライバ24又は照明要素18全体において、トランジスタM1のソースとドレイン(又はコレクタとエミッタ)を並列で接続することによって実現される。これは、コントローラ26が、トランジスタM1のゲート(又はベース)を制御することによって負荷を選択的に短絡させることを可能にする。コントローラ26がこれを行うと、これは、安定器10を通じて戻される「吃逆」を引き起こし、吃逆は、同一照明器具4内の他のランプ12によって受信される電力において検出可能である。適切な所定の符号(以下を参照)に従い短絡を制御することで、したがって、同一照明器具4内の他のランプ12に安定器10を介して信号送信することが可能である。
そのような信号を同一照明器具4内の他の類似のランプ12から検知できるために、図7のランプ12は、整流器23とLEDドライバ24との間に接続されたセンシング回路50を更に含む(しかし、センシング回路50は、場合によっては回路の他の部分に接続され得る)。この回路50は、安定器10によって供給される電力中の信号送信された「吃逆」のパターンを検出し、検出された信号を復号のためにコントローラ26に供給するように構成されている。センシング回路50は、受信電力の電流、電圧及び/又は周波数の変調をセンシングすることによって受信電力の変調を検知するように構成されていてもよい。例えば、実施形態では、センシング回路50は電流センシング回路である。
したがって、コントローラ26は、同一照明器具4内のランプ12a〜12dの自動分類を実施するために、安定器10を介して信号を送信することができ、また、本明細書中に開示される種々のコミッショニングフローステップに従いそのような信号に作用することができる。
TLED分類法を開始するために、(例えば、同一照明器具4を共有していると思われるTLEDのバケットからの)1つのマスターTLEDランプ12aが自動分類プロセスを開始する。自動分類プロセス中、このマスターTLEDランプ12aはLED負荷シャントプロセスを開始し、(マイクロコントローラ46によって決定された)既定の周波数及びデューティサイクルでスイッチM1を開閉する。スレーブTLEDランプ12b〜12dのそれぞれは、ランプの電流の変化をその内部電流検出ユニット50により検知する。マスターTLEDランプ12aがこの符号化シャントアクションを実施すると、安定器10の負荷条件は変化し、安定器はその通常の動作点から外れる。結果として、グループ内の残りのTLEDランプ12b〜12dはより多い又はより少ない電力のいずれかを安定器10から受信する。変化の大きさ及び方向は蛍光灯安定器のトポロジーに依存するが、いずれにせよ、変化はスレーブTLED12b〜12dにとって顕著である。スレーブTLEDランプは、この変化をランプ内の検出ユニット50によって検知する。安定器10は電流源であるため、マスターTLED12aランプによって実施される符号化短絡は安全なアクションであり、安定器10又はTLEDランプ12a〜12dのいずれも損傷しない。
負荷短絡機能は、例えば、図7に示されるようなシャントスイッチM1によってTLED12内で低コストで実施され得る。各TLED12において、このシャントスイッチM1の例は整流器23の後に配置されている(このスイッチM1は、実際には、パルス幅変調調光目的で既存のTLED12内にすでに存在していてもよい)。M1が閉じると、ランプ入力は短絡され、安定器10からの電流はLED負荷18に電力を伝達することなくバイパスされる。他のTLED12によって送られた符号を検出するために、電流検出ブロック50の例は各TLEDランプ12の主電流ループに挿入される。安定器の電流及び周波数の符号化された変化は、この検出ブロック50により検知され、抽出された信号はTLED12内の搭載マイクロコントローラ46に供給される。同一マイクロコントローラ26はシャントスイッチM1も制御する。
実施形態では、実の蛍光管ランプのフィラメントをエミュレートするために、それぞれTLED12の2つの側の入力22i 22iiにフィラメント回路52i、52iiが含まれていてもよいことに留意されたい。この回路52は、例えば、電力抵抗器であってもよく、又は即時始動安定器用に開いたままであってもよい。フィラメント回路52は、したがって、信号送信された符号を、信号に何ら影響することなく通過させる。
図8は、本明細書中に開示される実施形態によるスレーブランプ12b〜12dによって受信された、時間領域t(コンディショニング後)内の安定器電流Iの例示的形状を示す。上の略図は、スレーブTLED12a〜12dによって受信された安定器電流が安定レベルにある通常動作時の電流を示す。マスターTLEDランプ12aは、その後、分類プロセスを開始し、安定器10に符号化パターンを強制付与する。結果として、図8の下の略図に示されるように、スレーブTLED12b〜12dによって受信された電流は、マスターランプのシャント周波数に等しい周波数を有する、変調された信号パターンを含む。シャント周波数は、例えば、1〜10Hzの範囲内、又は数百Hz〜数kHzの範囲内であり得る(好ましくは、主電源周波数成分による不要な干渉を最小限にするために主電源周波数は回避される)。
