(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣグリッド上の照明器具を位置決定するための方法であって、前記ＤＣグリッドが、第１のＤＣグリッド電力線と、前記第１のＤＣグリッド電力線に切り替え可能に接続されたＡＣ信号発生器と、前記第１のＤＣグリッド電力線と電気通信する第１の照明器具とを含み、前記第１の照明器具が、前記ＡＣ信号発生器からの第１の距離で、前記第１のＤＣグリッド電力線に沿って配置され、前記方法が、
前記ＡＣ信号発生器を前記第１のＤＣグリッド電力線に接続するステップと、
前記第１のＤＣグリッド電力線に沿ってＡＣ信号を、前記ＡＣ信号発生器によって送信するステップと、
前記第１の照明器具によって前記ＡＣ信号を受信するステップと、
前記ＡＣ信号に部分的に基づいて、前記ＡＣ信号発生器と前記第１の照明器具との間の前記第１の距離を計算するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記第１のＤＣグリッド電力線が、前記第１のＤＣグリッド電力線の特性インピーダンスに近似する抵抗で前記ＡＣ信号用に終端され、前記方法が、
前記第１の照明器具における前記ＡＣ信号の第１の位相を、前記第１の照明器具によって記録するステップと、
前記ＡＣ信号発生器における前記ＡＣ信号の第２の位相を、前記ＡＣ信号発生器によって記録するステップと
を含み、
前記第１の距離を計算する前記ステップが、前記第１の位相と前記第２の位相との間の差を測定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のＤＣグリッド電力線が、前記ＡＣ信号に対して終端されず、前記方法が、
前記ＡＣ信号が、前記第１のＤＣグリッド電力線に渡って定在波を形成するように前記ＡＣ信号の周波数を設定するステップであって、前記定在波が最大振幅を含むステップと、
前記第１の照明器具における前記ＡＣ信号の第１の振幅を、前記第１の照明器具によって記録するステップと
を含み、
前記第１の距離を計算する前記ステップが、前記第１の振幅と前記最大振幅との間の差を測定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のＤＣグリッド電力線が、前記ＡＣ信号に対して終端されず、前記ＡＣ信号が、振幅を含み、前記方法が、
第１の周波数と第２の周波数との間で前記ＡＣ信号の周波数を掃引するステップと、
前記第１の照明器具が最初に前記ＡＣ信号を検出する時間に対応する第１の時間を、前記第１の照明器具によって記録するステップと、
前記第１の照明器具がヌル振幅に対応する前記ＡＣ信号の振幅を検出する時間に対応する第２の時間を、第１の照明器具によって記録するステップと
を含み、
前記第１の距離を計算する前記ステップが、前記第１の時間と前記第２の時間との間の差を測定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ＡＣ信号がパルス信号を含み、前記第１のＤＣグリッド電力線が、前記ＡＣ信号に対して終端されず、前記方法が、
前記第１の照明器具が前記パルス信号を最初に検出する時間に対応する第１の時間を、前記第１の照明器具によって記録するステップと、
前記第１の照明器具が前記パルス信号の反射を最初に検出する時間に対応する第２の時間を、前記第１の照明器具によって記録するステップと
を含み、
前記第１の距離を計算する前記ステップが、前記第１の時間と前記第２の時間との間の差を測定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ＤＣグリッドが、第２のＤＣグリッド電力線と、前記第２のＤＣグリッド電力線に切り替え可能に接続された前記ＡＣ信号発生器と、前記第２のＤＣグリッド電力線と電気通信する第２の照明器具とを含み、前記第２の照明器具が、前記ＡＣ信号発生器からの第２の距離で、前記第２のＤＣグリッド電力線に沿って配置され、前記方法が、
前記ＡＣ信号発生器を前記第２のＤＣグリッド電力線に接続するステップと、
前記第２のＤＣグリッド電力線に沿ってＡＣ信号を、前記ＡＣ信号発生器によって送信するステップと、
前記第２の照明器具によって前記ＡＣ信号を受信するステップと、
前記ＡＣ信号に部分的に基づいて、前記ＡＣ信号発生器と前記第２の照明器具との間の第２の距離を計算するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ＤＣグリッドがメモリ素子を含み、前記方法が、
前記第１の距離を前記メモリに記憶するステップと、
前記第１の距離をＤＣグリッドマッパーに通信するステップと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の距離を前記ＤＣグリッドマッパーに通信する前記ステップが、無線信号を前記ＤＣグリッドマッパーに送信するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記メモリが、前記第１の照明器具内に配置され、前記ＤＣグリッドマッパーが、前記ＤＣグリッドと電気通信し、前記第１の距離を前記ＤＣグリッドマッパーに通信する前記ステップが、前記第１の照明器具から前記ＤＣグリッドマッパーまで前記第１のＤＣグリッド電力線に沿って通信信号を送信するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
第１の識別子を前記第１の照明器具に割り当てるステップと、
前記第１の照明器具と前記ＡＣ信号発生器との間で前記第１の識別子を通信するステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の識別子を通信する前記ステップが、無線信号をＤＣグリッドマッパーに送信するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ＤＣグリッドマッパーが、前記ＤＣグリッドと電気通信し、前記第１の識別子を通信する前記ステップが、前記ＤＣグリッドマッパーから前記第１の照明器具まで前記第１のＤＣグリッド電力線に沿って通信信号を送信するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＤＣグリッドが、ＥＭｅｒｇｅ準拠の照明システムを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
複数のＤＣグリッド電力線を含むＤＣ電力グリッドと、
前記複数のＤＣグリッド電力線の少なくとも１つに切り替え可能に接続されたＡＣ信号発生器であって、前記複数のＤＣグリッド電力線の前記少なくとも１つに沿ってロケータ信号を送信するＡＣ信号発生器と、
ＤＣ電力グリッド上に配置された複数の照明器具であって、前記照明器具のそれぞれが、前記ロケータ信号を受信する受信機と、前記ロケータ信号に基づいて、前記照明器具と前記ＡＣ信号発生器との間の距離を計算する論理回路と、前記距離を記憶するメモリと、前記距離をルームコントローラに送信するための手段とを含む複数の照明器具と
を含むシステム。
【請求項１５】
前記ＤＣ電力グリッドが、ＥＭｅｒｇｅ準拠の照明システムを含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ＡＣ信号発生器が、第１の周波数帯域内の前記ロケータ信号を送信し、且つ第２の周波数帯域内のデータを受信及び送信する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記複数の照明器具が、前記第１の周波数帯域内の前記ロケータ信号を受信し、且つ前記第２の周波数帯域内のデータを受信する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ロケータ信号が、定在波及び／又はパルスを含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１９】
複数のＤＣ電力線及び前記複数のＤＣ電力線上に配置された複数の照明器具を含むＤＣ電力グリッドを提供するステップと、
前記複数の照明器具から第１の照明器具を選択するステップと、
前記第１の照明器具にＩＤを割り当てるステップと、
前記第１の照明器具を第１のＤＣ電力線と関連付けるステップと、
