KR20120094461A

KR20120094461A - 제어 가능 디바이스를 선택하기 위한 방법

Info

Publication number: KR20120094461A
Application number: KR1020127001799A
Authority: KR
Inventors: 요한 코넬리스 탈스트라; 헨드리쿠스 데오도루스 제라르두스 마리아 펜닝 드 브리에스; 로렌조 페리
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2010-06-14
Publication date: 2012-08-24
Also published as: WO2010150132A1; JP2012531782A; EP2446427B1; CA2766099A1; US20120092143A1; JP5508524B2; US8872637B2; EP2446427A1; RU2541889C2; CN102460532B; RU2012102062A; CN102460532A

Abstract

본 발명은 복수의 제어 가능 디바이스(121-123) 중 적어도 하나를 선택하는 방법에 관한 것이다. 제어 가능 디바이스들(121-123) 각각은 구별 가능한 신호를 송신하도록 구성된다. 본 방법은 제어 디바이스(110)에 포함된 복수의 수신기 모듈들에 의해 복수의 제어 가능 디바이스로부터 신호들을 수신하는 단계(301) - 각각의 수신기 모듈은 신호들의 기여도(contribution)를 개별적으로 검출함 - ; 상이한 신호 기여도들 간의 상관 관계를 사용하여, 신호들 각각의 폭 및 입사각을 결정하는 단계(302); 신호들 각각의 폭 및 입사각을 미리 정해진 기준 세트와 비교하는 단계(303-304); 및 미리 정해진 기준 세트와 가장 부합하는 복수의 제어 가능 디바이스 중 적어도 하나를 선택하는 단계(305)를 포함한다.

Description

제어 가능 디바이스를 선택하기 위한 방법{METHOD FOR SELECTING A CONTROLLABLE DEVICE}

본 발명은 복수의 제어 가능 디바이스 중 적어도 하나를 선택하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 방법을 사용하는 제어 디바이와 이러한 제어 디바이스 및 복수의 제어 가능 디바이스를 포함하는 시스템에 관한 것이다.

다수의 광원들을 포함하는 현재 조명 시스템들에서, 광원들의 선택 및 제어는 통상적으로, 스위치들을 갖는 벽 패널 등의 고정 디바이스에 의해 발생한다. 스위치들은 광원들을 제어하는데, 예를 들어, 켜기/끄기 또는 흐리게 하는데 사용된다. 사용자가 임의의 광들을 변경하기 원하는 경우에, 사용자는 벽 패널로 돌아 가야만 한다. 물론, 사용자는 어떤 스위치가 어떤 광원을 제어하는지를 알 필요가 있다. 그러나, 스위치들 또는 광원들이 표시되지 않기에, 종종 사용자는 이러한 정보를 갖지 않는다. 이러한 상황은, 특히, 다수의 광원들 및 다수의 스위치들의 경우에 문제가 되며, 원하는 광원을 제어하는 스위치는 시행 착오를 거쳐 발견된다.

최근 개발에 의해 광원들을 선택 및 조정하기에 유용한 방향성 선택 빔을 방출하는 원격 제어 디바이스들가 만들어졌다. 그러나, 원격 제어 디바이스들의 사용은, 원하는 디바이스가 아닌 디바이스(예를 들어, 광원)를 뜻하지 않게 선택하는 위험을 제공한다. 따라서, (원격 제어기로부터 광범위한 선택 빔을 선호하는) 디바이스 선택의 용이성과 (원격 제어기로부터 편협한 선택 빔을 선호하는) 다수의 디바이스 선택의 리스크 회피 사이에 균형이 이루어져야 한다.

US2003/0107888은 개별 조명 모듈들의 선별적인 조정 및 프로그래밍을 위해 방향성 무선 원격 제어기를 사용하는 원격-제어 모듈식 조명 시스템을 기술한다. 개별 조명 모듈들은 원격 제어기를 조정될 조명 모듈에 일시적으로 향하게 함으로써 조정을 위해 선택될 수 있다. 램프를 겨냥하지 않고 후속 조정들이 실행될 수 있으며, 오퍼레이터들은 조명이 비추는 객체에 주목하게 된다. 조정들은, 스위치 온/오프, 디밍, 색 변경, 및 광원의 광을 향하게 함(즉, 광 분포의 조정)을 포함할 수 있다. 방향성 선택 빔에 의해 다수의 모듈들이 선택되도록 조명 모듈들이 타이트하게(tightly) 이격되면, 원격 제어기는 원하는 램프 모듈의 표시자에 조명이 들어올 때까지, 선택 버튼을 반복하여 누름으로써 선택된 램프들을 사용자가 순회할 수 있게 해주는 부가적인 피처를 포함한다.

그러나, 복수의 제어 가능 디바이스로부터, 광원 등의 적어도 하나의 제어 가능 디바이스를 선택하는 향상된 방법을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 전술한 사항은 복수의 제어 가능 디바이스 중 적어도 하나를 선택하고, 제어 가능 디바이스들 각각은 구별 가능한 신호를 송신하도록 구성되는 방법에 의해 적어도 부분적으로 충족된다. 본 방법은 제어 디바이스, 예를 들어, 원격 제어 디바이스에 포함된 복수의 수신기 모듈들에 의해 복수의 제어 가능 디바이스로부터 신호들을 수신하는 단계 - 각각의 수신기 모듈은 신호들의 기여도(contribution)를 개별적으로 검출함 - ; 상이한 신호 기여도들 간의 상관 관계를 이용하여, 신호들 각각의 폭 및 입사각을 결정하는 단계; 신호들 각각의 폭 및 입사각을 미리 정해진 기준 세트와 비교하는 단계; 및 미리 정해진 기준 세트와 가장 부합하는 복수의 제어 가능 디바이스 중 적어도 하나를 선택하는 단계를 포함한다.