電流検出ユニット50が符号化変調パターンを検出するためのいくつかの手法がある。第1のオプションでは、検出は、平均電流値の変化をセンシングすることによって行われる。最初に、検知された信号はローパスフィルタにより平均化される。次いで、この値はマイクロコントローラ46によって読み取られ、公称値と比較される。マイクロコントローラ46は、その後、これが、それ自身の各ランプ12と共通の安定器10を共有している別のランプ12からの信号を示すかどうかを判定する。例えば、各スレーブランプ12b〜12dは、マスターを識別する、マスター12aからの信号を安定器10上でリッスンしてもよく、スレーブ12b〜12dがこれを検出すると、各スレーブ12b〜12dは、マスター12aにスレーブの識別情報(例えば、アドレス)を知らせるために、無線インタフェース28を介してマスター12aに応答する。あるいは、これとは逆に動作して、マスター12aは、スレーブ12b〜12dをマスター12aに対して識別する、スレーブ12b〜12dから安定器10上で受信された信号を、安定器10上でリッスンしてもよい。
検出の、第2の、代替的な又は付加的なオプションとして、検出は、受信された変調の周波数を測定することによって行われてもよい。必要であれば、マスターTLEDランプ12aは、いくつかの基本メッセージを、周波数、デューティサイクル等を変調することによってスレーブランプ12b〜12dに送信することもできる。この第2のオプションは、異なる安定器回路トポロジーがTLED電流の異なる変調度をもたらすことから、上記第1のオプションに比べてより正確である。第1のオプションによって使用される平均値検出法は、したがって、第2のオプションに比べて誤りがより生じやすい(しかし必ずしも使用できないほど誤りが生じやすいわけではない)。
上で開示した安定器負荷変調方式により情報を信号送信するために使用される符号化方式に関しては、種々の符号化方式が可能である。例えば、マスター及びスレーブTLED12a〜12d間の安定器ベースの通信チャネルは、モールス符号、マンチェスター符号化、又はパルス位置変調等などのバイナリ符号化方式を用いてもよい。信号送信される情報は、送信側ランプの64ビット固有ZigBeeアドレス(又は他の固有識別子)のいくつか又は全てを、オプションとして、ヘッダビット、スタート及びストップビット、並びに/又は可能な誤り検出若しくは訂正ビットなどのいくつかの他のビットと共に含んでもよい。ある実施形態では、この通信チャネルは、また、例えば、「オペコード」のバイトの付加により、付加的な情報の送信を可能にしてもよい。スレーブランプ12b〜12dはそれらが再度安定器10を介して又は無線インタフェース28を介してのいずれかで信号を受信したことをマスター12b〜12dに通知することを可能とされてもよい。信号送信後、マスター12はFNモードに戻り、前述したように、コミッショニングツール6に係合する。
安定器10上での信号送信は、LED18の完全な100%から0%(光オフ)の変調ではなくむしろ輝度範囲の一部(例えば、光出力の100%〜80%)のみを変調することによっても実施され得ることに留意されたい。符号化光型の符号化と同様に、この100%〜80%の変調は、後に運用段階において、通常の照明動作時にはエンドユーザに見えない、安定器負荷変動ベースの「サイドチャネル」用にも利用されてよい。
自動分類の完了後、マスター及びスレーブTLEDランプ12a〜12dの両方は、それらが取付者8によってコミッショニングされるまで制御されることができない。TLED12a〜12dが自動分類されているが、まだコミッショニングされていない状態の際、どの光レベルを選択すべきかに関するいくつかのオプションがある。一実施形態では、マスターランプ12a及びスレーブランプ12b〜12dは、自動ペアリングが適切に行われたかどうかについて(第1の)取付者8の簡易目視検査を可能にするために、異なる光レベルに自動的に設定される。
更なる実施形態
上記実施形態は単なる例として記載されていることは理解されよう。
例えば、上記は、種々の各機能を実施する(perfroming)、各ランプ12内のマイクロコントローラ46の観点から記載してきたが、同じ機能を実装するためにコントローラ46のあらゆるソフトウェア又はハードウェア実装形態が使用され得ることは理解されよう。例えば、マイクロコントローラ46の記載した機能は、代わりに、複数のプロセッサ上、又は専用ハードウェア回路内、又はPGA若しくはFPGAなどのコンフィギュラブル又はリコンフィギュラブル回路内で実行するソフトウェアに実装されてもよい。
更に、上で開示したコミッショニングフローは、ZigBee又はZigBee Light Linkだけでなく他のプロトコルと共に使用することができる。最も本質的には、ファクトリーニューモードは、ランプ12がコミッショニングツール6にニューとして現れる、即ち、コミッショニング待機として現れるモードであり、非ファクトリーニューモードは、ランプ12がコミッショニングツール6にニューとして現れないものである。他のプロトコルは、類似のモードの対を有してもよい、又は類似のモードの対を組み込むように修正されてもよく、また、コミッショニングプロセスの一部として、同一照明器具4内のランプ12a〜12dを一緒に示すためにファクトリーニューモード(等)を意図的に操作する原理を使用することによって利することができる。
更に、上記では、マスター12aが同一照明器具4内の他のランプ12b〜12dを、安定器10上で信号送信し、その後、無線ネットワーク(例えば、ZigBeeネットワーク)の形態の別の媒体を介して戻るそれら他のランプの識別子を受信することによって検出すると記載されている。しかし、代替的に、スレーブ12b〜12dは、その代わりに、また安定器10を介して返答することができる(例えば、それぞれはその応答をランダム時間に又は搬送波感知多重アクセス技術を使用して送信する)。あるいは、別の代替として、スレーブ12b〜12dは初めに(最初にマスターからの信号を待つことなく)それらの識別情報を安定器10を介してマスターに信号送信することができる。また、どのランプがマスターになるかを決定するためのプロトコルは、無線ビーコンだけでなく他の手段により、例えば、安定器10により、又は符号化光若しくは超音波により実装され得る。更に、マスターを選択するための別のプロトコルが使用され得る。例えば、マスターは必ずしも最下位アドレスを有するランプである必要はなく、その代わりに、最上位アドレス又は他の何らかの規則に従い選択されたアドレス(又はより一般にはID)を有するランプであり得る。あるいは、選択は、アドレス又は識別子に基づく必要さえもなく、その代わりに、(最高優先度レベルを有するランプがマスターになるように)各ビーコン内の別個の優先度標識など、ビーコン内の他の何らかの属性に基づき得る。