前記第１の照明器具と前記第１のＤＣ電力線との間の前記関連付けを含む第１の組み合わせインデックスを記憶するステップと、
前記第１のＤＣ電力線に関連して前記第１の照明器具の位置を計算するステップと、
前記第１のＤＣ電力線に関連する前記第１の照明器具の前記位置を含む第２の組み合わせインデックスを記憶するステップと、
前記ＩＤ、前記第１の組み合わせインデックス、及び前記第２の組み合わせインデックスをルームコントローラに通信するステップと
を含む方法。
【請求項２０】
前記ＩＤを通信する前記ステップが、前記ルームコントローラに無線信号を送信するステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ルームコントローラが、前記ＤＣ電力グリッドと電気通信し、前記ＩＤを通信する前記ステップが、前記ＤＣ電力グリッドを渡ってデータ信号を送信するステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、一般に照明システムに向けられている。特に、本明細書で開示される様々な発明的な方法及び装置は、照明及び配電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  デジタル照明技術、即ち、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体光源に基づいた照明は、従来の蛍光灯、ＨＩＤ及び白熱電球に対する実行可能な代替を提供する。ＬＥＤの機能的な利点及び利益は、高エネルギ変換及び光学効率、耐久性、より低い動作コスト、及び他の多くのものを含む。ＬＥＤ技術における最近の進歩は、多くの用途において様々な照明効果を可能にする効率的で堅牢なフルスペクトルの照明源をもたらした。
【０００３】
[0003]  電力が、専用ではあるがしかし本質的に「浮遊」電力ケーブルを介して各照明器具に供給される、特にオフィス空間及び他の同様の環境における従来の照明設備は、典型的には、単純なポイントツーポイント接続方法を採用した。これらの電力ケーブルは、多くの地域において高ＡＣ電圧、例えば２４０Ｖを伝達するが、典型的には、全てのランプがシステムに含まれるまで、一般にその場その場で照明器具から照明器具へ跳ぶ。更に、各照明器具は、専用制御スイッチ部又はスイッチバンクに各ランプ又は取り付け具を接続する別個のスイッチケーブルの設置を必要とすることが多い。
【０００４】
[0004]  しかしながら、典型的なオフィス照明設備において、照明器具は、通常、矩形グリッドパターンに配列され、これらの照明器具グリッドに電力を供給するために必要とされる天井裏のケーブル経路は、対照的に、それらの配置において極めて不規則であることが非常に多い。多くの場合に、電力ケーブルの配置及び経路指定は、個別の敷設業者の分別に委ねられている。
【０００５】
[0005]  この状況への取り組みを支援するために、商業ビルにおけるＤＣ配電の迅速な採用につながるオープンな業界団体の開発標準である「ＥＭｅｒｇｅ」と呼ばれる連合内で標準が開発されている。ＥＭｅｒｇｅ標準は、安全で低電圧（２４Ｖｄｃ）配電、及び天井裏を走る剛性母線の使用に基づいた、より構造化された電源方式の使用を提案する。このシステムは、照明システムにおける電灯の単純化されて安全な撤去、接続又は再配置を容易にする。また、母線システムが、天井裏でグリッド構造に組織化され得るので、母線システムは、それが電力を供給する照明器具グリッドとの接続により適切になり得る。提案されたＥＭｅｒｇｅ電源母線の一部分の例、個別照明器具に電力を供給するために必要とされるコネクタ、及びオフィスの天井における他の装置が、図１に示されている。
【０００６】
[0006]  ユーザがその場で照明設備を移動し、再構成することをより簡単にするためにＥＭｅｒｇｅ標準が設計されたので、照明器具が、制御スイッチに容易に結合され分離され得ることを保証することが望ましい。その目的で、ＥＭｅｒｇｅは、ユーザによって操作される制御ポイント、例えば壁のスイッチと照明器具を接続するために、物理的なワイヤではなく、無線通信システム（現在はＺｉｇＢｅｅ）の使用を提案する。
【０００７】
[0007]  従来のポイントツーポイント式の配線戦略が、オフィス照明設備の日々の使用にほとんど影響を及ぼさない一方で、それらは、照明システムの設置及び立ち上げに関して著しい欠点を示す。更に、初期システムのために使用されるポイントツーポイントのケーブル配線は、将来の改修に適していない可能性がある。
【０００８】
[0008]  あらゆる新しい照明システムの立ち上げにも関する主な困難は、制御ユニット又はスイッチと照明器具をどのように正確にマッピングするかである。例えば、壁の特定のスイッチと、それが天井で制御する照明器具との間の配線をルーティングすることである。従来より、全立ち上げプロセスは、完全に手動である。敷設業者は、天井の照明器具を、照明プランに示されている照明器具と第１に関連付け、且つ前記照明器具が、その電灯用の制御ポイントとしてプラン上で示されているどのスイッチとも実配線されることを保証する必要がある。従来の配線システムの場合に、このプロセスは、遅く且つ手間を要する。従来からの配線された照明器具を無線手段によって制御することが望ましくなった場合に、状況はより困難になる。この場合に、設置技術者が、各照明器具に関連付けられた一意の無線識別子（ＩＤ番号）を記録すること、及びその情報を照明プランに転記することが必要になる。次に、スイッチなどの無線照明制御部が取り付けられると、スイッチＩＤ詳細を照明プランに転記することが同様に必要になる。プロセスにおける次のステップは、典型的には、スイッチを照明器具と関連付けるために、制御システムのどこかに結合表を手動で作成することである。最後に、システムは、所望の結合が正確に割り当てられたことを保証するために、試験される必要がある。
【０００９】
[0009]  従って、コントローラ−照明器具マッピングプロセスを単純化することが望ましい。例えば、照明器具及び制御ポイントマッピングプロセスは、天井における全ての照明器具の物理的位置がシステムに提供された場合には、自動化され得る。
【００１０】
[0010]  現在、対象の位置決定をするための多くの従来型の技術的解決法は、ＺｉｇＢｅｅ又はＷｉＦｉなどの無線技術を用いる。この一般的な解決法カテゴリ内において、発見される２つの最も一般的なシステムは、信号強度に基づいているか、又は飛行時間に基づいている。
【００１１】
[0011]  例えば、AeroScout及びEkahauによって製造されたシステムなど、システムの測定用の基礎として信号強度を用いる無線位置決定システムは、一般に、適度なコストで実現することが比較的容易であるが、しかしやや貧弱な固有の精度を有し、真の位置から恐らく５メートルだけ異なる。精度は、フィンガープリント法として周知の技術で改善され得るが、それは、部屋の全てのポイントにおける信号強度を前もって測定することを伴う。しかしながら、そのプロセスは、実行するのに手間を要し、結果としてのフィンガープリントプロファイルは、部屋内のわずかな変更、例えば家具の移動と共に変化する可能性がある。
【００１２】
[0012]  例えば、UbiSense of Cambridge, United Kingdomによって開発された位置決定システムなど、飛行時間ベースの位置決定システムは、信号強度ベースの代替手段よりはるかに高い精度を達成できるが、しかしながら、それらは、複雑で、実現するのに費用がかかり、多重路又はフェージングなどの伝搬効果故に、やはり精度又は信頼性問題の難点に悩まされる。ＥＭｅｒｇｅは、ＤＣグリッド上の各照明器具との無線通信を支援する。かかる通信は、各照明器具の機能、例えばオン／オフ状態、強度、及び色選択を制御するために使用されても良い。しかしながら、各照明器具に無線トランシーバを装備すること、及び各照明器具との無線通信を構成することは、高価で煩雑になり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
[0013]  従って、照明システムにおける照明器具の位置を、簡単にコスト効率良く取得し監視する必要性が、当該技術分野に存在する。更に、照明システムにおける照明器具とのより簡単でよりコスト効率の良い制御通信の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
