JP7142171B2 - 光信号を介して通信するための方法及びシステム - Google Patents

Description

本開示は、第１の（例えば、送信）デバイスと第２の（例えば、受信）デバイスとの間で通信するための方法及びシステムであって、少なくとも前記送信デバイスは、光信号を介してデータコンテンツを送信するように構成される、方法及びシステムに関する。とりわけ、本開示は、光信号をそれぞれ受信及び／又は送信するための第１のデバイスの１つに向けた第２のデバイスの受信及び／又は送信方向を適応させることに関する。

Ｌｉ－Ｆｉ（Ｌｉｇｈｔ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）とは、光源によって発せられる可視光、赤外光又は紫外光に埋め込まれる信号の形態で情報が通信される技術を指す。このような技術は、コード化光(coded light)、可視光通信（ＶＬＣ：visible light communication）又は自由空間光通信（ＦＳＯ：free-space optical communication）と呼ばれることもある。

光への信号のエンコーディングは、さまざまなアプリケーションに使用されることができる。例えば、異なるそれぞれのＩＤが、所与の環境、例えば、所与の建物におけるトランスミッタ（例えば、照明器具）の各々によって発せられる照明に埋め込まれることができ、各ＩＤは、少なくとも当該環境内で一意である。例えば、一意のＩＤは、一意の変調周波数又は一意のシンボルのシーケンスの形態をとってもよい。ＩＤを受信するデバイスは、これを使用して、ＲＦネットワーク（例えば、ＷＬＡＮ、又はセルラーネットワーク等）等、別のネットワークを介して当該ＩＤにマッピングされるある情報を検索する(look up)ことができる。例えば、１つのアプリケーションは、制御目的で照明器具からリモートコントロールユニットに情報を提供すること、又は送信デバイスに関するステータス情報を提供すること（例えば、エラー、警告、温度、動作時間等を報告すること）である。他の例示的なアプリケーションでは、信号は、位置に依存する情報（例えば、広告、又は美術館の展示に関する情報等）を提供するために、又は、照明器具から発せられる光に埋め込まれるビーコン信号に基づいて位置特定（例えば、三角測量、三辺測量又はマルチラテレーション(multi-lateration)）を実行するために使用されることができる。

ＵＳ １０，１５８，４２５ Ｂ２は、照明器具をコミッショニングするための方法及びシステムであって、符号化光信号がデコードされて、照明器具に関連する識別子を取得し、識別子と複数の照明器具の位置との間の対応関係が決定されることを可能にする、方法及びシステムを開示している。ＵＳ２０１８／０２１２６７９ Ａ１は、受信に照度センサ又はイメージセンサのいずれかを使用することができる可視光通信のための端末を開示している。ＵＳ ２０１７／００４１０７１ Ａ１は、変調された光を発する光源と、それに配置された無線周波数トランシーバとを備えるノードであって、モバイルデバイスが、無線周波数トランシーバを使用してノードと通信することができる、ノードを開示している。

近年、Ｌｉ－Ｆｉの帯域幅が増加したことにより、（ＲＦネットワークを介した検索を要することなく）光にデータコンテンツを直接埋め込むことが可能になっている。例えば、これは、位置に依存するコンテンツを提供するために、又は、ＲＦ ＷＬＡＮにアクセスする代替として、インターネット等のネットワークにアクセスする代替手段を提供するためにさえ使用されることができる。Ｌｉ－Ｆｉは、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等の既存のワイヤレス無線技術(existing wireless radio technology)を補完する、又は、これらの従来の無線技術が提供されることができない環境において提供されることができる魅力的な通信技術である。とりわけ、屋内環境におけるＬｉ－Ｆｉは、屋内測位、ネットワーク化された照明及びデータアクセス等の魅力的なアプリケーションを有する。このようなシステムでは、照明インフラストラクチャが、データ通信及び照明の両方を提供するために使用され得る。

Ｌｉ－Ｆｉ（又はＶＬＣ）は、エブリデイ照明器具(everyday luminaire)、例えば、室内照明又は屋外照明等の照明光源によって発せられる光に信号を埋め込むために使用されることが多く、斯くして、照明器具からの照明が、情報のキャリアとしての役割も果たすことを可能にする。斯くして、光は、部屋等の対象環境を照らすための可視照明の寄与（典型的には、光の第１の目的）と、環境に情報を提供するための埋め込まれた信号（典型的には、光の第２の機能と考えられる）との両方を含む。このような場合、変調は、典型的には、人間の知覚を超えるように十分に高い周波数で、又は、少なくとも、目に見える一時的な光アーティファクト（例えば、フリッカ及び／又はストロボアーティファクト等）が目立たない若しくは少なくとも人間が許容できるほど十分に弱くなるように行われる。斯くして、埋め込まれた信号は、主要な照明機能に影響を与えない。すなわち、ユーザは、全体的な照明を知覚するだけで、当該照明に変調されているデータの効果は知覚しない。

光に基づく通信の問題は、これらが、異なる送信光源間の干渉を受けやすいということである。例えば、ＶＬＣ（Ｖｉｓｉｂｌｅ Ｌｉｇｈｔ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）としても知られる、Ｌｉ－Ｆｉ（Ｌｉｇｈｔ－Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）は、ワイヤレス通信のための新興技術である。これは、典型的には、有線ネットワークをワイヤレスＬｉ－Ｆｉデータリンクに変換する。ネットワーク（例えば、インターネット）に接続され得るトランスミッタ（すなわち、Ｌｉ－Ｆｉホスト）は、通常、天井に設けられ、受信デバイスは、ユーザデバイス、例えば、ラップトップ又はＰＣに接続されるＵＳＢドングルとなる。キャリア周波数及びデータ変調のための帯域幅を含む無線周波数変調とは異なり、Ｌｉ－Ｆｉは、データ変調に全帯域幅を使用してもよく、それゆえ、キャリアを有さない。結果として、異なる（例えば、隣接する）Ｌｉ－Ｆｉデバイスからの信号は、受信デバイスで受信される場合に互いに干渉を起こす可能性がある。例えば、変調は単一のチャネルしか有さないため、ほぼ等しいパワーの２つの異なる信号が受信デバイスによって受信される場合、干渉が発生し得る。

本明細書で開示される第１の態様によれば、複数の第１のデバイスであって、各々、それぞれの第１のデバイスの識別子を含む低周波（ＬＦ：low-frequency）光信号を送信する、及び、データコンテンツを含む高周波（ＨＦ：high-frequency）光信号を送信及び／又は受信するように構成される、複数の第１のデバイスと、第１のデバイスの各々からそれぞれのＬＦ光信号を受信する、及び、ＨＦ光信号を送信する及び／又は第１のデバイスのうちの少なくとも１つからＨＦ光信号を受信するように構成される、第２のデバイスであって、第２のデバイスは、ＨＦ光信号をそれぞれ受信及び／又は送信するための適応可能な受信及び／又は送信方向を有し、第２のデバイスは、それぞれのＬＦ光信号にエンコードされるそれぞれの識別子に基づいて、第１のデバイスの各々に対する第２のデバイスの位置を決定する、及び、第１のデバイスのうちの１つを選択する、並びに、前記決定に基づいて、選択された第１のデバイスに向けて第２のデバイスの少なくともＨＦ光信号の受信及び／又は送信方向を適応させるように構成される、コントローラを含む、第２のデバイスとを含む、システムが提供される。

すなわち、第２のデバイスの受信及び／又は送信方向は、選択された第１のデバイスに向けて方向付けられてもよい。

データコンテンツを送信している複数の第１のデバイス（例えば、ＬＥＤ又はＩＲ－ＬＥＤ照明器具）がエリアに設けられている場合、個々の第１のデバイスのカバレッジが他の第１のデバイスと重なり、これによって干渉をもたらす可能性がある。第２のデバイスは、第１のデバイスの識別子を受信及び抽出し、第１のデバイスに対する自身の位置を決定するためにこれらの識別子を使用する。第１のデバイスに対する第２のデバイスの位置がわかると、（高速フォトダイオードを含んでもよい）第２のデバイスは、最適な第１のデバイスに向けて自動的に方向付けられる（例えば、最適な方向に傾動される）ことができる。これは、例えば、高周波光信号の信号対雑音比を最大化し得る。

ある実施形態では、第２のデバイスは、広い受信角度を有するレシーバを使用してＬＦ光信号を受信するように構成されてもよい。対照的に、第２のデバイスは、狭い受信角度を有するレシーバを使用してＨＦ光信号を受信するように構成されてもよい。

好ましくは、低周波信号は、高周波データ信号よりも狭帯域幅の信号である。低周波信号は、レシーバに向けて高周波データ信号を方向付けるために使用され、これによって高周波データ信号のチャネル特性を向上させることができる。低周波信号は、方向付けるために、及び可能であれば、より狭帯域になり得ることをシグナリングする(signalling)ためにも使用される。これは、より広帯域のデータ信号のためのより多くの帯域幅を残し、方向付けの結果として、より高いペイロードスループットを可能にし得る。

第２のデバイスが静止している場合、方向付けプロセスは容易である。第２のデバイスは、広い受信角度を有するレシーバを使用してＬＦ光信号を受信するように構成され、このようにしてレシーバは最適な第１のデバイスを選択することができる。第２のＨＦ光信号は、相対的に狭い受信角度を使用して受信されることができ、斯くして、より分離度がよく(selective)、最適な第１のデバイスに近接する他の第１のデバイスからの干渉を減らすことができる。

任意選択的に、第２のデバイスは、デバイスの動き(device motion)を定量化するメトリックに基づいて、別個の(distinct)より狭いビーム幅を使用してもよく、又は代替的に、狭いビーム幅を変化させてもよい。このメトリックは、加速度計又はジャイロスコープからのセンサ入力から導出されてもよい。要するに、デバイスが静止している場合、リンクを失うリスクなしに干渉をさらに減らすために、より狭いビーム幅が使用されてもよい。

好ましくは、方向付けに使用される低周波信号はまた、シグナリングに使用されてもよい。要するに、第２のデバイスが（ＨＦデータ信号と比較して）広い受信角度を使用してＬＦ光信号を受信するように構成されるので、第２のデバイスは、そのようなシグナリング情報を受信することができる可能性がより高い。ＬＦ光信号がシグナリング目的にも使用される場合、単に方向付けを促すために使用される場合よりも多くの帯域幅を必要としてもよい。シグナリングに使用される場合、帯域幅は、低い、例えば、１Ｍｂｉｔ／ｓ以下であってもよい。

第１の態様を参照すると、（例えば、コード化された光による屋内測位を使用して）低周波光信号からデコードされる受信した識別子を使用して測位が決定される場合、第２のデバイスは、高周波信号を介してＬｉ－Ｆｉネットワークにアクセスしてもよい。第２のデバイスが、複数の第１のデバイス（例えば、複数のＬｉ－Ｆｉホスト）から識別子を受信するエリアに配置される場合、第２のデバイスは、干渉が回避され、単一の好ましい第１のデバイスが選択されるように適応されることができる。例えば、第２のデバイスは、選択された第１のデバイスの方向に自動的に回動及び傾動されてもよい。Ｗｉ－Ｆｉ等の無線技術とは異なり、Ｌｉ－Ｆｉ等の高周波光信号は、非常に正確なエリアに拘束される(constrained)ことができる。これは、Ｌｉ－Ｆｉ接続が、環境の特定のエリア又は複数のエリアに対してのみイネーブルにされる(enabled)ことを可能にする。

第１及び第２のデバイスは、各々、高周波光信号を送信及び受信するように構成されてもよい。これは、第１のデバイスと第２のデバイスとの間で双方向のＬｉ－Ｆｉ通信リンクを可能にする。第２のデバイスの送信及び受信方向の両方が、選択された第１のデバイスに向けて自動的に方向付けられてもよく、斯くして、双方向のＬｉ－Ｆｉリンクの両脚を向上させることができる。

ある実施形態では、コントローラは、第２のデバイスに最も近い第１のデバイスを選択すること、及び／又は、最大の受信信号強度及び／又は最大の信号対雑音比を有するそれぞれのＬＦ光信号を送信している第１のデバイスを選択することにより前記選択を行うように構成されてもよい。

ある実施形態では、各第１のデバイスは、ＬＦ光信号を可視光信号として又は赤外光信号として送信する、及び／又は、ＨＦ光信号を可視光信号として又は赤外光信号として送信するように構成されてもよい。代替的に、光信号の一方又は両方は、紫外光信号であってもよい。

ある実施形態では、ＬＦ及びＨＦ光信号は、（例えば、両方とも可視光信号として、又は、両方とも赤外光信号として）同じ媒体であってもよい。代替的な実施形態では、ＬＦ及びＨＦ光信号は、異なる媒体であってもよい（例えば、ＬＦ信号は赤外光信号であって、ＨＦは可視光信号であってもよく、又はその逆であってもよい）。

ある実施形態では、各第１のデバイスは、ＬＦ光信号を広いビーム信号として、すなわち、広いビーム角度で送信するように構成されてもよい。対照的に、各第１のデバイスは、ＨＦ光信号を狭いビーム信号として、すなわち、狭いビーム角度で送信するように構成されてもよい。すなわち、ＨＦ光信号は、ＬＦ光信号よりも実質的に狭いビーム角度を有してもよい。

ある実施形態では、各第１のデバイスは、一方はＬＦ光信号を送信するように構成され、一方はＨＦ光信号を送信するように構成される、２つの別個のトランスミッタを有してもよい。代替的に、各第１のデバイスは、両方の光信号を送信するように構成される単一のトランスミッタを有してもよい。例えば、単一のトランスミッタは、識別子のためのＬＦ変調及びデータコンテンツのためのＨＦ変調を有する単一の光信号を送信するように構成されてもよい。

ある実施形態では、第２のデバイスは、一方はＬＦ光信号を受信するように構成され、一方はＨＦ光信号を受信するように構成される、２つの別個のレシーバを有してもよい。代替的に、第２のデバイスは、ＬＦ信号及びＨＦ信号の両方を受信するように構成される単一のレシーバを有してもよい。

一部の実施形態では、ＬＦ信号レシーバは、第２のデバイスのＨＦ信号レシーバに設けられてもよい。

ある実施形態では、第２のデバイスの少なくとも一部は、空間内で動くように構成され、コントローラは、第２のデバイスの前記少なくとも一部を選択された第１のデバイスに向けた方向に動かすことによって第２のデバイスの受信及び／又は送信方向を適応させるように構成されてもよい、
第２のデバイスは、各々がＨＦ光信号を受信するための異なる方向を有する、ＨＦ光信号レシーバのアレイを含み、コントローラは、ＨＦ光信号レシーバのアレイのサブセットをイネーブルにする(enabling)ことによって第２のデバイスの受信方向を適応させるように構成されてもよい、
第２のデバイスは、フォトダイオードのアレイを含み、各フォトダイオードは、異なるレンズを含み、コントローラは、ＨＦ光信号を受信するためにフォトダイオードのアレイのサブセットのみをイネーブルにすることによって第２のデバイスの受信方向を適応させるように構成されてもよい、及び／又は
第２のデバイスは、各々がＨＦ信号を送信するための異なる方向を有する、ＨＦ光信号トランスミッタのアレイを含み、コントローラは、トランスミッタのサブセットのみをイネーブルにすることによって第２のデバイスの送信方向を適応させるように構成されてもよい。

ある実施形態では、第２のデバイスは、回動すること及び／又は傾動することによって動くように構成されてもよい。第２のデバイスは、全体として動いてもよい。代替的に、光信号を受信するように構成されるレシーバのみが動くように構成される、すなわち、ＨＦ光信号レシーバが、第２のデバイスに対して動くように構成されてもよい。

ある実施形態では、フォトダイオードレンズは、フラット（例えば、フレネル）レンズであってもよい。フラットレンズは、通常のレンズに比べて低減された高さを有するため有利である。

ある実施形態では、第２のデバイスは、ユーザデバイスと接続可能であるように構成されてもよく、コントローラは、（ｉ） 選択された第１のデバイスから受信されるＨＦ光通信信号からデータコンテンツをデコードする、及び、第２のデバイスとユーザデバイスとの間の接続を介してユーザデバイスにデコードされたデータコンテンツを中継する、及び／又は、（ｉｉ） 前記接続を介してユーザデバイスから受信するデータコンテンツをコード化する、及び、ＨＦ光通信信号として選択された第１のデバイスにコード化されたデータを中継するように構成されてもよい。

例えば、第２のデバイスは、好ましくは有線接続を介してユーザデバイスに接続される、ドングルであってもよい。しかしながら、接続がワイヤレス接続（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）であってもよいことは排除されない。

ある実施形態では、第２のデバイスは、視覚的インジケータを含んでもよく、コントローラは、前記決定に基づいて、選択された第１のデバイスに向けて受信及び／又は送信方向を方向付ける方向を視覚的に示すように視覚的インジケータを制御するように構成されてもよい。

低周波データ（すなわち、識別子）を使用して、第２のデバイスのエンドユーザは、Ｌｉ－Ｆｉネットワーク接続（例えば、ロケーションベースのサービス）にアクセスできるロケーションに案内されることができる。この制御ポイントは、ユーザが、ＨＦ光信号を介してデータを受信するために特定の空間内の特定のエリアを占有せざるを得ないことを保証し、斯くして、ネットワークのセキュリティを向上させる。これは、Ｗｉ－Ｆｉでは可能ではない。

例えば、視覚的インジケータは、一連のＬＥＤを含んでもよい。選択された第１のデバイスに向けて受信方向を手動で方向付けることは、選択された第１のデバイスによって送信されるＨＦ光信号の信号対雑音比を向上させ得る、及び／又は、選択されていない第１のデバイスによって送信される光信号により引き起こされる干渉を減少させ得る。

ある実施形態では、各それぞれの第１のデバイスは、ＬＦ光信号を送信するように構成される第１のトランスミッタと、ＨＦ光信号を送信するように構成される第２のトランスミッタとを含み、第１のトランスミッタ及び第２のトランスミッタは、同じ場所に位置し(co-located)てもよい。

代替的に、第１及び第２のトランスミッタは、同じ場所に位置しなくてもよく、すなわち、環境内の異なる位置に位置してもよい。この場合、コントローラが第１のトランスミッタに対する各第２のトランスミッタの位置を決定するための追加の情報がコントローラに利用可能とされる。各第１及び第２のトランスミッタの位置は、コントローラによってアクセス可能なメモリに格納されてもよい。

ある実施形態では、各第１のデバイスは、第２のデバイスから光信号を受信するように構成されてもよく、第２のデバイスは、光信号を送信するように構成されてもよく、光信号は、データコンテンツを含むＨＦ光信号、及び／又は、ウェイクアップ信号を含むＬＦ光信号であって、ウェイクアップ信号の受信に応答して、第１のデバイスの各々はＨＦ光信号を送信するように構成される、ＬＦ光信号を含んでもよい。

ある実施形態では、第２のデバイスは、ＬＦ光信号を広いビーム信号として、すなわち、広いビーム角度で送信するように構成されてもよい。対照的に、第２のデバイスは、ＨＦ光信号を狭いビーム信号として、すなわち、狭いビーム角度で送信するように構成されてもよい。すなわち、ＨＦ光信号は、ＬＦ光信号よりも実質的に狭いビーム角度を有してもよい。

ある実施形態では、第２のデバイスは、一方はＬＦ光信号を送信するように構成され、一方はＨＦ光信号を送信するように構成される、２つの別個のトランスミッタを有してもよい。代替的に、第２のデバイスは、両方の光信号を送信するように構成される単一のトランスミッタを有してもよい。例えば、単一のトランスミッタは、ウェイクアップ信号のためのＬＦ変調及びデータコンテンツのためのＨＦ変調を有する単一の光信号を送信するように構成されてもよい。

ある実施形態では、第１のデバイスは、一方はＬＦ光信号を受信するように構成され、一方はＨＦ光信号を受信するように構成される、２つの別個のレシーバを有してもよい。代替的に、第１のデバイスは、ＬＦ信号及びＨＦ信号の両方を受信するように構成される単一のレシーバを有してもよい。

ある実施形態では、第１のデバイスは、広い受信角度を有するレシーバを使用してＬＦ光信号を受信するように構成されてもよい。対照的に、第１のデバイスは、狭い受信角度を有するレシーバを使用してＨＦ光信号を受信するように構成されてもよい。

ある実施形態では、第１のデバイスの各々は、ウェイクアップ信号を含むＬＦ光信号が所定の時間ウィンドウ内に第２のデバイスから受信されていないと判断する、及び、これに応答して、ＨＦ光信号の送信を終了するように構成される。これは、第２のデバイスの送信方向にない第１のデバイスが少なくとも部分的にオフされることができるため、不必要な電力消費を防止するので有利である。

ある実施形態では、コントローラは、選択されたデバイスによって送信されるＨＦ光信号と選択されていないデバイスによって送信されるＨＦ光信号との干渉を減少させる、及び／又は、第２のデバイスによって送信されるＨＦ光信号による選択されていない第１のデバイスにおける干渉を減少させるために第２のデバイスの送信開口角度を減少させるように構成されてもよい。

ある実施形態では、コントローラは、第２のデバイスが環境内で位置を変えたことを検出する、第１のデバイスの各々に対する第２のデバイスの更新された位置を決定する、及び、更新された第１のデバイスを選択する、並びに、更新された位置の前記決定に基づいて、更新された第１のデバイスに向けて第２のデバイスの受信及び／又は送信方向を適応させるように構成されてもよい。

ある実施形態では、コントローラは、第１のデバイスの各々から受信されるそれぞれのＬＦ光信号にエンコードされるそれぞれの識別子に基づいて更新された位置を決定すること、及び／又は、第２のデバイスに収容される１つ以上の加速度計から位置情報を受けることにより前記決定を行うように構成されてもよい。

ある実施形態では、各第１のデバイスは、環境の少なくとも一部を可視照明で照らすように構成される照明器具であってもよい。可視照明は、ＬＦ及び／又はＨＦ光信号を含んでもよい。

本明細書で開示される第２の態様によれば、受信デバイスであって、当該受信デバイスは、複数の送信デバイスからそれぞれの低周波（ＬＦ：low-frequency）光信号を受信する、及び、データコンテンツを含む高周波（ＨＦ：high-frequency）光信号を送信及び／又は受信するように構成されるトランシーバを含み、各送信デバイスから受信されるＬＦ光信号は、送信デバイスのそれぞれの識別子を含み、当該受信デバイスは、ＨＦ光信号をそれぞれ受信及び／又は送信するための適応可能な受信及び／又は送信方向を有し、当該受信デバイスは、それぞれのＬＦ光信号にエンコードされるそれぞれの識別子に基づいて、送信デバイスの各々に対する当該受信デバイスの位置を決定する、及び、送信デバイスのうちの１つを選択する、並びに、前記決定に基づいて、選択された送信デバイスに向けて当該受信デバイスの受信及び／又は送信方向を適応させるように構成されるコントローラを含む、受信デバイスが提供される。

本明細書で開示される第３の態様によれば、複数の第１のデバイスの各々から、それぞれの第１のデバイスの識別子を含むそれぞれの低周波（ＬＦ：low-frequency）光信号を受信することと、それぞれのＬＦ光信号にエンコードされるそれぞれの識別子に基づいて、第１のデバイスの各々に対する第２のデバイスの位置を決定することであって、第２のデバイスは、データコンテンツを含む高周波（ＨＦ：high-frequency）光信号をそれぞれ受信及び／又は送信するための適応可能な受信及び／又は送信方向を有する、こと、及び、第１のデバイスのうちの１つを選択することと、前記決定に基づいて、選択された第１のデバイスに向けて第２のデバイスの受信及び／又は送信方向を適応させることとを含む、方法が提供される。

ある実施形態では、方法は、第１のデバイスの各々によって、それぞれのＬＦ光信号を送信することと、少なくとも選択された第１のデバイスによって、ＨＦ光信号を送信することとを含む。

本明細書で開示される第４の態様によれば、コンピュータプログラムであって、当該コンピュータプログラムが本明細書で開示される任意の実施形態による第２のデバイスによって実行された場合、第２のデバイスに本明細書で開示される任意の実施形態による方法を実行させる命令を含む、コンピュータプログラムが提供される。

本明細書で開示される第５の態様によれば、送信デバイスであって、当該送信デバイスの識別子を含む低周波（ＬＦ：low-frequency）光信号を送信する、及び、データコンテンツを含む高周波（ＨＦ：high-frequency）光信号を送信するように構成されるトランスミッタを含む、送信デバイスが提供される。

本開示の理解を支援するために、及び、どのようにして実施形態が実施され得るかを示すために、例として、添付の図面が参照される。
図１は、本発明の実施形態による第１及び第２のデバイスのシステムを含む例示的な環境を概略的に示す。 図２は、第２のデバイスの例を概略的に示す。 図３は、本発明の実施形態によるシステムの例示的なブロック図を概略的に示す。 図４ａ～４ｄは、第２のデバイスの適応可能な受信方向の例を概略的に示す。 図５は、複数の第１のデバイスから光信号を受信する第２のデバイスの例を概略的に示す。 図６ａ～６ｃは、第２のデバイスの受信方向がどのように適応され得るかの例を示す。 図７は、狭い配信エリア及び広い配信エリアをカバーする低周波信号及び高周波信号の両方を含む光放射パターンの例を示す。

図１は、本明細書に開示される実施形態が使用され得る例示的な環境１００を示す。環境１００は、１人以上のユーザ１０２によって占有されてもよい空間である。環境１００は、家、オフィス若しくは他の建物の１つ以上の部屋等の屋内空間、庭若しくは公園等の屋外空間、ガゼボ等の部分的に覆われた空間、又は屋内空間及び屋外空間の両方を含むキャンパス、スタジアム若しくは他の公共空間等のそのような空間の組み合わせの形態をとってもよい。

環境１００は、環境１００内の異なるロケーションに設置又は置かれる複数の第１のデバイス１０４を備える。以下、第１のデバイスは、送信デバイスと称されることもある。図１の例では、３つの第１のデバイス１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃが示されているが、任意の数の第１のデバイス１０４が存在してもよいことを理解されたい。第１のデバイス１０４は、図３を参照して詳細に述べられる。

この例に示されるように、各第１のデバイス１０４は、照明器具であってもよい。照明器具１０４は、例えばアンビエント照明又は特定のタスク照明のどちらを提供するかにかかわらず、ユーザ１０２によって占有される環境又は環境の一部を照らための任意の種類の照明デバイスを指してもよい。照明器具１０４の各々は、天井若しくは壁に取り付けられる照明器具、自立型の床若しくはテーブル照明器具、又は家具の表面若しくは家具自体に埋め込まれる照明器具１０４等のあまり伝統的でない形態等、さまざまな可能な形態のいずれかをとってもよい。環境１００内の異なる照明器具１０４は、互いに同じ形態をとる必要はない。どのような形態をとっても、各照明器具１０４は、少なくとも１つのランプ（照明要素）と、任意の関連するハウジング、ソケット及び／又はサポートとを備える。適切なランプの例には、ＬＥＤベースのランプ、又は従来のフィラメント電球若しくはガス放電ランプが含まれる。

環境１００はまた、１つ以上の第２のデバイス１０６を備える。図１の例では、単一の第２のデバイス１０６が示されている。以下、第２のデバイスは、受信デバイスと称されることもある。受信デバイス１０６は、図２及び３を参照して詳細に述べられる。

環境１００はまた、１つ以上のユーザデバイス１０８を備えてもよい。ユーザデバイス１０８は、例えば、携帯電話（いわゆる「スマートフォン」を含む）、パーソナルデジタルアシスタント、ページャ、タブレット又はラップトップコンピュータ、並びにいわゆる「スマートウォッチ」等のウェアラブル通信デバイス等を含むモバイルデバイスであってもよい。ユーザデバイス１０８は、接続１１０を介して第２のデバイス１０６に接続されてもよい。接続は、物理的接続（例えば、有線接続）又はワイヤレス接続（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ接続）であってもよい。一部の例では、第２のデバイス１０６は、ユーザデバイス１０８の連携ポート(cooperating port)、例えば、ＵＳＢポートにプラグインされるドングルであってもよい。

図３は、一部の実施形態による第１のデバイス１０４が第２のデバイス１０６とインタラクトする例示的なブロック図を示している。第１のデバイスは、赤外光信号及び／又は可視光信号を送信するように構成されるトランスミッタを含む。この例に示されるように、第１のデバイスは、２つの別個のトランスミッタ３０２ａ、３０２ｂを含み、（以下、低周波トランスミッタと称される）第１のレシーバ３０２ａは、低周波光信号を送信するように構成され、（以下、高周波トランスミッタと称される）第２のトランスミッタ３０２ｂは、高周波光信号を送信するように構成される。各トランスミッタは、１つ以上のエミッタ、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、赤外線ＬＥＤ等を含んでもよい。一部の例では、トランスミッタ３０２ａ、３０２ｂの各々は、同じ光媒体を送信するように構成される。例えば、両方のトランスミッタ３０２ａ、３０２ｂは、赤外光又は可視光のいずれかを送信するように構成されてもよい。他の例では、トランスミッタ３０２ａ、３０２ｂの各々は、異なる光媒体を送信するように構成されてもよい。例えば、低周波トランスミッタ３０２ａは、赤外光を送信するように構成され、高周波トランスミッタ３０２ｂは、可視光を送信するように構成されてもよく、又はその逆であってもよい。他の例では、第１のデバイスは、高周波光信号及び低周波光信号の両方を送信するように構成される単一のトランスミッタを含む。高周波光信号及び低周波光信号は、交互に送信されてもよい。例えば、低周波光信号は、第１の期間に送信され、その後、高周波光信号が送信され、その後、低周波光信号が送信される、等々とされてもよい。代替的に、高周波光信号及び低周波光信号は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：orthogonal frequency-division multiplexing）等を用いて、並行して送られてもよい（例えば、第２のデバイスは、高周波信号及び低周波信号を分離するためのフィルタを有してもよい）。オプションとして、ＯＦＤＭ周波数セットの一部（例えば、ＤＣに近い周波数）が、別個の非相関ＬＦ信号の代わりに別個の制御信号を搬送するために選択されることができる。このオプションの利点は、低周波光信号を高周波光信号から分離するために追加のフィルタリングが必要とされないことである。さらに、ＯＦＤＭへの低周波高調波の潜在的な干渉が回避されることができる。

第１のデバイスは、当該第１のデバイスの識別子を含む低周波光信号を、例えば低周波トランスミッタ３０２ａを用いて送信するように構成される。言い換えれば、第１のデバイスの識別子は、低周波光信号にエンコードされる。異なる第１のデバイスは各々、異なる識別子を送信するように構成される。すなわち、各第１のデバイスは、システム内で当該第１のデバイスに固有の識別子を送信するように構成される。また、第１のデバイスは、データコンテンツ、例えば、ロケーションに依存するコンテンツを含む高周波光信号を、例えば高周波トランスミッタ３０２ｂを用いて送信するように構成される。言い換えれば、データコンテンツは、高周波光信号にエンコードされる。各第１のデバイスは、同じデータコンテンツ又は異なるデータコンテンツを送信するように構成されてもよい。

一部の実施形態では、第１のデバイスは、低周波光信号を受信する及び高周波光信号を受信するように構成されるレシーバを含む。レシーバは、赤外光信号及び／又は可視光信号を受信するように構成されてもよい。図３の例に示されるように、上述のトランスミッタは、トランシーバであってもよい。すなわち、第１のデバイスは、２つのトランシーバ３０２ａ、３０２ｂを含んでもよい。（以下、低周波トランシーバと称される）第１のトランシーバ３０２ａは、低周波光信号を受信するように構成されてもよい。（以下、高周波トランシーバと称される）第２のトランシーバ３０２ｂは、高周波光信号を受信するように構成されてもよい。一部の例では、トランシーバ３０２ａ、３０２ｂの各々は、同じ光媒体を受信するように構成されてもよい。他の例では、トランシーバ３０２ａ、３０２ｂの各々は、異なる光媒体を受信するように構成されてもよい。トランシーバ３０２ａ、３０２ｂは、例えば、フォトダイオード、赤外線センサ等を含んでもよい。

第１のデバイスは、トランスミッタ３０２ａ、３０２ｂを制御するように構成されるコントローラ３０４を含んでもよい。コントローラは、第１のデバイスの構成要素（すなわち、トランスミッタ及びレシーバ）に動作可能に結合されてもよい。例えば、コントローラは、低周波光信号及び高周波光信号の送信（例えば、持続時間、周波数及びコンテンツ）を制御してもよい。第１のデバイス１０４がレシーバを含む場合、コントローラ３０４は、受信した光信号にエンコードされるデータをデコードするように構成されてもよい。ある実施形態では、第１のデバイスのコントローラ３０４は、第１のデバイスのメモリに格納され、第１のデバイスの処理装置での実行のために構成されるソフトウェアの形態で実装される（ソフトウェアが格納されるメモリは、ＥＥＰＲＯＭ又は磁気ドライブ等の１つ以上の記憶媒体を使用する１つ以上のメモリユニットを含み、ソフトウェアが実行される処理装置は、１つ以上の処理ユニットを含む）。代替的に、コントローラ３０４の一部又はすべてが、専用ハードウェア回路、又はＰＧＡ若しくはＦＰＧＡ等のコンフィギュラブル若しくはリコンフィギュラブルなハードウェア回路で実装され得ることが除外されるものではない。

第１のデバイス１０４が照明器具である実施形態では、照明器具は、光源（すなわち、トランスミッタの１つ）と、光源に接続されるドライバ（図示せず）とを含んでもよい。コントローラ３０４は、ドライバを介して駆動される光源を制御するために、ドライバの入力に結合されてもよい。とりわけ、コントローラは、データ、例えば、周期的に繰り返されるコード化された光メッセージを埋め込むために光源が発する照明を変調するように、ドライバを介して、光源を制御するように構成されてもよい。任意の適切な既知の変調技術が、これを行うために使用されてもよい。

第２のデバイス１０６は、低周波光信号を受信する及び高周波光信号を受信するように構成されるレシーバ３０６を含む。レシーバ３０６は、赤外光信号及び／又は可視光信号を受信するように構成されてもよい。この例に示されるように、第２のデバイス１０６は、２つの別個のレシーバ３０６ａ、３０６ｂを含み、（以下、低周波レシーバと称される）第１のレシーバ３０６ａは、低周波光信号を受信するように構成され、（以下、高周波レシーバと称される）第２のレシーバタ３０６ｂは、高周波光信号を受信するように構成される。一部の例では、レシーバ３０６ａ、３０６ｂの各々は、同じ光媒体を受信するように構成されてもよい。例えば、両方のレシーバ３０６ａ、３０６ｂは、赤外光又は可視光のいずれかを受信するように構成されてもよい。他の例では、レシーバ３０６ａ、３０６ｂの各々は、異なる光媒体を受信するように構成されてもよい。例えば、低周波レシーバ３０６ａは、赤外光を受信するように構成され、高周波レシーバ３０６ｂは、可視光を受信するように構成されてもよく、又はその逆であってもよい。レシーバ３０６ａ、３０６ｂは、例えば、フォトダイオード、赤外線センサ等を含んでもよい。

受信した光信号の変調に基づいて、光のコード化された成分の情報は、任意の適切な光センサを使用して検出されることができる。これは、専用のフォトセル（点検出器）、又はフォトセル（画素）のアレイ及びアレイ上に像を形成するためのレンズを含むカメラであることができる。例えば、カメラは、汎用のカメラであってもよい。例えば、第２のデバイス１０６は、カメラ（又は任意の他の適切な光センサ）と、カメラによって補足される像を受信するためにカメラからの入力に結合されるデコーダ（図示せず）とを含んでもよい。デコーダは、例えば１つ以上の第１のデバイス１０４からの、可視光で送信される情報を抽出するように構成される。ある実施形態では、デコーダは、同じユニットに組み込まれてもよい。しかしながら、デコーダは、必ずしも第２のデバイス１０６と同じ物理的ユニットに実装される必要はない。

一部の実施形態では、第２のデバイス１０６は、赤外光信号及び／又は可視光信号を送信するように構成されるトランスミッタを含んでもよい。この例に示されるように、第２のデバイスは、２つの別個のトランスミッタ３０６ａ、３０６ｂを含み、（以下、低周波トランスミッタと称される）第１のトランスミッタ３０６ａは、低周波光信号を送信するように構成され、（以下、高周波トランスミッタと称される）第２のトランスミッタ３０６ｂは、高周波光信号を送信するように構成される。すなわち、第２のデバイスは、トランシーバタ３０６ａ、３０６ｂを含んでもよい。各トランスミッタは、１つ以上のエミッタ、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、赤外線ＬＥＤ等を含んでもよい。一部の例では、トランスミッタタ３０６ａ、３０６ｂの各々は、同じ光媒体、すなわち、同じ光のタイプを送信するように構成される。例えば、両方のトランスミッタ３０６ａ、３０６ｂは、可視光を送信してもよい。他の例では、トランスミッタ３０６ａ、３０６ｂの各々は、異なる光媒体を送信するように構成されてもよい。他の例では、第２のデバイス１０６は、高周波光信号及び低周波光信号の両方を送信するように構成される単一のトランスミッタを含む。

コントローラ３０８は、第２のデバイスの構成要素（すなわち、トランスミッタ及びレシーバ）に動作可能に結合されてもよい。コントローラ３０８は、第２のデバイス１０６のメモリに格納され、第２のデバイス１０６の処理装置での実行のために構成されるソフトウェアの形態で実装されてもよい（ソフトウェアが格納されるメモリは、ＥＥＰＲＯＭ又は磁気ドライブ等の１つ以上の記憶媒体を使用する１つ以上のメモリユニットを含み、ソフトウェアが実行される処理装置は、１つ以上の処理ユニットを含む）。代替的に、コントローラ３０８の一部又はすべてが、専用ハードウェア回路、又はＰＧＡ若しくはＦＰＧＡ等のコンフィギュラブル若しくはリコンフィギュラブルなハードウェア回路で実装され得ることが除外されるものではない。コントローラ３０８は、受信した光信号にエンコードされるデータをデコードするように構成されてもよい。また、コントローラは、低周波光信号及び高周波光信号の送信（例えば、持続時間、周波数及びコンテンツ）を制御してもよい。

ある実施形態では、第２のデバイス１０６は、高周波光信号を受信するための適応可能な受信方向を有してもよい。図４ａ及び図４ｂは、受信方向がどのように適応され得るかを示している。第２のデバイスの受信方向は、高周波光信号が受信され得る方向に影響を与える。ライン４０２ａ、４０２ｂは、受信デバイスの視野の範囲(extent)を画定する。図４Ａでは、受信方向は、受信デバイス１０６に対して実質的に垂直である。受信デバイスは、受信デバイスの平面（又は少なくとも高周波レシーバの平面）から測定される受信角度４０４を有してもよい。図４ａの例では、受信角度は９０度である。図４ｂでは、受信方向が適応されていて、斯くして、受信デバイスの（破線で画定される）視野が変化している。この例では、受信角度４０４が大きくなっている。同様に、第２のデバイスは、高周波光信号を送信するための適応可能な送信方向（図示せず）を有してもよい。受信デバイス（又は受信デバイスの高周波トランスミッタ）は、高周波光ビームが送信される方向に影響を与えるように変更され得る送信角度を有してもよい。

一部の実施形態では、信号が受信され得る方向の範囲が適応されてもよい。すなわち、受信デバイスの視野は、増加又は減少されてもよい。例えば、図４ｃの受信デバイスの視野は、図４ｄの受信デバイスの視野よりも大きい。受信デバイスは、受信デバイス（又は高周波レシーバ）の平面から測定される（受信）開口角４０６を有してもよい。受信デバイスの開口角度が増加すると、視野は減少する。一部の例では、受信方向及び開口角度は、独立して変更されてもよい。他の例では、受信方向及び開口角度の両方が変更されてもよい。同様に、受信デバイス（又は受信デバイスの高周波トランスミッタ）の（送信）開口角度が適応されてもよい。

一部の実施形態では、第２のデバイス１０６は、コントローラ３０８によって制御され、第２のデバイス１０６の少なくとも一部を動かすように構成される機構３１０を含んでもよい。例えば、機構３１０は、第２のデバイス１０６の少なくとも一部を回動及び／又は傾動するように構成されてもよい。機構は、レシーバ３０６ａ、３０６ｂの一方又は両方、及び／又は、トランスミッタの一方又は両方を、例えば第２のデバイス１０６に対して動かす（例えば、回動及び／又は傾動する）ように構成されてもよい。さらに、図３に示されるように、第２のデバイス１０６は、ユーザデバイス１０８と接続するためのコネクタ１１０、例えば、シリアルケーブル又はＵＳＢケーブル等の１対１接続を含んでもよい。

図２は、第２のデバイス１０６の例示的な実装を示している。図示されているように、低周波及び高周波レシーバ３０６ａ、３０６ｂの両方が、第２のデバイス１０６の同じ面に位置付けられている。この例では、第２のデバイス１０６はさらに、視覚的インジケータ３１２を含む。視覚的インジケータ３１２の機能は以下で述べられる。視覚的インジケータ３１２は、１つ以上のＬＥＤを含んでもよい。例えば、図示されているように、視覚的インジケータ３１２は、ＬＥＤの円を含んでもよい。視覚的インジケータ３１２は、コントローラ３０８に動作可能に結合され、コントローラ３０８によって制御される。

ここで、本発明の実施形態が、単に例として、図５を参照して述べられる。

図５の例では、４つの第１のデバイス（送信デバイス）１０４ａ～ｄと、１つの第２のデバイス（受信デバイス）１０６がある。各送信デバイス１０４は、当該送信デバイスのそれぞれの識別子を含むそれぞれの低周波光信号を送信する。低周波光信号は、広いビーム信号として、すなわち、広いビーム角度で送信されてもよい。受信デバイス１０６は、広いビームの低周波信号を受信するための広い受信角度を有するレシーバと、狭いビームの高周波信号を受信するための狭い受信角度を有するレシーバとを使用してもよい。一部の実施形態では、各送信デバイス１０４は、データコンテンツを含むそれぞれの高周波光信号も送信する。高周波光信号は、狭いビーム信号として、すなわち、狭いビーム角度で送信されてもよい。高周波光信号及び／又は低周波光信号のビーム角度は、固定されてもよく、又は、適応可能であってもよい。例えば、ビーム角度は、低周波及び高周波トランスミッタのＬＥＤのコンフィギュレーションに基づいて予め決められてもよい。トランスミッタのビーム角度は、当該トランスミッタのカバレッジエリア、すなわち、光信号によって直接影響を受ける環境１００内のエリア（環境１００内の表面からの光信号の反射等によって間接的に影響を受けるエリアを含まない）に影響を与える。

受信デバイス１０６は、それぞれの低周波光信号の一部又はすべてを受信する。また、受信デバイス１０６は、それぞれの高周波光信号の一部又はすべてを受信し得る。これにより、受信デバイスにおいて高周波光信号の望ましくない干渉が発生する可能性がある。

受信デバイス１０６のコントローラ３０８（以下、送信デバイス１０４のコントローラ３０４のアクションを述べる場合等、文脈上別段の要求がない限り、「コントローラ」と称される）は、受信する送信デバイスのそれぞれの識別子を使用して、送信デバイスに対する受信デバイス１０６の位置を決定する。コード化された識別子に基づいてデバイスの位置を決定することは、当技術分野で知られており、例えば、参照により本明細書に組み込まれるＷＯ２０１５／１４４５５３ Ａ１は、ローリングシャッターカメラを使用する屋内測位システムを示している。

複数のデバイスからの第１の送信／受信デバイスのを選択のために、絶対的測位、すなわち、実際の緯度／経度の決定を行うことは厳密には必要ではない。絶対的測位は、複数のデバイスの各送信／受信デバイスの識別子が、例えばシステムのコミッショニング時に決定される、既知の位置を有する場合に実施されてもよい。その時点で、識別子を照明計画の特定のマップロケーションにマッピングすることが可能であってもよい。このような状況では、モバイルレシーバ／送信デバイスの実際の位置は、三角測量／三辺測量、マルチアンギュレーション(multi-angulatio)／マルチラテレーションを使用して決定されてもよい。この場合、選択は、絶対的な位置／ロケーションに基づいて行われてもよい。

しかしながら、複数の第１の送信／受信デバイスのうちの１つの選択のためには、一般的に相対的な位置／ロケーションを知ることで十分である。相対的なロケーションの決定は、見通し線(line of sight)内の送信／受信デバイスの識別子が局所的に一意であることが必要なだけであり、その後、（トランスミッタの既知の送信強度を所与として）当業者に知られている前述の技術の１つが使用されることができる。

送信デバイス１０４の相対位置が分かると、コントローラ３０８は、送信デバイスのうちの１つを選択する。例えば、コントローラ３０８は、受信デバイスに最も近い送信デバイス１０４を選択してもよい。代替的に、コントローラ３０８は、受信デバイスによって受信される際に最大の受信信号強度を有する低周波光信号を送信している送信デバイス１０４を選択してもよい。別の代替例として、コントローラ３０８は、受信デバイスによって受信される際に最大の信号対雑音比を有する低周波光信号を送信している送信デバイス１０４を選択してもよい。一部の例では、選択は、これらのファクタの組み合わせに基づいてもよい。例えば、２つの送信デバイスが、受信デバイス１０６に等しく最も近い（又は、少なくとも、決定された位置の精度に基づいて受信デバイス１０６に等しく最も近いと判断される）場合、コントローラ３０８は、最大の受信信号強度を有する信号を送信している送信デバイス１０４を選択してもよい。他の組み合わせも可能である。選択は、少なくとも受信した識別子に基づき、また、受信デバイスの決定された位置に基づいてもよい。

一部の実施形態では、受信デバイスの決定された位置に基づいて、コントローラ３０８は、選択された送信デバイスに向けて、すなわち、送信デバイスの方向に受信方向４０２を方向付けるように受信デバイス１０６の受信方向４０２を適応させる。一部の例では、この結果、受信デバイス１０６は、選択された送信デバイスのみから高周波光信号を受信してもよい。一部の例では、この結果、受信デバイス１０６は、選択された送信デバイスからより高品質の高周波光信号を受信してもよく、例えば、選択された送信デバイス１０４ａから受信される高周波光信号の受信信号強度が増加されてもよい。

例えば、図５に示されるように、受信デバイス１０６は、机５０２の上に置かれ、各送信デバイス（例えば、各照明器具）１０４ａ～ｄは、それぞれのカバレッジエリア５０４ａ～ｄを有するそれぞれの高周波信号を送信する。受信デバイス１０６は、２つの送信デバイス１０４ａ、１０４ｄのカバレッジエリア５０４ａ、５０４ｄの重なり部分(overlap)に位置付けられているので、これら送信デバイス１０４ａ、１０４ｄからそれぞれの高周波光信号を受信する。送信デバイスのうちの１つ、例えば、送信デバイス１０４ａに向けて受信デバイス１０６の受信方向４０２を適応させることにより、受信デバイス１０６は、送信デバイス１０４ａからより高品質な信号を受信してもよい。

選択された送信デバイスから高周波光信号を受信した後、コントローラ３０８は、当該光信号にエンコードされるデータコンテンツをデコードし、デコードされたデータコンテンツを、例えば、受信デバイス１０６とユーザデバイス１０８との間の有線接続を用いて、ユーザデバイスに中継してもよい。

追加的な又は代替的な実施形態では、受信デバイスの決定された位置に基づいて、コントローラ３０８は、選択された送信デバイスに向けて、すなわち、送信デバイスの方向に送信方向を方向付けるように受信デバイスの送信方向を適応させる。一部の例では、この結果、送信デバイス１０４は、受信デバイスから高周波光信号を受信してもよい。一部の例では、この結果、送信デバイス１０４は、受信デバイスからより高品質な高周波光信号を受信してもよい。

受信デバイス１０６は、例えば有線接続を介して、ユーザデバイスからデータコンテンツを受信し、高周波光信号を介して選択されたトランスミッタに送信されるために当該データコンテンツをエンコードしてもよい。

一部の実施形態では、受信デバイス１０６は、高周波トランスミッタ及び／又はレシーバが低周波レシーバに取り付けられるように構成されてもよい。このようにして、受信デバイス１０６の送信及び／又は受信方向４０２の適応は、選択された送信デバイスに向けてより正確に方向付けられてもよい。代替的に、高周波トランスミッタ及び／又はレシーバは、単に、低周波レシーバと同じ受信デバイス１０６の面に取り付けられてもよい。

受信デバイス１０６の受信及び／又は送信方向は、いくつかのやり方のうちの１つ以上で適応されてもよい。第１の例として、上述したように、方向は、受信デバイス１０６が、選択された送信デバイスに向けた方向に空間内で動くことによって適応されてもよい。これは、受信デバイス１０６が、全体として動くこと、又は受信デバイス１０６の一部のみ（例えば、高周波レシーバ及び／又はトランスミッタ）が動くことを伴ってもよい。さらに、動きは、受信デバイスの回動(pivoting)及び／又は傾動(tilting)、例えば、高周波トランスミッタ及び／又はレシーバの回動及び／又は傾動を伴ってもよい。動きは、機構によってもたらされてもよい。図６Ａは、受信デバイス１０６に対して動き得るトランシーバ３０６の例を示している。

第２の例として、第２のデバイスは、フォトダイオードのアレイを含んでもよく、各フォトダイオードは、異なるレンズ（例えば、異なる形状、サイズ、及び／又はタイプ）を含んでもよい。異なるレンズの結果、フォトダイオードは、異なる方向からの光信号を受信する。フォトダイオードのアレイのサブセットをイネーブルにすることにより、他の方向からではなく、特定の方向からの高周波光信号が受信されてもよい。したがって、コントローラ３０８は、選択された送信デバイス１０４ａによって送信される高周波信号が受信される結果となるフォトダイオードのサブセットをイネーブルにしてもよい。図６ｂは、各々それぞれ異なるレンズ６０４ａ～ｄを有する、フォトダイオード６０２ａ～ｄのアレイを有する受信デバイス１０６の例を示す。

第３の例として、受信デバイス１０６は、高周波光信号トランスミッタ及び／又はレシーバ（又はトランシーバ）のアレイを含んでもよい。高周波トランスミッタのアレイは、アレイのアクティブなトランスミッタの数を選択することにより出射ビームが選択されることができるようにレンズによってカバーされてもよい。例えば、各トランスミッタは、高周波光信号を送信するための異なる方向を有してもよい。同様に、同様のレンズ及びアレイの原理は、レシーバ（例えば、フォトダイオード回路）にも当てはまり得る。すなわち、各レシーバは、異なる方向からの高周波光信号を受信するように構成されてもよく、レシーバのサブセットは、信号が受信される方向を制御するようにイネーブルにされてもよい。図６ｃは、どのようにして、複数の送信デバイス１０４ｂ～ｄではなく、特定の送信デバイス１０４ａが、それぞれトランスミッタ又はレシーバのアレイを用いる信号送信又は受信の対象とされることができるかを示している。

任意選択的なフィーチャとして、コントローラ３０８は、ユーザ１０２に、受信デバイスを方向付ける方向、すなわち、受信デバイスの受信及び／又は送信方向を方向付ける方向を示すように視覚的インジケータを制御してもよい。選択された送信デバイスに向けて指示された方向に受信デバイス１０６を方向付けることによって、受信デバイスと選択された送信デバイス１０４ａとの間の接続が向上されてもよい。例えば、受信デバイス１０６がＬＥＤの（円状）アレイを含む場合、コントローラ３０８は、どの方向に受信デバイスを方向付けるべきかを示すためにＬＥＤのうちの１つ以上をアクティブにしてもよく、例えば、ＬＥＤの円状アレイの右側のＬＥＤが、受信デバイス１０６が東方向に傾動されるべきであることを示すためにイネーブルにされてもよい。

別の任意選択的なフィーチャとして、受信デバイス１０６は、低周波光信号を送信してもよい。低周波光信号は、広いビーム信号として、すなわち、広いビーム角度で送信されてもよい。低周波信号は、パイロットトーンと同様の搬送波で構成されてもよい。搬送波は、検出が、テレビのリモコンと同様に非常に低い電力信号レベルで起こることができることを保証する。また、ＬＦデータは、より大きな信号カバレッジ角度を有してより長距離で容易に検出されることができるように搬送波を含むこともできる。さらに、送信デバイスの各々は、低周波光信号が所定の期間内に受信されなかったことを判断する、及び、そのような光信号が所定の期間内に受信されなかった場合、高周波光信号の送信を終了してもよい。これは、受信デバイス１０６が環境１００に存在しない場合、又は送信デバイスが受信デバイスのカバレッジエリアにない場合、高周波トランスミッタがパワーオフされることができるので、送信デバイス１０４の追加の省電力を提供する。

一部の実施形態では、送信デバイスが選択されると、受信デバイス１０６の視野が、受信開口角度を適応させることによって、サイズが減少されてもよい、すなわち、より狭くされてもよい。したがって、これは、選択されていない送信デバイスから受信される高周波光信号の量を減少させ、したがって、選択されていないデバイスによって送信される高周波光信号に起因する選択されたデバイスによって送信される高周波光信号の干渉が減少され得る。同様に、受信デバイス１０６の送信されるビーム角度が、受信デバイスによって送信される高周波光信号に起因する選択されていない送信デバイスにおける干渉を減少させるために、送信開口角度を適応させることによって、減少されてもよい。

受信デバイス１０６は、ユーザ１０２が環境１００内で受信デバイス１０６を移動させ得るようなポータブルデバイスであってもよい。受信デバイス１０６は、受信デバイス１０６が接続されるユーザデバイス１０８とは別個に又は一緒に移動されてもよい。受信デバイス１０６が移動される場合、受信デバイス１０６は、選択された送信デバイス１０４ａがもはや最適な送信デバイスではない位置に移動される可能性がある。例えば、受信デバイス１０６の受信及び／又は送信方向が、もはや選択された送信デバイスに向けて方向付けられない可能性がある。

一部の実施形態では、受信デバイス１０６は、環境１００内で位置を変えたこと、すなわち、移動したことを検出することができる。例えば、送信デバイスに対する受信デバイス１０６の初期位置が決定されるのと同じやり方で、コントローラ３０８は、送信デバイスに対する自身の位置が変化したことを判断するために光信号から受信される識別子を使用してもよい。追加的又は代替的に、受信デバイス１０６は、１つ以上の加速度計を含んでもよく、コントローラ３０８は、受信デバイスの動きを検出するために加速度計から受けるデータを使用してもよい。

送信デバイスの各々に対する受信デバイス１０６の更新された位置を決定することに応答して、コントローラ３０８は、送信デバイスを選択してもよい。受信する識別子に依存して、コントローラ３０８は、同じ送信デバイス１０４を選択してもよく（例えば、受信デバイス１０６が、実質的に移動していない場合、又は受信デバイス１０６が、移動しているが、受信方向４０２が依然として同じ送信デバイスに向けて方向付けられている場合）、又は異なる（すなわち、更新された）送信デバイスを選択してもよい。その後、コントローラ３０８は、受信デバイス１０６の送信及び／又は受信方向４０２が、更新された送信デバイスに向けて方向付けられるように適応させてもよい。上述したように、前記適応は、例えば、受信デバイスのレシーバ及び／又はトランスミッタの傾動及び／又は回動を伴ってもよい。

ここで、さらなる非限定的な例が述べられる。

実施形態は、フォトダイオード及びＩＲ－ＬＥＤを含む回動可能及び／又は傾動可能なＬｉ－Ｆｉトランシーバ、屋内測位システム（ＩＰＳ：Indoor Positioning System）センサ、回動及び傾動の検出と制御のための処理ユニット、ユーザにフィードバックを提供するためのＬＥＤインジケータ、測位及び干渉低減を最適化するためのフレキシブルな開口角度適応のうちの１つ以上の要素を含む受信デバイス１０６（例えば、ドングル）を含んでもよい。

送信デバイス（例えば、照明器具）に対するＩＰＳセンサの位置は、異なる照明器具によって発せられるコードを観察することによって決定されることができる。各照明器具は、独自のコードを有してもよい。このような低周波信号をデコードすることは、ＩＰＳ信号が低周波変調を有するため、コスト効率よく行われることができる（単純な３２ビットマイクロコントローラ３０８で十分である）。異なる照明器具を区別するために、センサは、Ｌｉ－Ｆｉホスト、すなわち、照明器具に対するドングルの位置を決定するために２つ以上のセンサ信号を必要としてもよい（入力信号としてできるだけ多くのマトリクス又はカメラピクセルを含むことができる）。ＩＰＳ信号に基づいて、ドングルは、最適なデータリンク性能のためのＬｉＦｉドングルの最良の位置及び向きについてユーザにフィードバックを提供することができる。また、ＬＥＤインジケータは、ＰＤ及びＩＲ－ＬＥＤが方向付けられるべき又は配置されるべき方向を指し示してもよい。ＰＤ及びＩＲ－ＬＥＤの傾動は、ＩＰＳセンサ入力データを用いて手動又は自動で行われることができる。ポジショニングファシリティをサポートするために、ドングルが信号を受信する開口角度は、好ましくは、広くあるべきである。最適な位置及び傾動が確立されると、天井における望ましくないＬｉ－Ｆｉアクセスポイント（ＡＰ）の干渉は、開口角度を減少させることによって低減されることができる。これは、Ｌｉ－Ｆｉ ＡＰに向けたドングル信号の干渉も低減することになる。受信方向４０２を制御するための別のオプションは、ｘ－ｙ方向に水平にわずかに動かされる２つのフラット（フレネル）レンズを使用することである。別のオプションは、異なるレンズを備えるフォトダイオードのアレイであり、フォトダイオードのサブセットを選択することによって、受信方向４０２は影響を受ける。

エリアがＬｉＦｉ対応ＬＥＤ照明器具を備える場合、個々の照明器具のカバレッジが近隣の照明器具と重なり、干渉を引き起こす可能性がある。例えば、単一のドングルが、干渉をもたらす２つの照明器具のＬｉ－Ｆｉカバレッジを有する位置に置かれる可能性がある。干渉の重なりエリア(overlapping area)は、静止した状況だけでなく、複数のＬｉ－Ｆｉ対応照明器具を備える空間で人がドングルを持って動き回る、動的環境１００においても生じる可能性がある。好ましくは、ドングルは、Ｌｉ－Ｆｉホストに対するドングルの位置に関する情報を使用して、ユーザ１０２がある位置から別の位置に移行するにつれてあるＬｉ－Ｆｉホストから別のＬｉ－Ｆｉホストに変更すべきである。

好ましくはカメラを有する、ＩＰＳレシーバは、Ｌｉ－Ｆｉ対応照明器具について天井を観察する。Ｌｉ－Ｆｉホストに対するドングルの位置が分かると、ドングル内の（高速フォトダイオード及びＩＲ ＬＥＤを含んでもよい）Ｌｉ－Ｆｉトランシーバは、Ｌｉ－Ｆｉリンクの信号対雑音比を最大化するためにＬｉ－Ｆｉホストに対して最適な方向に自動的に傾動される。ＩＰＳセンサに次いで、加速度計も、ユーザ１０２がＬｉ－Ｆｉ対応エリアを移動する場合にＩＰＳを補償及び強化するためにドングルに含まれてもよい。一部のデバイスでは、ＩＰＳは、ユーザ１０２が、Ｌｉ－Ｆｉホストに向けた位置を最適化するためにドングル内のＬｉ－Ｆｉトランシーバを再位置付け(reposition)及び傾動することができるようにＬＥＤを介してフィードバックを提供してもよい。ＩＰＳセンサは、ドングルに設けられてもよく、又は、Ｌｉ－Ｆｉモデムの回動及び傾動可能な部分に設けられてもよい。

一部の例では、低周波信号は、検出を容易にする一方、著しく低い放出電力レベルを適用するために搬送波（例えば、赤外線リモコン信号と同様の搬送波）で変調されてもよい。

一部の例では、図７に示されるように、両方の周波数（低周波及び高周波）を含む信号と、両方の配信エリア(distribution area)（すなわち、検出のために大きく、データ送信のために小さい）をカバーする光放射パターン(optical radiation pattern)を発する単一のトランスミッタが使用されてもよい。同様のことは、受信経路にも当てはまり得る。例えば、単一のフォトダイオードにカスタム感度パターンレンズ(custom sensitivity pattern lens)が適用されることができ、低周波信号及び高周波信号は、低周波信号及び高周波信号を互いに分離するために入力信号をフィルタリングすることによって抽出されてもよい。アレイの場合、これは、低周波信号が、より多くのエミッタ及びフォトダイオードに適用され、無線周波は、より少ないエミッタ及びフォトダイオードのセレクションに適用されることを意味してもよい。

Ｌｉ－Ｆｉ及びＩＰＳの組み合わせの利点は、特定のドングルに対するＬｉ－Ｆｉ接続が、特定のロケーションでのみイネーブルにされることができることである。さらなる利点は、ユーザ１０２又はドングルが追跡可能であり、ユーザ１０２が重要なデータにアクセスするために特定のエリア内に強いられるので接続がよりセキュアになることである。

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ることができ、また、特許請求される発明を実施する際に実行されることができる。請求項では、単語「含む（comprising）」は、他の構成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、請求項において列挙される、いくつかの項目の機能を果たしてもよい。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、又は他のハードウェアの一部として供給される、光学記憶媒体又は固体媒体等の、好適な媒体において記憶／頒布されてもよいが、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等を介して、他の形態で頒布されてもよい。請求項中のいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (15)

1. 複数の第１のデバイスであって、各それぞれの第１のデバイスは、それぞれの第１のデバイスの識別子を含む低周波光信号を送信する、及び、データコンテンツを含む高周波光信号を送信及び／又は受信するように構成される、複数の第１のデバイスと、
   前記第１のデバイスの各々からそれぞれの低周波光信号を受信する、及び、高周波光信号を送信する及び／又は前記第１のデバイスのうちの少なくとも１つから高周波光信号を受信するように構成される、第２のデバイスであって、前記第２のデバイスは、前記高周波光信号をそれぞれ受信及び／又は送信するための適応可能な受信及び／又は送信方向を有し、前記第２のデバイスは、
   前記それぞれの低周波光信号にエンコードされるそれぞれの識別子に基づいて、前記第１のデバイスの各々に対する前記第２のデバイスの位置を決定する、及び、前記第１のデバイスのうちの１つを選択する、及び
   前記決定に基づいて、前記選択された第１のデバイスに向けて前記第２のデバイスの少なくとも前記高周波光信号の受信及び／又は送信方向を適応させる、
   ように構成されるコントローラを含む、第２のデバイスと、
   を含む、システムであって、
   前記第２のデバイスは、広い受信角度を有するレシーバを使用して前記低周波光信号を受信する、及び、狭い受信角度を有するレシーバを使用して前記高周波光信号を受信するように構成される、システム。
2. 前記コントローラは、
   前記第２のデバイスに最も近い前記第１のデバイスを選択すること、
   により前記選択を行うように構成される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記コントローラは、
   最大の受信信号強度及び／又は最大の信号対雑音比を有する前記それぞれの低周波光信号を送信している前記第１のデバイスを選択すること、
   により前記選択を行うように構成される、請求項１に記載のシステム。
4. 各第１のデバイスは、前記低周波光信号を可視光信号として又は赤外光信号として送信する、及び／又は、前記高周波光信号を可視光信号として又は赤外光信号として送信するように構成される、請求項１、２又は３に記載のシステム。
5. 前記第２のデバイスの少なくとも一部は、空間内で動くように構成され、前記コントローラは、前記第２のデバイスの前記少なくとも一部を前記選択された第１のデバイスに向けた方向に動かすことによって前記第２のデバイスの受信及び／又は送信方向を適応させるように構成される、
   前記第２のデバイスは、各々が高周波光信号を受信するための異なる方向を有する、高周波光信号レシーバのアレイを含み、前記コントローラは、前記高周波光信号レシーバのアレイのサブセットをイネーブルにすることによって前記第２のデバイスの受信方向を適応させるように構成される、
   前記第２のデバイスは、フォトダイオードのアレイを含み、各フォトダイオードは、異なるレンズを含み、前記コントローラは、高周波光信号を受信するために前記フォトダイオードのアレイのサブセットのみをイネーブルにすることによって前記第２のデバイスの受信方向を適応させるように構成される、及び／又は
   前記第２のデバイスは、各々が高周波信号を送信するための異なる方向を有する、高周波光信号トランスミッタのアレイを含み、前記コントローラは、送信される高周波光信号のサブセットのみをイネーブルにすることによって前記第２のデバイスの送信方向を適応させるように構成される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 前記第２のデバイスは、ユーザデバイスと接続可能であるように構成され、前記コントローラは、
   （ｉ） 前記選択された第１のデバイスから受信される高周波光通信信号からデータコンテンツをデコードする、及び、前記第２のデバイスと前記ユーザデバイスとの間の接続を介して前記ユーザデバイスに前記デコードされたデータコンテンツを中継する、及び／又は
   （ｉｉ） 前記接続を介して前記ユーザデバイスから受信するデータコンテンツをコード化する、及び、高周波光通信信号として前記選択された第１のデバイスに前記コード化されたデータを中継する、
   ように構成される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のシステム。
7. 前記第２のデバイスは、視覚的インジケータを含み、前記コントローラは、前記決定に基づいて、前記選択された第１のデバイスに向けて受信及び／又は送信方向を方向付ける方向を視覚的に示すように前記視覚的インジケータを制御するように構成される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシステム。
8. 各それぞれの第１のデバイスは、前記低周波光信号を送信するように構成される第１のトランスミッタと、前記高周波光信号を送信するように構成される第２のトランスミッタとを含み、前記第１のトランスミッタ及び前記第２のトランスミッタは、同じ場所に位置する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のシステム。
9. 各第１のデバイスは、前記第２のデバイスから光信号を受信するように構成され、前記第２のデバイスは、前記光信号を送信するように構成され、前記光信号は、
   データコンテンツを含む高周波光信号、及び／又は
   ウェイクアップ信号を含む低周波光信号であって、前記ウェイクアップ信号の受信に応答して、前記第１のデバイスの各々は前記高周波光信号を送信するように構成される、低周波光信号、
   を含む、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシステム。
10. 前記コントローラは、受信デバイスの受信及び／又は送信方向を適応させた後、
    選択されたデバイスによって送信される高周波光信号と選択されていないデバイスによって送信される高周波光信号との干渉を減少させるために、前記受信デバイスの受信開口角度を適応させ、これにより、前記第２のデバイスの視野の範囲を適応させる、及び／又は
    前記第２のデバイスによって送信される高周波光信号による選択されていない第１のデバイスにおける干渉を減少させるために、前記受信デバイスの送信開口角度を適応させ、これにより、前記第２のデバイスのビーム幅を適応させる、
    ように構成される、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のシステム。
11. 前記コントローラは、
    前記第２のデバイスが位置を変えたことを検出する、
    前記第１のデバイスの各々に対する前記第２のデバイスの更新された位置を決定する、及び、更新された第１のデバイスを選択する、及び
    前記更新された位置の前記決定に基づいて、前記更新された第１のデバイスに向けて前記第２のデバイスの受信及び／又は送信方向を適応させる、
    ように構成される、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のシステム。
12. 前記コントローラは、
    前記第１のデバイスの各々から受信される前記それぞれの低周波光信号にエンコードされるそれぞれの識別子に基づいて前記更新された位置を決定すること、及び／又は
    前記第２のデバイスに収容される１つ以上の加速度計から位置情報を受けること、
    により前記決定を行うように構成される、請求項１１に記載のシステム。
13. 受信デバイスであって、
    当該受信デバイスは、複数の送信デバイスからそれぞれの低周波光信号を受信する、及び、データコンテンツを含む高周波光信号を受信及び／又は送信するように構成されるトランシーバを含み、各送信デバイスから受信される前記低周波光信号は、前記送信デバイスのそれぞれの識別子を含み、当該受信デバイスは、前記高周波光信号をそれぞれ受信及び／又は送信するための適応可能な受信及び／又は送信方向を有し、当該受信デバイスは、
    前記それぞれの低周波光信号にエンコードされるそれぞれの識別子に基づいて、前記送信デバイスの各々に対する当該受信デバイスの位置を決定する、及び、前記送信デバイスのうちの１つを選択する、及び
    前記決定に基づいて、前記選択された送信デバイスに向けて当該受信デバイスの少なくとも前記高周波光信号の受信及び／又は送信方向を適応させる、
    ように構成されるコントローラを含み、
    当該受信デバイスは、広い受信角度を有するレシーバを使用して前記低周波光信号を受信する、及び、狭い受信角度を有するレシーバを使用して前記高周波光信号を受信するように構成される、受信デバイス。
14. 複数の第１のデバイスの各々から、それぞれの第１のデバイスの識別子を含むそれぞれの低周波光信号を受信することと、
    前記それぞれの低周波光信号にエンコードされるそれぞれの識別子に基づいて、前記第１のデバイスの各々に対する第２のデバイスの位置を決定することであって、前記第２のデバイスは、データコンテンツを含む高周波光信号をそれぞれ受信及び／又は送信するための適応可能な受信及び／又は送信方向を有する、こと、及び、前記第１のデバイスのうちの１つを選択することと、
    前記決定に基づいて、前記選択された第１のデバイスに向けて前記第２のデバイスの少なくとも前記高周波光信号の受信及び／又は送信方向を適応させることと、
    を含む、方法であって、
    前記第２のデバイスは、広い受信角度を有するレシーバを使用して前記低周波光信号を受信する、及び、狭い受信角度を有するレシーバを使用して前記高周波光信号を受信するように構成される、方法。
15. コンピュータプログラムであって、当該コンピュータプログラムが請求項１３に記載の受信デバイスによって実行された場合、前記受信デバイスに請求項１４に記載の方法のステップを実行させる命令を含む、コンピュータプログラム。

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