更に、コミッショニングフローは同一照明器具4内のランプ12a〜12dの分類に限定されない。より一般には、開示されるコミッショニングフローは、同一照明器具4内にあるかどうかを検出することを基にするだけでなく、分類されるランプ12を決定する他の手法と共に使用することができる。例えば、ランプを分類する他の理由は、室内のランプのクラスタ又はゾーンを分類することを含み得る。このような場合、ランプ12を、各ランプ12の識別子を含む符号化光信号、無線信号、又は超音波信号などの信号をそれぞれが発するように構成すること(その信号がなければ各ハウジング14によって必ずしも妨げられない)、及び受信された信号の強度(例えばRSSI)又は飛行時間(ToF)を測定するために、ランプ12のそれぞれが、その隣接するランプのうちの他のものからの信号もリッスンするように構成することが可能である。これら測定値を(ランプ12のうちマスターの1つにおいて、又はコミッショニングツール6若しくは照明ブリッジなどの中央デバイスのいずれかにおいて)まとめることによって、どれが同一クラスタ内にあると考えられるかを検出するために、異なるランプ12間の相対距離を検出し、それによって環境2内におけるランプ12のトポロジーを推測することが可能である。
反対に、ランプが同一照明器具内にあるかどうかを検出するための開示される技術は、ファクトリーニューモード等の操作を必ずしも伴わずに他のコミッショニングフローと共に、又は実際、ランプが同一照明器具4にあることを検出することが所望され得る他のあらゆる状況で(例えば、監査目的で、又は特定のコミッショニング段階なしのアドホック手法でグループとして制御するために)使用されてもよい。
更に、ゼロ又は全負荷のいずれかの間で負荷を切り換えるためにスイッチM1が使用される、図7に示されるオン/オフ(イン/アウト)手法以外の、負荷を変調するための他の可能性がある。例えば、代替的に、LED18及び/又はドライバ24は、回路に接続されたままであってもよく、かつ完全には短絡されなくてもよいが、切り換え可能若しくは可変抵抗又はインピーダンスがLED18及び/又はドライバ24と直列又は並列で含まれてもよく、マイクロコントローラ46は、負荷を変調するために、この切り換え可能若しくは可変抵抗又はインピーダンスを制御してもよい。あるいはより一般には、当業者には、他の電力線通信技術が利用可能であってもよい。更に、開示される電力の変調の技術は、安定器10の状況だけでなく、他のあらゆる電源回路、例えば、変圧器を含む回路に適用されてもよい。
疑義を回避するため、「無線ランプ」等の用語は、本明細書で使用される場合、ランプが無線で通信することができることを意味し、給電のためにコンセントに差し込まれる必要がないというわけではないことにも留意されたい。概して、無線ランプは、主電源供給又はバッテリなどのあらゆる手段で給電されてもよく、例えば、TLED管は照明器具内に収容された非常時用照明バッテリによって給電されてもよい。
更に、本出願におけるビーコンという用語は、ZigBeeビーコンに限定されず、また、ランプによって繰り返し送信されるあらゆるメッセージ、例えば、オープンネットワークを探すメッセージ(又はオープンネットワークを公開するあらゆるメッセージ)であり得る。別の代替的方法は、デバイスがそのマスター/スレーブ状態に応じてオープンネットワークのオファーに応答したりしなかったりすることである。この場合、ランプは、リッスンするのみであり、本質的にビーコンを送信しない。むしろ、コミッショニングツールがオープンネットワークのオファーを送信する場合、マスターデバイスはオファーに反応するがスレーブデバイスはそれを無視する。
図面、本開示、及び添付の請求項の検討によって、開示される実施形態に対する他の変形形態が、当業者により理解され得、また、特許請求される発明を実施する際に実行され得る。請求項では、単語「備える(comprising)」は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「1つの(a)」又は「1つの(an)」は、複数を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、「特許請求の範囲」に列挙される、いくつかの項目の機能を果たすことができる。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利に使用され得ないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に、若しくは他のハードウェアの一部として供給される、光学記憶媒体又は半導体媒体などの、好適な媒体上に記憶/分散される場合があるが、また、インターネット、又は他の有線若しくは無線の電気通信システムなどを介して、他の形態で分散される場合もある。請求項中のいかなる参照符号も、範囲を限定すると解釈されるべきではない。