[0014]  本開示は、照明システム内における照明器具を位置決定する発明的な方法及び装置に向けられている。例えば、本発明の実施形態は、複数の照明器具がＤＣ電力レールのグリッド上に配置されたシステム及び方法に関する。単一のＡＣ信号発生器が、ラウンドロビン方式で各ＤＣ電力レールを選択するマルチプレクサと連携して働いても良い。ＡＣ信号発生器は、ＡＣ信号に基づいて発生器からの自らの距離をそれぞれ計算する照明器具へ次々に、各ＤＣ電力レールに沿ってＡＣ信号を送信する。発生器と照明器具との間の距離を計算するために、特定の実施形態が、照明器具用に使用され得る信号タイプに対応する。各照明器具は、ＡＣ信号受信回路と、受信された信号に基づいて距離を計算できる論理回路と、計算された距離を記憶するメモリと、その距離をルームコントローラに送信するための手段とを含んでも良い。各照明器具は、距離を計算及び記憶し、次に、その距離をルームコントローラ又は同様の装置に通信しても良い。これらの実施形態は、高精度並びに比較的低い追加コスト及び複雑さで位置決定及び通信特徴を追加するために、既存の電力インフラストラクチャ及びレイアウトを活用する。
【００１５】
[0015]  更に、ＡＣ信号発生器は、ＤＣ電力レールを渡って照明器具とデータ通信を送信及び受信しても良い。かかるデータ通信は、個別照明器具と内部又は外部コントローラとの間の他のデータ通信チャネルの代わりに、又はそれらと連携して使用されても良い。
【００１６】
[0016]  一般に、第１の態様において、ＤＣグリッド上の照明器具を位置決定するための方法は、第１のＤＣグリッド電力線と、第１のＤＣグリッド電力線に切り替え可能に接続されたＡＣ信号発生器と、第１のＤＣグリッド電力線と電気通信する第１の照明器具とを含む。第１の照明器具は、ＡＣ信号発生器からの第１の距離で、第１のＤＣグリッド電力線に沿って配置される。方法は、ＡＣ信号発生器を第１のＤＣグリッド電力線に接続するステップと、第１のＤＣグリッド電力線に沿ってＡＣ信号を、ＡＣ信号発生器によって送信するステップと、第１の照明器具によってＡＣ信号を受信するステップと、ＡＣ信号に部分的に基づいて、ＡＣ信号発生器と第１の照明器具との間の第１の距離を計算するステップとを含む。
【００１７】
[0017]  第１の実施形態において、第１のＤＣグリッド電力線は、第１のＤＣグリッド電力線の特性インピーダンスに近似する抵抗でＡＣ信号に対して終端される。第１の実施形態下において、方法は、第１の照明器具におけるＡＣ信号の第１の位相を、第１の照明器具によって記録するステップと、ＡＣ信号発生器におけるＡＣ信号の第２の位相を、ＡＣ信号発生器によって記録するステップと更に含む。第１の距離を計算するステップは、第１の位相と第２の位相との間の差を測定することを更に含む。
【００１８】
[0018]  第２の実施形態において、第１のＤＣグリッド電力線は、ＡＣ信号に対して終端されない。方法は、ＡＣ信号が、第１のＤＣグリッド電力線に渡って定在波を形成するようにＡＣ信号の周波数を設定し、定在波が最大振幅を含むステップと、第１の照明器具におけるＡＣ信号の第１の振幅を、第１の照明器具によって記録するステップとを含む。第１の距離を計算するステップは、第１の振幅と最大振幅との間の差を測定するステップを更に含む。
【００１９】
[0019]  第１の態様下の第３の実施形態において、第１のＤＣグリッド電力線は、ＡＣ信号に対して終端されず、ＡＣ信号は、振幅を有する。第１の態様の方法は、第１の周波数と第２の周波数との間でＡＣ信号の周波数を掃引するステップと、第１の照明器具が最初にＡＣ信号を検出する時間に対応する第１の時間を、第１の照明器具によって記録するステップと、ヌル振幅に対応するＡＣ信号の振幅を第１の照明器具が検出する時間に対応する第２の時間を、第１の照明器具によって記録するステップとを更に含む。第１の距離を計算するステップは、第１の時間と第２の時間との間の差を測定することを更に含む。
【００２０】
[0020]  第１の態様下の第４の実施形態において、ＡＣ信号は、パルス信号であり、第１のＤＣグリッド電力線は、ＡＣ信号に対して終端されない。方法は、第１の照明器具がパルス信号を最初に検出する時間に対応する第１の時間を、第１の照明器具によって記録するステップと、第１の照明器具がパルス信号の反射を最初に検出する時間に対応する第２の時間を、第１の照明器具によって記録するステップとを更に含む。第１の距離を計算するステップは、第１の時間と第２の時間との間の差を測定することを更に含む。
【００２１】
[0021]  第１の態様の第１のバージョン下において、ＤＣグリッドは、第２のＤＣグリッド電力線と、第２のＤＣグリッド電力線に切り替え可能に接続されたＡＣ信号発生器と、第２のＤＣグリッド電力線と電気通信する第２の照明器具と、を更に有する。第２の照明器具は、ＡＣ信号発生器からの第２の距離で、第２のＤＣグリッド電力線に沿って配置される。方法は、ＡＣ信号発生器を第２のＤＣグリッド電力線に接続するステップと、第２のＤＣグリッド電力線に沿ってＡＣ信号を、ＡＣ信号発生器によって送信するステップと、第２の照明器具によってＡＣ信号を受信するステップと、ＡＣ信号に部分的に基づいて、ＡＣ信号発生器と第２の照明器具との間の第２の距離を計算するステップとを含む。
【００２２】
[0022]  第１の態様の第２のバージョン下において、ＤＣグリッドは、メモリ素子を含む。方法は、第１の距離をメモリに記憶するステップと、第１の距離をＤＣグリッドマッパーに通信するステップとを更に含む。第１の距離をＤＣグリッドマッパーに通信するステップは、無線信号をＤＣグリッドマッパーに送信することを含んでも良い。メモリは、第１の照明器具内に任意選択的に配置されても良く、ＤＣグリッドマッパーは、ＤＣグリッドと電気通信する。第１の距離をＤＣグリッドマッパーに通信するステップは、第１の照明器具からＤＣグリッドマッパーまで第１のＤＣグリッド電力線に沿って通信信号を送信するステップを含んでも良い。
【００２３】
[0023]  一般に、第２の態様において、本発明は、複数のＤＣ電力線を含むＤＣ電力グリッドを含むシステムに関し、ＡＣ信号発生器が、複数のＤＣグリッド電力線の少なくとも１つに切り替え可能に接続される。ＡＣ信号発生器は、複数のＤＣグリッド電力線の少なくとも１つに沿ってロケータ信号を送信するように構成される。複数の照明器具が、ＤＣ電力グリッド上に配置される。照明器具のそれぞれは、ロケータ信号を受信するように構成された受信機と、ロケータ信号に基づいて、照明器具とＡＣ信号発生器との間の距離を計算するように構成された論理回路と、距離を記憶するように構成されたメモリと、距離をルームコントローラに送信するための手段とを含む。一実施形態下において、ＤＣグリッドは、Ｅｍｅｒｇｅ準拠の照明システムである。
【００２４】
[0024]  第２の実施形態下において、ＡＣ信号発生器は、第１の周波数帯域内のロケータ信号を送信するように構成され、且つ第２の周波数帯域内のデータを送信及び受信するように更に構成される。複数の照明器具は、第１の周波数帯域内のロケータ信号を受信するように構成され、且つ第２の周波数帯域内のデータを受信するように更に構成される。ロケータ信号は、任意選択的に定在波又はパルスであっても良い。
【００２５】
[0025]  一般に、本発明の第３の態様は、複数のＤＣ電力線及び複数のＤＣ電力線上に配置された複数の照明器具を含むＤＣ電力グリッドを提供するステップと、複数の照明器具から第１の照明器具を選択するステップと、第１の照明器具にＩＤを割り当てるステップと、第１の照明器具を第１のＤＣ電力線と関連付けるステップと、第１の照明器具と第１のＤＣ電力線との間の関連付けを含む第１の組み合わせインデックスを記憶するステップと、第１のＤＣ電力線に関連して第１の照明器具の位置を計算するステップと、第１のＤＣ電力線に関連する第１の照明器具の位置を含む第２の組み合わせインデックスを記憶するステップと、ＩＤ、第１の組み合わせインデックス、及び第２の組み合わせインデックスをルームコントローラに通信するステップとを有する方法に関する。
【００２６】