전체가 참조용으로 인용되어 있으며 출원인에 의한 비공개 출원 PCT/IB2009/052363은 제어 가능 디바이스들 각각으로부터 원격 제어 디바이스에 신호를 송신하고; 제어 가능 디바이스에 의해 수신된 신호의 입사각을 기반으로 원격 제어 디바이스 및 제어 가능 디바이스들 각각 간의 각편이(angular deviation)를 결정하며; 각편이를 기반으로 제어 가능 디바이스를 선택함으로써 복수의 제어 가능 디바이스로부터 제어 디바이스를 선택하는 방법을 기술한다. 그러나, 방과 같은 구조에서 복수의 제어 가능 디바이스가 배열될 때, 신호들은 예를 들어, 벽에서 반사될 수 있다. 따라서, 신호들은 때때로 제어 가능 디바이스들에 대한 시선을 따라 제어 디바이스에 의해 수신될 뿐만 아니라, 신호들의 정반사 및/또는 랑베르 반사로 인해 다른 방향들로부터 수신된다. 따라서, 제어 디바이스가 제어 디바이스 및 각종 제어 가능 디바이스들 간의 각편이들을 기반으로 제어 가능 디바이스를 선택하면, 제어 디바이스는 벽에서 정반사에 대응하는 방향으로 향할 수 있는 반면, 제어 디바이스는 신호가 발신한 제어 가능 디바이스를 향하고 있는 것으로 "간주한다". 예를 들어, 제1 제어 가능 디바이스가 제2 제어 가능 디바이스로부터 발신한 신호의 반사면에 가깝게 배열되면, 제어 디바이스 및 제2 제어 가능 디바이스와 연관된 반사면 간의 각도가 제1 디바이스로부터의 신호 및 제어 디바이스 간의 각도보다 더 작기 때문에, 사용자가 제1 제어 가능 디바이스 쪽으로 제어 디바이스를 향하게 하지만, 제어 디바이스가 제2 디바이스를 우연히 선택하는 상황이 발생할 수 있다.

본 발명은 신호가 벽과 같은 표면에서 반사됨으로써, 신호의 폭(제어 디바이스의 수신기에 의해 감지됨)에 영향을 준다는 조건을 기반으로 한다. 특히, 반사 후에 폭이 증가한다. 벽들에 있는 각종 타입들의 광원들로부터의 반사면들에 관한 연구들은 카메라로 광원 사진(즉, 광이 시선을 따라 수광될 때)을 찍은 후, 동일한 광원의 반사면을 찍음으로써 수행되었다. 이러한 연구들은, 반사면들이 직경이 40°이상으로 측정된 폭을 갖는 경향이 있으며, 폭은, 예를 들어, 강도가 최대 또는 반치전폭(FWHM)에 대해 50%로 떨어지는 지점들 간의 각(angular) 거리로서 측정될 수 있거나, 또는, 광 분포가 가우스 분포에 적합하면, 폭은 후자의 표준 편차에 의해 특징화될 수 있다. 이는 일반적으로, 겨냥되는 벽에 사용자가 너무 가깝지 않게(>1m) 서 있는 위치들을 포인팅하는 데 유효하다. 한편, 광원들 자체는, 통상, 거리 >0.5 m에서 직경이 약간의 각도 이하인 폭을 갖는다(즉, 제어 디바이스의 관찰 시야(field-of-view)에서, 광원은 수 각도(a few degree)에만 서브텐딩(subtend)하고, 따라서 좁은 폭을 가짐). 따라서, 반사된 신호의 폭은 통상 광원으로부터 직접 수신된 (즉, 시선 경로를 따른) 유사 신호보다 실질적으로 보다 넓을 것이다. 따라서, 수신된 신호들의 폭을 고려함으로써, 반사들이 디바이스들 자체에 대해 억제될 수 있다.

신호들은, 예를 들어, 광 신호들(예를 들어, 적외선), 무선 주파수 신호들(예를 들어, 60GHz), 또는 초음파(>20kHz)일 수 있다. 신호들은, 예를 들어, 의사 난수 시퀀스들을 이용하여, 바람직하게는 배경 잡음과는 충분히 상이하다. 또한, 신호들은 상이한 제어 가능 디바이스들로부터 발신된 신호들을 구별하기 위해 특정의 교차 상관 특징(cross-correlation feature)들로 식별 코드들의 사용을 가능케 하는 직교 또는 준직교(quasi-orthogonal) 식별 코드들을 구비함으로써, 간섭을 감소 또는 제거한다. 또한, 제어 가능 디바이스가 발광 소자들의 집합을 포함하는 램프 또는 조명 기구인 경우에, 발광 소자들로부터 발신된 광은 신호로서 사용됨으로써, 신호들을 위한 개별 송신기의 필요성을 제거한다.

미리 정해진 기준 세트와의 비교는, 좁은 폭의 신호를 갖는 제어 가능 디바이스를 선호하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 기준 세트와의 비교는, 미리 정해진 임계값을 초과하는 폭의 신호를 갖는 임의의 제어 가능 디바이스가 선택될 수 없도록 하기 위한 것일 수 있다. 적합한 임계값을 사용하여, 반사된 신호를 갖는 임의의 제어 가능 디바이스가 배제될 수 있다. 따라서, 실제로 제어 디바이스의 포인팅 방향에 위치한 제어 가능 디바이스들이 식별될 수 있다. 그 후, 이러한 제어 가능 디바이스들 중 적어도 하나가 하나 이상의 부가적인 기준들에 따라 선택될 수 있다. 임계값은, 예를 들어, 10°를 초과하는 폭, 또는 바람직하게는 20°를 초과하는 폭, 예를 들어, 40°를 초과하는 폭의 신호를 갖는 제어 가능 디바이스들을 배제하도록 설정될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 미리 정해진 임계값은 수신된 신호의 신호 강도의 함수일 수 있으며, 또는 다르게는, 미리 정해진 기준 세트와의 비교는, 높은 신호 강도를 갖는 제어 가능 디바이스를 선호할 수 있다. 여기서의 장점은, 임계값이 제어 가능 디바이스에 의해 송신된 신호의 타입에 구성될 수 있다는 점이다. 이는, 비교적 넓은(또한 반사되지 않을 때) 신호들에 사용되는 방법을 가능케 한다. 이러한 신호의 일례는 "월 워셔(wall washer)"에 의해 방출된 광이다.

미리 정해진 기준 세트와의 비교는, 바람직하게는 작은 입사각을 갖는 신호를 갖는 제어 가능 디바이스를 선호할 수 있다. 예를 들어, 기준은, (선택 가능한 제어 가능 디바이스들 중에) 최소 입사각을 갖는 신호를 갖는 제어 가능 디바이스가 선택되는 것일 수 있다. 여기서의 장점은, 측정된 입사각이 신호들의 진폭에 둔감하게 될 수 있다는 점이다. 따라서, 예를 들어, 램프의 갓 등의 방해물로 인한, 신호(들)의 감쇠는, 입사각에 대한 적합한 정보를 획득하는 능력을 손상시키지 않는다.

일 실시예에 따르면, 수신기 모듈들 각각은 포토다이오드를 포함할 수 있다. 대안으로, 수신기 모듈들은, 이미징 회로(imaging circuitry), 예를 들어, CCD(Charge Couple Device) 센서 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 센서 등의 카메라의 픽셀들일 수 있다. 이는 각도 및 폭이 간단한 객체 인식 기술들을 사용하여 결정될 수 있게 한다.

미리 정해진 기준 세트와의 비교는, 신호 기여도들 중 적어도 하나가 미리 정해진 잡음 임계값 이하인 신호를 갖는 임의의 제어 가능 디바이스가 선택되지 않도록 하기 위한 것일 수 있다. 이는, 포토다이오드들의 산탄 잡음, 포토다이오드로부터의 신호를 증폭하는 회로의 열 잡음, 및 방의 주위 광 또는 무선 주파수 잡음 등의 시스템에 존재하는 잡음 소스들의 영향을 억제할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 신호의 폭 및/또는 입사각은 오프셋-각도 및 폭(및 선택적으로 진폭)에 의해 파라미터화되는 목표 분포(예를 들어, 가우스 분포)를 신호 기여도들에 맞춤으로써 결정될 수 있다. 이는, 폭 및 입사각이 소수(예를 들어, 3개)의 상이한 신호 기여도들로부터 결정될 수 있게 한다. 맞춤에 대한 다른 설명이 후술될 것이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 복수의 제어 가능 디바이스에 의해 사용되기 위한 제어 디바이스가 제공되는데, 제어 가능 디바이스들 각각은 구별 가능한 신호를 송신하도록 구성되며, 제어 디바이스는 복수의 수신기 모듈들 - 각각의 수신기 모듈은 신호들의 기여도를 개별적으로 검출하도록 구성됨 - ; 및 복수의 제어 가능 디바이스 중 적어도 하나를 선택하기 위한 상술된 방법을 실행하도록 배열된 제어 유닛을 포함한다. 본 발명의 본 양태는 본 발명의 이전 양태들에 대해 상술된 바와 유사한 장점들을 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 제어 디바이스는 구별 가능한 신호를 송신하도록 구성된 복수의 제어 가능 디바이스를 더 포함하는 시스템에 유익하게 포함될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어 가능 디바이스들은 하나 이상의 발광 소자들을 포함하는 램프 디바이스들 또는 조명 기구들 등의 광원들일 수 있다. 이러한 실시예에서, 구별 가능한 신호는 바람직하게는 발광 소자들에 의해 송신될 수 있다. 이는 개별 송신기의 필요성을 제거한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 제어 디바이스 및 복수의 제어 가능 디바이스를 포함하는 시스템에서 사용되는 방법이 제공되는데, 제어 디바이스는 복수의 구별 가능한 신호 기여도들을 포함하는 신호를 송신하도록 구성된다. 본 방법은, 복수의 제어 가능 디바이스에 배열된 수신기들에 의해 상기 신호를 수신하는 단계; 신호를 수신한 각각의 제어 가능 디바이스에 대해, 구별 가능한 기여도들 간의 상관 관계를 사용하여, 수신된 신호의 폭 및 입사각을 결정하는 단계; 및 수신된 신호들의 폭 및 입사각을 미리 정해진 기준 세트와 비교하는 단계; 및 미리 정해진 기준 세트와 가장 부합하는 수신된 신호를 갖는 복수의 제어 가능 디바이스 중 적어도 하나를 선택하는 단계를 포함한다. 미리 정해진 기준 세트는 상술된 기준들과 유사할 수 있다. 본 발명의 본 양태는 이전 양태들에 대응하며 유사한 장점들을 제공한다. 그러나, 이 개념은, 제어 디바이스가 복수의 신호 기여도들을 포함하는 신호를 송신하기 위한 수단을 제공받으며, 신호가 각각의 제어 가능 디바이스의 수신기에 의해 수신될 수 있으며, 수신된 신호의 폭 및 입사각이 제어 가능 디바이스들에 의해 또는 제어 디바이스와 조합하여 결정될 수 있다는 점에서 반대이다. 더욱이, 본 양태는 본 발명의 주요 개념, 즉, 수신된 신호의 폭 및 입사각의 결정 및 폭 및 입사각의 미리 정해진 기준 세트와의 비교 내에 속한다.

일 실시예에 따르면, 본 방법은 적어도 하나의 제어 가능 디바이스의 선택에 차후 사용되도록 폭 및 입사각에 대한 정보를 제어 디바이스에 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이는 각도 및/또는 폭의 계산이 제어 가능 디바이스들에서 발생할 수 있음을 의미한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 방법은 수신된 신호의 폭 및 입사각의 결정에 차후 사용되도록 구별 가능한 신호 기여도들에 대한 정보를 제어 디바이스에 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서 장점은, 전형적인 조명 애플리케이션에서, 제어 디바이스가 제어 가능 디바이스들 보다 더 많은 계산력을 갖도록 배열될 수 있다는 점이다.

본 방법은 제어 디바이스 및 복수의 제어 가능 디바이스를 포함하는 시스템에서 유익하게 사용될 수 있는데, 제어 디바이스는 복수의 구별 가능한 신호 기여도들을 포함하는 신호를 송신하도록 구성된다.

본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 첨부된 청구항들 및 이하의 설명을 연구할 때 명백해질 것이다. 당업자는, 본 발명의 범위 내에서, 본 발명의 상이한 특징들이 조합되어, 이하에 기술된 바와 다른 실시예들을 생성할 수 있음을 인식한다.

특정의 특징들 및 장점들을 포함하여, 본 발명의 각종 양태들은, 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면들로부터 쉽게 이해될 것이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 디바이스를 개략적으로 도시한다.
도 2는 수신기 모듈의 관찰 시야를 제한하는데 사용될 수 있는 전형적인 필터의 응답을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 가능 디바이스를 선택하는 방법의 플로우챠트이다.
도 4a, 4b, 4c는 가우스 분포를 신호 기여도들의 집합에 맞춤으로써 신호에 대한 폭 및 입사각이 어떻게 결정될 수 있는 지를 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 시스템을 개략적으로 도시한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들이 도시된 첨부 도면들을 참조하여 보다 상세히 기술될 것이다. 그러나, 본 발명은 다수의 서로 다른 형태들로서 구현될 수 있으며, 본 명세서에 기재된 실시예들로 제한되는 것으로 해석되지 않는다; 오히려, 본 실시예들은 철저함과 완전성을 위해 제공되며, 본 발명의 범위를 당업자에게 충분히 전달한다. 유사한 참조 부호들은 유사한 요소들을 나타낸다.

이제부터 도면들을 참조하면, 특히 도 1a-b를 참조하면, 방과 같은 공간에 배열된 시스템(100)이 도시되어 있다. 시스템(100)은 원격 제어기 등의 제어 디바이스(110), 및 제어 가능 조명 기구들의 형태의 3개의 제어 가능 디바이스들(121-123)을 포함한다.

여기서, 제어 가능 조명 기구들(121-123)은 스포트라이트들이며, 이들 각각은 방을 조명하기 위한 광을 방출하도록 구성된 발광 소자들(예를 들어, 하나 이상의 발광 다이오드들)의 세트를 포함한다. 제1 조명 기구(121) 및 제2 조명 기구(122)는 방의 직접 조명을 제공하도록 구성된 다운-라이트(down-light)들인 반면, 제3 조명 기구(123)는 반사면(123')으로 표시된 바와 같이 천장에서 광을 반사함으로써 간접 조명을 제공하도록 구성된 업-라이트이다. 모든 조명 기구들(121-123)은 동일한 (초기) 폭으로 발광한다. 그러나, 천장의 반사면(123')은 원격 제어기(110)의 관점에서 볼 때 다른 조명 기구들(121, 122) 보다 더 넓다.

게다가, 각각의 조명 기구(121-123)에는 각각의 조명 기구들(121-123)의 발광 소자들과 전기 접속된 제어 유닛이 제공된다. 조명 기구들(121-123)의 제어 유닛들 각각은 개별 식별 코드를 포함하도록 방출된 광을 변조하여 상이한 조명 기구들(121-123)로부터의 광이 구별될 수 있게 하도록 구성된다. 식별 코드들은 바람직하게는, 상이한 조명 기구들(121-123)로부터의 변조된 광 간의 간섭을 최소화하기 위해 서로에 대해 (준(quasi-))직교이도록 선택된다.

원격 제어기(110)는 또한 수신기(112)와 전기 접속된 제어 유닛을 포함한다. 수신기(112)는 5개의 (바람직하게는 동일한) 수신 모듈들(112a-e)을 포함하는데, 수신 모듈들은 포토 (수신기) 다이오드들이다. 포토다이오드들(112a-e)은, 중심에 하나의 포토다이오드(112a)가 있고 주변에 4개의 포토다이오드들(112b-e)이 있도록 구성된다. 중심 포토다이오드(112a)는 바람직하게 원격 제어 디바이스(110)의 포인팅 방향(113)(즉, 사용자가 원격 제어기를 겨냥하는 방향)을 따라 향하는 반면, 주변 포토다이오드들(112b-e)은 바람직하게는 규칙적인(regular) 각 변위로 배열된다. 여기서, 주변 포토다이오드들(112b-e) 각각은 각 △

를 갖는 원격 제어 디바이스(110)의 포인팅 방향(113)으로부터 벗어난 방향을 향한다. 각 △

는, 예를 들어, 포토다이오드들의 기하학 및 수신기(112)의 배치로 인해 변할 수 있지만, 통상 10° 내지 15° 범위 내에 있다. 여기서, △

는 대략 15°이다. 또한, 각각의 포토다이오드(112a-e)는 적절한 관찰 시야(FOV), 즉, 겹치는 광(impinging light)을 검출할 수 있는 각 범위를 갖는다. 각 필터는 관찰 시야를 제한하기 위해 각각의 포토다이오드(112a-e)에 대해 제공될 수 있다. 필터는 포토다이오드(112a-e)의 상부에 튜브(114)를 배열함으로써 달성된다. 그러나, 포토다이오드들(112a-e)의 각 응답은 또한 예를 들어, 렌즈들 또는 특별 구성 포토다이오드들로 제한될 수 있다. 전형적인 필터의 응답은 도 2에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 포토다이오드들 각각의 관찰 시야는 포토다이오드의 중심 축으로부터 대략 ±15°이다.

시스템(100)의 동작은 도 3의 플로우챠트를 참조하여 이제부터 기술될 것이다. 명백하고 간결한 설명을 제공하기 위해, 임의의 신호들의 폭 및 입사각은 원격 제어기의 중심(112a), 좌(112b), 및 우(112c) 포토다이오드들을 사용하여 제1 (수평) 면에 대하여만 결정된다. 3차원에 대한 가능한 일반화는 그 다음에 기술될 것이다.

동작에서, 제어 가능 조명 기구들(121-123)은 각각의 조명 기구(121-123)에 대한 식별 코드를 포함하는 변조된 광의 형태로 신호를 송신한다. 단계(301)에서, 신호들은 원격 제어기(110)의 수신기(112)에 의해 수신된다. 원격 제어 디바이스(110)의 제어 유닛은 식별 코드들을 사용하여 각종 조명 기구들(121-123)로부터의 신호들을 구별하고, 각각의 신호에 대해, 포토다이오드들(112a-c) 각각에 대한 신호 기여도를 결정한다. 신호 기여도는 연관된 포토다이오드(112a-c)로부터의 광전류로 표시된다.

제1 조명 기구(121)로부터 수신된 신호의 신호 기여도들은 도 4a에 개략적으로 도시된다. 여기서, 중심(112a), 좌(112b), 및 우(112c) 포토다이오드들에 의해 검출된 신호 기여도들은 각각 f₀, f_-, 및 f₊로 표기된다. 따라서, 포토다이오드(112a)는

=0°에서 강도 분포를 샘플링하고, 포토다이오드(112b)는

=-△

에서 강도 분포를 샘플링하며, 포토다이오드(112c)는

=+△

에서 강도 분포를 샘플링한다. 또한, 도 4b는 제2 광(122)으로부터 수신된 신호에 대한 신호 기여도들을 도시하고, 도 4c는 (반사면(123')을 통해) 제3 조명 기구(123)로부터 수신된 신호에 대한 신호 기여도들을 도시한다.

단계(302)에서, 상이한 신호 기여도들 간의 상관 관계를 사용하여, 원격 제어기(110)의 제어 유닛은 그 후 각각의 신호에 대한 폭 및 입사각을 결정한다. 여기서, 이는 신호와 연관된 신호 기여도들에 가우스 분포

를 맞춤으로써 달성된다.

따라서, 각각의 신호에 대해, 방정식들의 체계가 달성된다:

이러한 방정식들의 체계는 인식된/측정된 수들 {△

, f₀, f_-, f₊}에 관하여 σ,

₀ 및 A에 대해 해결될 수 있다.

따라서, 표준 편차

는 신호의 폭을 나타내고, 중심

는 신호의 입사각을 나타내며, A는 신호의 진폭이다. 여기서, 입사각은 제어 디바이스의 포인팅 방향 및 맞춤 신호의 방향 간의 각도이다.

제1 조명 기구(121)로부터의 신호와 연관된 신호 기여도들 f₀, f_-, 및 f₊에 맞춰진 가우스 분포(400a)는 도 4a에 개략적으로 도시된다. 유사하게, 제2 조명 기구(122)로부터의 신호와 연관된 신호 기여도들 f₀, f_-, 및 f₊에 맞춰진 가우스 분포(400b)는 도 4b에 개략적으로 도시되며, (반사면(123')을 통해) 제3 조명 기구(123)로부터의 신호와 연관된 신호 기여도들 f₀, f_-, 및 f₊에 맞춰진 가우스 분포(400c)는 도 4c에 개략적으로 도시된다. 더 양호한 맞춤 및 더 양호한 추정들이 더 많은 포토다이오드들(및 더 많은 신호 기여도들)을 사용하여 달성될 수 있음을 당업자는 알 수 있다.

단계(303-305)에서, 제어 유닛은 신호들 각각에 대한 폭 및 입사각을 미리 정해진 기준 세트와 비교한다.

단계(303)에서, 제1 미리 정해진 기준이 미리 정해진 임계값을 초과하는 폭을 갖는 신호를 갖는 조명 기구들을 배제하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 임계값은 수신된 신호가 20°를 초과하는 표준 편차, σ를 갖는 광 강도 분포를 갖는 조명 기구들을 배제하도록 설정될 수 있다. 도 4a-c에 도시된 바와 같이, 제1(121) 및 제2(122) 조명 기구들로부터 수신된 신호들은 비교적 좁은 폭(예를 들어, σ

10°)을 갖는 반면, 반사면(123')을 통해, 제3 조명 기구(123)로부터 수신된 신호는 실제로 더 넓다(예를 들어, σ

60°). 따라서, 제3 조명 기구(123)는 배제될 것이고, 오직 조명 기구(121) 및 조명 기구(122)만이 선택 가능한 상태로 남는다.

단계(304)에서, 제2 미리 정해진 기준이 (선택 가능한 조명 기구들(121-122) 중에서) 어떤 조명 기구들(121-123)이 최소 입사각을 갖는 신호를 갖는지를 결정하는 데 사용된다. 도 4a-b에 도시된 바와 같이, 제1 조명 기구(121)로부터 수신된 신호의 입사각(예를 들어,

₀

10°)이 제2 조명 기구(122)로부터 수신된 신호의 입사각(예를 들어,

₀

30°) 보다 더 작으며, 이에 따라, 원격 제어기(110)의 제어 유닛은 단계(304)에서 제1 조명 기구(121)를 선택할 것이다. 제어 가능 조명 기구가 선택되면, 원격 제어기는 본 기술 분야에 널리 공지된 기술들에 따라 조명을 제어하는데 사용될 수 있다.

반사면(123')을 통해, 제3 조명 기구(123)로부터 수신된 신호의 입사각(예를 들어,

₀

5°)이 제1 조명 기구(121)로부터 수신된 신호의 입사각(예를 들어,

₀

10°) 보다 더 작다는 것에 주목할 수 있다. 따라서, 선택이 신호의 입사각만을 기반으로 하면, 원격 제어기는 제1 조명 기구(121) 대신 제3 조명 기구(123)를 선택한다.

단계(303)에서, 높은 폭을 갖는 신호를 갖는 조명 기구들을 배제하는 대신, 높은 폭(및/또는 높은 입사각)을 갖는 신호를 갖는 조명 기구가 선택될 가능성이 적도록 구성된 함수를 사용할 수 있다는 사실이 알려져 있다. 예를 들어, 입사각이 신호의 폭을 기반으로 가중되는 비용 함수가 사용될 수 있다, 즉, 신호의 입사각이 클수록 또한 신호의 폭이 더 넓을수록 비용 함수의 값이 더 커진다. 최저 비용 함수 값을 갖는 신호를 갖는 조명 기구가 선택될 수 있다.

신호의 폭 및 입사각이 원격 제어기(110)의 중심(112a), 좌(112b), 및 우(112c) 포토다이오드들을 사용하여 제1 (수평) 면에서만 결정되었더라도, 이러한 기술이 3차원들로 확장될 수 있다는 사실이 알려져 있다. 예를 들어, 중심(112a), 상부112d), 및 하부(112e) 포토다이오드들을 사용하여 제2 (수직) 면에서 신호의 폭 및 입사각을 결정할 수 있으며, 그 후 3 차원들에서 신호의 입사각 및 폭을 추정할 수 있다:

σ = max(σ_H, σ_V) 및

= ｜

_H｜ + ｜

_V｜, 여기서,

σ_H는 수평 면의 표준 편차이고;

σ_V는 수직 면의 표준 편차이며;

_H는 수평 면의 입사각이고;

_V는 수직 면의 입사각이다.

또한, 가우스 분포가 통상 높은 입사각을 갖는 신호들에 대해 폭 및 입사각을 대략 25-50% 과대평가하는 경향이 있기에, 정정이 적용될 수 있다. 정정은 (예를 들어, 사용된 포토다이오드들로 인해) 변할 수 있지만, 정정의 일례는 →

/(1 + α

²), σ → σ/(1 + α

²) 이다. α는 약간의 상수이다. 예를 들어, α = 30°이다.

상술된 프로시져에서, 추정된 폭은 통상 조명 기구로부터의 신호의 고유 폭 및 포토다이오드들의 관찰 시야에 좌우된다. 이는 추정된 표준 편차 σ가 포토다이오드들의 관찰 시야(FOV)와 동일하거나 더 작은 경우 신호들에 대한 진짜 폭을 추정하기 어렵게 할 수 있다.

따라서, 포토다이오드들의 관찰 시야는 충분히 작아야만 한다. 양호하게 각각의 포토다이오드는 15°미만의 FOV를 갖거나 더 양호하게 10°미만의 FOV를 갖는다. 한편, 매우 작은 관찰 시야는 사용자가 조명 기구 "찾기"(즉, 충분히 정확하게 조명 기구를 향함)를 어렵게 한다. 더 많은 포토다이오드들을 추가함으로써 균형이 달성될 수 있다. 따라서, 수신기(112)를 설계할 때, 이하의 규칙이 적용될 수 있다:

필요한 인간 가리킴-정확성

(N - 2)?FOV, 여기서,

N은 포토다이오드들의 수이고;

FOV는 각각의 개별 포토다이오드에 대한 관찰 시야가다.

일부 타입의 조명 기구들에 있어서, 방출된 광은 (반사 없이) 비교적 넓은 폭을 가질 수 있다. 이러한 조명 기구의 일례는 "월 워셔"이다. 이는 액센트 조명을 위해 벽에 광대한 패턴을 투영하는 조명 기구이다. 예를 들어, 2m 넓이의 월 워셔의 경우, 원격 제어기는 벽으로부터 2m 거리에서 폭 σ=45°를 감지할 수 있으며, 벽으로부터 10m 거리에서 폭 σ=6°를 감지할 수 있다. 즉, 가까운 거리(예를 들어, 1 내지 2 m)에서, 월 워셔로부터의 광의 폭은, 반사면 처럼, 매우 넓다. 따라서, 반사면으로부터 월 워셔를 구별하기 위해, 고정된 미리 정해진 임계값에 좌우되지 않을 수 있다.

월 워셔를 반사면으로부터 멀리 설정하면, (월 워셔의 감지된 폭이 클 때) 파워가 대체로 반사면 보다 더 높다. 따라서, 파워 종속 임계값을 사용하여, 월 워셔는 반사면으로부터 구별될 수 있다. 이러한 임계값의 일례는

, 여기서, T_i는 조명 기구 i에 대한 임계값이고, P_i는 조명 기구 i로부터 수신된 신호에 대해 적절하게 정규화된 파워이며, FOV는 개별 포토다이오드의 관찰 시야가다. 전형적인 애플리케이션에서, 임계값은 15°내지 50°사이에서 변할 수 있다.

임계값

가 2체제들에서 희망 행동을 가짐에 주목할 수 있다. 먼저, 원격 제어기가 조명 기구로부터 비교적 가까운 거리, r에 있을 때, 수신된 신호의 강도는 크고 측정된 폭은 수신기의 포토다이오드들의 관찰 시야 보다 더 크다. 이러한 체제에서, 측정된 폭은 1/r과 같은 규모이며, 신호 강도는 1/r², 즉,

와 동일하며, 여기서, σ_i는 조명 기구 i로부터 수신된 신호에 대한 폭이다. 둘째로, 원격 제어기가 조명 기구로부터 먼 거리, r에 있을 때, 수신된 신호의 강도는 작고 측정된 폭은 대략 일정한데, 수신기의 관찰 시야에서 포화, 즉 σ_i~FOV 이기 때문이다(모든 측정된 광 분포는 적어도 수신기의 관찰 시야 만큼 넓음)인데, 여기서, σ_i는 조명 기구 i로부터 수신된 신호에 대한 폭이다.

게다가, 하나 이상의 추가 미리 정해진 기준은 선택적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 잡음 임계값(예를 들어, 잡음의 표준 편차의 3배, 희망 거짓 양 확률에 좌우됨) 이하의 신호 기여도들이 거절될 수 있도록 하는 미리 정해진 잡음 임계값이 있을 수 있다. 이는, 시스템에 존재하는 잡음 소스들, 예를 들어, 포토다이오드들의 산탄 잡음, 포토다이오드로부터의 신호를 증폭하는 회로의 열 잡음, 및 방의 주위 광 또는 무선 주파수 잡음의 영향을 억제한다.

다른 미리 정해진 기준은 미리 정해진 각 임계값일 수 있다. 일부 조명 기구들은 램프의 갓에 의해 더 많이 감쇠되거나 더 멀리 있기 때문에, 더 약한 신호를 생성할 수 있다. 이는, "더 약한" 조명 기구들이 미리 정해진 잡음 임계값 보다 큰 관전류를 생성하는 영역(및 잠정적으로 선택될 수 있는 영역)이 "더 강한" 조명 기구들 보다 상당히 더 작음을 의미한다. 이러한 반직관적인 행동을 제한하기 위해, 미리 정해진 임계값(예를 들어, 25°)을 초과하는 추정된 입사각

₀을 갖는 신호를 갖는 임의의 조명 기구의 선택이 배제될 수 있다.

도 5는 원격 제어기가 복수의 신호 기여도들을 포함하는 신호를 송신하기 위한 수단을 제공 받도록 개념이 반전된 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 여기서, 신호는 각각의 제어 가능 디바이스의 수신기에 의해 수신될 수 있으며, 수신된 신호의 폭 및 입사각은 제어 가능 디바이스들에 의해 또는 제어 디바이스와 조합하여 결정될 수 있다.

이러한 시스템은 이전 실시예들의 원격 제어기의 포토 수신기 다이오드들을 포토 송신기 다이오드들(512a-e)로 대체하고, 복수의 제어 가능 디바이스(조명 기구들일 수 있음) 각각에, 싱글 포토 수신기 다이오드일 수 있는 수신기를 배열함으로써 달성될 수 있다. 동작시, 원격 제어기의 각각의 포토 송신기 다이오드(512a-e)는 구별 가능한 신호 기여도를 송신하며, 양호하게 모든 신호 기여도들은 동일한 강도를 갖는다. 구별 가능한 신호 기여도들은 각각의 제어 가능 디바이스의 포토 수신기 다이오드에 의해 수신된 신호를 형성하는 부신호들의 집합으로 간주될 있다. 각각의 제어 가능 디바이스는 그 후 가우스 분포 또는 다른 분포를 신호 기여도들에 맞춤으로써 구별 가능한 신호 기여도들의 강도를 기반으로 수신된 신호의 폭 및 입사각을 결정할 수 있는데, 여기서, 가우스 분포의 표준 편차 σ는 폭을 나타내고, 중심

₀은 입사각을 나타낸다. 이는 상술된 바와 유사한 방식으로 달성될 수 있다. 폭 및 입사각에 대한 정보는 미리 정해진 기준 세트에 가장 부합하는 제어 가능 디바이스를 선택할 수 있는 제어 디바이스에 송신될 수 있는데, 미리 정해진 기준은 상술된 바와 유사할 수 있다. 대안으로, 제어 가능 디바이스들은 측정된 구별 가능한 신호 기여도들을 제어 디바이스에 송신할 수 있는데, 제어 디바이스는 (모든 제어 가능 디바이스에 대해) 가우스 분포 또는 다른 분포에 맞춤으로써 모든 제어 가능 디바이스에 대한 수신된 신호의 폭 및 입사각을 결정한다. 본 실시예는 상술된 실시예와 동일한 원칙, 즉, 수신된 신호의 폭 및 입사각의 결정 및 폭 및 입사각의 미리 정해진 기준과의 비교로 제어 가능 조명 기구를 선택함을 기반으로 함에 주목할 수 있다.

본 발명이 특정 일례의 실시예들을 참조하여 기술되었지만, 다수의 상이한 변형들, 변경들 등이 당업자에게 명백할 것이다. 기술된 실시예들에 대한 변형들은, 도면들, 설명, 및 첨부된 청구항들을 연구하여, 청구된 발명을 구현할 때 당업자에 의해 이해 및 달성될 수 있다. 예를 들어, 제어 가능 조명 기구의 발광 소자들에 의해 송신된 변조된 광의 형태의 신호를 사용하는 대신, 신호를 송신하기 위해 개별 신호 송신기가 사용될 수 있다. 이러한 송신기는 예를 들어, 광 신호들(예를 들어, 적외선(IR)) 또는 무선 주파수(RF) 신호들을 송신할 수 있다. 송신기가 RF-송신기이면, 원격 제어기의 각각의 수신기 모듈은 RF-검출기이다. 장점은, 사용자에 의해 감지된 임의의 깜빡임이 방지될 수 있다는 점이다. 또한, 제어 가능 디바이스들은 반드시 조명 기구들은 아니며, 다른 디바이스들, 예를 들어, 차양, 스위치 또는 문을 나타낼 수 있다. 게다가, 원격 제어 디바이스는 싱글 핸드헬드 디바이스이거나 또는 핸드헬드 디바이스 및 중심 제어기의 조합물일 수 있다. 또한, 원격 제어기의 수신기의 다른 구성들이 사용될 수 있다. 또한, 신호의 폭 및 입사각을 추정하기 위해 다른 기술들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 수신된 신호의 강도 분포가 대략 원형으로 대칭적이라고 가정되면, 단일 중심 수신기 모듈 및 주변 수신기 모듈들(예를 들어, 동일한 방향으로 배향된, 정삼각형의 코너들에 배치된 3개의 모듈들 또는 연속적으로 더 큰 관찰 시야를 갖는 2 이상의 수신기 모듈들)을 갖는 방향성 수신기를 사용할 수 있다. 검출된 신호 기여도들은 3개의 동심 링들의 형태로 목표 분포에 방사 방향으로만 맞춰질 수 있다. 또한, 수신기 모듈들은 상이한 관찰 시야를 가질 수 있다. 신호 기여도들은 (비정규화) 확률 분포의 샘플들로서 간주될 수 있다. 이러한 분포의 평균 및 표준 편차는 신호의 입사각 및 폭의 추정치들을 제공한다. 수신기 모듈들은 이미징 회로, 예를 들어, CCD 센서 또는 CMOS 센서 등의 카메라의 픽셀들일 수 있다. 이는, 폭 및 입사각이 객체 인식 기술들을 사용하여 결정되게 한다.

또한, 청구항들에서, 단어 "포함하는(comprising)"은 다른 요소들 또는 단계들을 배제하지 않으며, 부정 관사 "하나의, 일(a, an)"은 복수를 배제하지 않는다.

Claims

복수의 제어 가능 디바이스(121-123) 중 적어도 하나를 선택하는 방법으로서 - 상기 제어 가능 디바이스들(121-123)의 각각은 구별 가능한 신호를 송신하도록 구성됨 - ,
제어 디바이스(110)에 포함된 복수의 수신기 모듈에 의해 상기 복수의 제어 가능 디바이스로부터 신호들을 수신하는 단계(301) - 각각의 수신기 모듈은 상기 신호들의 기여도(contribution)를 개별적으로 검출함 - ;
서로 다른 신호 기여도들 간의 상관 관계를 이용하여, 상기 신호들의 각각에 대한 폭 및 입사각을 결정하는 단계(302);
상기 신호들의 각각에 대한 폭 및 입사각을 미리 정해진 기준 세트와 비교하는 단계(303-304); 및
상기 미리 정해진 기준 세트와 가장 부합하는 상기 복수의 제어 가능 디바이스 중 적어도 하나를 선택하는 단계(305)
를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 미리 정해진 기준 세트와의 비교는 좁은 폭의 신호를 갖는 제어 가능 디바이스를 선호하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 미리 정해진 기준 세트와의 비교는 미리 정해진 임계값을 초과하는 폭의 신호를 갖는 어떠한 제어 가능 디바이스도 선택될 수 없도록 하는 것인 방법.
제3항에 있어서,
상기 미리 정해진 임계값이 상기 수신된 신호의 상기 신호 강도의 함수인 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미리 정해진 기준 세트와의 비교는 작은 입사각의 신호를 갖는 제어 가능 디바이스를 선호하는 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미리 정해진 기준 세트와의 비교는, 상기 신호 기여도들 중 적어도 하나가 미리 정해진 잡음 임계값 아래의 신호를 갖는 어떠한 제어 가능 디바이스도 선택될 수 없도록 하는 것인 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신호의 폭 및 입사각 중 적어도 하나는 각 및 폭에 의해 파라미터화되는 목표 기여도(target distribution)를 상기 신호 기여도들에 맞춤(fitting)으로써 결정되는 방법.
복수의 제어 가능 디바이스(121-123)에 이용하기 위한 제어 디바이스(110)로서 - 상기 제어 가능 디바이스들(121-123)의 각각은 구별 가능한 신호를 송신하도록 구성됨 - ,
복수의 수신기 모듈들(112a-e) - 각각의 수신기 모듈(112a-e)은 상기 신호들의 기여도를 개별적으로 검출하도록 구성됨 - ; 및
상기 복수의 제어 가능 디바이스(121-123) 중 적어도 하나를 선택하기 위해 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 구성되는 제어 유닛
을 포함하는 제어 디바이스.
제8항에 있어서,
상기 수신기 모듈들(112a-e)의 각각은 포토다이오드를 포함하는 제어 디바이스.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 수신기 모듈들은 이미징 회로의 픽셀들인 제어 디바이스.
시스템(100)으로서,
구별 가능한 신호를 송신하도록 구성되는 복수의 제어 가능 디바이스(121-123); 및
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 제어 디바이스(110)
를 포함하는 시스템.
제11항에 있어서,
상기 제어 가능 디바이스들(121-123)은 하나 이상의 발광 소자들을 포함하는 광원들이고, 상기 구별 가능한 신호는 상기 발광 소자들에 의해 송신되는 시스템.
제어 디바이스 및 복수의 제어 가능 디바이스를 포함하는 시스템에 이용하기 위한 방법으로서 - 상기 제어 디바이스는 복수의 구별 가능한 신호 기여도들을 포함하는 신호를 송신하도록 구성됨 - ,
상기 복수의 제어 가능 디바이스에 배치된 수신기들에 의해 상기 신호를 수신하는 단계;
상기 신호를 수신한 각각의 제어 가능 디바이스에 대해, 상기 구별 가능한 신호 기여도들 간의 상관 관계를 이용하여, 상기 수신된 신호의 폭 및 입사각을 결정하는 단계;
상기 수신된 신호들에 대한 폭 및 입사각을 미리 정해진 기준 세트와 비교하는 단계; 및
상기 미리 정해진 기준 세트와 가장 부합하는 수신된 신호를 갖는 상기 복수의 제어 가능 디바이스 중 적어도 하나를 선택하는 단계
를 포함하는 방법.
제13항에 있어서,
상기 폭 및 입사각에 대한 정보를 상기 제어 디바이스에 송신하는 단계를 더 포함하는 방법.
제13항에 있어서,
상기 구별 가능한 신호 기여도들에 대한 정보를 상기 제어 디바이스에 송신하는 단계를 더 포함하는 방법.