Claims (13)

  1. マルチランプ照明器具内の1つ以上の他のランプと共に使用するための第1のランプであって、各ランプは、所定の符号化光メッセージが埋め込まれた各照明を放出するように動作可能であり、前記第1のランプは、
    前記各照明を放出するための1つ以上の発光要素と、
    ローカルコントローラと、
    前記ローカルコントローラが、前記マルチランプ照明器具内の前記1つ以上の他のランプのそれぞれにある対応するコントローラと通信することを可能にするように構成された通信インタフェースであって、前記通信は、1つ以上の信号を送信すること及び/又は受信することを含む、通信インタフェースと、
    前記符号化光メッセージを前記第1のランプの前記各照明に変調するように動作可能な符号化光送信機と、
    を含み、
    前記ローカルコントローラは、前記符号化光メッセージの同期されていないインスタンスが前記マルチランプ照明器具内の前記ランプのうちの異なるものから送信されることを防止するために、前記通信インタフェースを介した前記通信に基づき、前記1つ以上の他のランプの対応する前記コントローラと連係するように構成されており、
    前記ローカルコントローラは、前記連係が、
    a)前記第1のランプ及び前記1つ以上の他のランプのそれぞれが同一の符号化光メッセージの各インスタンスを送信するように連系すること、及び前記メッセージの全ての前記インスタンスが同時に開始して送信されるよう同期すること、又は、
    b)前記第1のランプが前記メッセージを送信する場合、前記ローカルコントローラは、前記第1のランプを、前記符号化光送信機が前記メッセージを送信する符号化光送信モードで動作するように選択し、前記他のランプのうちの1つが前記メッセージを送信する場合、前記ローカルコントローラは、前記第1のランプを、前記第1のランプが前記メッセージを送信しない符号化光非送信モードで動作するように選択するように、前記マルチランプ照明器具内の前記ランプの1つのみが前記メッセージを送信し、前記マルチランプ照明器具内の前記ランプの他のいずれも符号化光を送信しないように連係すること、
    のいずれかを含むように構成されている、第1のランプ。
  2. 前記各照明を放出するため前記1つ以上の発光要素に給電するために、前記1つ以上の発光要素を前記マルチランプ照明器具の電源回路に接続するため、前記マルチランプ照明器具の相補的なコネクタに接続するための機械的なコネクタを含む、請求項1に記載の第1のランプ。
  3. 前記ローカルコントローラは、前記連係をa)によって実施するように構成されており、前記第1のランプは、前記第1のランプと前記1つ以上の他のランプとに共通するクロック信号を導出するために、前記電源回路によって供給される電力の電圧及び/又は電流のサイクル変化を使用するように構成されているタイミング回路を含み、前記符号化光送信機は、前記符号化光メッセージの前記各インスタンスの開始を、前記クロック信号に同期させるように構成されており、それによって、前記各メッセージの開始を、前記1つ以上の他のランプによって送信される前記メッセージの開始に同期させる、請求項2に記載の第1のランプ。
  4. 前記タイミング回路はディバイダを含み、前記符号化光送信機は、前記クロック信号が、電源の前記サイクル変化に比べてより低い周波数を有するように、前記ディバイダを介して前記クロックを導出するように構成されている、請求項3に記載の第1のランプ。
  5. 前記ローカルコントローラは、前記連係をb)によって実施するように構成されており、
    前記ローカルコントローラは、前記第1のランプを前記符号化光送信モードの複数の異なるサブステートで動作することの間で選択するように構成されており、各サブステートは、前記各照明への前記メッセージを異なる変調度で変調し、
    前記ローカルコントローラは更に、前記通信インタフェースを介した前記通信に基づき、何個の他のランプが前記マルチランプ照明器具内にあるかを検出し、検出された前記個数に基づいて前記異なるサブステート間で選択するように構成されている、
    請求項1に記載の第1のランプ。
  6. 前記ローカルコントローラは、前記第1のランプ及び前記1つ以上の他のランプに、前記第1のランプ及び前記1つ以上の他のランプの各照明の強度を上又は下に調節するように指示する調光信号を受信するように構成されており、