[0026]  一般に、第４の態様は、ＤＣグリッド上の第１のＤＣグリッド電力線と電気通信する第１の照明器具を制御するための方法である。第１の照明器具は、第１の照明器具データトランシーバを含む。ＤＣグリッドは、第１のＤＣグリッド電力線と、第１のＤＣグリッド電力線に切り替え可能に接続されたグリッドデータトランシーバと、第１の照明器具と、を含む。方法は、グリッドデータトランシーバを第１のＤＣグリッド電力線に接続するステップと、第１のＤＣグリッド電力線に沿って第１のデータ信号を、グリッドデータトランシーバによって送信するステップと、第１の照明器具データトランシーバによって第１のデータ信号を受信するステップとを含む。
【００２７】
[0027]  第４の態様下の第１の実施形態において、ＤＣグリッドは、第１のＤＣグリッド電力線に沿って第２のデータ信号を、第１の照明器具データトランシーバによって送信するステップと、グリッドデータトランシーバによって第２のデータ信号を受信するステップとを更に含む。
【００２８】
[0028]  第４の態様下の第２の実施形態において、ＤＣグリッドは、第２のＤＣグリッド電力線、及び第２のＤＣグリッド電力線と電気通信する第２の照明器具を更に含む。第２の照明器具は、第２の照明器具データトランシーバを含む。グリッドデータトランシーバは、第２のＤＣグリッド電力線に切り替え可能に接続される。方法は、グリッドデータトランシーバを第２のＤＣグリッド電力線に接続するステップと、第２のＤＣグリッド電力線に沿って第３のデータ信号を、グリッドデータトランシーバによって送信するステップと、第２の照明器具データトランシーバによって第３のデータ信号を受信するステップとを更に含む。
【００２９】
[0029]  本開示の目的で本明細書において使用される場合、「ＬＥＤ」との用語は、任意のエレクトロルミネセンスダイオード、又は、電気信号に呼応して放射線を発生できる、その他のタイプのキャリア注入／接合ベースシステム（carrier injection/junction-based system）を含むものと理解すべきである。したがって、ＬＥＤとの用語は、次に限定されないが、電流に呼応して発光する様々な半導体ベースの構造体、発光ポリマー、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、エレクトロルミネセンスストリップ等を含む。特に、ＬＥＤとの用語は、赤外スペクトル、紫外スペクトル、及び（通常、約４００ナノメートルから約７００ナノメートルまでの放射波長を含む）可視スペクトルの様々な部分のうちの１つ又は複数における放射線を発生させることができるすべてのタイプの発光ダイオード（半導体及び有機発光ダイオードを含む）を指す。ＬＥＤの幾つかの例としては、次に限定されないが、様々なタイプの赤外線ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、アンバー色ＬＥＤ、橙色ＬＥＤ、及び白色ＬＥＤ（以下に詳しく述べる）がある。また、ＬＥＤは、所与のスペクトルに対して様々な帯域幅（例えば半波高全幅値（ＦＷＨＭ：full widths at half maximum））、及び所与の一般的な色分類内で様々な支配的波長を有する放射線（例えば狭帯域幅、広帯域幅）を発生させるように構成及び／又は制御することができることを理解すべきである。
【００３０】
[0030]  「光源」との用語は、次に限定されないが、ＬＥＤベース光源（上記に定義した１つ以上のＬＥＤを含む）、白熱光源（例えばフィラメント電灯、ハロゲン電灯）、蛍光光源、りん光性光源、高輝度放電光源（例えばナトリウム蒸気ランプ、水銀蒸気ランプ及びメタルハライドランプ）、レーザー、その他のタイプのエレクトロルミネセンス源、パイロルミネセンス源（例えば火炎）、キャンドルルミネセンス源（例えばガスマントル光源、カーボンアーク放射光源）、フォトルミネセンス源（例えばガス状放電光源）、電子飽和（electronic satiation）を使用する陰極発光源（cathode luminescent source）、ガルバノルミネセンス源、結晶発光（crystallo-luminescent）源、キネルミネセンス（kine-luminescent）源、熱ルミネセンス源、摩擦ルミネセンス（triboluminescent）源、音ルミネセンス（sonoluminescent）源、放射ルミネセンス（radioluminescent）源、及び発光ポリマー（luminescent polymers）を含む、様々な放射源のうちの任意の１つ以上を指すと理解すべきである。
【００３１】
[0031]  「照明器具」又は「照明具」との用語は、本明細書では、特定の形状因子、アセンブリ又はパッケージの１つ以上の照明ユニットの実施態様又は配置を指すために使用される。「照明ユニット」との用語は、本明細書では、同じ又は異なるタイプの１つ以上の光源を含む装置を指して使用される。所与の照明ユニットは、様々な光源の取付け配置、筐体／ハウジング配置及び形状、並びに／又は、電気及び機械的接続構成の何れか１つを有してもよい。さらに、所与の照明ユニットは、光源の動作に関連する様々な他の構成要素（例えば制御回路）に任意選択的に関連付けられてもよい（例えば含む、結合される、及び／又は一緒にパッケージされる）。「ＬＥＤベースの照明ユニット」とは、上記した１つ以上のＬＥＤベースの光源を、単独で又はその他の非ＬＥＤベースの光源との組合せで含む照明ユニットを指す。
【００３２】
[0032]  「コントローラ」という用語は、本明細書では、１つ以上の光源の動作に関連する種々の装置を広く説明するために用いられる。コントローラは、本明細書において述べられる様々な機能を実行するために（例えば、専用ハードウェアを用いてのような）種々のやり方で実現され得る。「プロセッサ」は、本明細書において述べられる様々な機能を実行するソフトウェア（例えば、マイクロコード）を用いてプログラムされ得る１つ以上のマイクロプロセッサを使用するコントローラの一例である。コントローラは、プロセッサを用いて又は用いないで実現され、また、幾つかの機能を実行するための専用ハードウェアと他の機能を実行するためのプロセッサとの組み合わせ（例えば、１つ又はそれ以上のプログラムされたマイクロプロセッサ及び関連回路）としても実現され得る。本開示の種々の形態に使用され得るコントローラの構成要素の例は、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含んでいるが、これらに限定されない。
【００３３】
[0033]  「アドレス指定可能」という用語は、本明細書では、それ自体を含む複数の装置に宛てられた情報（例えばデータ）を受信し、自らを対象とする特定の情報に選択的に応答するように構成される装置（例えば全般的な光源、照明ユニットや照明器具、１つ又は複数の光源若しくは照明ユニットに関連するコントローラやプロセッサ、他の照明に関係しない装置等）を指すために使われる。「アドレス指定可能」という用語は、複数の装置が何らかの通信媒体によって共に結合されるネットワーク化された環境（又は以下で更に論じられる「ネットワーク」）に関してしばしば使われる。
【００３４】
[0034]  或るネットワークの実装形態では、ネットワークに結合される１つ又は複数の装置が、そのネットワークに結合される１つ又は複数の他の装置用のコントローラの役割を（例えばマスタ／スレーブの関係で）果たし得る。別の実装形態では、ネットワーク化された環境が、ネットワークに結合される装置の１つ又は複数を制御するように構成される１つ又は複数の専用コントローラを含み得る。慨して、ネットワークに結合される複数の装置は通信媒体上にあるデータにそれぞれアクセスすることができるが、例えば割り当てられる１つ又は複数の特定の識別子（例えば「アドレス」）に基づきネットワークと選択的にデータをやり取りする（即ちデータを送受信する）ように構成されるという点で、所与の装置を「アドレス指定可能」としても良い。
【００３５】
[0035]  本明細書で使用するとき、「ネットワーク」という用語は、ネットワークに結合される２台以上の任意の装置間及び／又は複数の装置間の（例えば装置制御、データ記憶、データ交換等のための）情報の搬送を助ける、２台以上の装置（コントローラやプロセッサを含む）の任意の相互接続を指す。容易に理解されるように、複数の装置を相互接続するのに適したネットワークの様々な実装形態は、多岐にわたるネットワークトポロジの何れかを含むことができ、多岐にわたる通信プロトコルの何れを使用しても良い。更に、本開示による様々なネットワークでは、２台の装置間の任意の１つの接続が２つのシステム間の専用接続、又は非専用接続に相当し得る。２台の装置を対象とした情報を運ぶことに加え、かかる非専用接続は必ずしも２台の装置の何れも対象としない情報を運ぶこともある（例えばオープンネットワーク接続）。更に、本明細書で論じられる装置の様々なネットワークは、ネットワーク全体にわたる情報搬送を助ける１つ又は複数の無線、有線／ケーブル、及び／又は光ファイバリンクを用いても良いことが容易に理解されよう。
【００３６】
[0036]  上記の概念及び以下でより詳細に論じられる更なる概念のあらゆる組合せが（かかる概念が互いに矛盾しないという条件で）、本明細書に開示される本発明の内容の一部として予期されることが理解されるべきである。とりわけ、本開示の最後に登場する特許請求の範囲に記載の内容のあらゆる組合せが、本明細書に開示される本発明の内容の一部として予期される。参照により援用される任意の開示でも登場する場合がある本明細書で明示的に用いられる専門用語には、本明細書で開示される特定の概念に最もふさわしい意味が与えられるべきことも理解されるべきである。
【００３７】
[0037]  図面において、類似の参照符号は、一般に、異なる図を通して同じ部分を指す。また、図面は、必ずしも縮尺通りではなく、代わりに、一般に、本発明の原理を示すことに重点が置かれている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】[0038]  照明器具及び周辺装置に電力を供給するためのＥＭｅｒｇｅ電力母線及びコネクタの例示的な実装形態を示す。
【図２Ａ】[0039]  例示的な照明器具位置決定システムの概略図である。
【図２Ｂ】[0040]  例示的なＡＣシグナリング及びＤＣ電力分離回路の簡単な図である。
【図３】[0041]  Ｅｍｅｒｇｅ標準下の電源母線の物理的な送信特性を明示する図である。
【図４】[0042]  例示的なＡＣシグナリング及びＤＣ電力分離回路の概略図である。
【図５】[0043]  ＤＣ電力グリッド上の照明器具を位置決定するための第１の例示的な方法の流れ図である。
【図６】[0044]  ＤＣ電力グリッド上の照明器具を位置決定するための方法の第１の実施形態の流れ図である。
【図７】[0045]  ＤＣ電力グリッド上の照明器具を位置決定するための方法の第１の実施形態の概略図である。
【図８】[0046]  ＤＣ電力グリッド上の照明器具を位置決定するための方法の第２の実施形態の流れ図である。
【図９】[0047]  ＤＣ電力グリッド上の照明器具を位置決定するための方法の第２の実施形態の概略図である。
【図１０】[0048]  ＤＣ電力グリッド上の照明器具を位置決定するための方法の第３の実施形態の流れ図である。
【図１１】[0049]  ＤＣ電力グリッド上の照明器具を位置決定するための方法の第３の実施形態の概略図である。
【図１２】[0050]  ＤＣ電力グリッド上の照明器具を位置決定するための方法の第４の実施形態の流れ図である。
【図１３】[0051]  ＤＣ電力グリッド上の照明器具を位置決定するための方法の第４の実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
[0052]  上記で言及されたように、照明システム内に配置された照明器具、例えばＥＭｅｒｇｅ照明グリッド内に組み込まれた照明器具の位置をマッピングする必要性がある。以下で説明されるアプローチは、照明器具の位置決定問題に取り組む代替方法を提示することを目指す。
【００４０】
[0053]  より一般的には、出願人は、信号強度ベースのシステムより実現が簡単且つ安価で、飛行時間ベースの無線方式より正確な照明器具位置マッピングを提供することが有益であろうことを理解し認識した。また、本発明が、距離測定を行うために無線信号を送信する必要性を回避するので、本発明は、多くの屋内の位置を特徴づける伝搬環境の変化にそれほど影響されなくなり得る。
【００４１】
[0054]  前述のことを考慮して、本発明の様々な実施形態及び実装形態が、ＤＣ電力グリッド内の照明器具を位置決定するためのシステム及び方法に向けられている。本発明は、本明細書で説明されているように、照明設備における照明器具を位置決定するために、ＥＭｅｒｇｅ仕様によって提案されているような規則的グリッド構造を利用するが、本発明は、Ｅｍｅｒｇｅ仕様を利用することに限定されない。例えば、本発明は、電源線の位置が周知であり、且つ電源線がＡＣ信号送信に適している他のシステムにおいて適用可能である。
【００４２】
ＤＣグリッド
[0055]  例えばＥＭｅｒｇｅ標準内で提案されているようなＤＣグリッドの第１の例示的な実施形態が、図２Ａに示されている。ＤＣグリッドは、例えばＡＣ電源２１０から入力する高電圧（１１０Ｖ／２４０Ｖ）を、高電圧電力線２１５によって伝達されるように低電圧（２４Ｖ）ＤＣに変換するために、ＡＣ／ＤＣ変換器２２０又は変圧器を含む。変換器２２０からの出力は、今度は、照明設備の根本的なグリッド構造を一緒に形成する一連の並列母線又はグリッド線２４０に接続される。複数の照明器具２５０が、各グリッド線２４０上の任意の位置で、グリッド線２４０に接続される。この開示において以下で説明されるように、Ｅｍｅｒｇｅシステムのグリッド線２４０は、照明器具２５０に電力を分配し、且つまた送信線の電気的特徴を有しても良い。例えば、ＥＭｅｒｇｅ標準に提案されている母線構成は、比較的狭い断面の絶縁材料によって、自身の全長に渡って分離された２つの並列導体を含む。
【００４３】
[0056]  ＤＣ電力は、例えば並列式で、グリッド線２４０に渡って分配され得る。マルチプレクサ２３０は、それが、選択されたグリッド線２４０に通信トランシーバ２３５を電気的に接続するように、通信トランシーバ２３５、例えば信号発生器を各グリッド線２４０に接続するために使用されても良く、又は通信トランシーバ２３５をグリッド線２４０から切断しても良い。更に説明されるように、通信トランシーバ２３５は、位置信号及び／又はデータ通信信号、例えば制御メッセージを、グリッド線２４０を渡って照明器具２５０に送信及び／又は受信するために使用されても良い。かかるデータ通信信号は、ルームコントローラ２６０に伝達されても良い。ルームコントローラ２６０は、照明システムにおける照明器具２５０の位置を決定及び記憶するためのＤＣグリッドマッパーを含んでも良く、且つマルチプレクサ２３０の近くに配置されるか若しくはマルチプレクサ２３０と統合されても良く、又はマルチプレクサ２３０の外部にあっても良い。
【００４４】
[0057]  図２Ｂは、固体照明器具（ＳＳＬ）２５２へのＤＣ電力を、トランシーバ２５４によって受信され得るＡＣ信号から分離するための回路を示す照明器具２５０の簡略図である。
【００４５】
[0058]  標準送信線理論は、このタイプの並列導電線にとって、特性インピーダンス（Ｚ０）が、下記の式で与えられると述べている。
【００４６】
[0059]  
0006038148.tif 000002
この式で、
Ｋは、２つの導体間における材料の比誘電率であり、
Ｓは、２つの導体の中心間分離であり、
ｄは、ワイヤの直径である。
【００４７】
[0060]  例えば、図３を参照すると、ＥＭｅｒｇｅ仕様は、典型的な母線又はレールが、次の大きさを有しても良いことを示唆する。
Ｓ＝約６．３５ｍｍ。
Ｄ＝約４ｍｍ。
Ｋ＝約３．８（ポリブチレンテレフタレート−ＰＢＴなどの典型的な絶縁材料に対して）。
【００４８】
[0061]  それは、Ｚ０が約７１Ωであっても良いことを意味し、約７１Ωは、５０Ω／７５Ωの典型的な同軸ケーブルＺ０値に近い。従って、ＥＭｅｒｇｅ仕様及び他の配電システムによって指定されるようなＤＣ電力レールは、ＡＣ信号、例えば位置信号及び／又はデータ通信信号を送信するのに適している可能性がある。
【００４９】
[0062]  高周波信号が、照明器具の位置決定のため又は制御信号を伝達するために、ＤＣ電圧、例えば２４Ｖの上に重畳される場合に、電力は、照明器具における位置決定信号及び／又は制御信号から分離されても良い。例えば、この分離は、図２Ｂに示されているように、ＤＣ電力が電灯に達するように、且つＡＣシグナリング周波数が内部制御論理に達するように、受動ＡＣ及びＤＣブロックを照明器具に挿入することによって達成されても良い。
【００５０】
[0063]  図４は、電力及び信号分離回路４００の例示的な実施形態をより詳細に示す。ＤＣ電力並びに位置及び／又は制御信号を含む入力４０５は、ＤＣ電力管によって搬送される。ＤＣ／ＡＣフィルタ４１０が、ＡＣ位置／制御信号からＤＣ電力を分離する。次に、位置／制御信号は、利得段４２０によって増幅され、次に、モード検出回路４４０及び帯域分離回路４３０にルーティングされる。帯域分離回路４３０は、ピーク検出器４３６、低域通過フィルタ４３４及び第１のスライサ４３８を含んでも良い。第１のスライサ４３８の出力は、制御メッセージを含む通信チャネルを含んでも良く、且つプロセッサ４７０における制御モジュール４７４にルーティングされる。低域通過フィルタ４３４の出力は、位置決定信号を含んでも良く、且つプロセッサ４７０におけるロケータモジュール４７６にルーティングされても良い。
【００５１】
[0064]  モード検出回路４４０は、ＡＣ位置／制御信号が、位置信号又はデータ通信信号を現在伝達しているかどうかを決定するために使用されても良い。信号は、プロセッサ４７０におけるモード選択ブロック４７８にルーティングされる前に、帯域通過フィルタ４４４、ピーク検出器４４６及び第２のスライサ４４８によって処理される。モード選択ブロック４７８は、信号が位置信号か又は通信信号かどうかを示しても良い。もちろん、当業者は、この開示の範囲内で、他の実施形態が、ＤＣ電力、ＡＣ位置及びＡＣ通信信号を分割するために使用され得ることを理解されよう。
【００５２】
[0065]  一般に、ＤＣグリッド上における照明器具の位置決定用の例示的な方法は、２つのステップを含んでも良い。第１のステップは、多くの並列グリッド線のどれに照明器具が配置されているかを決定しても良い。例えば、これは、グリッド線番号を決定することを含んでも良い。上記の第１のステップからの結果は、照明器具が整数のグリッド位置に配置されているデジタル化された結果であっても良い。例えば、図２Ａによって示されているＤＣグリッド上における照明器具の第１の実施形態において、３つの別個のＤＣ電力レール２４０が示され、６つの照明器具２５０が、それらの電力レール２４０間に分配されて示されている。グリッドの番号付けが、上部レール２４０で始まる場合に、３つの照明器具２５０が上部レール２４０上に配置され、２つの照明器具２５０が中間レール２４０上にあり、単一の照明器具２５０が、底部レール２４０上にある。例えば、上部レール２４０は、レール１と呼ばれても良く、中央レール２４０は、レール２と呼ばれても良く、底部レール２４０は、レール３と呼ばれても良い。
【００５３】
[0066]  第２のステップは、所与のグリッド線上のどこに照明器具が配置されているかを決定しても良い。例えば、第２のステップは、第１のステップで決定されるように、グリッド線の端部から照明器具がどれくらい離れて配置されているかの決定を伴っても良い。更に、照明器具は、その位置を記憶し、次に、例えば外部コントローラによって問い合わされた場合に、その位置を報告しても良い。
【００５４】
[0067]  第１のステップは、以下の例によって実行されても良い。マルチプレクサ２３０は、ＡＣ信号トランシーバ２３５を第１のレール２４０に接続する。ＡＣ信号トランシーバ２３５から照明器具２５０へのウェイクアップ信号は、例えば、照明器具２５０がどのレール２４０に接続されているかを照明器具２５０に通知するために、ＡＣ信号トランシーバ２３５を照明器具２５０に接続するレール２４０のレール番号を識別する符号化された情報を含んでも良い。各照明器具２５０は、ウェイクアップ信号によってウェイクアップされ、ランダムなバックオフ後に、各照明器具２５０は、一意の照明器具ＩＤ番号を、マルチプレクサ２３０に接続されたＡＣ信号トランシーバ２３５に通信しても良い。照明器具２５０は、例えばＺｉｇＢｅｅを用いて、照明器具ＩＤをＡＣ信号トランシーバ２３５に通信しても良い。トランシーバ２３５は、各応答する照明器具２５０のＩＤ番号を受信し、それを、レール番号によってインデックスを付けられた照明器具表に記憶する。各照明器具は、ウェイクアップ信号における符号化されたレール番号を復号し、グリッド番号位置を照明器具２５０にローカルに記憶しても良い。次に、マルチプレクサ２３０は、トランシーバ２３５が次のレール２４０上の照明器具２５０にウェイクアップ信号を送信するように、順に次のレール２４０を選択する。上記の例において、照明器具は、レールを渡って照明器具ＩＤを送信したが、照明器具が、照明器具ＩＤを照明器具表に通信するために他の機構を用いること、例えば無線信号を用いることに対して異議がないことに留意されたい。
【００５５】
[0068]  今度はマルチプレクサ２３０が各レールに接続した後で、どの照明器具２５０がどのレール２４０に関連付けられているかを示す照明器具表は、照明システムにとって利用可能である。次に、以下で説明されるように、照明器具表は、各照明器具２５０とＡＣ信号トランシーバ２３５との間のレールに沿った距離を示す、各照明器具２５０用の位置決定情報を入れられても良い。
【００５６】
[0069]  上記のステップ１と異なり、ステップ２のこの位置決定プロセスの結果は、照明器具が、所与の電力レールに沿って任意の位置に配置されても良いという点で、本質的に連続的であっても良い。この場合に、位置決定を達成することは、各レールを送信線として処理することを伴う。適切な波形及び周波数の位置信号をレールに沿って送信すること及び照明器具の装着ポイントにおける信号を監視することが、照明器具の位置を決定し得る。
【００５７】
[0070]  ＤＣグリッド上における照明器具の位置決定用の方法の一般化された実施形態が、図５のブロック図によって示されている。流れ図におけるどんなプロセスの説明又はブロックも、プロセスにおける特定の論理機能を実行するための１つ又は複数の命令を含むモジュール、セグメント、コードの一部、又はステップを表していると理解されるべきであり、且つ本発明の当業者によって理解されるであろう、含まれる機能に依存して、ほぼ同時か又は逆順を含んで、図示され説明された順序とは異なって機能が実行され得る代替の実装形態が、本発明の範囲内に含まれることが注目されるべきである。
【００５８】
[0071]  例示的な目的で、図５に示されている位置決定方法は、図２Ａによって示されているグリッドシステムを参照する。マルチプレクサ２３０（図２Ａ）が、各レール２４０（図２Ａ）の一端にある。マルチプレクサ２３０（図２Ａ）は、ブロック５１０によって示されているように、ＡＣ信号トランシーバ２３５（図２Ａ）をレール２４０（図２Ａ）に接続しても良い。ＡＣロケータ信号が、ブロック５２０によって示されているように、ＤＣレールを渡って送信されても良い。ＡＣロケータ信号の幾つかの実施形態が、以下で説明される。ＡＣロケータ信号は、ブロック５３０によって示されているように、照明器具によって受信される。照明器具は、ブロック５８０によって示されているように、照明器具とＡＣ信号トランシーバとの間の距離を計算するために、ブロック５４０によって示されているように、ＡＣロケータ信号を分析する。
【００５９】
[0072]  上記で説明された一般化された実施形態を用いる位置決定方法の４つの特定の実施形態が、以下で説明される。
【００６０】
実施形態１：位相差
[0073]  図６は、照明器具位置決定方法の第１の実施形態用の、図５のブロック５４０を拡張及び詳述する流れ図である。第１の実施形態は、送信線又はレールに沿った異なる位置における信号の位相差に基づいて、ＡＣ信号発生器からの照明器具の距離を計算する。第１の実施形態下において、ＡＣ信号発生器は、ブロック５２０（図５）によって示されているように、ＤＣ電力レールを渡って、周期波、例えば正弦波を送信する。ＡＣ信号の第１の位相が、ブロック６１０によって示されているように、照明器具において記録される。ＡＣ信号の第２の位相が、ブロック６２０によって示されているように、ＡＣ信号発生器において記録される。ブロック６３０によって示されているように、第１の位相と第２の位相との間位相差が計算される。
【００６１】
[0074]  図７は、第１の実施形態下で、第１の照明器具７２０及び第２の照明器具７３０において受信される信号の例であって、位相差を測定する例を示す。本明細書において、グリッド線７５０は、線７５０の特性インピーダンスを近似する抵抗７４０で終端される。次に、高周波信号７０１が、線７５０の下流に送信される。理論的には、反射が存在しないはずなので、グリッド上の各位置は、線７５０に沿って信号発生器７１０と照明器具７２０、７３０との間の距離に関連して位相角が増加する正弦波を生じる。
【００６２】
[0075]  線に沿った位置は、位相差を比較することによって計算され得る。第１の信号プロット７１１が、信号発生器７１０における高周波信号７０１の位相を表す。同様に、第２の信号プロット７２１が、第１の照明器具７２０における高周波信号７０１の位相を表し、第３の信号プロット７３１が、第２の照明器具７３０における高周波信号７０１の位相を表す。位相測定が、それらの相対的な性質によるので、照明器具７２０、７３０と信号発生器７１０との間の距離は、位相差だけを用いては正確に決定され得ない。従って、母線における全ての照明器具間の共通のタイミングを確立するために、別の技法又は技術、例えば符号化された光と共に、第１の実施形態技法を用いることが必要になり得る。
【００６３】
実施形態２：振幅差
[0076]  図８は、照明器具位置決定方法における第２の実施形態用の、図５のブロック５４０を拡張及び詳述する流れ図である。第２の実施形態は、送信線又はレールに沿った異なる位置における信号の振幅差に基づいて、ＡＣ信号発生器からの照明器具の距離を計算する。第２の実施形態下において、ＡＣ信号発生器は、ブロック８１０によって示されているように、ＤＣ電力レールを渡って定在波、例えば正弦波を送信する。ＡＣ信号の周波数は、信号発生器にノードを有する定在波を形成するように調整される。ＡＣ信号の振幅が、ブロック８２０によって示されているように、照明器具において記録される。ブロック８３０によって示されているように、第１の振幅と最大振幅との間の差が計算される。
【００６４】
[0077]  図９は、第２の実施形態下で、第１の照明器具７２０及び第２の照明器具７３０において受信される信号の例であって、定在波に渡って振幅差を測定する例を示す。この場合に、グリッド線７５０は、信号９０１が、送信線７５０に渡って定在波を引き起こす線の端部で反射されるように、終端されない９４０、即ち、回路は、高周波信号９０１に対してオープンであるように見える。信号発生器７１０における信号９０１の周波数が、図示のように４分の１波長であるように調整される場合に、信号９０１の振幅は、発生器７１０におけるゼロ振幅から、終端されていない線端部９４０における最大振幅に増加する。照明器具７２０及び７３０は、それらが例えばオンボードＡＤＣ用いることによって検出する信号９０１波形の最大値を記憶し、且つ初期測定期間後の振幅を、例えばＤＣグリッドマッパー又はルームコントローラ（図示されず）に報告しても良い。照明器具７２０、７３０の位置は、相対振幅を比較することによって決定されても良い。
【００６５】
[0078]  信号９０１は４分の１波長として表されているが、他の周波数、例えば半波長若しくは８分の１波長を用いること、又は異なる波長を用いて続いて測定を行うことに対して異議はない。これは、終端されていない端部の近くに配置された照明器具の位置をより正確に決定するのを支援し得る。同様に、引き続く測定は、信号発生器７１０における最大振幅及び終端されていない端部９４０におけるノードを有する波長を用いて行われても良い。幾つかの実施形態下において、ＡＣ信号発生器は、レールの長さに従って定在波を生成するのに適した周波数を選択するように調整可能であっても良い。ひとたび決定されると、周波数は、引き続く測定用にＡＣ発生器によって記憶されても良い。
【００６６】
実施形態３：ヌルまでの時間（周波数掃引）
[0079]  図１０は、照明器具位置決定方法の第３の実施形態用の、図５のブロック５４０を拡張及び詳述する流れ図である。第３の実施形態は、ノードが、送信線又はレールに沿って検出される信号周波数に基づいて、ＡＣ信号発生器からの照明器具の距離を計算する。第３の実施形態下において、ブロック５２０（図５）によって示されているように、ＡＣ信号発生器は、掃引された周波数波形、例えば正弦波をＤＣ電力レールに渡って送信する。ＡＣ信号の周波数は、ブロック１０１０によって示されているように、例えば高周波から低周波への又は低周波から高周波への範囲に渡って調整される。照明器具は、ブロック１０２０によって示されているように、発生器が掃引信号を送信し始める時間に対応する第１の時間を記録する。ＡＣ信号の振幅は、照明器具において検出され、時間は、ブロック１０３０によって示されているように、照明器具で検出された振幅がヌルの場合に記録される。ブロック１０４０によって示されているように、第１の振幅と最大振幅との間の差が計算される。
【００６７】
[0080]  高周波信号が、終端されていない送信線に沿って送信される場合に、振幅ヌルは、送信線の長さ及び高周波信号の周波数による位置において送信線上で発生する。送信線の長さが周知の場合に、送信線上における振幅ヌルの位置は、送信線の端部からのヌルの距離を決定するために使用され得る。従って、ヌルが、送信線に沿ったポイント、例えば周知の長さのＤＣ電力レールに沿った照明器具において検出された場合に、ＤＣ電力レールの端部からの照明器具の距離が決定され得る。
【００６８】
[0081]  図１１は、信号の周波数が掃引されるときに、位置信号の開始とヌルの検出との間の時間差を測定する第３の実施形態下で、第１の照明器具７２０及び第２の照明器具７３０で受信される信号の例を示す。線７５０は、終端されていない９４０。信号がゼロまで減衰するために線７５０上で照明器具７２０、７３０において必要とされる時間は、線７５０の端部からの照明器具７２０、７３０の位置の尺度である。照明器具７２０、７３０は、時間測定の結果をローカルに記憶し、その結果を、測定後に、例えば照明器具７２０、７３０が測定問い合わせメッセージを受信した場合に、インフラストラクチャに報告を返しても良い。ＡＣ信号発生器７１０と照明器具７２０、７３０との間の距離は、例えば、照明器具７２０、７３０がヌル振幅を報告した時間における掃引信号の周波数を決定することによって計算されても良い。
【００６９】
[0082]  図１１に例によって示されているように、ＡＣ信号発生器７１０は、時間ｔ１で第１の周波数１１１１を送信し、一定の割合でＡＣ信号の周波数を減少させても良い。第１の照明器具７２０は、第２の周波数１１２１に対応する時間ｔ２でヌルを検出しても良い。時間ｔ２は、ＡＣ信号発生器７１０が時間ｔ２で送信していた第２の周波数１１２１を決定するために使用されても良く、このようにして第１の照明器具７２０とＡＣ信号発生器７１０との間の距離は決定されても良い。同様に、第２の照明器具７３０は、第３の周波数１１３１に対応する時間ｔ３においてヌルを検出しても良い。時間ｔ３は、ＡＣ信号発生器７１０が時間ｔ３で送信していた第３の周波数１１３１を決定するために使用されても良く、このようにして第２の照明器具７３０とＡＣ信号発生器７１０との間の距離は決定されても良い。
【００７０】
[0083]  上記の例において、ＡＣ信号発生器７１０及び照明器具７２０、７３０は、掃引信号が始まる時間に基づいてタイミングを同期させるが、照明器具７２０、７３０によってヌルが検出される時間における信号の周波数１１２１及び１１３１が決定され得るように、当業者に良く知られたタイミング同期の他の方法に対して異議がないことが注目されるべきである。
【００７１】
実施形態４：パルス間隔
[0084]  図１２は、照明器具位置決定方法における第４の実施形態用の、図５のブロック５４０を拡張及び詳述する流れ図である。第４の実施形態は、送信線又はレールに沿った信号の伝搬時間に基づいて、ＡＣ信号発生器からの照明器具の距離を計算する。第４の実施形態下において、ＡＣ信号発生器は、ブロック１２１０によって示されているように、パルス、例えば単位ステップ関数としてＡＣ信号を構成し、且つブロック５２０（図５）によって示されているように、ＤＣ電力レールを渡ってパルスを送信する。照明器具は、ブロック１２２０によって示されているように、パルスが照明器具まで伝搬する時間に対応する第１の時間を記録する。パルスが、終端されていない送信線の端部に達すると、パルスは、ＡＣ信号発生器の方へ逆に反射される。照明器具は、ブロック１２３０によって示されているように、反射パルスが照明器具に伝搬する時間に対応する第２の時間を記録する。ブロック１２４０によって示されているように、第１の時間と第２の時間との間の差が計算される。送信線の端部への照明器具の距離は、例えば、時間差及びパルスの伝搬速度を乗算し、次に照明器具から端部まで、且つその後レールの端部から照明器具まで逆に伝搬するパルスの時間を明らかにするために２で除算することによって計算されても良い。
【００７２】
[0085]  図１３は、例えば連続的な高周波正弦波ではなく、線７５０に沿って送信されたパルスを利用する、送信線に基づいた位置決定方法を示す。第２及び第３の実施形態におけるように、線７４０は、終端されてなく、端部９４０において反射を引き起こす。線７５０に沿った照明器具７２０、７３０の位置は、発生器７１０から線９４０の端部の方へ移動しながら照明器具７２０を通るパルスと、反射パルスが再び照明器具７２０、７３０を通る時間との間の経過時間を記録することによって決定されても良い。特に、パルスは、時間ｔ１において第１の照明器具７２０で検出され１３１０、パルスは、時間ｔ２において第２の照明器具７３０で検出され、反射パルスは、時間ｔ３において第２の照明器具７３０で検出され、且つ反射パルスは、時間ｔ４において第１の照明器具で検出される。線７５０に沿った第１の照明器具７２０の位置は、ｔ１とｔ４との間の差を用いて決定されても良く、一方で線７５０に沿った第２の照明器具７３０の位置は、ｔ２とｔ３との間の差を用いて決定されても良い。
【００７３】
[0086]  第１、第２、第３及び第４の実施形態で説明されているＡＣ信号発生器が、信号送信機及び／若しくはトランシーバと通信するスタンドアロンの信号発生器であっても良く、又は信号送信機及び／若しくはトランシーバ内に組み込まれても良いことが注目されるべきである。
【００７４】
ＤＣレール通信チャネル
[0087]  上記で言及されたように、ＡＣ発生器は、照明システム内の１つ又は複数の照明器具と制御データ又は他の情報を伝達するために使用されても良い。上記で説明された位置信号のように、通信チャネルは、レールを渡って通信信号を通信するためにＤＣ配電レールを用いる。レールに沿った各照明器具が、レールに沿った照明器具の位置にかかわらず、ほぼ一貫した信号対雑音比を備えた信号を受信するように十分に低い、通信チャネル用の搬送周波数を選択することが望ましくなり得る。通信チャネルは、例えば周波数分割多重化を用いて、位置信号とは別個の周波数帯域を占めても良い。例えば、位置チャネルは、ほぼ５ＭＨｚの範囲における搬送周波数を有しても良く、一方で通信チャネルは、ほぼ１ＭＨｚの範囲で動作しても良い。もちろん、有線チャネルにおいて使用される他のチャネル化技術、例えば時分割多重化を用いて、ＤＣ配電レール上で通信チャネルを用いることに対して異議はない。
【００７５】
[0088]  ＤＣ配電レールによって伝達される通信チャネルは、照明器具によって使用される他の通信チャネル、例えばＺｉｇＢｅｅ無線チャンネルに取って代わるか又はそれらを増強するために使用されても良い。例えば、ＤＣマッパーが、位置及び／又はデータ通信を照明器具に送信し、且つ照明器具から位置及び／又はデータ通信を受信するトランシーバと通信しても良い。
【００７６】
[0089]  照明器具位置計算は、集中処理、分散処理、又は集中及び分散処理の組み合わせによって実行されても良い。例えば、照明器具は、受信された位置信号に基づいてデータを収集し、そのデータを、信号発生器と同じ位置にあるＤＣグリッドマッパーに通信しても良く、ＤＣグリッドマッパーは、ＤＣグリッド線の位置に関する情報と共に、照明器具から受信されたデータに基づいて照明器具位置を計算する。別の例において、照明器具は、照明器具と位置信号源との間の距離を計算し、この距離をＤＣグリッドマッパーに通信しても良い。同様に、ＤＣグリッドマッパーは、ＤＣグリッド位置情報データを照明器具に提供しても良く、その結果、照明器具は、ＤＣグリッドに対する自らの位置を計算し得る。当業者は、この開示の範囲内に入る、照明器具位置決定方法及びシステムの変形形態を理解されよう。
【００７７】
[0090]  ＤＣ電力グリッド上の照明器具を識別し位置決定する方法及びシステムは、例えば、照明システム内の配置から自動的に空間マッピングを取得することによって、照明システムの自動立ち上げを支援するために使用されても良い。次に、提供された照明器具位置情報は、場面設定などの他の用途によって活用されても良い。第１の時間の立ち上げに加えて、ＩＤはまた、例えば照明器具が、以前から存在する設備に追加される又はその設備から取り除かれる場合に、照明システムの自動構成又は再構成を支援するために使用され得る。
【００７８】
[0091]  本発明の幾つかの実施形態が本明細書に記載され解説されてきたが、本明細書に記載の機能を実行するための及び／又は本明細書に記載の結果及び／又は利点の１つ若しくは複数を得るための、多岐にわたる他の手段及び／又は構造を当業者なら容易に思い付き、かかる改変形態及び／又は修正形態のそれぞれは、本明細書に記載の本発明の実施形態の範囲に含まれると見なされる。より一般的には、当業者は本明細書に記載の全てのパラメータ、寸法、材料、及び構成が例示的であることを意味し、実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成は本発明の教示が使用される具体的応用に依拠することを容易に理解する。当業者は、本明細書に記載の本発明の特定の実施形態に対する多くの均等物を、日常的実験のみを使用することで理解し又は確認することができる。従って、上記の実施形態は例として示されているに過ぎず、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内で、本発明の実施形態が、具体的に記載され請求されている以外の方法で実施されても良いことが理解されるべきである。本開示の発明に関する実施形態は、本明細書に記載の個々の特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法を対象とする。更に、かかる特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法が互いに矛盾しない場合、２つ以上のかかる特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法の任意の組合せが本開示の発明の範囲に含まれる。
【００７９】
[0092]  本明細書で定められ使用される全ての定義は、辞書的定義、参照により援用される文献内の定義、及び／又は定義済み用語の通常の意味を考慮に入れるように理解されるべきである。
【００８０】
[0093]  本明細書及び特許請求の範囲で使用されるとき、不定冠詞「ａ」及び「ａｎ」は別段の定めがない限り「少なくとも１つ」を意味するように理解されるべきである。
【００８１】
[0094]  別段の定めがない限り、複数のステップ又は行為を含む本明細書で主張される如何なる方法でも、方法のステップ又は行為の順序は、必ずしもこの方法のステップ又は行為が列挙される順序に限定されないことも理解されるべきである。
【００８２】
[0095]  また、特許請求の範囲の括弧に登場する参照番号は、便宜上示されるに過ぎず、如何なる場合も特許請求の範囲を限定するものとして見なされるべきではない。
【００８３】
[0096]  特許請求の範囲並びに上記の本明細書の中で、「備える」、「含む」、「運ぶ」、「有する」、「収容する」、「伴う」、「保持する」、「から構成される」などの移行句は非制限的である、即ち、含むがそれだけに限定されない、という意味であると理解されるべきである。「から成る」及び「から事実上成る」という移行句だけがそれぞれ制限的又は準制限的移行句であるものとする。
【図２Ａ】
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【図１】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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