    前記ローカルコントローラは更に、前記調光信号に応答して、前記第1のランプが前記符号化光送信モードにあるという条件下では、前記第1のランプから放出される前記各照明を前記1つ以上の他のランプに対してより小さい割合で調節するが、前記第1のランプが前記符号化光非送信モードにあるという条件下では、前記各照明を、前記メッセージを送信する前記他のランプのうちの前記1つに対してより大きい割合で調節するように構成されている、
    請求項5に記載の第1のランプ。
  7. 前記通信インタフェースは前記通信を、前記1つ以上の信号の伝搬が前記照明器具の物理的特性によって制約され、それによって、前記1つ以上の信号が前記マルチランプ照明器具内のランプのみの間で通信されることに限定され、任意の他の照明器具内のランプとは通信されない、制約された信号チャネルを介して実施するように構成されている、請求項1乃至6の何れか一項に記載の第1のランプ。
  8. 前記制約された信号チャネルは、前記第1のランプ及び前記1つ以上の他のランプに給電する前記電源回路を含み、前記通信インタフェースは前記通信を、前記電源回路によって供給される力の電流及び/又は電圧を変調することによって実施するように構成されており、前記1つ以上の信号の前記伝搬は、それによって、前記マルチランプ照明器具内の前記電源回路に限定される、請求項2に従属する請求項7に記載の第1のランプ。
  9. 前記第1のランプは、蛍光管を代替するための後付け可能なLEDベースランプの形態をとる、請求項1乃至8の何れか一項に記載の第1のランプ。
  10. 請求項1乃至9の何れか一項に記載の第1のランプと前記1つ以上の他のランプとを含む、マルチランプ照明器具。
  11. 前記第1のランプ及び前記1つ以上の他のランプが収容される共有光学キャビティを含む、請求項10に記載の照明器具。
  12. 前記光学キャビティは拡散体内に形成されている、請求項11に記載の照明器具。
  13. マルチランプ照明器具内の第1のランプ及び1つ以上の他のランプを含むランプのグループを動作させる方法であって、各ランプは、所定の符号化光メッセージが埋め込まれた各照明を放出するように動作可能であり、それぞれが、各々のローカルコントローラを含み、前記方法は、
    前記符号化光メッセージの同期されていないインスタンスが、前記マルチランプ照明器具内の前記ランプのうちの異なるものから送信されないように連係するために、前記マルチランプ照明器具内の前記ランプの前記ローカルコントローラ間で通信するステップであって、前記連係は、
    a)前記第1のランプ及び前記1つ以上の他のランプのそれぞれが同一の符号化光メッセージの各インスタンスを送信するように連系すること、及び前記メッセージの全ての前記インスタンスが同時に開始して送信されるよう同期すること、又は、
    b)前記第1のランプが前記メッセージを送信する場合、前記ローカルコントローラは、前記第1のランプを、号化光送信機が前記メッセージを送信する符号化光送信モードで動作するように選択し、前記他のランプのうちの1つが前記メッセージを送信する場合、前記ローカルコントローラは、前記第1のランプを、前記第1のランプが前記メッセージを送信しない符号化光非送信モードで動作するように選択するように、前記マルチランプ照明器具内の前記ランプの1つのみが前記メッセージを送信し、前記マルチランプ照明器具内の前記ランプの他のいずれも符号化光を送信しないように連係すること、
    のいずれかを含む、ステップを含む、
    方法。
JP2018567894A 2016-06-27 2017-06-19 マルチランプ照明器具からの符号化光の放出 Expired - Fee Related JP6663050B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16176313.1 2016-06-27
EP16176313 2016-06-27
PCT/EP2017/064867 WO2018001762A1 (en) 2016-06-27 2017-06-19 Emitting coded light from a multi-lamp luminaire

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019528586A JP2019528586A (ja) 2019-10-10
JP6663050B2 true JP6663050B2 (ja) 2020-03-11

Family

ID=56363714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018567894A Expired - Fee Related JP6663050B2 (ja) 2016-06-27 2017-06-19 マルチランプ照明器具からの符号化光の放出

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10601516B2 (ja)
EP (1) EP3476185B1 (ja)
JP (1) JP6663050B2 (ja)
CN (1) CN109479358B (ja)
WO (1) WO2018001762A1 (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114786289A (zh) * 2015-04-17 2022-07-22 豪倍照明公司 应急发光单元及其控制方法
FR3059858A1 (fr) * 2016-12-05 2018-06-08 Orange Dispositif de communication adapte pour des habitacles, notamment de vehicules automobiles
GB2565593B (en) * 2017-08-18 2021-03-17 Centrica Hive Ltd Automated control method and apparatus
DE102018111976B3 (de) 2018-05-18 2019-09-26 Infineon Technologies Ag Leuchtdiodentreiber, Leuchtdiodenmodul und entsprechendes System
EP3815406A1 (en) * 2018-06-26 2021-05-05 Signify Holding B.V. Optimize commissioning in zigbee network
US11280875B2 (en) * 2018-06-29 2022-03-22 Stefanie Cincotta Visible light positioning receiver arrangement and two stage positioning method
CN111506319A (zh) * 2019-01-31 2020-08-07 朗德万斯公司 用于打印Zigbee安装代码的方法以及相应的系统和设备
US11761618B2 (en) 2019-03-22 2023-09-19 Eaton Intelligent Power Limited Light diagnostics and monitoring using wearables
FR3095727A1 (fr) * 2019-05-05 2020-11-06 Ellipz Smart Solutions Europe Dispositif d’éclairage intelligent et procédé de commutation d’un tel dispositif d’éclairage
WO2020229441A1 (en) * 2019-05-14 2020-11-19 Signify Holding B.V. Receiver for a radiofrequency-based rf presence-sensing arrangement
WO2020254231A1 (en) 2019-06-20 2020-12-24 Signify Holding B.V. Control network system
EP4014516B1 (en) * 2019-08-16 2023-05-10 Signify Holding B.V. Proximity-detecting device
US11328564B2 (en) 2019-08-31 2022-05-10 Appleton Grp Llc Event indications of hazardous environment luminaires using visual sequences
FR3102622A1 (fr) * 2019-10-25 2021-04-30 Orange Dispositif et mécanisme de sélection automatique de lampe de Lumière Communicante
JP7539054B2 (ja) 2020-08-26 2024-08-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 電子機器システム、照明制御システム、照明制御方法及びプログラム
CN112218259B (zh) * 2020-10-10 2021-04-27 北京瑞拓电子技术发展有限公司 一种轨道交通综合监控系统
US11812533B2 (en) * 2021-06-08 2023-11-07 Gmi Holdings, Inc. Synchronized lighting with toggle system
TWI840983B (zh) * 2021-11-08 2024-05-01 立錡科技股份有限公司 高解析度調光電路

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1860800A1 (en) * 2002-10-24 2007-11-28 Nakagawa Laboratories, Inc. Illumination light communication device
US7734194B2 (en) * 2004-03-17 2010-06-08 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical transmission system, optical transmitter for optical transmission system, and optical receiver for optical transmission system
US7952292B2 (en) * 2005-04-22 2011-05-31 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination control
JP4643403B2 (ja) * 2005-09-13 2011-03-02 株式会社東芝 可視光通信システム及びその方法
JP4653828B2 (ja) * 2008-09-12 2011-03-16 株式会社東芝 可視光通信システム及び可視光通信装置
KR101612127B1 (ko) * 2009-08-14 2016-04-14 삼성전자주식회사 가시광 통신 장치 및 방법
US9386668B2 (en) 2010-09-30 2016-07-05 Ketra, Inc. Lighting control system
DE102011081560B4 (de) * 2011-08-25 2024-03-28 pmdtechnologies ag Lichtlaufzeitkamerasystem mit Signalpfadüberwachung
CN103959909B (zh) * 2011-11-15 2016-10-26 皇家飞利浦有限公司 用于光场景创建的编码光发送和接收
JP5842101B2 (ja) * 2011-11-22 2016-01-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 可視光通信用照明器具及びこれを用いた可視光通信システム
US8912735B2 (en) 2012-12-18 2014-12-16 Cree, Inc. Commissioning for a lighting network
US9166683B2 (en) * 2013-02-14 2015-10-20 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for efficient joint power line and visible light communication
US9037001B2 (en) * 2013-03-14 2015-05-19 Qualcomm Incorporated Method and apparatus of decoding low-rate visible light communication signals
CN103873145A (zh) * 2014-03-04 2014-06-18 清华大学深圳研究生院 基于手机音频接口的可见光近距离通信系统及方法
CN104320197B (zh) * 2014-10-16 2017-07-04 北京理工大学 一种用于无线光通信的多光谱led调制光源
US10461857B2 (en) * 2015-06-16 2019-10-29 Signify Holding B.V. Clock recovery for a coded light receiver

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018001762A1 (en) 2018-01-04
CN109479358B (zh) 2021-06-22
US10601516B2 (en) 2020-03-24
CN109479358A (zh) 2019-03-15
EP3476185A1 (en) 2019-05-01
US20190132055A1 (en) 2019-05-02
EP3476185B1 (en) 2019-11-13
JP2019528586A (ja) 2019-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6663050B2 (ja) マルチランプ照明器具からの符号化光の放出
CN108141713B (zh) 替换灯具中的启用无线通信的部件
CN108370628B (zh) 允许无线通信的灯
JP2018531481A6 (ja) 無線通信可能なランプ
US20230284363A1 (en) Commissioning and controlling load control devices
CN108029181B (zh) 照明器内多个无线通信灯单元的自动分组
US10076013B2 (en) Portable light source
US20130241420A1 (en) Dynamic lighting control
EP3488667A1 (en) Lamp with coded light functionality
US20100237803A1 (en) Dimmable color selectable light emitting diodes

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190124

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20190124

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20190624

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190711

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191010

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200115

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200213

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6663050

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees