(57)【要約】【課題】改善されたスマートホームデバイスを提供する。【解決手段】スマートホームデバイスは、ユーザインターフェースを備える。ユーザインターフェースは、第１のモードおよび第２のモードを含む少なくとも２つの異なるモードで動作するように構成される。ユーザインターフェースは、より多くの電力第１のモードで動作している時に、第２のモードよりもより多くの電力を必要とし得る。スマートホームデバイスは、複数のセンサーも備える。複数のセンサーのうち少なくとも１つのセンサーは、スマートホームデバイスの近接範囲内にあるユーザの存在を検出するように構成される。スマートホームデバイスは、処理機能をさらに備える。処理機能は、近接プロファイルを決定し、１つ以上のセンサーが近接プロファイルに整合する応答を提供した場合、ユーザインターフェースを第１のモードにするように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スマートホームデバイスであって、
第１の表示モードおよび第２の表示モードを有する電子表示部を備えるユーザインターフェースであって、前記第１の表示モードは通常、前記第２の表示モードよりも実質的により多くの電力を必要とする、ユーザインターフェースと、
前記ユーザインターフェースに接続された処理システムであって、前記処理システムは、少なくとも１つの環境条件を決定する１つ以上の環境センサーと動作可能に通信し、前記ユーザインターフェースを備える１つ以上の入力デバイスと動作可能に通信するように構成された処理システムと、
ユーザの少なくとも１つのセンサーへの物理的近接度を検出するように構成された少なくとも１つのセンサーであって、前記少なくとも１つのセンサーは、前記処理システムと動作可能に通信し、前記処理システムは、近接度閾値を超えた場合に前記電子表示部を前記第１の表示モードにさせるように構成された少なくとも１つのセンサーと
を備え、
前記処理システムは、前記少なくとも１つのセンサーによって検出された複数の物理的近接度事象の履歴に少なくとも部分的に基づいて前記近接度閾値を自動調節するようにさらに構成されている、
スマートホームデバイス。
【請求項２】
所定の時間間隔における物理的近接度事象に応答して前記電子表示部が前記第１の表示モードとなった追跡回数に基づいて前記近接度閾値が自動調節され、前記追跡回数が所定の活動閾値よりも多い場合、前記近接度閾値はより制限的に設定され、これにより、感知された物理的近接度事象に応答して前記電子表示部が過度に前記第１の表示モードとなる事態が低減される、請求項１に記載のスマートホームデバイス。
【請求項３】
前記近接度閾値は、（ｉ）前記少なくとも１つのセンサーによって検出された複数の物理的近接度事象の履歴、および（ｉｉ）前記ユーザが前記ユーザインターフェースを実際に操作した複数のユーザインターフェース操作事象の履歴の結合処理に少なくとも部分的に基づいて自動調節され、前記物理的近接度事象と前記操作事象との相関が高い場合、前記近接度閾値は、より非制限的に設定され、前記物理的近接度事象と前記操作事象との相関が低い場合、前記近接度閾値はより制限的に設定される、請求項１に記載のスマートホームデバイス。
【請求項４】
前記少なくとも１つのセンサーは、第１のセンサーおよび第２のセンサーを備え、前記第１のセンサーは、第１の距離内で前記ユーザの前記ユーザインターフェースに対する物理的近接度を検出するように構成され、前記第２のセンサーは、第２の距離内で前記ユーザの前記ユーザインターフェースに対する前記物理的近接度を検出するように構成され、前記第１の距離は前記第２の距離よりも長い、請求項１に記載のスマートホームデバイス。
【請求項５】
前記第１のセンサーは受動型赤外線センサー（ＰＩＲ）を備え、前記第２のセンサーはアクティブ近接センサーを備え、前記アクティブ近接センサーは、電磁放射を発し、前記電磁放射の反射を受けるように構成されている、請求項４に記載のスマートホームデバイス。
【請求項６】
前記第２のセンサーは近距離ＰＩＲを備える、請求項４に記載のスマートホームデバイス。
【請求項７】
前記処理システムは第１のプロセッサおよび第２のプロセッサを備え、前記第１のプロセッサは、前記近接度閾値を超えたときを検出し、前記近接度閾値を超えたのに応答して前記第２のプロセッサを低電力モードから遷移させるように構成され、前記第２のプロセッサは、前記電子表示部を前記第１の表示モードで動作させる、請求項１に記載のスマートホームデバイス。
【請求項８】
スマートホームデバイスのユーザインターフェースの動作を最適化する方法であって、
少なくとも１つのセンサーによって検出された複数の物理的近接度事象の履歴に少なくとも部分的に基づいて近接度閾値を処理システムによって自動的に決定することであって、前記少なくとも１つのセンサーは、ユーザの前記少なくとも１つのセンサーに対する物理的近接度を検出するように構成され、前記少なくとも１つのセンサーは、前記処理システムと動作可能に通信することと、
ユーザの前記少なくとも１つのセンサーに対する物理的近接度を検出することと、
前記近接度閾値を超えたことを前記処理システムによって決定することであって、前記処理システムは、少なくとも１つの環境条件を決定する１つ以上の環境センサーと動作可能に通信し、前記ユーザインターフェースを備える１つ以上の入力デバイスと動作可能に通信するように構成されていることと、
前記近接度閾値を超えたときに前記処理システムによって電子表示部を第１の表示モードにすることであって、前記ユーザインターフェースは、前記第１の表示モードおよび第２の表示モードを有する前記電子表示部を備え、前記第１の表示モードは通常前記第２の表示モードよりもより多くの電力を必要とすることと
を含む、方法。
【請求項９】
所定の時間間隔における物理的近接度事象に応答して前記電子表示部が前記第１の表示モードとなった回数に基づいて前記近接度閾値が自動調節され、前記回数が所定の活動閾値を超えた場合、前記近接度閾値をより制限的に設定することにより、感知された物理的近接度事象に応答して前記電子表示部が過度に前記第１の表示モードとなる事態が低減される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
（ｉ）前記少なくとも１つのセンサーによって検出された複数の物理的近接度事象の履歴と、（ｉｉ）前記ユーザが実際に前記ユーザインターフェースを操作した複数のユーザインターフェース操作事象の履歴との結合処理に少なくとも部分的に基づいて前記近接度閾値が自動調節され、前記物理的近接度事象と前記操作事象との相関が高い場合、前記近接度閾値はより非制限的に設定され、前記物理的近接度事象と前記操作事象との相関が低い場合、前記近接度閾値はより制限的に設定される、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのセンサーは、第１のセンサーおよび第２のセンサーを備え、前記第１のセンサーは、第１の距離内で前記ユーザの前記ユーザインターフェースに対する物理的近接度を検出するように構成され、前記第２のセンサーは、第２の距離内で前記ユーザの前記ユーザインターフェースに対する物理的近接度を検出するように構成され、前記第１の距離は前記第２の距離よりも長い、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のセンサーは受動型赤外線センサー（ＰＩＲ）を備え、前記第２のセンサーはアクティブ近接センサーを備え、前記アクティブ近接センサーは、電磁放射を発し、前記電磁放射の反射を受けるように構成されている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２のセンサーは近距離ＰＩＲを備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記処理システムは、第１のプロセッサおよび第２のプロセッサを備え、前記第１のプロセッサは、前記近接度閾値を超えたときを検出し、前記近接度閾値を超えたことに応答して前記第２のプロセッサを低電力モードから遷移させるように構成され、前記第２のプロセッサは、前記電子表示部を前記第１の表示モードで動作させる、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
スマートホームデバイスであって、
少なくとも２つの異なるモードで動作するように構成されたユーザインターフェースであって、前記少なくとも２つの異なるモードは、
第１のモードおよび
第２のモードであって、前記ユーザインターフェースは、前記第１のモードで動作している時に、前記第２のモードよりもより多くの電力を必要とする第２のモード
を有するユーザインターフェースと、
前記スマートホームデバイスの近接範囲内にあるユーザの存在を検出するように構成された少なくとも１つのセンサーを備える複数のセンサーと、
第１の処理機能であって、近接プロファイルを決定し、前記複数のセンサーのうち１つ以上から前記近接プロファイルに整合する前記第１の処理機能に対する１つ以上の応答が得られた場合、前記ユーザインターフェースを前記第１のモードにするように構成された第１の処理機能であって、前記近接プロファイルは、１人以上のユーザが前記ユーザインターフェースを視認しようとするタイミングと一致する可能性の高い前記複数のセンサーからの応答の履歴を少なくとも用いて決定される第１の処理機能と、
を備えるスマートホームデバイス。
【請求項１６】
第１の電力レベルを供給するように構成された電力スティーリング回路をさらに含み、前記ユーザインターフェースは、前記第１のモードで動作している時に、第２の電力レベルを必要とし、前記第２の電力レベルは前記第１の電力レベルよりも高い、請求項１５に記載のスマートホームデバイス。
【請求項１７】
前記近接プロファイルは、充電池から現在供給されている電力レベルに基づいて調節され、これにより、物理的近接度事象に応答して前記ユーザインターフェースが前記第１のモードで作動される可能性が低下する、請求項１５に記載のスマートホームデバイス。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのセンサーは、第１のセンサーおよび第２のセンサーを備え、前記第１のセンサーは、第１の距離を含む第１の近接内におけるユーザの存在を検出するように構成され、前記第２のセンサーは、第２の距離を含む第２の近接内におけるユーザの存在を検出するように構成され、前記第１の距離は前記第２の距離よりも長い、請求項１５に記載のスマートホームデバイス。
【請求項１９】
前記第１の処理機能は、第１のプロセッサおよび第２のプロセッサを備え、前記第１のプロセッサは、前記１つ以上の応答が前記近接プロファイルと整合するかを決定するように構成され、前記第２のプロセッサは、前記ユーザインターフェースを前記第１のモードで動作させるように構成される、請求項１５に記載のスマートホームデバイス。
【請求項２０】
前記第１の処理機能は、所定の時間間隔内における物理的近接度事象の数が所定の活動閾値を超えたときを検出し、これに応じて前記近接プロファイルを調節するように、さらに構成される、請求項１５に記載のスマートホームデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、本発明の譲受人に譲渡された２０１１年１０月２１日出願の米国仮特許出願第６１／６２７，９９６号の利益を主張し、同出願を参照によりここに援用する。
【０００２】
本特許明細書は、エネルギー消費システムまたは他の資源消費システムの監視および制御のためのシステムおよび方法に関する。より詳細には、本特許明細書は、例えば、暖房、冷房および空調（ＨＶＡＣ）システムの動作を管理するサーモスタットのための電子ディスプレイを作動させる方法を含む、エネルギー消費システム、家庭用デバイスまたは他の資源消費システムの動作を管理する制御ユニットに関する電子表示部に関する。
【背景技術】
【０００３】
より新規かつ持続可能なエネルギー供給の開発に向けての相当な努力および配慮が続けられている。増加されたエネルギー効率によるエネルギーの保存は、世界のエネルギーの未来にとって依然として重要である。米国エネルギー省からの２０１０年１０月の報告書によると、暖房および冷房は、典型的な米国の家庭におけるエネルギー使用の５６％を占め、ほとんどの家庭で最大のエネルギー費用となっている。家庭用暖房および冷房に関連する物的設備における改善（例えば、改善された断熱、より高い効率の炉）と共に、エネルギー効率の実質的な増加は、家庭用暖房および冷房装置のよりよい制御および調節によって達成することができる。
【０００４】
技術公開文献第５０−８４３３号（名称「Ｐｏｗｅｒ  Ｓｔｅａｌｉｎｇ  Ｔｈｅｒｍｏｓｔａｔｓ」、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ（１９９７））に記載のように、早期のサーモスタットにおいては、温度の感知および室内の温度変化への応答のためにバイメタルストリップが用いられる。バイメタルストリップの動きを用いて、電気回路を直接開閉していた。接点が閉じられるたびに、電気機械式アクチュエータ（通常は、ＨＶＡＣ装置中のリレーまたは接触器）に電力が送達され、これにより、暖房および／または冷房が制御空間へ提供されている。これらのサーモスタットの場合、動作に電力は不要であるため、配線接続は極めて簡単であった。すなわち、ワイヤが一本だけ変圧器へと接続され、別のワイヤは負荷へと接続される。典型的には、２４ＶＡＣ電力供給変圧器、サーモスタットおよび２４ＶＡＣＨＶＡＣ装置リレー全てがループ状に接続され、各デバイスが有するのは、必要な２つの外部接続のみである。
【０００５】
サーモスタット内に電子機器が使用されるようになったときに、サーモスタットは電源のために変圧器の両側に直接接続されていなかったため、問題が発生した。すなわち、サーモスタットをシステム変圧器から直接配線接続する必要があった。一般的な「Ｃ」ワイヤを変圧器から電子サーモスタットへ直接配線接続することは、困難かつ高コストになり得る。
【０００６】
多くの家庭においては、システム変圧器（例えば、「Ｃ」ワイヤ）への直接配線は無いため、いくつかのサーモスタットは、変圧器からの電力を装置負荷を通じて導出するように設計される。変圧器への単一の直接ワイヤ接続を用いて変圧器から電子サーモスタットへの電力供給を行う方法は、「電力スティーリング」または「電力共有」方法と呼ばれる。サーモスタットは、暖房または冷房システムが「オフ」期間となっているとき、（最大変圧器出力電圧においても）負荷コイルの応答閾値を下回る少量の電流がサーモスタットを通じて負荷コイルに進入することを可能にすることにより、電力を「スティール」するか、「共有」するかまたは「収穫」する。暖房または冷房システムが「ＯＮ」期間になっているとき、サーモスタットは、自身の上に小さな電圧降下を発生させることにより、電力を抽出する。理想的には、この電圧降下に起因して（最低変圧器出力電圧においても）負荷コイルが応答閾値を下回らないようにするとよい。電力スティーリング能力を備えたサーモスタットの例を挙げると、ＨｏｎｅｙｗｅｌｌＴ８６００、ＨｏｎｅｙｗｅｌｌＴ８４００Ｃ、およびＥｍｅｒｓｏｎモデル１Ｆ９７−０６７１がある。しかし、これらのシステムの場合、電力保存手段を持たないため、常に電力スティーリングに頼る必要がある。
【０００７】
さらに、マイクロプロセッサ制御による「インテリジェントな」サーモスタットは、より高度な環境制御能力を持ち得、居住者の快適性を維持しつつ、エネルギーを節約することができる。これを行うためには、これらのサーモスタットは、居住者からの情報と、サーモスタットが配置された環境とを必要とする。これらのサーモスタットは、コンピュータネットワークに接続することも可能（例えば、ローカルエリアネットワーク（または他の「私的」ネットワーク）ならびに広域ネットワーク（例えば、インターネット（または他の「公的」ネットワーク）双方）であり、これにより、現在の、および予報としての外部の天候データの入手と、いわゆる需要応答プログラムとの協働（例えば、異常気象時において公益事業会社から発行され得る電力警報との自動適合性）、ネットワーク接続されたデバイス（例えば、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ＰＣベースのウェブブラウザ）、およびネットワーク接続を必要とし得る他の高度機能を通じたユーザによるリモートアクセスおよび／または制御の実施可能性とが得られる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
高電力のユーザインターフェースを用いたマイクロプロセッサ制御によるサーモスタットに関連する問題において、１つ以上のこのような問題は、以下に記載する実施形態のうち１つ以上によって少なくとも部分的に解決される。一方、高度機能を有するサーモスタットを提供することが望ましい（例えば、ユーザにとって視認および相互作用が容易な魅力的で美観に優れた電子表示部を有するサーモスタットを提供しつつ、比較的強力なマイクロプロセッサおよび信頼性のある無線通信チップと関連付けられたもの）。一方、様々な家庭（例えば、上述した「Ｃ」ワイヤを備えていないかなりの割合の家庭）における取り付けに適合することが可能なサーモスタットを提供することが望ましい。また、自分で容易に据付可能なサーモスタットを提供することで、ＨＶＡＣ技術者が現地に赴いてサーモスタットを据え付ける費用および手間を多数のユーザが回避することが可能になることが、さらに望まれる。また、「Ｃ」ワイヤも不要でありまた（特定の場所のサーモスタットにおいて不便でありかつ体裁の悪い）家庭用線電流またはいわゆる「電力ブリック」に差し込む必要も無いサーモスタットでありつつ、このような処理出力、無線通信能力、美観に優れた表示品質および他の高度機能を有するサーモスタットを提供することがさらに望まれる。よって、当該分野において、向上が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態において、サーモスタットが提供される。このサーモスタットは、ハウジングを備え得る。サーモスタットはまた、アクティブ表示モードおよび非アクティブ表示モードを有する電子表示部を備えるユーザインターフェースを備え得る。アクティブ表示モードは通常、非アクティブ表示モードよりも実質的に多くの電力を必要とする。サーモスタットは、処理システムをさらに含み得る。処理システムは、ハウジング内に配置され、ユーザインターフェースへと接続される。処理システムは、周囲空気温度を決定する１つ以上の温度センサーと動作可能に通信するように構成され得る。処理システムはまた、１つ以上の入力デバイス（例えば、設定点温度を決定するためのユーザインターフェース）と動作可能に通信し得る。処理システムは、暖房、冷房および空調（ＨＶＡＣ）システムとさらに動作可能に通信して、測定された周囲温度と設定点温度値との比較に少なくとも部分的基づいてＨＶＡＣシステムを制御し得る。サーモスタットは、ユーザのサーモスタットのユーザインターフェースへの物理的近接度を検出するように構成された少なくとも１つのセンサーをさらに含み得る。少なくとも１つのセンサーは、処理システムと動作可能に通信し得、処理システムは、近接度閾値を超えた場合、ユーザインターフェースをアクティブ表示モードにするように構成される。処理システムは、少なくとも１つのセンサーによって検出された複数の物理的近接度事象の履歴に少なくとも部分的に基づいて近接度閾値を自動調節するようにさらに構成され得る。
【００１０】
別の実施形態において、サーモスタットのユーザインターフェースの動作を最適化する方法が提示される。この方法は、近接度閾値少なくとも１つのセンサーによって検出された複数の物理的近接度事象の履歴に少なくとも部分的に基づいて近接度閾値を処理システムによって自動的に決定することを備え得る。少なくとも１つのセンサーは、ユーザのサーモスタットのユーザインターフェースに対する物理的近接度を検出するように構成され得、少なくとも１つのセンサーは、処理システムと動作可能に通信し得る。方法は、ユーザのサーモスタットのユーザインターフェースに対する物理的近接度を少なくとも１つのセンサーを用いて検出することも含み得る。この方法は、近接度閾値を超えたことを処理システムによって決定することをさらに含み得る。処理システムは、周囲空気温度を決定する１つ以上の温度センサーと動作可能に通信するように構成され得、１つ以上の入力デバイス（例えば、設定点温度を決定するためのユーザインターフェース）と動作可能に通信するように構成され得、暖房、冷房および空調（ＨＶＡＣ）システムと動作可能に通信して、測定された周囲温度と設定点温度値との比較に少なくとも部分的に基づいてＨＶＡＣシステムを制御するように、さらに構成される。この方法は、近接度が閾値を超えたときにユーザインターフェースを処理システムによってアクティブ表示モードにすることをさらに含み得る。ユーザインターフェースは、アクティブ表示モードおよび非アクティブ表示モードを有する電子表示部を備え得、アクティブ表示モードは通常、非アクティブ表示モードよりも実質的により多くの電力を必要とする。
【００１１】
さらに別の実施形態において、別のサーモスタットが提示される。このサーモスタットは、ユーザインターフェースを備え得る。このユーザインターフェースは、第１のモードおよび第２のモードを含む少なくとも２つの異なるモードで動作するように構成される。ユーザインターフェースは、第１のモードで動作している時に、第２のモードよりもより多くの電力を必要とする。サーモスタットはまた、少なくとも１つのセンサーを含む複数のセンサーを備え得る。これら少なくとも１つのセンサーは、サーモスタットの近接範囲内にあるユーザの存在を検出するように構成される。サーモスタットは、第１の処理機能をさらに含み得る。この第１の処理機能は、近接プロファイルを決定し、複数のセンサーのうち１つ以上が近接プロファイルに整合する第１の処理機能に対して１つ以上の応答を提供する場合、ユーザインターフェースを第２のモードから第１のモードへ遷移させるように構成される。近接プロファイルは、１人以上のユーザがユーザインターフェースを視認しようとするタイミングと一致する可能性の高い複数のセンサーからの応答の履歴を少なくとも用いて計算することができる。
【００１２】
明細書の以降の部分および図面を参照することにより、本発明の本質および利点のさらなる理解を得ることができる。また、以下の開示および特許請求の範囲において、他の実施形態について記載される点に留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態によるサーモスタットの斜視図である。
【図２】一実施形態による、ヘッドユニットおよびバックプレートを有するサーモスタットの分解斜視図である。
【図３Ａ】一実施形態による、ヘッドユニットの主要部品についての分解斜視図である。
【図３Ｂ】一実施形態による、バックプレートの主要部品についての分解斜視図である。
【図４Ａ】一実施形態によるヘッドユニットの簡略機能ブロック図である。
【図４Ｂ】一実施形態によるバックプレートの簡略機能ブロック図である。
【図５】一実施形態による、サーモスタットによって消費される電力を管理するシステムの簡略回路図である。
【図６】図示するスマートホーム環境の一例において、本明細書中にさらに記載されるデバイス、方法、システム、サービスおよび／またはコンピュータプログラム製品のうち１つ以上を適用することが可能である。
【図７】一部の実施形態による、拡張デバイスおよびサービスプラットフォームのネットワークレベル図を示す。拡張デバイスおよびサービスプラットフォームと、図６のスマートホームとを統合することができる。
【図８】一部の実施形態による、図７の拡張デバイスおよびサービスプラットフォームの要約機能図である。
【図９】一部の実施形態によるＨＶＡＣシステムの模式図である。
【図１０Ａ】一部の実施形態による、占有および／またはユーザを検出する１つ以上のセンサーを備え、美観に優れ、滑らかであり、流線型かつ円形の外観を有するサーモスタットを示す。
【図１０Ｂ】一部の実施形態による、占有および／またはユーザを検出する１つ以上のセンサーを備え、美観に優れ、滑らかであり、流線型かつ円形の外観を有するサーモスタットを示す。
【図１０Ｃ】一部の実施形態による、占有および／またはユーザを検出する１つ以上のセンサーを備え、美観に優れ、滑らかであり、流線型かつ円形の外観を有するサーモスタットを示す。
【図１０Ｄ】一部の実施形態による、占有および／またはユーザを検出する１つ以上のセンサーを備え、美観に優れ、滑らかであり、流線型かつ円形の外観を有するサーモスタットを示す。
【図１１Ａ】一部の実施形態によるサーモスタットの２つの主要部品に対する分解前面斜視図を示す。
【図１１Ｂ】一部の実施形態によるサーモスタットの２つの主要部品に対する分解後面斜視図を示す。
【図１１Ｃ】一部の実施形態によるヘッドユニットの主要部品に対する分解前面斜視図を示す。
【図１１Ｄ】一部の実施形態によるヘッドユニットの主要部品に対する分解後面斜視図を示す。
【図１１Ｅ】一部の実施形態によるヘッドユニット前方アセンブリの主要部品に対する分解前面斜視図を示す。
【図１１Ｆ】一部の実施形態によるヘッドユニット前方アセンブリの主要部品に対する分解後面斜視図を示す。
【図１１Ｇ】一部の実施形態によるバックプレートユニットの主要部品に対する分解前面斜視図を示す。
【図１１Ｈ】一部の実施形態によるバックプレートユニットの主要部品に対する分解後面斜視図を示す。
【図１２Ａ】一部の実施形態による受動型赤外線センサー基板の前面斜視図である。
【図１２Ｂ】一部の実施形態による受動型赤外線センサー基板の後面斜視図である。
【図１２Ｃ】一部の実施形態によるフレネルレンズの前面斜視図を示す。
【図１２Ｄ】一部の実施形態によるフレネルレンズの後面斜視図を示す。
【図１２Ｅ】一部の実施形態による受動型赤外線センサーおよびフレネルレンズの相対的位置決めの側面図である。
【図１２Ｆ】一部の実施形態による受動型赤外線センサーおよびフレネルレンズの相対的位置決めの断面図である。
【図１３】一実施形態による、サーモスタットによって監視される領域の俯瞰図である。
【図１４】一実施形態による、一定期間における様々な種類の生センサー応答の表現を示す。
【図１５】一実施形態による、同じ時間間隔における３つの別個のセンサーの個々のセンサー応答の表現を示す。
【図１６】１つの特定の実施形態による、第１の近接センサーがノイズプロファイル中に異常を含む場合の、３つの別個のセンサーからの個々のセンサー応答の表現を示す。
【図１７】一実施形態による、近接度閾値を更新することによりサーモスタットのユーザインターフェースの動作を最適化する方法の簡略フローチャートを示す。
【図１８】一実施形態による、近接度閾値に違反しているかを決定する方法の簡略フローチャートである。
【図１９】人通りの多い廊下の問題の俯瞰図である。
【図２０Ａ】一部の実施形態による、前向きＰＩＲセンサーおよび下向きＰＩＲセンサーの視界を示す図である。
【図２０Ｂ】一部の実施形態による、前向きＰＩＲセンサーおよび下向きＰＩＲセンサーの視界を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本特許明細書の発明は、本発明の譲受人に譲渡された、２０１２年１月３日出願の国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ１２／００００７、２０１２年５月８日出願の米国特許出願第１３／４６７，０２５号の各出願の内容に関連し、これら出願のそれぞれを、参照によりここに援用する。本明細書中、上に挙げた特許出願を総称して「本発明の譲受人に譲渡された援用出願」と呼ぶ。
【００１５】
以下の詳細な記載において、説明を目的として、本発明の様々な実施形態の詳細な理解を得るために、多数の特定の詳細について説明する。当業者であれば、本発明のこれらの様々な実施形態は例示に過ぎず、限定するものでは全くないことを認識する。当業者であれば、本発明の他の実施形態を読めば、本開示の利益を認識する。
【００１６】
加えて、明確さを期するために、本明細書中に記載される実施形態の所定の特徴のうち必ずしも全てが図示または記載されるわけではない。当業者であれば、任意のこのような実際の実施形態の展開において、特定の設計目的を達成するために多数の実施形態に特有の決定が必要となり得ることを容易に理解する。これらの設計目的は、実施形態によって異なり、また開発者によっても異なるさらに、このような展開は複雑かつ手間がかかり得るが、それでも、本開示の利益を受けた当業者であれば、通常の技術的作業であることが理解される。
【００１７】
本明細書中、一世帯用の居住住宅などの居住住宅において用いられる典型的なＨＶＡＣシステムを用いて１以上の実施形態について記載するが、本発明の範囲はこれに限定されないことが理解される。より一般的には、好適な実施形態の１つ以上によるサーモスタットを１つ以上のＨＶＡＣシステムを有する様々な筐体（限定するものではないが、例えば、複式マンション、タウンホーム、集合住宅、ホテル、小売店、事務所用建物および工業用建物）に適用することが可能である。さらに、ユーザ、顧客、設置者、自家所有者、居住者、客、テナント、家主、修理人等という用語は、本明細書中に記載される１つ以上の例の文脈においてサーモスタットまたは他のデバイスまたはユーザインターフェースと相互作用する人物を指すが、これらの言及は、かかる行動を行っている人物に関して本教示の範囲を限定するものとは決して見なされるべきでないことが理解される。
【００１８】
本明細書中において用いられる「ＨＶＡＣ」という用語は、暖房および冷房双方、暖房のみ、冷房のみを提供するシステムや、他の居住者の快適性および／または調節機能（例えば、加湿、除湿および換気）を提供するシステムを指す。
【００１９】
本明細書中において、ＨＶＡＣサーモスタットについて言及する際に用いられる電力「収穫」、「共有」および「スティーリング」という用語は全て、変圧器から直接的に得られた直接的または一般的配線源を用いた装置負荷を通じて電力変圧器から電力を導出するように設計されたサーモスタットを指す。
【００２０】
本明細書中において、ＨＶＡＣシステムについて言及する際に用いられる「居住用」という用語は、主に一世帯住居として用いられる建物の内部における暖房、冷房および／またはそれ以外の調節に適したある種のＨＶＡＣシステムを指す。居住用としてみなされる冷房システムの一例としては、冷房能力が約５トンの冷蔵（１トンの冷蔵＝１２，０００Ｂｔｕ／ｈ）未満のものがある。
【００２１】
ＨＶＡＣシステムについて言及する際に本明細書中において用いられる「小規模事業」という用語は、商用目的に主に用いられかつサイズおよび構造が居住用ＨＶＡＣシステムに適しているとみなされる建物の内部における暖房、冷房および／またはそれ以外の調節に適したある種のＨＶＡＣシステムを指す。居住用としてみなされる冷房システムの一例としては、冷房能力が約５トンの冷蔵未満のものがある。
【００２２】
例示的サーモスタットの実施形態
１以上の実施形態によれば、１つ以上の多機能感知および制御ユニット（ＶＳＣＵユニット）に基づいた制御のために１つ以上のＨＶＡＣシステムを制御するためのシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品が提供される。各ＶＳＣＵユニットは、美観に優れ、親しみやすくかつ使いやすく、高度化され、カスタマイズされかつエネルギー節約型のＨＶＡＣ制御機能が得られるように構成および適合される。本明細書中、以下、「サーモスタット」という用語は、筐体中のＨＶＡＣ制御に特に適用可能な特定の種類のＶＳＣＵユニット（多機能感知および制御）を指す。「サーモスタット」および「ＶＳＣＵユニット」という用語は一般に、筐体のＨＶＡＣ制御の文脈において交換可能であるが、本明細書中の実施形態それぞれは、１つ以上の物理的システムの１つ以上の測定可能な特性の管理および／または他のエネルギーまたは資源消費システムの管理（例えば、水使用量システム、空気使用量システム、他の天然資源の使用量を伴うシステム、および様々な他の形態のエネルギーの使用量を伴うシステム）を用いた多様な制御システムのうちいずれかについて、温度以外の測定可能な特性（例えば、圧力、流量、高さ、位置、速度、加速、容量、電力、ラウドネス、輝度）に対する制御機能を有するＶＳＣＵユニットに適用されることが、本発明の範囲内である。
【００２３】
図１〜図１２および関連する記載は、添付の特許請求の範囲の特定の実施形態の実行に用いることが可能なサーモスタットハードウェアおよび／またはソフトウェアの例示的実施形態を提供する。このサーモスタットハードウェアおよび／またはソフトウェアは限定するものではなく、実施可能要件のための開示を提示するものである。図１は、一実施形態によるサーモスタット１００の斜視図である。この特定の実施形態において、サーモスタット１００は、少なくとも２種類のユーザ入力によって制御することができ、そのうち第１のユーザ入力は外輪１１２の回転であり、第２のユーザ入力は、聴取可能および／または触覚可能な「クリック」が発生するまでの外側キャップ１０８上への内側押圧である。本明細書中において用いられる、これら２種類のユーザ入力は、サーモスタットの「操作」と呼ばれ得る。他の実施形態において、サーモスタットを操作することは、キーパッド上のキーを押圧すること、音声認識コマンドおよび／またはサーモスタット１００上の変更または調節設定に用いることが可能な他の任意の種類の入力も含み得る。
【００２４】
この実施形態では、外側キャップ１０８は、アセンブリを備え得る。このアセンブリは、外輪１１２と、カバー１１４と、電子表示部１１６と、金属部位１２４とを含む。これらの要素それぞれまたはこれらの要素の組み合わせを、サーモスタット１００のための「ハウジング」と呼ぶ場合がある。同時に、これらの要素それぞれまたはこれらの要素の組み合わせは、ユーザインターフェースも形成し得る。ユーザインターフェースは、電子表示部１１６を具体的に含み得る。図１において、ユーザインターフェース１１６は、アクティブ表示モードにおいて動作するものとされ得る。アクティブ表示モードは、電子表示部１１６のためのバックライトを提供することを備え得る。他の実施形態において、アクティブ表示モードは、電子表示部１１６の強度および／または光出力を増加させることができ、これにより、ユーザは、サーモスタット１００の表示された設定を視認することができる（例えば、現在の温度、設定点温度、ＨＶＡＣ機能など）。アクティブ表示モードは、非アクティブ表示モード（図示せず）と対照的であり得る。非アクティブ表示モードは、バックライトをディセーブルすること、表示情報量を低減することと、表示強度を低減することおよび／または電子表示部１１６をほとんどオフにすることとを実施形態に応じて行い得る。
【００２５】
サーモスタット１００の設定に応じて、電子表示部１１６のアクティブ表示モードおよび非アクティブ表示モードを追加的にまたは代替的に各モードの相対的電力使用量によって特徴付けることも可能である。一実施形態において、アクティブ表示モードは通常、非アクティブ表示モードよりも実質的により多くの電力を必要とし得る。一部の実施形態において、異なる動作モードの電子表示部１１６を代替的に電力使用量によって完全に特徴付けることも可能である。これらの実施形態において、異なる動作モードの電子表示部１１６を第１のモードおよび第２のモードと呼ぶ場合があり、ユーザインターフェースは、第１のモードで動作している時に、第２のモードで動作している時よりもより多くの電力を必要とし得る。
【００２６】
一部の実施形態によれば、電子表示部１１６は、（個々にアドレス可能な）ドットマトリックスレイアウトを備え得、これにより、（セグメント化されたレイアウトではなく）任意の形状を生成することが可能になる。一部の実施形態によれば、ドットマトリックスレイアウトおよびセグメント化されたレイアウトの組み合わせが用いられる。一部の実施形態によれば、電子表示部１１６は、バックライト付きのカラー液晶表示（ＬＣＤ）であり得る。電子表示部１１６上に表示される情報の一例を図１に示す。この情報は、現在の設定点温度を示す中央数値１２０を含む。一部の実施形態によれば、金属部位１２４は、複数のスロット状開口部を持ち得、これにより、センサー１３０（例えば、スロット状開口部の下側に取り付けられた受動型赤外線運動センサー（ＰＩＲ））の使用が容易化される。
【００２７】
一部の実施形態によれば、サーモスタット１００は、さらなる部品を備え得る（例えば、処理システム１６０、表示ドライバ１６４、および無線通信システム１６６）。処理システム１６０は、表示ドライバ１６４により電子表示部１１６の情報をユーザへと表示されるように、適合または構成され得る。処理システム１６０はまた、回転可能なリング１１２を介してユーザ入力を受信するように構成され得る。これらのさらなる部品（例えば、処理システム１６０）は、図１に示すようにハウジング内に収容され得る。本明細書中、これらのさらなる部品について、以下にさらに詳述する。
【００２８】
一部の実施形態によれば、処理システム１６０は、サーモスタットの動作の管理を行うことができる。例えば、処理システム１６０は、内部にＨＶＡＣシステムが取り付けられる筐体の熱力学的モデルの維持および更新を行うように、さらにプログラムおよび／または構成され得る。一部の実施形態によれば、無線通信システム１６６を用いてデバイス（例えば、パーソナルコンピュータ、リモートサーバ、ハンドヘルドデバイス、スマートフォンおよび／または他のサーモスタットまたはＨＶＡＣシステム部品）と通信することができる。これらの通信は、ピアツーピア通信、プライベートネットワーク上に配置された１つ以上のサーバを通じた通信、またはおよび／またはクラウドベースサービスを通じた通信であり得る。
【００２９】
本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１２／８８１，４３０号（本明細書中に参照によりに援用する）にさらに記載されるように、運動感知および他の技術を、占有の検出および／または予測において用いることができる。一部の実施形態によれば、有効かつ効率的にスケジュールされたプログラムの生成において、占有情報を用いることができる。例えば、アクティブ近接センサー１７０Ａを用いて、ユーザが近づいてくるのを赤外光反射により検出することができる。周囲光センサー１７０Ｂを用いて、可視光を感知することができる。近接センサー１７０Ａを複数の他のセンサーと共に用いて、約１メートルの範囲の近接を検出することにより、ユーザがサーモスタットに近づいているときに、ユーザがサーモスタットに接触する前に、サーモスタット１００が「ウェイクアップ」を開始することができる。このような近接感知の利用は、ユーザがサーモスタットとの相互作用に準備可能となるとすぐに相互作用に「準備可能」となるため、ユーザ経験を向上させるため、有用である。さらに、近接ウェイクアップ機能により、ユーザ相互作用が無い場合または発生しそうな場合におけるサーモスタット内におけるエネルギー節約も「スリープ」によって可能になる。使用することが可能な様々な種類のセンサーと、「ウェイクアップ」機能の動作とについて、本開示の残り全体において、ずっと詳細に説明する。
【００３０】
一部の実施形態において、サーモスタットを物理的かつ／または機能的に分離して、少なくとも２つの異なるユニットとすることができる。本開示全体において、これらの２つのユニットをヘッドユニットおよびバックプレートと呼ぶ場合がある。図２は、一実施形態による、サーモスタット２０８の分解斜視図２００を示す。サーモスタット２０８は、ヘッドユニット２１０およびバックプレート２１２を有する。物理的に、この配置構成は、据付プロセス時において有利であり得る。この実施形態において、バックプレート２１２を先ず壁に取り付けることができ、ＨＶＡＣワイヤをバックプレート２１２上の複数のＨＶＡＣコネクタへ取り付けることができる。次に、ヘッドユニット２１０をバックプレート２１２に接続して、サーモスタット２０８の据付を完了することができる。
【００３１】
図３Ａは、一実施形態による、ヘッドユニット３３０の主要部品に対する分解斜視図３００ａを示す。ここで、ヘッドユニット３３０は、電子表示部３６０を備え得る。この実施形態によれば、電子表示部３６０は、ＬＣＤモジュールを備え得る。さらに、ヘッドユニット３３０は、完全に組み立てられたヘッドユニット３３０中に主要部品を固定するために用いられる取付用アセンブリ３５０を備え得る。ヘッドユニット３３０は、回路基板３４０をさらに含み得る。回路基板３４０を用いて、さらに以下に記載する様々な電子部品を一体化することができる。この特定の実施形態において、ヘッドユニット３３０の回路基板３４０は、サーモスタットのユーザ操作を検出する操作センサー３４２を備え得る。回転可能なリングを用いる実施形態において、操作センサー３４２は、図３Ａに示すような光学フィンガーナビゲーションモジュールを備え得る。充電池３４４をヘッドユニット３３０のアセンブリ中に含めてもよい。１つの好適な実施形態において、充電池３４４はリチウムイオン電池であり得、公称電圧は３．７ボルトであり、公称容量は５６０ｍＡｈであり得る。
【００３２】
図３Ｂは、一実施形態による、バックプレート３３２の主要部品に対する分解斜視図３００ｂを示す。バックプレート３３２は、フレーム３１０を備え得る。フレーム３１０は、バックプレート回路基板３２０の取付、保護または収容に用いることができる。バックプレート回路基板３２０は、電子部品（例えば、１つ以上の処理機能および／または１つ以上のＨＶＡＣワイヤコネクタ３２２）の取付に用いることができる。１つ以上のＨＶＡＣワイヤコネクタ３２２は、一体型ワイヤ挿入感知回路を備え得る。この一体型ワイヤ挿入感知回路は、１つ以上のＨＶＡＣワイヤコネクタ３２２それぞれにワイヤが機械的におよび／または電気的に接続されているかを決定するように構成される。この特定の実施形態において、２つの比較的大型のコンデンサ３２４は、バックプレート回路基板３２０に取り付けることが可能な電力スティーリング回路の一部である。本明細書中、この電力スティーリング回路についてさらに説明する。
【００３３】
据付プロセスを簡単にするサーモスタットの物理的分離に加えて、サーモスタットをヘッドユニットとバックプレートとの間に機能的に分離することが可能である。図４Ａは、一実施形態による、ヘッドユニットの簡略機能ブロック図４００ａを示す。ブロック図４００ａによって具現化される機能はほぼ一目瞭然であり、１つ以上の処理機能を用いて実装することができる。本明細書中において用いられる「処理機能」という用語は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの任意の組み合わせを指し得る。例えば、処理機能は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、分散プロセッサ、ルックアップテーブル、デジタル論理、アナログ回路において実装される論理／演算機能などを備え得る。処理機能は、処理システム、処理回路または単に回路と呼ぶ場合がある。
【００３４】
この実施形態において、ヘッドユニット上の処理機能は、ＡＲＭプロセッサによって実装され得る。ヘッドユニット処理機能は、ユーザインターフェース４０８の一部としての電子表示部４０２、音声システム４０４および操作センサー４０６とインターフェースをとり得る。ヘッドユニット処理機能はまた、様々な無線モジュール（例えば、Ｗｉ−Ｆｉモジュール４１２および／またはＺｉｇＢｅｅモジュール４１４）とインターフェースをとることにより、無線通信４１０を促進し得る。さらに、ヘッドユニット処理機能は、コアサーモスタット動作４１６（例えば、ＨＶＡＣシステムの動作）を制御するように構成され得る。ヘッドユニット処理機能は、物理的位置の占有４１８を決定または感知し、時間／温度特性の決定に用いることが可能な建物特性４２０を決定するようにさらに構成される。占有感知４１８を用いて、ヘッドユニット上の処理機能はまた、動作スケジュール４２２（例えば、日中暖房および冷房スケジュール）の学習および管理を行うように構成することができる。電力管理モジュール４６２を用いて、バックプレート上の対応する電力管理モジュール、充電池、およびバックプレート上の電力制御回路４６４とインターフェースをとることができる。
【００３５】
さらに、ヘッドユニット処理機能は、１つ以上のメモリを備え得かつ／または１つ以上のメモリへ通信可能に接続され得る。これら１つ以上のメモリは、処理機能を上記したように動作させるための１つ以上の組の命令を備え得る。これら１つ以上のメモリは、センサー履歴およびグローバル状態オブジェクト４２４も含み得る。これら１つ以上のメモリは、処理機能と一体化可能である（例えば、多数の商用マイクロプロセッサ上において利用することが可能なフラッシュメモリまたはＲＡＭメモリ）。ヘッドユニット処理機能はまた、クラウド管理システム４２６とインターフェースをとるように構成することができ、適切なときに必ずエネルギーを節約することができる（４２８）。バックプレート処理機能４３０に対するインターフェース４３２も設けられ、ハードウェアコネクタを用いて実装され得る。
【００３６】
図４Ｂは、一実施形態による、バックプレートの簡略機能ブロック図を示す。図４Ａに示すインターフェース４３２に整合するインターフェース４３６を用いて、バックプレート処理機能は、ヘッドユニット処理機能４３８と通信することができる。バックプレート処理機能は、外部回路４４２に接続されたワイヤ挿入感知４４０を備え得る。外部回路４４２は、異なるワイヤ接続状態に基づいて信号を提供するように構成される。バックプレート処理機能は、電力ＦＥＴ回路４４６駆動してＨＶＡＣシステムを制御することによりＨＶＡＣスイッチ作動４４４を管理するように構成され得る。
【００３７】
バックプレート処理機能は、複数のセンサーとインターフェースをとるセンサーポーリングインターフェース４４８も含み得る。この特定の実施形態において、複数のセンサーは、温度センサー、湿度センサー、ＰＩＲセンサー、近接センサー、周囲光センサー、および／または具体的にリストしていない他のセンサーを備え得る。このリストは、網羅的なものではない。他の種類のセンサー（例えば、音センサー、炎センサー、煙検知器）を、特定の実施形態および用途に応じて用いることができる。センサーポーリングインターフェース４４８は、センサー読取メモリ４５０へと通信可能に接続され得る。センサー読取メモリ４５０は、センサー読取を保存することができ、マイクロコントローラまたはマイクロプロセッサへ内部的または外部的に配置され得る。
【００３８】
最後に、バックプレート処理機能は、電力管理ユニット４６０を備え得る。電力管理ユニット４６０は、バックプレートと一体的に様々なデジタルおよび／またはアナログ部品を制御し、サーモスタットの電力システムを管理するために用いられる。当業者であれば、電力管理システムの多数の異なる実行様態を認識するが、この特定の実施形態の電力管理システムは、ブートストラップ調整器４６２、電力スティーリング回路４６４、降圧形コンバータ４６６および／または電池コントローラ４６８を備え得る。
【００３９】
図５は、一実施形態による、サーモスタットによって消費される電力を管理するシステムの簡略回路図５００を示す。電力供給回路５１０は、全波ブリッジ整流器５２０、保存および波形平滑ブリッジ出力コンデンサ５２２（これは、例えば３０マイクロファラッドのオーダーであり得る）、バック調整器回路５２４、電力／電池（ＰＡＢ）調節回路５２８、および再充電可能なリチウムイオン電池５３０を備える。他の制御回路（例えば、バックプレート電力管理回路５２７、ヘッドユニット電力管理回路５２９、およびマイクロコントローラ５０８）と共に、電力供給回路５１０は、本明細書中以下に記載する特性および機能を持つように構成および適合され得る。電力供給回路５１０および関連付けられた部品についてのさらなる詳細については、本開示中のいずれかの箇所および／または本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１３／０３４，６７８号および米国特許出願第１３／２６７，８７１号中に記載がある。同出願のいずれも参照によりここに援用する。
【００４０】
図５中に示す構成により、据付時において「Ｃ」ワイヤが提示される場合、電力供給回路５１０は、比較的高電力の充電池支援によるＡＣ／ＤＣ変換電力供給として機能する。「Ｃ」ワイヤが提示されない場合、電力供給回路５１０は、電力スティーリングとして、充電池支援によるＡＣ／ＤＣ変換電力供給として動作する。電力供給回路５１０は通常、電圧ＶｃｃＭＡＩＮを提供するように機能する。電圧ＶｃｃＭＡＩＮは、一実施形態において約４．０ボルトであり得、サーモスタットの様々な電気部品によって用いられる。「Ｃ」ワイヤが提示される場合、ＨＶＡＣ呼リレーの（非アクティブ電力スティーリングにおけるような）偶発的トリッピングまたは（アクティブ電力スティーリングのための）アントリッピングについての懸念が無いため、比較的大量の電力が利用可能とみなすことができる。一般的には、「Ｃ」ワイヤから供給される電力は、サーモスタット内の残りの回路において任意のときに必要となる瞬時電力よりも高い。
【００４１】
しかし、「Ｃ」ワイヤは典型的には、約２０％の家庭にしか存在しない。そのため、「Ｃ」ワイヤが無い場合、電力供給回路５１０をその他のＨＶＡＣワイヤのうちの１つから電力を「スティール」するように構成することも可能である。本明細書中において用いられる、「非アクティブ電力スティーリング」とは、電力スティーリング源となるリードに基づいたアクティブ呼が無い場合に行われる電力スティーリングを指す。そのため、電力スティーリング源となる「Ｙ」リードが有る場合、「非アクティブ電力スティーリング」とは、アクティブ冷房呼が無い場合に行われる電力スティーリングを指す。本明細書中において用いられる、「アクティブ電力スティーリング」とは、電力スティーリング源となる「Ｙ」リードに基づいたアクティブ呼が有る期間に行われる電力スティーリングを指す。よって、電力スティーリング源となる「Ｙ」リードが存在する場合、「アクティブ電力スティーリング」とは、アクティブ冷房呼が有る場合に行われる電力スティーリングを指す。非アクティブまたはアクティブ電力スティーリング時において、利用可能な呼リレーワイヤのうちの選択された１つから、電力をスティールすることができる。電力スティーリング回路５１０についての詳細な説明について、本明細書中において上記において援用した本発明の譲受人に譲渡された出願中に記載があるが、以下の簡略説明だけでも、本開示の目的において充分である。
【００４２】
サーモスタット内の一部の部品（例えば、ヘッドユニット処理機能、ユーザインターフェース、および／または電子表示部）は、電力スティーリング単独によって得られる瞬時電力よりも多くの電力を消費し得る。これらのより多くの電力を必要とする部品がアクティブ動作している場合、電力スティーリングによって供給される電力を充電池５３０によって補充することができる。換言すれば、サーモスタットが動作に関わる場合（例えば、電子表示部がアクティブ表示モードにある場合）、電力スティーリングおよび充電池５３０双方から電力供給を行うことができる。充電池５３０中に保存された電力を保存し、充電池５３０を再充電する機会を提供するために、一部の実施形態において、ヘッドユニット処理機能および電子表示部がアクティブモードで動作する時間の長さを最適化する。換言すれば、一部の実施形態において、ユーザ経験に影響が出ない限り、ヘッドユニット処理機能をスリープモードまたは低電力モードに維持し、電子表示部を非アクティブ表示モードに維持すると有利であり得る。
【００４３】
ヘッドユニット処理機能および電子表示部が非アクティブまたはスリープモードにある場合、サーモスタットによって消費される電力は通常、電力スティーリングによって得られる電力よりも小さい。そのため、サーモスタットによって消費されない電力を用いて、充電池５３０を再充電することができる。この実施形態において、バックプレート処理機能５０８（ＭＳＰ４３０またはＳＴＭ３２Ｌ３２ビットの超低電力ＡＲＭマイクロプロセッサ（提供元：ＳＴＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ））は、低電力モードにおいて環境センサーを監視した後、例えばＨＶＡＣシステムの制御が必要な場合にヘッドユニット処理機能５３２（例えば、ＡＭ３７０３ＳｉｔａｒａＡＲＭマイクロプロセッサ（提供元：Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ））を起動するように構成される。同様に、バックプレート処理機能５０８は、ユーザの近接度を検出するために用いられるセンサーを監視し、ユーザがサーモスタットとのインターフェースをとることを所望することが決定された場合にヘッドユニット処理システム５３２および／または電子表示部を起動するために用いられ得る。
【００４４】
当業者であれば、図１〜図５に関連して図示および記載した様々なサーモスタットの実施形態は例示に過ぎず、限定的なものではないことを理解する。他の多数のハードウェアおよび／またはソフトウェア構成を用いて、サーモスタットおよび本明細書中に以下に述べる様々な機能を実装することができる。例えば、ヘッドユニットおよびバックプレート回路およびアーキテクチャのさらなる詳細について、２０１２年９月２１日出願の米国特許出願第１３／６２４，８８２号（同出願を参照によりここに援用する）に記載がある。記載の実施形態は、開示の実施可能性のために以下の実施形態を実装することが可能な例示的プラットフォームとしてみなされるべきである。もちろん、以下の方法、システムおよび／またはソフトウェアプログラム製品は、異なる種類のサーモスタット、異なるハードウェアおよび／または異なるソフトウェアを用いて実装することも可能である。
【００４５】
図６は、本明細書中にさらに述べるデバイス、方法、システム、サービスおよび／またはコンピュータプログラム製品のうち１つ以上を適用することができるスマートホーム環境の一例を示す。図示したスマートホーム環境は、構造６５０を備える。構造６５０は、例えば、家屋、事務所建物、ガレージまたは移動住宅を備え得る。デバイスを構造６５０の全体を含まないスマートホーム環境とデバイスを一体化させることも可能である（例えば、アパート、コンドミニアムまたは事務所空間）ことが理解される。さらに、スマートホーム環境は、実際の構造６５０の外部のデバイスを制御しかつ／または接続することもできる。実際、スマートホーム環境内のいくつかのデバイスは、構造６５０内に物理的に存在させる必要は全く無い。例えば、プールヒーターまたは灌漑システムを制御するデバイスを、構造６５０の外部に配置することができる。
【００４６】
図示した構造６５０は、壁６５４を介して少なくとも部分的に分離された複数の部屋６５２を備える。これらの壁６５４は、内側壁または外側壁を備え得る。各部屋は、床６５６および天井６５８をさらに含み得る。デバイスは、壁６５４、床または天井上に取り付けてもよいし、一体化させてもよいし、かつ／または支持されてもよい。
【００４７】
図６に示すスマートホームは、複数のデバイスを備える（例えば、様々な有用なスマートホーム目的のうちいずれかを提供するために、相互にかつ／またはクラウドベースのサーバシステムとシームレスに一体化可能なインテリジェント型の多感知型のネットワーク接続されたデバイス）。スマートホーム環境および／または図中に示すデバイスそれぞれのうち１つ以上は、本明細書中に記載のような１つ以上のセンサー、ユーザインターフェース、電力供給、通信部品、モジュール方式ユニットおよびインテリジェントソフトウェアを備え得る。デバイスの例を図６に示す。
【００４８】
インテリジェント型の多感知型のネットワーク接続されたサーモスタット６０２は、周囲気候特性（例えば、温度および／または湿度）を検出し、暖房、冷房および空調（ＨＶＡＣ）システム６０３を制御することができる。本明細書中においてサーモスタット１００について図示および／または記載する実施形態は、本明細書中に図示および記載するようなサーモスタット６０２と同様かつ代替的に用いることができる。この点について、一部の実施形態によれば、本明細書中において用いられるサーモスタット６０２およびサーモスタット１００についての言及は、相互に代替可能であえる。さらに、サーモスタット１００またはサーモスタット６０２について述べた様々な部品および／またはアセンブリは、一部の実施形態によれば、その他の記載のサーモスタットと共に用いることが可能である。
【００４９】
１つ以上のインテリジェント、ネットワーク接続された多感知ハザード検出ユニット６０４は、有害物質および／または家庭環境における有害状態（例えば、煙、火、または一酸化炭素）の存在を検出することができる。１つ以上のインテリジェント型の多感知型のネットワーク接続された通路インターフェースデバイス６０６は、「スマートドアベル」と呼ばれ得、位置への人間の近接または位置からの移動の検出と、可聴機能の制御と、音声手段または視覚手段を介した人間の近接または移動の通知と、またはセキュリティシステム上の設定の制御（例えば、セキュリティシステムの作動または停止）を行うことができる。
【００５０】
複数のインテリジェント型の多感知型のネットワーク接続された壁光スイッチ６０８はそれぞれ、周囲照明条件を検出し、部屋占有状態を検出し、１つ以上の光の電力および／または減光状態を制御することができる。いくつかの場合において、光スイッチ６０８は、電力状態またはファン（例えば、天井ファン）の速度を追加的または代替的に制御することができる。複数のインテリジェント型の多感知型のネットワーク接続された壁プラグインターフェース６１０はそれぞれ、部屋または筐体の占有を検出し、１つ以上の壁プラグへの電力供給を制御することができる（例えば、これにより、家屋内が無人である場合にプラグに電力供給がされないようにする）。スマートホームは、複数のインテリジェント型の多感知型のネットワーク接続された電化製品６１２（例えば、冷蔵庫、ストーブおよび／またはオーブン、テレビ、洗濯機、乾燥機、（構造６５０の内部および／または外部の）照明、ステレオ、インターホンシステム、ガレージドア開閉器、床ファン、天井ファン、家屋全体のファン、壁空調機、プールヒーター６１４、灌漑システム６１６、セキュリティシステム（例えば、カメラ、運動検出器、および窓／ドアセンサーなどのセキュリティシステム部品）をさらに含み得る。図６の記載において、特定のデバイスと関連付けられた特定のセンサーおよび機能を特定することが可能であるが、様々なセンサーおよび機能（例えば、本明細書全体において述べたもの）のいずれかをデバイスと一体化させることが可能であることが理解される。
【００５１】
処理能力および感知能力を備えることに加え、デバイス６０２，６０４，６０６，６０８，６１０，６１２，６１４，６１６はそれぞれ、デバイス６０２，６０４，６０６，６０８，６１０，６１２，６１４，６１６のうち他の任意のデバイス、ならびに（世界のいずれかの場所においてネットワーク接続された）任意のクラウドサーバまたは他の任意のデバイスとデータ通信および情報共有を行うことができる。デバイスは、様々なカスタムまたは標準無線プロトコル（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、ＺｉｇＢｅｅ、６ＬｏＷＰＡＮ）のいずれかおよび／または様々なカスタムまたは標準有線プロトコル（例えば、ＣＡＴ６Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＨｏｍｅＰｌｕｇ）のうちいずれかと通信を送受することができる。壁プラグインターフェース６１０は、無線または有線リピーターとして機能し、かつ／または、（ｉ）ＡＣコンセントに差し込まれかつおよびＨｏｍｅＰｌｕｇまたは他の電力線プロトコルを用いて通信するデバイスと、（ｉｉ）ＡＣコンセントへ差し込まれていないデバイスとの間のブリッジとして機能することができる。
【００５２】
例えば、第１のデバイスは、無線ルータ６６０を介して第２のデバイスと通信することができる。デバイスは、ネットワーク（例えば、インターネット６６２）への接続を介してリモートデバイスとさらに通信することができる。インターネット６６２を通じて、デバイスは、中央サーバまたはクラウド計算システム６６４と通信することができる。中央サーバまたはクラウド計算システム６６４は、デバイスと関連付けられた製造業者、サポートエンティティまたはサービスプロバイダと関連付けられ得る。一実施形態において、ユーザは、（他の通信手段（例えば、電話またはインターネット接続されたコンピュータ）を用いる代わりに）デバイスそのものを用いて顧客サポートと接触することができる。さらに、ソフトウェア更新を中央サーバまたはクラウド計算システム６６４からデバイスへ（例えば、利用可能なとき、購入時または一定間隔で）自動送信することができる。
【００５３】
ネットワーク接続により、図６のスマートホームデバイスのうち１つ以上により、（ユーザがデバイスに近接していない場合でも）ユーザがデバイスと相互作用することがさらに可能になる。例えば、ユーザは、コンピュータ（例えば、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、またはタブレット）または他のポータブル電子デバイス（例えば、スマートフォン）を用いてデバイスと通信することができる。ウェブページまたはａｐｐは、ユーザからの通信を受信し、通信に基づいてデバイスを制御しかつ／またはデバイスの動作についての情報をユーザへ提示するように構成され得る。例えば、ユーザは、デバイスの現在の設定点温度を視認し、この温度をコンピュータを用いて調節することができる。ユーザは、このリモート通信のとき、構造内または構造外に存在し得る。
【００５４】
スマートホームは、様々な通信しないレガシー電化製品６４０も含み得る（例えば、壁プラグインターフェース６１０によって粗制御（オン／オフ）が可能な従来の洗濯機／乾燥機、冷蔵庫）。スマートホームは、様々な部分的に通信するレガシー電化製品６４２をさらに含み得る（例えば、ハザード検出ユニット６０４または光スイッチ６０８から提供されるＩＲ信号によって制御され得るＩＲ制御壁空調機または他のＩＲ制御デバイス）。
【００５５】
図７は、一部の実施形態による、拡張デバイスおよびサービスプラットフォームのネットワークレベル図を示す。拡張デバイスおよびサービスプラットフォームは、図６のスマートホームと一体化することができる。図６のインテリジェント型のネットワーク接続デバイスは、それぞれ、１つ以上のリモート中央サーバまたはクラウド計算システム６６４と通信することができる。この通信は、インターネット６６２への接続を直接的に（例えば、無線キャリアへの３Ｇ／４Ｇ接続を用いて）、ハブネットワーク（これは、単純な無線ルータから例えばインテリジェント型の専用全家屋型制御ノードまで及ぶ方式であってもよい）を通じて、またはこれらの任意の組み合わせを通じて確立することにより、実現することができる。
【００５６】
中央サーバまたはクラウド計算システム６６４は、動作データ７０２をスマートホームデバイスから収集することができる。例えば、デバイスは、動作データを定期的に送信するかまたは特定の場合に（例えば、顧客サポートを要求する場合に）動作データを送信し得る。中央サーバまたはクラウド計算アーキテクチャ６６４は、１つ以上のサービス７０４をさらに提供することができる。サービス７０４を挙げると、例えば、ソフトウェア更新、顧客サポート、センサーデータ収集／ロギング、リモートアクセス、リモートまたは分散制御、または使用提案（例えば、性能向上、公共料金低減などのための収集動作データ７０４に基づいたもの）がある。サービス７０４と関連付けられたデータは、中央サーバまたはクラウド計算システム６６４に保存することができ、中央サーバまたはクラウド計算システム６６４は、データの取り出しおよび送信を適切な時期（例えば、一定間隔、ユーザからの要求受信時）に行うことができる。
【００５７】
図７に図示したような拡張デバイスおよびサービスプラットフォームの１つの顕著な特徴として、処理エンジン７０６がある。処理エンジン７０６は、単一のサーバに集中させてもよいし、あるいは、非限定的にいくつかの異なる計算エンティティ間に分散させてもよい。処理エンジン７０６に備えられ得るエンジンは、１組のデバイスからのデータを（例えば、インターネットまたはハブネットワークを介して）受信して、データのインデックス化、データの分析および／または当該分析または当該分析の一部に基づいた統計生成を行うように構成される。分析されたデータは、導出データ７０８として保存することができる。その後、分析または統計の結果をデバイスへと返送して、結果導出に用いられたｏｐｓデータを他のデバイス、ウェブページをデバイスのユーザへ提供するサーバ、または他の非デバイスエンティティへ提供する。例えば、使用統計、他のデバイスの使用に相対する使用統計、使用パターンおよび／またはセンサー読取をまとめた統計を送信することができる。結果または統計は、インターネット６６２を介して提供され得る。このようにして、処理エンジン７０６は、スマートホームから得られた動作データから様々な有用な情報を導出するように構成およびプログラムされ得る。単一のサーバは、１つ以上のエンジンを備え得る。
【００５８】
導出データは、様々な有用な目的（例えば、電力設備のための需要／応答プログラムなどの家毎、近隣毎または領域毎のデバイスの明白なプログラム制御、家毎ベースで支援し得る推論抽出の生成（例えば、自宅所有者が休暇のために家を出たため、セキュリティ検出装置が高感度にされ得るといった推論）、および政府または慈善目的のために用いることが可能な統計および関連推論抽出の生成のために、多様な粒度において有用に用いられる。例えば、処理エンジン７０６は、デバイス集団におけるデバイス使用量についての統計を生成し、この統計をデバイスユーザ、サービスプロバイダまたは他のエンティティ（例えば、統計についての金銭的補償を要求したかまたは提供した可能性のあるもの）送る。特定の例示として、統計は、慈善団体７７７、政府エンティティ７２４（例えば、食品医薬品局または環境保護局）、教育施設７２６（例えば、大学の研究者）、企業７２８（例えば、関連装置についてのデバイス保証またはサービスを提供するもの）または公益事業会社７３０へと送信され得る。これらのエンティティは、このデータを用いて、エネルギー使用量の低減、欠陥装置の先制的修理、高サービス需要への準備、過去のサービス性能の追跡、または公知ではないかまたは今後開発される様々な有用な機能またはタスクのうち任意のものを行うためのプログラムを形成することができる。
【００５９】
図８は、図７の拡張デバイスおよびサービスプラットフォームの要約機能図であり、特に、処理エンジン７０６およびスマートホームのデバイスを示す。スマートホーム内に設けられたデバイスは、無限の多様な個々の能力および制限を有するが、それぞれがデータ消費者８０２（ＤＣ）、データ源８０４（ＤＳ）、サービス消費者８０６（ＳＣ）およびサービス源８０８（ＳＳ）である点において、一般的特性を共有するものとしてみなされ得る。有利なことに、デバイスがローカル目的および直接的目的を達成するために必要な実質的な制御情報を提供することに加えて、拡張デバイスおよびサービスプラットフォームは、これらのデバイスから流出する大量のデータを利用するように構成することもできる。デバイスそのものの直接的機能に対する実際の動作の向上または最適化に加え、拡張デバイスおよびサービスプラットフォームを用いて、様々な有用な目的達成のために、様々な自動化され、拡張され柔軟かつ／またはスケーラブルな様態でデータに「再度目的を持たす」ことができる。これらの目的は、例えば、使用量パターン、デバイス効率および／またはユーザ入力（例えば、特定の機能を要求するもの）に基づいて、事前規定または適合的に特定され得る。
【００６０】
例えば、図８に示す処理エンジン７０６は、いくつかのパラダイム８１０を備える。処理エンジン７０６は、被管理サービスパラダイム８１０ａを備え得る。被管理サービスパラダイム８１０ａは、主要または第２のデバイス機能を監視および管理する。デバイス機能を挙げると、ユーザ入力を受信したデバイスの適切な動作の保証、侵入者の住居侵入または住居侵入試行の推測（およびそれに対する応答）、デバイスに接続された装置の欠陥の検出（例えば、電球が切れたなど）、エネルギー需要応答事象の実装またはそれに対する応答、現在または予測される事象または特性についてのユーザへの警報がある。処理エンジン７０６は、広告／通信パラダイム８１０ｂをさらに含み得る。広告／通信パラダイム８１０ｂは、デバイス使用量に基づいて、ユーザの興味を引く特性（例えば、人口統計情報）、要望および／または製品を推定する。その後、サービス、プロモーション、製品または更新がユーザへ提供または自動提供され得る。処理エンジン７０６は、ソーシャルパラダイム８１０ｃをさらに含み得る。ソーシャルパラダイム８１０ｃは、ソーシャルネットワークからの情報を用い、（例えば、デバイス使用量に基づいて）情報をソーシャルネットワークへ提供し、ユーザと関連付けられたデータおよび／またはソーシャルネットワークプラットフォームとのデバイス相互作用を処理する。例えば、ソーシャルネットワーク上における信頼される連絡先へ報告されるユーザ状態を更新して、光検出、セキュリティシステムの停止またはデバイス使用量検出器に基づいてユーザの帰宅を示す。別の例として、ユーザは、デバイス使用量統計を他のユーザと共有することができる。処理エンジン７０６は、課題／規則／コンプライアンス／報奨パラダイム８１０ｄを備え得る。課題／規則／コンプライアンス／報奨パラダイム８１０ｄは、課題、規則、コンプライアンス調節および／または報奨をユーザに通知し、かつ／または、動作データを用いて、課題が満たされたか、規則または調節が適合されたかおよび／または報奨が得られたかを決定する。これらの課題、規則または調節は、エネルギー節約、安全な生活（例えば、毒物または発がん物質への露出の低減）、金銭および／または装置寿命の節約、健康増進などに関連し得る。
【００６１】
処理エンジンは、外部情報８１６を外部源から統合または利用して、１つ以上処理パラダイム、の機能を向上させることができる。外部情報８１６を用いて、例えば、デバイスから受信された動作データを解釈し、デバイスの近隣の環境（例えば、デバイスが封入された構造の外部）の特性を決定し、ユーザが利用することが可能なサービスまたは製品を決定し、ソーシャルネットワークまたはソーシャルネットワーク情報を特定し、エンティティの連絡先情報（例えば、公的サービスエンティティ（例えば、デバイスの近隣の緊急応答チーム、警察または病院））を決定し、自宅または近隣と関連付けられた統計または環境条件、傾向または他の情報を特定することができる。
【００６２】
極めて広範囲かつ様々な利点が記載の拡張デバイスおよびサービスプラットフォームによって得られ、またその範囲内にある（例えば、通常のものから深遠なもの）。よって、１つの「通常の」例において、スマートホームの各寝室に煙／火／一酸化炭素アラームを備えることができる。煙／火／一酸化炭素アラームは、占有センサーを備える。占有センサーは、（例えば、運動検出、顔認識、聴取可能な音パターンにより）居住者が就寝中であるかまたは覚醒中であるかを推測することもできる。重大な火災が感知された場合、リモートセキュリティ／監視サービスまたは消防署に対し、各寝室内に居る居住者の数、当該居住者が就寝中であるか（または不動であるか）または寝室から適切に脱出したかについて通知が出される。これはもちろん、記載の拡張デバイスおよびサービスプラットフォームによって提供される極めて有利な能力であるが、利用可能でより大きな「インテリジェンス」の可能性を真に示す、実質的により「深遠な」例があり得る。おそらくはより「深遠な」例として、近隣の子供の発達および教育のソーシャルパラダイム文脈において、消防目的に用いられる同一の寝室占有データを処理エンジン７０６によって「再度目的を持たす」ことができる。よって、例えば、「通常の」例において述べた同じ寝室占有データおよび運動データを収集し、処理のために（適切に匿名化）して利用可能とし、特定の郵便番号の学童の睡眠パターンを特定および追跡することができる。学童の睡眠パターンの局所的変化を、例えば地方の学校における異なる栄養プログラムにおいて特定および相関付けることができる。
【００６３】
図９は、一部の実施形態による、ＨＶＡＣシステムの模式図である。ＨＶＡＣシステム６０３は、筐体（例えば、図６に示す構造６５０）の暖房、冷房、換気および／または空調を提供する。システム６０３は強制空気型の暖房および冷房システムを示すが、他の実施形態によれば、他の種類のＨＶＡＣシステムも利用可能である（例えば、放射熱システム、熱ポンプシステム）。
【００６４】
暖房機能を実行するために、空気ハンドラー９４０内の暖房コイルまたは要素９４２からの熱源が、線９３６を介して電気またはガスを用いて提供される。低温空気が筐体からリターン空気ダクト９４６を介してフィルタ９７０を通じてファン９３８を用いて引き出され、暖房コイルまたは要素９４２を通じて加熱される。加熱空気は、供給空気ダクトシステム９５２および供給空気レジスタ（例えば、レジスタ９５０）を介して１つ以上の位置にある筐体へ返送される。冷房時においては、外部コンプレッサ９３０がフロンなどのガスを１組の熱交換器コイルを通じて送り、次に膨脹弁を通過させる。その後、ガスは線９３２を通じて空気ハンドラー９４０中の冷房コイルまたは蒸発器コイル９３４へと送られて膨張し、ファン９３８を通じて循環している空気を冷却する。加湿器９５４を様々な実施形態において任意選択的に設けてもよい。加湿器９５４は、水分を空気へ返送した後、ダクトシステム９５２を通過させる。図９中では図示していないが、ＨＶＡＣシステム６０３の別の実施形態において、他の機能が用いられ得る（例えば、内外の換気、ダクトシステム９５２および緊急暖房ユニット内の空気流れを制御する１つ以上のダンパー）。ＨＶＡＣシステム６０３の全体的動作は、制御ワイヤ９４８を介してサーモスタット６０２と通信する制御電子９１２によって選択的に実行される。
【００６５】
図１０Ａ〜図１０Ｄは、一部の実施形態に係る、美観に優れ、滑らかであり、流線型かつ円形の外観を有すると同時に、占有および／またはユーザを検出する１つ以上のセンサーを備えるサーモスタットを示す。図１０Ａはサーモスタット６０２の正面図であり、図１０Ｂは下部立面図であり、図１０Ｃは右側部立面図であり、図１０Ｄは斜視図である。多くの先行技術のサーモスタットと対照的に、サーモスタット６０２は、流線型であり、簡潔であり、ごちゃごちゃしておらずかつエレガントな設計を有しており、家の装飾を減殺せず、実際、配置された場所において美観に優れたセンターピースとして機能し得る。さらに、サーモスタット６０２の設計を用いれば、従来の公知のサーモスタットよりもサーモスタット６０２とのユーザ相互作用が促進され、大幅に向上する。例えば図６〜９に示すように、サーモスタット６０２は、制御回路を備え、ＨＶＡＣシステム６０３へ電気的に接続される。本明細書中に図示および記載されるサーモスタット１００と同様に、サーモスタット６０２も壁に取付可能であり、円形形状であり、ユーザ入力を受信するための外側の回転可能なリング１０１２を有する。サーモスタット６０２は円形形状であり、壁に取り付けられた場合、略円盤状の物体の外観をとる。サーモスタット６０２において、大型の凸面の円形前面が外輪１０１２内に設けられる。一部の実施形態によれば、サーモスタット６０２の直径はおよそ８０ｍｍであり、壁に取り付けられた場合、壁から約３２ｍｍだけ突出する。外側の回転可能なリング１０１２により、ユーザが調節を行うことが可能になる（例えば、新規の設定点温度の選択）。例えば、外輪１０１２を時計回りに回すことにより、リアルタイム（すなわち、現在アクティブの）設定点温度を上げることができ、外輪１０１２を反時計回りに回すことにより、リアルタイム設定点温度を下げることができる。サーモスタット６０２の前面は、透明カバー１０１４およびフレネルレンズ１０１０を備える。透明カバー１０１４は、一部の実施形態においてポリカーボネートである。フレネルレンズ１０１０の外形は、サーモスタット６０２の外側の曲線状前面の外形と整合する。一部の実施形態によれば、フレネルレンズ要素は、フレネルレンズピース１０１０の内面上に形成されるため、サーモスタット６０２の外部から明確に視認することができない。フレネルレンズの後部には、占有を検出する受動型赤外線センサー１０５０が設けられ、フレネルレンズピース１０１０は、人体に対する感度に適した赤外伝送範囲を有する高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から構成される。図１０Ａ〜図１０Ｄに示すように、回転リング１０１２の前縁、前面１０１４およびフレネルレンズ１０１０の形状は、共通する外側の円弧または緩やかに外側に円弧を描く球状形状を有する一体型の凸面円形の前面を形成するような形状に形成される。
【００６６】
ポリカーボネートなどの材料によって単一のレンズ状ピースとして形成されているが、カバー１０１４は、外側部位１０１４ｏおよび中央部位１０１４ｉを含む２つの異なる領域または部位を有する。一部の実施形態によれば、カバー１０１４は、外側部位１０１４ｏの周囲において塗装またはスモーク加工されるが、中央部位１０１４ｉは視認可能な状態で透明なままであり、これにより、下側に配置された電子表示部１０１６の視認が容易化される。一部の実施形態によれば、曲線状カバー１０１４はレンズとして機能し、電子表示部１０１６内にユーザへ表示される情報を拡大する傾向をとる。一部の実施形態によれば、中央電子表示部１０１６はドットマトリックスレイアウトであり（すなわち、個々にアドレス可能であり）、これにより、（セグメント化されたレイアウトをとるのではなく）任意の形状を生成することができる。一部の実施形態によれば、ドットマトリックスレイアウトおよびセグメント化されたレイアウトの組み合わせが用いられる。一部の実施形態によれば、中央表示１０１６は、バックライト付きのカラー液晶表示（ＬＣＤ）である。電子表示部１０１６上に表示される情報の一例を図１０Ａに示す。この情報は、現在の設定点温度を示す中央数値１０２０を含む。サーモスタット６０２は好適には、電子表示部１０１６が一定方向に配置されて外輪１０１２と共に回転しないように構築され、これにより、電子表示部１０１６をユーザが読みやすいようにする。一部の実施形態において、カバー１０１４およびフレネルレンズ１０１０も一定方向に配置されて、外輪１０１２と共に回転しないようにする。一実施形態によれば、サーモスタット６０２の直径は約８０ｍｍであり、電子表示部１０１６の直径は約４１０ｍｍである。一部の実施形態によれば、サーモスタット６０２の前面は、外側方向に緩やかに曲線形状である。サーモスタット６０２は、カバー１０１４、フレネルレンズ１０１０およびリング１０１２の前対向部位によって構成され、球状であり、半径が１００ｍｍ〜１５０ｍｍの球体に整合する。一部の実施形態によれば、サーモスタット前部の球状形態の半径は約１３６ｍｍである。
【００６７】
本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１２／８８１，４３０号（同出願を参照によりここに援用する）においてさらに記載のように、ＰＩＲセンサー１０５０を用いた運動感知および他の技術を占有の検出および／または予測において用いることができる。一部の実施形態によれば、有効かつ効率的にスケジュールされたプログラムを生成する際、占有情報を用いる。第２の下方傾斜したＰＩＲセンサー１０５２を設けて、近接してくるユーザを検出する。近接センサー１０５２を用いて、約１メートルの近接範囲を検出することができ、これにより、サーモスタット６０２は、ユーザがサーモスタットに近づいているときおよびユーザがサーモスタットに触る前に「覚醒」を開始することができる。このような近接感知は、サーモスタットとユーザとの接触後すぐに相互作用に対して「準備完了状態」となるため、ユーザ経験の向上において有用である。さらに、近接覚醒機能により、ユーザ相互作用が発生しそうにない場合に「スリープ」状態になるため、サーモスタット内におけるエネルギー節約も可能になる。
【００６８】
一部の実施形態によれば、本明細書中に記載および図示のサーモスタット１００と同様に、ユーザの信頼を高めることおよび視覚的および機能的優美さをさらに高めることの２つの目的のために、サーモスタット６０２は、２種類のユーザ入力のみによって制御される。そのうち、第１のユーザ入力は、図１０Ａに示すように外輪１０１２の回転である（本明細書中以下「リング回転」または「リング回転」入力と呼ぶ）、第２のユーザ入力は、聴取可能および／または触覚可能な「クリック」が発生するまでのヘッドユニット１０４０上への内方押圧である（本明細書中以下「内方クリック」または単に「クリック」入力と呼ぶ）。このような実施形態において、ヘッドユニット１０４０はアセンブリであり、外輪１０１２、カバー１０１４、電子表示部１０１６、およびフレネルレンズ１０１０の全てを備える。ユーザが内方に押圧すると、ヘッドユニット１０４０は、内側金属ドームスイッチ（図示せず）に向かって少量（例えば、０．５ｍｍ）だけ内方移動した後、内方圧力が解放されたときにバネによって外方に同量だけ戻り、その結果、充分な触覚性「クリック」感触が対応する小さな聴取可能なクリック音と共にユーザの手に伝わる。よって、図１０Ａ〜１０Ｄの実施形態において、外輪１０１２そのものを直接押圧するかまたは（カバー１０１４、レンズ１０１０またはこれらの様々な組み合わせ上に内方圧力を付加することにより）外輪を間接的に押圧するかにより、内方クリックを達成することができる。他の実施形態において、サーモスタット６０２の機械的構成を、カバー１０１４およびレンズ１０１０が動いていない状態のまま、外輪１０１２のみが内方クリック入力のために内方に移動するような構成とする。外輪１０１２そのもの、カバー１０１４の一部またはいくつかの組み合わせであれ、内方移動して「内方クリック」入力を達成する特定の機械的要素の多様な選択および組み合わせが本教示の範囲内であることが理解される。しかしながら、ユーザに、片手でおよび最小量の時間と努力を伴って、「リング回転」と「内方向クリック」とを検知することの間で迅速に行き来する能力を提供することが特に有利であることが見出されており、したがって外輪１０１２を押し操作することによって内方向クリックを直接に提供する能力は、ユーザの指が、リング回転と内方向クリックとの間に入るために、デバイスとの接触を離れて持ち上げられるか、またはその表面に沿って摺動させる必要がないため、特に有利であることが見出されている。さらに、電子表示部１０１６を回転可能なリング１０１２の内側中央に戦略的に配置することによって、彼らの手がその機能を行っている最中に、入力プロセス全体を通じて、ユーザが彼らの注目を電子表示装置に自然に集中させることができるという点で、更なる利点が提供される。直観的な外輪回転の組み合わせは、とりわけ、彼らの指の活動の真最中に電子表示装置に対する自然な集中に応じることと一緒に、内方向クリックの満足感をもたらす身体的感覚と一緒に好都合に組み合わされて、サーモスタットの設定値温度の変更（しかしこれらに限定されない）に適用されるとき、直観的な、継目のない、徹底して面白みのあるユーザ経験を大幅に追加する。一部の実施形態において用いられる、有利な機械的ユーザインターフェースおよび関連設計のさらなる記載について、米国特許出願第１３／０３３，５７３号、米国特許出願第２９／３８６，０２１号および米国特許出願第１３／１９９，１０８号に記載がある。同出願の全体を参照によりここに援用する。
【００６９】
図１０Ｂおよび１０Ｃは、サーモスタット６０２の下部立面図および右側立面図である。サーモスタット６０２は、多様な家庭環境および家庭設定において、多様な壁色および壁のテクスチャと対比して観覧されるとき、サーモスタットの特に心地よく適応性のある可視的外見を提供することが見出されている。サーモスタット自体は、本明細書において、および上の本発明の譲受人に譲渡された援用される出願のうちの１つ以上に記載されているように、ユーザのスケジュールに機能的に適合するであろう一方で、外側の形状は、「カメレオン」資質または特徴を伝達するように特別に構成され、その結果、少なくとも部分的には、多くの異なる角度から観覧されるとき、周辺の色、およびテクスチャでさえも帯びるように見えるであろうため、全体的なデバイスが、家庭および業務環境に見出される最も一般的な壁色および壁のテクスチャのうちの多くと、可視的および装飾的意味で自然に調和して見えるようになる。
【００７０】
一部の実施形態によれば、サーモスタット６０２は、処理システム１０６０、表示ドライバ１０６４および無線通信システム１０６６を備える。処理システム１０６０は、表示ドライバ１０６４および表示１０１６に情報をユーザへ表示させるように適合され、また、ユーザ入力を回転可能なリング１０１２を介して受信するように適合される。一部の実施形態によれば、処理システム１０６０は、サーモスタット６０２の動作（例えば、様々なユーザインターフェース機能）を管理することができる。処理システム１０６０は、本明細書中さらに以下に記載する他の動作および／または本発明の譲受人に譲渡された援用出願に記載の他のものを実行するように、さらにプログラムおよび構成される。例えば、処理システム１０６０は、ＨＶＡＣシステムが内部に据え付けられた筐体の熱力学的モデルを維持および更新するように、さらにプログラムおよび構成される（例えば、米国特許出願第１２／８８１，４６３号および国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ１１／５１５７９号、同出願のいずれも参照によりここに援用する）。一部の実施形態によれば、無線通信システム１０６６を用いて、デバイス（例えば、パーソナルコンピュータおよび／または他のサーモスタットまたはＨＶＡＣシステム部品）と通信を行う。これらのデバイスは、、ピアツーピア通信、プライベートネットワーク上に配置された１つ以上のサーバを通じた通信またはおよび／またはクラウドサービスを通じた通信を通じて通信し得る。
【００７１】
一部の実施形態によれば、特に非熟練者である設置者（例えば、ユーザ）による据付、構成および／または更新を容易化するために、サーモスタット６０２は、ヘッドユニット１０４０およびバックプレート（または壁ドック）１０４２を備える。本明細書中上記したように、サーモスタット６０２は壁に取り付けられ、円形形状を有し、ユーザ入力を受容するために外側の回転可能なリング１０１２を備える。サーモスタット６０２のヘッドユニット１０４０は、バックプレート１０４２にスライド可能に取り付けることができ、バックプレート１０４２からスライド可能に取り外すことができる。一部の実施形態によれば、整合する圧入部を備えた磁石、差し込み、ラッチおよびキャッチ、タブまたリブを用いてまたはヘッドユニット１０４０およびバックプレート１０４２の噛み合い部位上の摩擦のみにより、ヘッドユニット１０４０をバックプレート１０４２に接続することができる。また、図１０Ａに示すように、充電池１０２２が再充電回路１０２４によって再充電される。再充電回路１０２４は、同時係属中の特許出願米国特許出願１３／０３４，６７４号および第１３／０３４，６７８号（同出願を参照によりここに援用する）にさらに記載のようにＨＶＡＣシステム制御回路からの電力収穫（電力スティーリングおよび／または電力共有とも呼ぶ）を介してまたは共通ワイヤ（ただし利用可能な場合）を介して得られたバックプレートからの電力を用いる。一部の実施形態によれば、充電池１０２２は、単一のセルリチウムイオンまたはリチウムポリマー電池である。
【００７２】
図１１Ａ〜図１１Ｂはそれぞれ、サーモスタット６０２の２つの主要部品（すなわち、ヘッドユニット１０４０およびバックプレート１０４２）に対する分解前面斜視図および後面斜視図である。本明細書中、以下、電気および機械部品のうち様々な部品についてのさらなる技術および／または機能についての記載が、本発明の譲受人に譲渡された出願のうち１つ以上に記載される（例えば、参照によりここに援用する米国特許出願第１３／１９９，１０８号）。本明細書中示される図中、「ｚ」方向は壁から外方に延び、「ｙ」方向は、覚醒しているユーザに相対してつま先から頭部へ延びる方向であり、「ｘ」方向は、ユーザの左から右側への方向である。
【００７３】
図１１Ｃ〜１１Ｄはそれぞれ、ヘッドユニット１０４０の主要部品に対する分解前面斜視図および後面斜視図である。ヘッドユニット１０４０は、後部カバー１１３６、下部フレーム１１３４、電池アセンブリ１１３２、（リング回転のために操作される）外輪１０１２、ヘッドユニット前方アセンブリ１１３０、前レンズ１０１４、およびフレネルレンズ１０１０を備える。ヘッドユニット前方アセンブリ１１３０上の電気部品は、リボンケーブルおよび／または後部カバー１１３６上の他のプラグ型電気コネクタにより、バックプレート１０４２上の電気部品に接続され得る。ヘッドユニット前方アセンブリ１１３０は、４つのボスにより、ヘッドユニット後部カバー１１３６および下部フレーム１１３４へ固定される。これにより、外輪１０１２は、ヘッドユニット上部フレーム１１５２（以下、図１１Ｅおよび１１Ｆ）上の支持面と、下部フレーム１１３４上の支持面との間に保持される。詳細には、リング１０１２のｚ方向の運動は、上部フレーム１１５２および下部フレーム１１３４上の平坦支持面によって制限され、リングのｘ方向およびｙ方向の運動は、下部フレーム１１３４上の円形面によって制限される。一部の実施形態によれば、下部フレーム１１３４および／または上部フレーム１１５２の支持面は、グリース付加および／または他の方法によって潤滑されて、リング１０１２の回転運動を平滑にし、減衰する。上部フレーム１１５２には、ヘッドユニットプリント回路基板（ＰＣＢ）１１５４が取り付けられる。ヘッドユニットプリント回路基板（ＰＣＢ）１１５４上には、大部分のヘッドユニット回路が取り付けられる（例えば、図１０Ａについて図示および記載したような処理システム１０６０、表示ドライバ１０６４、無線通信システム１０６６および電池再充電回路１０２４のうち一部または全体、ならびに１つ以上のさらなるメモリ保存部品）。一部の実施形態によれば、回路および部品が、ＰＣＢ１１５４の両側に取り付けられる。遮蔽缶１１５６（図１１Ｄに示す）がヘッドユニット回路およびＰＣＢ１１５４上の部品のうち一部または全てを包囲し、回路および部品を電磁干渉から遮蔽する。視認はできないが、一部の実施形態によれば、遮蔽缶１１５６は、ＰＣＢ１１５４の両側の回路および部品を包囲する。
【００７４】
電池アセンブリ１１３２は、再充電可能なリチウムイオン電池１０２２を含む。再充電可能なリチウムイオン電池１０２２は、好適な実施形態において、公称電圧が３．７ボルトであり、公称容量が５６０ｍＡｈである。しかし、電池寿命を延ばすために、サーモスタット電池充電回路による電池１０２２の充電通常は、４５０ｍＡｈを超えては行われない。さらに、電池１０２２は、４．２ボルトまで充電されることが可能であるとして定格されるが、サーモスタット電池充電回路は、通常、それに３．９５ボルトを超えては充電しない。電池アセンブリ１１３２はまた、接続ワイヤ１１６６と、電池取付膜１１６４とを含む。電池取付膜１１６４は、強力接着剤によって電池５２２へ取り付けられ、比較的弱い接着剤によりヘッドユニットＰＣＢ１１５４の後部遮蔽缶１１５６へ取り付けられる。電池アセンブリ１１３２の膜１１６４をＰＣＢ１１５４の遮蔽缶１１５６へ取り付ける際に比較的弱い接着剤を用いることにより、後で電池アセンブリ１１３２（電池５２２を含む）を交換する作業が容易になる。一部の実施形態によれば、電池アセンブリ１１３２は、ユーザによる交換が可能である。
【００７５】
図１１Ｅ〜図１１Ｆはそれぞれ、ヘッドユニット前方アセンブリ１１３０の主要部品に対する分解前面斜視図および後面斜視図である。ヘッドユニット前方アセンブリ１１３０は、ヘッドユニット上部フレーム１１５２、ヘッドユニットＰＣＢ１１５４、およびＬＣＤモジュール１１６２を備える。娘基板１１６０は、ヘッドユニットＰＣＢ１１５４に接続し、光学フィンガーナビゲーション（ＯＦＮ）モジュールを備える。光学フィンガーナビゲーション（ＯＦＮ）モジュールは、外輪１０１２の回転を感知するように構成および配置される。ＯＦＮモジュールは、ラジアル方向に外方に（すなわち、ｚ軸に対して垂直でありかつサーモスタット中心から離隔方向に）方向付けられる。ＯＦＮモジュールは、外輪１０１２の内面上のテクスチャ性面の移動を感知する光学コンピュータマウスの動作に類似する方法を用いる。顕著なことに、ＯＦＮモジュールは、比較的低電力のバックプレートマイクロプロセッサではなく比較的大量の電力を用いるヘッドユニットマイクロプロセッサにより制御される極めて少数のセンサーの１つである。これは、過度な電力枯渇の影響を引き起こすことなく達成することができる。なぜならば、ユーザがダイアルを手動で回す際にはヘッドユニットマイクロプロセッサは必ず既に覚醒状態であるからであるため、過度な覚醒電力の枯渇はいずれの場合も発生しないからである。有利なことに、極めて高速の応答も、ヘッドユニットマイクロプロセッサによって提供することができる。また、図１１Ｅおよび１１Ｆから分かるように、フレネルレンズ１０１０は、ＰＩＲ基板１１５０上に取り付けられた２つのＰＩＲ運動センサーと共に動作する。２つ以上の温度センサーもヘッドユニット１０４０内に配置され、協働して、信頼性がありかつ高精度の部屋温度データを取得する。これらの温度センサーのうち１つは娘基板１１６０上に配置され、他方はヘッドユニットＰＣＢ１１５４上に配置される。
【００７６】
図１１Ｇ〜１１Ｈはそれぞれ、一部の実施形態による、バックプレートユニット１０４２の主要部品に対する分解前面斜視図および後面斜視図である。バックプレートユニット１０４２は、バックプレートリアプレート１１８２、バックプレート回路基板１１８０、およびバックプレートカバー１１７０を備える。図１１Ｇ中示されるように、ＨＶＡＣワイヤコネクタ１１８４は、一体型機械ワイヤ挿入感知回路と、比較的大型のコンデンサ１１８６とを備える。これらのコンデンサ１１８６は、バックプレート回路基板１１８０上に取り付けられた電力スティーリング回路によって部分的に用いられる。一部の実施形態によれば、バックプレート１０４２は、電子部分および温度／湿度センサーをハウジング中に備える。ワイヤコネクタ１１８４は、ＨＶＡＣシステムワイヤへの接続が可能なように設けられる。ＨＶＡＣシステムワイヤは、大型の中央円形開口部１１９０を通過する。中央円形開口部１１９０は、バックプレート主要部品それぞれにおいて視認される。また、バックプレート主要部品それぞれにおいて、バックプレートを壁へ固定する際に用いられる２つの取付穴１１９２および１１９４も視認される。バックプレート上の単一の上部壁取付穴１１９２は、据付時における自己レベリングが可能であることが分かっており、これにより、サーモスタット６０２の非専門家による据付がさらに容易になる。また図１１Ｇおよび図１１Ｈから分かるように、泡レベル１１７２およびホルダ１１７４により、サーモスタット６０２のユーザによる据付がさらに容易になる。
【００７７】
図１２Ａ〜１２Ｂはそれぞれ、一部の実施形態による、ＰＩＲ基板１１５０の前面斜視図および後面斜視図である。より大型のＰＩＲセンサー１０５０が、壁に対して平行に取り付けられる（すなわち、センサー面がｚ軸に対して垂直となる）。ＰＩＲセンサー１０５０は、占有に関連する運動検出のために用いられる。より小型のＰＩＲセンサー１０５２がより大型のＰＩＲセンサー１０５０の上方に設けられ、若干下方に角度をなして配置され、これにより、ユーザの接近の検出が容易になる。図１２Ｃおよび１２Ｄはそれぞれ、一部の実施形態によるフレネルレンズ１０１０の前面斜視図および後面斜視図である。図１２Ｃに示すように、フレネルレンズ１０１０の前外面１２２０は滑らかでありかつ曲線状であるため、サーモスタット６０２の外面の残りの形状（すなわち、上記図１０Ａ〜１０Ｄに示すようなカバー１０１４の外面および外輪１０１２の前縁）と一体化することができる。サーモスタット６０２の前面の残りに整合するレンズ１０１０の前面１２２０の外形を設けることに加え、レンズ１０１０の面１２２０とカバー１０１４の外側部位１０１４ｏとの間の色整合を設けることによっても、ユーザの混乱が低減するため、美観に優れたデバイスが得られ、ユーザインターフェースも向上することが分かっている。一部の実施形態によれば、カバー１０１４の外側部位１０１４ｏをスモーク加工するかまたは黒色塗装し、レンズ１０１０を、人体感知に適した赤外伝送範囲の黒色ＨＤＰＥ材料によって構成する。
【００７８】
図１２Ｄに示されるように、フレネルレンズ１０１０の内面または後面上にフレネルレンズ要素１２１０が形成される（例えば、６枚の別個の小型レンズ１２１２）。これら６枚の小型レンズ１２１２はそれぞれ、別個のフレネルレンズである。各小型レンズは、システムのＰＩＲセンサーに対する位置および方向と、ＰＩＲセンサーによって視認することが望まれる監視領域とに基づいて設計されるべきである。小型レンズの数を選択する場合、光収集と、各ゾーンサイズとの間にトレードオフがある。６枚の要素レンズは広範な用途に適しているが、他の数およびサイズの小型レンズも利用可能であることが分かっている。また、図１２Ｄに示すように、図１１Ｅおよび１１Ｆに示す娘基板１１６０上に取り付けられた温度センサーの位置決めのために、彫刻部１２１４が設けられる。
【００７９】
図１２Ｅおよび図１２Ｆはそれぞれ、一部の実施形態による、ＰＩＲセンサーおよびフレネルレンズの相対的位置決めを示す側面図および断面図である。より大型のＰＩＲセンサー１０５０のおおよその視界を破線矢印で示し、より小型のＰＩＲセンサー１０５２のおおよその視界を二点鎖線矢印で示す。図からわかるように、占有に用いられるより大型のＰＩＲセンサー１０５０は主に前方を向く視界を有するのに対し、ユーザとサーモスタットとの直接相互作用の予測に用いられるより小型のＰＩＲセンサー１０５２は、主に下方を向く視界を有する。図示の実施形態において、上部フレーム１１５２の内面は、ＰＩＲセンサー１０５２の視界を部分的に不明瞭にすることにより、サーモスタットの比較的近隣における運動に対するセンサー感度をさらに制限する点に留意されたい。図示の実施形態において、ＰＩＲセンサー１０５２は、前方を向くＰＩＲセンサー１０５０と同じフレネルレンズ１０１０を通じて方向付けられる点に留意されたい。いくつかの別の実施形態によれば、別個の小型レンズをより小型のＰＩＲセンサー１０５２に用いてもよいし、あるいは、全く異なるレンズピースを用いてもよい。
【００８０】
サーモスタット近接閾値
電力管理システムを必要とするサーモスタット（例えば、上記した実施形態）において、ユーザインターフェース上の電子表示部をアクティブ表示モードで動作させる時間をインテリジェントに制御することが望まれる場合がある。「Ｃ」ワイヤが利用可能であるかまたは他の場合に十分な外部電力を備えたサーモスタットにおいても、電子表示部をインテリジェント制御することが望まれる場合がある。ユーザは、自分が接近したときに「作動される」サーモスタットを好む場合があるため、操作事象の前にもユーザへ応答するようにみえるユーザインターフェースが提示される。
【００８１】
電力コンシャスなシステムにおいて、高度電子表示部を用いて、最新の高度の外観および感触をサーモスタットに付与することができる。このような高度電子表示部を挙げると、バックライト、ＬＣＤ表示、カラー表示、グラフィックおよび／またはラスター表示能力、高速フレームまたは更新速度などがある。これらの機能に起因して、電子表示部による消費電力が大幅に増加する。さらに、これらの機能を用いるには、マイクロコントローラまたはマイクロプロセッサが電子表示部とインターフェースをとることが必要になり得る。グラフィック、メニュー、動画および／または温度変化を示す色変化を表示するためには、大量の処理動作が必要となり得る。本開示の前には、このような高度電子表示部を行うためには、外部電力またはサーモスタットへの「Ｃ」ワイヤ接続が必要であった。そのため、外部電力および／または「Ｃ」ワイヤが利用できない家または位置の場合、家または位置において大幅な電気アップグレードを行わずに高度サーモスタットを用いることができなかった。そのため、ＨＶＡＣシステムの呼リレーワイヤから提供される電力のみに依存する電子表示部を用いたサーモスタットしか用いることができなかった。
【００８２】
しかし、本明細書中に記載されるサーモスタットの実施形態において、高度電子表示部を充電池と共に用いることができる。上述したように、選択された呼リレーワイヤから電力をアクティブ的または非アクティブ的に「スティール」することができ、この電力を用いて、充電池の充電およびサーモスタットへの電力供給を行うことができる。多数の高度電子表示部およびその制御に必要なマイクロプロセッサは共に、電力スティーリングにより瞬時に供給可能な電力よりも多量の電力を必要とし得る。換言すれば、高度電子表示部およびマイクロプロセッサへの電力供給を電力スティーリングのみを用いて行った場合、ＨＶＡＣシステム内の呼リレーがトリップするかまたは電力スティーリングがＨＶＡＣ機能呼と解釈され得、その結果、予期しない暖房、冷房、ファン作動などが発生し得る。
【００８３】
よって、電力スティーリングシステムにおいて、ユーザが（サーモスタットとの相互作用のためまたは他の場合に電子表示部を視認するために）サーモスタットに接近していないと高い信頼性で推測できるときは、電子表示部を非アクティブ表示モードで動作させるべきである。非アクティブ表示モード時において、電力スティーリングは、サーモスタットの動作に必要な電力よりも多くの電力を供給することができ、余分な電力を用いて、充電池を充電することができる。ユーザが（サーモスタットとの相互作用のためまたは他の場合に電子表示部を視認するために）サーモスタットに接近していると高い信頼性で推測できるときは、電子表示部をアクティブ表示モードで動作させることができる。電力スティーリングは、アクティブ表示モードにある電子表示部を動作させるための十分な平均電力を高い信頼性で提供することはできないが、ＨＶＡＣシステムがトリップしないよう、充電池からさらなる電力を得ることができる。
【００８４】
充電池の利用により、電力スティーリングシステムにおいて（限られた回数ではあるが）高度電子表示部を用いることが可能になる。電子表示部がアクティブ表示モードにおいて連続動作した場合、充電池は最終的に充電を失い、十分な電力を供給することができなくなることが明らかである。充電池無しに電力スティーリングを用いた場合、十分な電力供給を行うと、ＨＶＡＣシステムのトリップが発生する。そのため、本明細書中に記載される方法およびシステムにより、ユーザインターフェース上の電子表示部を非アクティブ表示モードおよびアクティブ表示モードで動作させるかをインテリジェント制御することが可能な技術が得られる。
【００８５】
ここでも、電子表示部をインテリジェント制御するためのこれらの方法およびシステムは、電力スティーリングシステムに限定されない。豊富な電力を利用することが可能な環境制御デバイスも、これらの実施形態から利益を得ることができる。例えば、ユーザは、接近したときに歓迎してくれるように作動される電子表示部を好む場合がある。誰も居ない部屋においては電子表示部をオフにして、余分な光の生成および暗い雰囲気への影響を回避することが有用である場合がある。一般に、環境および実質的懸念に応じて、（提供様態に関わらず）電力節減を行うことも有用であり得る。
【００８６】
サーモスタットにおける電力管理（例えば、電力スティーリングおよび電池再充電および電力節約）のさらなる詳細については、米国特許出願第１３／０３４，６７８号、第１３／２６７，８７７号および第１３／２６７，８７１号を参照されたい。同出願それぞれを参照によりここに援用する。
【００８７】
一実施形態において、サーモスタットは、処理システムを備え得る。この処理システムは、ハウジング内に配置され、ユーザインターフェースへ通信可能に接続される。処理システムは、上述したような１つ以上の処理機能を備え得る。処理システムは、１つ以上のセンサーと通信するように構成することもできる。これらの１つ以上のセンサーを用いて、周囲空気温度および他の環境条件を決定することができる。これらセンサーのうち少なくとも１つは、ユーザのサーモスタットのユーザインターフェースへの物理的近接度を検出するように構成され得る。これらセンサーのうち１つ以上は、処理システムと動作可能に通信し得、近接度閾値を超えた場合または近接プロファイルが接近するユーザと整合した場合を決定するために用いることができる。これに応答して、処理システムは、ユーザインターフェースをアクティブ表示モードにする。
【００８８】
図１３は、一実施形態による、サーモスタット１３０２によって監視される領域の俯瞰図１３００である。一部の実施形態によれば、サーモスタット１３０２は、サーモスタットである（例えば、本明細書中に図示および記載のサーモスタット１００および／またはサーモスタット６０２）。サーモスタット１３０２によって監視される領域は、建物内の部屋、廊下、開口生活圏などを備え得る。サーモスタット１３０２の温度センサーは、監視領域の周囲温度を検出するように構成され得る。図１３に示すように、サーモスタット１３０２の様々なセンサーは、異なる応答領域を持ち得る。例えば、複数のセンサーのうちの１つが持ち得る応答領域１３０４は、点線によって示す最大距離を有する。同様に、複数のセンサーのうち別のセンサーが含み得る応答領域１３０６は、破線によって示す最大距離を持ち得る。この例示的な例において、双方の領域１３０４および１３０６の側方境界を一点鎖線で示す。本明細書中において用いられる「応答領域」という用語は、検出を行うように構成されたセンサーにより、センサーからの応答が生成される現象が起きる領域を備え得る。例えば、応答領域１３０４と関連付けられた運動検出器は、運動検出器の仕様を満たす物体の応答領域１３０４内における運動を検出することができる。
【００８９】
センサーから応答を生成しただけでは、ユーザが電子表示部を視認するためにサーモスタットに接近していると推測するのには不十分である場合がある。事象が関連付けられた応答領域内において発生したときにセンサーによって生成される実際の応答は、多くの場合、当該事象の強度または事象からサーモスタットへの距離に依存する。例えば、関連付けられた応答領域の周囲に沿って事象が発生した場合、センサー応答は小さい場合がある。しかし、サーモスタットの近隣において事象が発生した場合、センサー応答はより大きくなり得る。そのため、電子表示部を作動させるためのセンサー応答の閾値を決定することができる。
【００９０】
例えば、応答領域１３０６と関連付けられたセンサーを用いて、電子表示部を作動させるための閾値を設定することができる。一般に、この閾値は、電圧／電流出力、デジタル読み取り、周波数、またはセンサーの他の類似の電気出力に対応し得る。閾値は、既知の強度を有する事象についての特定の距離（例えば、実線で示す距離１３０８）に対応し得る。例えば、応答領域１３０６と関連付けられたＰＩＲセンサーを備えたサーモスタット１３０２にユーザが接近した場合において、ユーザがサーモスタット１３０２の距離１３０８内に入ると、閾値をトリップし得る。より高身長の人間が高速移動した場合、同じ閾値において距離１３０８により近いかまたはより遠い閾値をすぐにトリップし得る。
【００９１】
一部の実施形態において、閾値を「近接度閾値」と呼ぶ場合がある。近接度閾値が違反された場合、処理システムの構成を、ユーザインターフェースおよび／または電子表示部をアクティブ表示モードにするような構成にすることができる。閾値に違反することは、センサー応答が閾値以上となることを備え得る。他の実施形態において、閾値に違反することは、センサー応答が所定の時間間隔にわたって閾値以上となることを備え得る。さらに他の実施形態において、閾値に違反することは、センサー応答が所定回数にわたって閾値を超えることを必要とし得る。
【００９２】
図４Ａ〜図４Ｂに示すサーモスタットと同様の実施形態において、２つの異なる処理機能が用いられ得る。第１の処理機能は、近接度閾値を超えたときを検出するように構成された第１のプロセッサを備え得る。その後、第１の処理機能は、近接度閾値を超えたのに応答して、（第２のプロセッサを備え得る）第２の処理機能を低電力モードから覚醒し得る。通常、その後、第２のプロセッサは、電子表示部をアクティブモードで動作させ得る。第１の処理機能は、例えば、ＳＴ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓがによって提供されるＭＳＰ４３０またはＳＴＭ３２Ｌ３２ビット超低電力ＡＲＭベースのマイクロプロセッサ低電力マイクロコントローラを備え得る。第２の処理機能は、より高出力のマイクロプロセッサを備え得る。第２の処理機能は、電力スティーリングによって信頼性良く供給可能な量よりも少ない電力を必要とするスリープモードまたは低電力モードで動作し得る。第１の処理機能は、電力スティーリングによって供給可能な平均電力よりも少量の平均電力を必要とする状態で主に動作する。第２の処理機能がアクティブモードで動作しておりかつ電子表示部がアクティブ表示モードで動作している場合、これら２つの動作に起因して、電力スティーリングによって供給可能な量よりも多くの平均電力が必要となり得る。
【００９３】
閾値についての上記の記載においては、閾値として単一の値を用いているが、これは例示に過ぎない。他の実施形態において、複数の閾値を用いて、いわゆる「近接プロファイル」を形成することも可能である。近接プロファイルは、複数のセンサー読取を含み得る。一実施形態において、近接プロファイルは、単一のセンサーからの単一の閾値を含み得、他の実施形態において、近接プロファイルは、複数のセンサーからの特性応答を含み得る。複数のセンサーを用いて、各特定の環境におけるユーザの接近署名をさらに生成することができる。例えば、運動センサー、熱センサー、音センサーおよび／または生体センサーは全て、処理機能への応答を提供することができる。その結果、処理機能は、これらの応答全てを分析して、これらの応答が予測される接近署名に十分に整合するかを決定することができる。これらの応答が十分に整合する場合、処理機能は、ユーザが電子表示部を視認するためにサーモスタットに接近していると決定し得る。近接プロファイルへの整合は近似であり得、各特定の環境に依存し得る。センサーからの応答が特定の範囲内に収まりかつ特定の範囲内の応答を提供する他のセンサー間の特定の遅延間隔内に収まる場合、近接プロファイルが整合する。
【００９４】
各環境は異なり得るため、処理システムは、適切な閾値をインテリジェントに規定し、おそらくはサーモスタットの寿命にわたって閾値を連続的に精緻化して、監視領域内のユーザパターン、位置および／または環境条件の変化に適合するように構成される。再度図１３を参照して、応答領域１３０６と関連付けられた近接センサーを用いて、閾値違反の検出と、閾値の規定および精緻化とをどちらとも行うことができる。本明細書中において用いられる「近接センサー」は、ユーザのサーモスタットのユーザインターフェースへの物理的近接度を検出するように構成された任意のセンサーを指し得る。近接センサーは、ＰＩＲ運動検出器、近接場ＰＩＲ運動検出器および他の類似のセンサーを備え得る。一部の実施形態によれば、近接センサーは、下方に方向付けられたＰＩＲセンサーである（例えば、本明細書中に図示および記載されるセンサー１０５２）。１つの特定の実施形態によれば、近接センサーは「アクティブ近接センサー」と呼ばれ得、電磁放射の出射と近隣物体からの電磁放射の反射の受容とを行うように構成されたセンサーを備え得る。一実施形態において、近接センサーは、市販のセンサーを備え得る（例えば、Ｓｉ１１４２（提供元：Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｌａｂｓ）および／またはＰＹＤ１９９８、ＰＹＤ５７３１および／またはＰＹＤ１７９４（提供元：Ｅｘｃｅｌｉｔａｓ）。
【００９５】
一実施形態において、処理システムは、１つ以上の近接センサーによって検出された物理的近接度事象の履歴に少なくとも部分的に基づいて近接度閾値を自動調節するように構成され得る。一実施形態において、「物理的近接度事象」は、ユーザが近接センサーの応答領域内にあることを示し得る、近接センサーによって記録される応答を含み得る。別の実施形態において、物理的近接度事象は、応答領域内において検出されたユーザが無いことを示す近接センサーからの一連の応答を含み得る。この第２の実施形態が物理的近接度事象をこのように規定する理由として、以下にさらに述べるように、閾値が周囲ノイズレベルを若干上回る値として設定される点がある。
【００９６】
１つの例示的状況において、応答領域１３０６を有する近接センサーは、センサー読取を保存および分析のために処理システムへ定期的に提供し得る。応答領域１３０６内においてユーザが発見されない場合、周囲ノイズレベルが記録され得る。ユーザが応答領域１３０６に入ると、応答レベルが記録され得る。物理的近接度事象の履歴を用いて、処理システムは、周囲ノイズレベルと、ユーザと関連付けられた応答レベルとの間にあるいずれかの閾値を設定し得る。
【００９７】
一実施形態において、単一のセンサーを用いた場合、周囲ノイズレベルとユーザ応答レベルとを区別するのが困難な場合がある。この実施形態において、１つ以上のさらなるセンサーを用いて、ノイズ応答と、近接センサーにおけるユーザからの応答とを区別することができる。例えば、応答領域１３０６と関連付けられた近接センサーを、サーモスタット１３０２上の物理的操作センサーおよび／または応答領域１３０４と関連付けられた第２のセンサーと共に用いることができる。通常、近接センサーからの各１組の応答を１つ以上さらなるセンサーからの応答と共に分析して、この１組の応答をノイズまたはユーザ応答として分類すべきかを決定することができる。
【００９８】
図１４は、一実施形態による、一定期間における様々な種類の生センサー応答の表現１４００を示す。第１の種類のセンサーは応答１４０２を提供し得、第２の種類のセンサーは応答１４０４を提供し得る。一部の実施形態によれば、応答１４０２および１４０４を有するセンサーは、同一種類である（例えば、どちらともＰＩＲセンサー）が、寸法および／または位置が異なる（例えば、本明細書中に図示および記載されるＰＩＲセンサー１０５０および１０５２）。第１の応答１４０２は、値Ｘの周囲にセンタリングされた周囲ノイズレベルとして特徴付けられ得る。第２の応答１４０４は、Ｙの平均値と共に正弦曲線状に経時的に変化する周囲ノイズレベルとして特徴付けられ得る。これらの状況双方において、上記した閾値動作においてベースライン手順を用いると有用であり得る。応答１４０２の場合、平均値を実際のセンサー応答から減算して、ゼロの周囲にセンタリングされた周囲ノイズレベル応答を得ることができる。応答１４０４の場合と同様に、ハイパスフィルタを用いて、正弦ドリフトをフィルタリング除去し、得られた応答から平均値Ｙを減算して、ゼロ周囲にセンタリングされた周囲ノイズレベル応答を得ることができる。応答１４０６は、これらの動作のうちいずれかの結果であり得る。他の生センサー応答において、何らかの種類のベースライン手順が必要になり得ることが理解される。当業者であれば、本開示を鑑みれば、上記のこれらの手順の例に容易に追随し、様々な種類の他のセンサーに適用することができる。
【００９９】
図１５は、一実施形態による、３つの別個のセンサーの同一時間間隔における個々のセンサー応答の表現１５００を示す。応答１５０２は、第１の近接センサーと関連付けられ得、応答１５０６は、第２の近接センサーと関連付けられ得る。この実施形態において、第１の近接センサーは、第２の近接センサーと関連付けられた応答領域よりも小さな応答領域と関連付けられ得る。第１の近接センサーは、近接場ＰＩＲ運動センサーまたはアクティブセンサーを備え得る。このアクティブセンサーは、電磁放射を発し、出射された電磁放射の反射を受けるように構成される。第２の近接センサーは、通常のＰＩＲ運動センサーを備え得る。一部の実施形態によれば、第１および第２の近接センサーはＰＩＲセンサー１０５２および１０５０であり、（本明細書中に図示および記載のように）異なる寸法および／または配置を有し、これにより、センサー１０５２と関連付けられた応答領域は、センサー１０５０と関連付けられた応答領域よりも小さい。応答１５０４は、サーモスタットのユーザ入力に接続された操作センサーと関連付けられ得る。一実施形態において、操作センサーは、光学センサーを備え得る。光学センサーは、サーモスタットの周囲におけるリングの回転を検出するように構成される。
【０１００】
この実施形態において、操作センサーおよび第２の近接センサーを用いて、第１の近接センサーの応答を特徴付けることができる。一例において、近接センサーは、ユーザのサーモスタットへの接近を示すようにみえる事象１５０８を検出することができる。他のセンサーを参照して、操作センサーは、事象１５０８に一致する事象１５１０も検出することができる。事象１５１０は、サーモスタットのユーザインターフェースをユーザが物理的に操作したことを示す。第２の近接センサーと関連付けられた応答１５０６は、同じ時間間隔における事象を示さないため、これは、ユーザが第２の近接センサーの範囲外でサーモスタットを操作したことを示す。この状況は、サーモスタットの横またはサーモスタットが取り付けられた壁の後にユーザが立っている場合に発生し得る。応答１５０２、１５０４および１５０６の分析において、処理機能は、近接センサー上の事象１５０８が物理的近接度事象およびサーモスタットの実際の操作と関連付けられたため、周囲レベルノイズではないと決定し得る。
【０１０１】
別の例において、第１の近接センサーと関連付けられた応答１５１２がユーザ応答または周囲ノイズ応答であるかを分類するのが困難な場合がある。他の２つのセンサーと関連付けられた応答１５１４および１５１６を調査することにより、他の２つのセンサーはユーザを検出していないため、処理システムは、事象１５１２が周囲ノイズに対応すると決定することができる。
【０１０２】
さらに別の例において、第１の近接センサーと関連付けられた事象１５１８は、ユーザがサーモスタットに接近したことを示すようにみえる。同様に、操作センサーと関連付けられた事象１５２０および第２の近接センサーと関連付けられた事象１５２２も、ユーザがサーモスタットに接近したことを示すようにみえる。そのため、この場合、処理システムは、事象１５１８が周囲ノイズではなくユーザ事象に対応すると容易に決定することができる。
【０１０３】
さらに別の例（図示せず）において、事象１５０８と同様の事象が、第１の近接センサーと関連付けられた応答１５０２において発生し得る。これとほぼ同時に、第２の近接センサーの応答１５０６も、事象１５２２に類似する事象を示し得る。これらの事象はどちらとも、ユーザがサーモスタットに接近していることを示し得る。しかし、操作センサーと関連付けられた応答１５０４は、事象１５１４に類似する事象を示し得、ユーザがサーモスタットを操作しなかったことを示し得る。その後、処理機能は、ユーザがサーモスタットを見ようとしていることとしてこの状況が解釈されるべきではないと決定し得る。別の実施形態において、処理機能はまた、この状況がユーザが（ユーザインターフェースを物理的に操作することを意図すること無く）サーモスタットの電子表示部を見ようとしていることを示していると決定し得る。その後、処理機能は、履歴データを用いて、これらの２つの状況を区別することができる。
【０１０４】
これらの例は、近接センサーの応答を周囲ノイズまたはユーザ接近として分類すべきかを決定するための様々な方法を示す。これらの決定を用いて、近接度閾値を設定することができ、近接度閾値に違反が出た場合、電子表示部はアクティブ表示モードで動作する。一実施形態において、様々なセンサー読取を時間間隔１５２４に分割することができる。第１の近接センサーの応答１５０２の部位が他のセンサーのうちの１つ以上からの応答と同時に発生した場合、これらの部位を除外することができる。例えば、事象１５０８および事象１５１８を含む時間間隔を検討対象から除去することができ、事象１５１２を含む時間間隔を残す。各残りの時間間隔内の応答の平均値、最大値または他の統計的特徴付けを用いて、閾値を設定することができる。一実施形態において、残りの時間間隔からの最大値において閾値を設定することができ、これにより測定された最大周囲ノイズレベルが示される。別の実施形態において、閾値は、残りの時間間隔における応答の平均値を超える所定のレベルに設定され得る。例えば、閾値は、残りの応答の平均値より２０％上に設定され得る。他の実施形態において、本開示を鑑みた他の公知の方法によれば、近接度閾値は、残りの時間間隔における他の応答に関連して設定され得る。
【０１０５】
図１５においては、ベースライン値の周囲にセンタリングされたおおよそのガウスノイズ分布を含む第１の近接センサーを示すが、他のノイズプロファイルが異なるセンサーにおいて存在し得る。図１６は、１つの特定の実施形態によれば、３つの別個のセンサーからの個々のセンサー応答の表現１６００を示し、第１の近接センサーは、ノイズプロファイルにおいて異常を含む。応答１６０２は、第１の近接センサーと関連付けられ得、ノイズ異常に対応する事象１６０８を備え得る。いくつかの場合において、事象１６０８は、接近するユーザを示すようにみえるユーザ応答に極めて類似し得る。１つの特定の実施形態において、第１の近接センサーが所定の時間間隔で供給されない場合、事象１６０８が発生し得る。別の実施形態において、事象１６０８は、サンプルアンドホールド回路の定期的放電に起因して発生し得る。さらに別の実施形態において、事象１６０８は、各種類のセンサーに特有の様々な他の定期的センサー動作に起因して発生し得る。
【０１０６】
図１５に関連する議論と同様に、事象１６０８は、さらなるセンサーからの応答１６０４および１６０６を調査することにより、ユーザ事象としてではなくノイズとして適切に特徴付けられ得る。ここでも、応答１６０４は操作センサーと関連付けられ得、応答１６０６は第２の近接センサーと関連付けられ得る。事象１６０８は、ユーザ事象としてではなくノイズとして適切に分類され得る。なぜならば、応答１６０４および１６０６は、対応する活動を示さないからである。これとは対照的に、応答１６０４上の事象１６１２を応答１６０６上の事象１６１４とあわせて調査することにより、事象１６１０をユーザ事象として分類することができる。
【０１０７】
事象１６０８に類似するノイズ事象を有するセンサーを用いた場合、他の予防策を用いることができる（例えば、最大値ではなく、各時間間隔の平均値を用いることができる）。その後、最大ノイズ事象レベルを超える所定のパーセンテージに近接度閾値を設定することができる。あるいは、近接度閾値を最低または最大ユーザ応答レベルを下回る所定のパーセンテージへ設定することができる。これらの種類の応答のうちいずれかを、特定の実施形態に応じて物理的近接度事象と呼ぶ場合がある。
【０１０８】
一実施形態において、サーモスタットは、バックプレートおよびヘッドユニットを備え、バックプレートは第１のプロセッサを備え、ヘッドユニットは第２のプロセッサを備え、近接度閾値の決定動作、調節動作および試験の動作を、２つのプロセッサ間において分割することができる。一実施形態において、バックプレートプロセッサは、センサーそれぞれからのデータを収集し、データを定期的にヘッドユニットプロセッサへ提供し得る。バックプレートプロセッサは先ず、センサーデータがゼロ周囲にセンタリングされるようにセンサーデータをベースライン化する。バックプレートプロセッサはまた、例えば最大値、平均値、中間値のみが所定数の時間間隔それぞれにおいて送られるように、センサーデータを処理することができる。その後、ヘッドユニットプロセッサは、（生のまたは処理された）センサーデータを分析して、近接度閾値を決定することができる。その後、近接度閾値をバックプレートプロセッサへ返送することができる。その後、バックプレートプロセッサは、センサーのうち１つ以上（例えば、近接センサー）を監視して、閾値に違反が出るときおよび違反があるかを決定する。閾値に違反が出たとバックプレートプロセッサが決定した場合、バックプレートプロセッサは、ヘッドユニットプロセッサを低電力モードから覚醒させ、ヘッドユニットプロセッサは電子表示部に命令してアクティブ表示モードで動作させる（ただし、既にアクティブ表示モードで動作していない場合）。この配置構成は、電力スティーリングシステムにおいて電力を節約する場合において有利であり得る。
【０１０９】
図１７は、一実施形態による、近接度閾値の更新によりサーモスタットのユーザインターフェースの動作を最適化する方法の簡略フローチャート１７００を示す。この方法は、時間間隔におけるセンサー測定履歴を読み取ること（１７０２）を備え得る。一実施形態において、時間間隔は定期的であり得、これにより、ヘッドユニットプロセッサは、バックプレートプロセッサからの定期的送信に応答して覚醒し得る。別の実施形態において、時間間隔は、スリープ状態とヘッドユニットプロセッサのアクティブ状態との間の遷移に基づき得る。例えば、バックプレートプロセッサは、ヘッドユニットプロセッサが覚醒するたび、データをヘッドユニットプロセッサへ送り得るが、これは、特にヘッドユニットプロセッサがサービス温度事象および／またはユーザインターフェース操作事象において覚醒する場合において、定期的間隔によって規定されない場合もある。
【０１１０】
この方法は、物理的近接度事象を決定することも含み得る（１７０４）。一実施形態において、物理的近接度事象は、ユーザが電子インターフェースを視認するためにサーモスタットに接近していることに対応するセンサー応答に対応し得る。別の実施形態において、物理的近接度事象は、ユーザインターフェースを実際に操作しているユーザに対応するセンサー応答に対応し得る。上述したように、近い時間間隔時において他のセンサーの応答を調査することにより、単一の選択されたセンサーと関連付けられた物理的近接度事象を決定することができる。一実施形態において、その後、物理的近接度事象をセンサー測定履歴から除去し、周囲ノイズレベルに基づいて閾値を計算することができる。別の実施形態において、その後、物理的近接度事象をセンサー測定履歴から隔離し、ユーザ応答レベルに基づいて閾値を計算することができる。
【０１１１】
この方法は、閾値を変更すべきかを決定すること（１７０６）をさらに含み得る。一実施形態において、時間間隔におけるセンサー測定履歴によって計算された新規閾値が特定のパーセンテージだけ変化した場合、閾値のみを変更すればよい。例えば、新規閾値が既存の閾値よりも１％だけ多いかまたは少ない場合、閾値は変更しなくてよい。別の実施形態において、任意の変化が有る場合、閾値が更新され得る。さらに別の実施形態において、新規計算された閾値を以前の閾値と共に平均化することにより、測定異常による影響を低減する。別の実施形態において、所定のパーセンテージを超えて変化する閾値が捨象され得る。例えば、新規計算された閾値が既存の閾値の２倍である場合、新規計算された閾値が捨象され得る。新規計算された閾値に対し、以前の閾値に関連して重み付けされた値が割り当てられ得、この閾値が相応に更新され得る。例えば、より多くの活動が予測される場合、夜間に計算された閾値の重み付けを、日中に計算された閾値の重み付けよりも小さくすることができる。当業者であれば、本開示を鑑みれば、これらの実施形態による閾値を更新すべき時期および様態を決定するためのこれらの様々な方法を組み合わせまたは変更することができる。
【０１１２】
閾値を変更すべきであると決定された場合、方法は、閾値を更新すること（１７０８）をさらに含み得る。更新された閾値は、以前の閾値およびメモリ位置を単に上書きし得る。あるいは、更新された閾値が閾値のベクトル中に保存され得、これにより、閾値履歴が維持される。閾値履歴を用いて、将来計算される閾値を計算および／または試験することができる。一方、閾値を変更すべきではないと決定された場合、方法は、新規センサーデータを待機することをさらに含み得る（１７１０）。ヘッドユニットプロセッサが新規閾値を計算し、現在の閾値を更新すべきかを決定する実施形態において、ヘッドユニットプロセッサは、この時点においてスリープ状態に入り得る。その後、バックプレートプロセッサは、新規センサーデータを監視し、ヘッドユニットプロセッサを定期的時間間隔で覚醒させるか、または、ヘッドユニットプロセッサが他の理由に起因して覚醒した場合、センサー測定の新規履歴を提供する。
【０１１３】
一実施形態において、複数の異なる要素の結合処理に少なくとも部分的に基づいて、近接度閾値を自動調節することができる。１つの要素は、複数のセンサーのうち少なくとも１つによって検出される複数の近接度事象の履歴を備え得る。別の要素は、ユーザが実際にユーザインターフェースを操作した複数のユーザインターフェース操作事象の履歴を備え得る。物理的近接度事象と操作事象との相関が高い場合、近接度閾値をより非制限的にすることができる。換言すれば、サーモスタットのユーザインターフェースを実際に操作しているユーザに第１の近接センサーの応答が対応する場合、閾値が低減され得る。同様に、物理的近接度事象と操作事象との相関が低い場合、近接度閾値をより制限的にすることができる。これは、ユーザがユーザインターフェースを操作するために立ち止まることなくサーモスタットを頻繁に通過する状況に対応し得る。これらの場合において、電子表示部をオンにする理由は全く無く、サーモスタットがアクティブ表示モードに入る前にユーザをサーモスタットにより近接させるために、閾値を増加させることができる。
【０１１４】
上記の議論においては単一の閾値に着目しているが、これらの動作は、１つ以上のセンサー応答から構築された近接プロファイルにも適用することができることが理解される。この場合、単一の閾値について上記したように、近接プロファイルを構成する各センサーに関連する閾値または間隔を個々に更新および調節することができる。
【０１１５】
図１８は、一実施形態による、近接度閾値に違反しているかを決定する方法の簡略フローチャート１８００を示す。この方法は、センサー応答を受信すること（１８０２）を備え得る。センサー応答は、近接センサーおよび／または本明細書中に記載の他のセンサーを備え得る。この方法はまた、入力を閾値と比較することを備え得る（１８０４）。この比較は、ヘッドユニットプロセッサを覚醒させることまたは電子インターフェースをオンにすることなく、バックプレートプロセッサによって行われ得る。この比較は、１組のセンサー応答について定期的に行われ得るか、または、センサー応答が処理システムへ送られるたびに行われ得る。
【０１１６】
この方法は、閾値に違反しているかを決定すること（１８０６）をさらに含み得る。一実施形態において、センサー応答のうち１つ以上が近接度閾値以上である場合、閾値の違反が発生し得る。別の実施形態において、センサー応答のうち１つ以上が近接度閾値以下である場合、閾値の違反が発生し得る。別の実施形態において、複数のセンサー応答が閾値によって提示された値を超えた場合、閾値の違反が発生し得る。さらに別の実施形態において、センサー応答の頻度が閾値頻度を超えた場合または時間間隔内の閾値応答数が閾値を超えた場合、閾値の違反が発生し得る。閾値に違反する他の方法も様々な実施形態によって企図されるが、簡潔さのため、ここでは明記しない。しかし、当業者にとって、本開示を鑑みれば、これらの様々な実施形態が明らかである。
【０１１７】
閾値に違反していると決定された場合、方法は、電子表示部をアクティブ表示モードで動作させること（１８０８）をさらに含み得る。１つの実施形態において、電子表示部が既にアクティブ表示モードで動作している場合、アクションをとる必要は無い。しかし、電子表示部がアクティブ表示モードで動作していない場合、処理システムは、電子表示部をアクティブ表示モードへ遷移させ得る。一方、閾値に違反していない場合、処理システムは、さらなるセンサー応答と閾値との比較を待機し得る。
【０１１８】
図１９は、本明細書中において「人通りの多い廊下」の問題と呼ばれる特殊な状況の俯瞰図１９００を示す。この問題は、サーモスタットのユーザインターフェースを視認または操作することを望んでいるユーザに対応していない多数の物理的近接度事象が所定の時間間隔内に発生する状況により、特徴付けられ得る。このような状況は、「人通りの多い廊下」またはサーモスタットとの相互作用を望んでいない人々がサーモスタットのそばを歩く他の任意の領域において発生し得る。図１９に示すように、応答領域１９０４を含む第１の近接センサーの距離に対応して、閾値を設定することができる。複数の人（例えば、人１９０６、人１９０８および／または人１９１０）が、ユーザインターフェースの視認またはユーザインターフェースとの相互作用を意図することなく、廊下内においてサーモスタット１３０２のそばを歩き得る。
【０１１９】
この状況における問題として、少なくとも１つの近接センサーの近接度閾値に違反したかまたは少なくとも１つの近接センサーの近接度閾値を上回った場合、各ユーザが接近しているため電子表示部をアクティブ表示モードにすべきであるとサーモスタットが誤判断し得る点がある。この状況において閾値に違反するたびに電子表示部が実際にアクティブ表示モードに遷移した場合、充電池は、信頼性のあるサーモスタット動作に対応する所定のレベルを最終的に下回り得る。換言すれば、電子表示部が過度に頻繁にオンになった場合、充電池が枯渇して、信頼性のあるレベルを下回る。
【０１２０】
この問題を解消するため、所定の活動閾値を設定することができる。ユーザインターフェースの対応する操作事象を必要とすることなく電子表示部がアクティブ状態に遷移することが可能な場合、所定の活動閾値は、所定の時間間隔内における最大数に対応し得る。換言すれば、（ユーザが実際にユーザインターフェースを操作することなく）例えば１２時間にわたって電子表示部をオンにすることが可能な回数について上限を設定することができる。この活動閾値に違反が出た場合、処理システムは、操作事象を要求した後、電子表示部をアクティブ表示モードで動作させることができる。
【０１２１】
さらに、この活動閾値に違反した場合、近接度閾値をより制限的に変更することができる。よって、図１９の人通りの多い廊下状況の場合、閾値は、通常の計算よりもより制限的になる。例えば、活動閾値が無い場合に計算される通常の近接度閾値は、距離１９０２に対応し得る。これと対照的に、活動閾値の違反を考慮に入れる場合、近接度閾値は距離１９１４に制限され得る。
【０１２２】
よって、一実施形態において所定の時間間隔における物理的近接度事象に応答して電子表示部がアクティブ表示モードにされた追跡された回数に基づいて、近接度閾値を自動調節することができる。追跡された回数が所定の活動閾値を超えた場合、近接度閾値をより制限的にすることができる。その結果、物理的近接度事象に応答して電子表示部を過度にアクティブ表示モードにする回数を有効に低減することができる。
【０１２３】
図２０Ａ〜図２０Ｂは、一部の実施形態による、前向きＰＩＲセンサーおよび下向きＰＩＲセンサーの視界を示す。、一部の実施形態による。サーモスタット１３０２が壁２０１０上に取り付けられた様子が図示されている。上述したように、一部の実施形態によれば、サーモスタット１３０２は、サーモスタットである（例えば、本明細書中に図示および記載のサーモスタット６０２）。サーモスタット１３０２内のＰＩＲセンサー１０５２は、二点鎖線矢印で示すように、下方に方向付けられた視界を有する。サーモスタット１３０２とすぐに相互作用をしたいと望んでいるユーザ２０００が接近している様子も図示される。充電池中の電力を節約するために、サーモスタット１３０２は、特定の部品をオフにするかまたはスリープにする（例えば、ヘッドユニットマイクロプロセッサ、ＬＣＤ表示）。本明細書中に記載のように、ユーザの接近を予測することにより、スリープ中の部品を覚醒させた後にユーザが実際にサーモスタットに触れることが可能になるため、ユーザのサーモスタットとの相互作用経験が大幅に向上することが分かっている。一般的に、部品の覚醒に時間がかかるほど、より長い距離ｄを設計する必要がある。しかし、より長距離になるほど、ユーザ単にサーモスタットのそばを歩いているときにサーモスタットが覚醒する「誤アラーム」も増加するため、トレードオフが存在する。第２のＰＩＲセンサー１０５２の下方視界を設計する際、壁に取り付けられたサーモスタットの直前の床上のコーンまたはゾーンを考慮すべきである。センサー１０５２の面を図１２Ｅに示すように１５度だけ下方に傾斜させると、内部構造およびフレネルレンズ１０１０を通じたビューを鑑みて適切であることが分かっている。センサー１０５２を傾斜させた場合、反射に起因する損失が低減し（より多くのエネルギーがセンサー１０５２に到達するようになり）、レンズ１０１０上のフレネルレンズパターン１２１０を通じて「見る」ことが可能なセンサー領域も増加する。距離ｄは約１〜２メートルにすべきであり、このような距離にすることにより、ユーザがユニットに触れるまでに、ヘッドユニットマイクロプロセッサおよびＬＣＤ表示をオンにする（これには１秒未満かかる）ための十分な時間を確保することができることが概ね分かっている。１〜２メートルの距離にすることにより、過度の誤アラーム（例えば、そばを歩いているだけなのにヘッドユニットが覚醒される）を起こすことなく、ヘッドユニットを覚醒させるための適切な警告が得られることが分かっている。詳細には、一部の実施形態によれば、平均壁取付高さが１．５メートルである場合、センサー１０５２の最大視野角を４５度にすれば、１．５メートルの距離ｄに適していることが分かっている。また、図２０Ａ中、より大型のＰＩＲセンサー１０５０の垂直視界が図示される。占有感知目的のため、水平方向から上方に３度〜水平方向より下方に１３度の垂直視界（合計約１６度）とすると、適切であることが分かっている。センサー１０５０の視界をゾーンＡとして示し、センサー１０５２の視界をゾーンＢとして示す。
【０１２４】
図２０Ｂ中、一部の実施形態によるＰＩＲセンサーの水平視界を示す。約１７０度の水平視界を達成することができ、これらの用途に適していることが分かっている。一部の実施形態によれば、占有感知ＰＩＲ１０５０の適切な範囲は、図２０Ｂに示すように約１０メートルである。
【０１２５】
近接閾値の調節のための技術についてサーモスタットについて記載してきたが、一部の実施形態によれば、記載の技術は複数の他のデバイス（特に、ユーザ相互作用の予測による利益を受けるデバイス）において用いることが可能である。例を挙げると、家庭用アラームシステム、ハザード検出ユニット、通路インターフェースデバイス、壁光スイッチ、壁プラグインターフェース、電化製品（例えば、オーブン、冷蔵庫、壁空調機、テレビ、食器洗浄機、衣服用洗濯機および乾燥機、照明、ステレオ）があり、そのうちいくつかを図１に示す。一部の代替的実施形態によれば、例えば、１つ以上のインテリジェント型の多感知型のネットワーク接続された通路インターフェースデバイス６０６は、記載の技術を用いて、他のセンサーデータ（例えば、家のそばを歩いている人（例えば、家が市街地に有る場合、玄関口は街路の近隣にある））から、ドアベルを鳴らすかまたはドアを開ける者を適合的に区別する。いくつかの他の実施形態によれば、本明細書中に記載される技術は、特定の部屋、廊下またはガレージなどに進入する（特定の照明器具を利用する）居住者を特定の照明器具を利用しない居住者から適合的に区別するために、用いられる。例えばスマート壁スイッチ６０８は、読書灯を作動させ得、読書時に頻繁に用いられる椅子にユーザが来た場合に自動的にオンになるように、本明細書中に記載の技術を介して「訓練」することができる。他のこのような例を挙げると、他の種類の照明および娯楽装置がある。別の実施形態によれば、お湯の必要性と関連付けられた活動（例えば、シャワー、食器洗浄および／または衣類洗浄）が検出された場合、スマート水ヒータを作動させることができる。
【０１２６】
本発明の多くの変更および修正が、前述の説明を読んだ後に当業者に疑いなく明らかとなるであろう一方で、例証として示され、記載される特定の実施形態は、限定するものと見なされるようには決して意図されないことを理解すべきである。したがって、好ましい実施形態の詳細への参照は、それらの範囲を限定するよう意図されない。
【符号の説明】
【０１２７】
１００  サーモスタット
１０８  外側キャップ
１１２  外輪
１１２  リング
１１４  カバー
１１６  電子表示部
１１６  ユーザインターフェース
１２０  中央数値
１２４  金属部位
１３０  センサー
１６０  処理システム
１６４  表示ドライバ
１６６  無線通信システム
１７０Ａ  アクティブ近接センサー
１７０Ａ  近接センサー
１７０Ｂ  周囲光センサー
２０８  サーモスタット
２１０  ヘッドユニット
２１２  バックプレート
３１０  フレーム
３２０  バックプレート回路基板
３２２  ワイヤコネクタ
３２４  コンデンサ
３３０  ヘッドユニット
３３２  バックプレート
３４０  回路基板
３４２  操作センサー
３４４  充電池
３５０  取付用アセンブリ
３６０  電子表示部
４０２  電子表示部
４０４  音声システム
４０６  操作センサー
４０８  ユーザインターフェース
４１０  無線通信
４１２  モジュール
４１４  ＺｉｇＢｅｅモジュール
４１６  コアサーモスタット動作
４１８  占有感知
４２０  建物特性
４２２  動作スケジュール
４２４  グローバル状態オブジェクト
４２６  クラウド管理システム
４３０  バックプレート処理機能
４３２  インターフェース
４３６  インターフェース
４３８  ヘッドユニット処理機能
４４０  ワイヤ挿入感知
４４２  外部回路
４４４  スイッチ作動
４４６  回路
４４８  センサーポーリングインターフェース
４５０  センサー読取メモリ
４６０  電力管理ユニット
４６２  電力管理モジュール
４６２  ブートストラップ調整器
４６４  電力制御回路
４６４  電力スティーリング回路
４６６  降圧形コンバータ
４６８  電池コントローラ
５０８  マイクロコントローラ
５０８  バックプレート処理機能
５１０  電力供給回路
５１０  電力スティーリング回路
５２０  全波ブリッジ整流器
５２２  波形平滑ブリッジ出力コンデンサ
５２２  電池
５２４  バック調整器回路
５２７  バックプレート電力管理回路
５２８  調節回路
５２９  ヘッドユニット電力管理回路
５３０  リチウムイオン電池
５３０  充電池
５３２  ヘッドユニット処理機能
５３２  ヘッドユニット処理システム
６０２  サーモスタット
６０２，６０４，６０６，６０８，６１０，６１２，６１４，６１６  デバイス
６０３  システム
６０４  多感知ハザード検出ユニット
６０４  ハザード検出ユニット
６０６  通路インターフェースデバイス
６０８  壁光スイッチ
６０８  光スイッチ
６０８  スマート壁スイッチ
６１０  壁プラグインターフェース
６１２  電化製品
６１４  プールヒーター
６１６  灌漑システム
６４０  レガシー電化製品
６４２  レガシー電化製品
６５０  構造
６５２  部屋
６５４  壁
６５６  床
６５８  天井
６６０  無線ルータ
６６２  インターネット
６６４  クラウド計算システム
６６４  クラウド計算アーキテクチャ
７０２  動作データ
７０４  サービス
７０４  収集動作データ
７０６  処理エンジン
７０８  導出データ
７２４  政府エンティティ
７２８  企業
７３０  公益事業会社
７７７  慈善団体
８０２ＤＣ  データ消費者
８０４ＤＳ  データ源
８０６ＳＣ  サービス消費者
８０８ＳＳ  サービス源
８１０  パラダイム
８１０ａ  被管理サービスパラダイム
８１０ｂ  通信パラダイム
８１０ｃ  ソーシャルパラダイム
８１０ｄ  報奨パラダイム
８１６  外部情報
９１２  制御電子
９３０  外部コンプレッサ
９３２  線
９３４  蒸発器コイル
９３６  線
９３８  ファン
９４０  空気ハンドラー
９４２  要素
９４６  リターン空気ダクト
９４８  制御ワイヤ
９５０  レジスタ
９５２  供給空気ダクトシステム
９５２  ダクトシステム
９５４  加湿器
９７０  フィルタ
１０１０  フレネルレンズ
１０１０  フレネルレンズピース
１０１０  レンズ
１０１２  リング
１０１２  外輪
１０１２  回転リング
１０１２  （リング回転のために操作される）外輪
１０１４  透明カバー
１０１４  前面
１０１４  カバー
１０１４  曲線状カバー
１０１４  前レンズ
１０１４ｉ  中央部位
１０１４ｏ  外側部位
１０１６  電子表示部
１０１６  中央電子表示部
１０１６  中央表示
１０１６  表示
１０２０  中央数値
１０２２  充電池
１０２２  リチウムイオン電池
１０２２  電池
１０２４  再充電回路
１０２４  電池再充電回路
１０４０  ヘッドユニット
１０４２  バックプレート（または壁ドック）
１０４２  バックプレート
１０４２  バックプレートユニット
１０５０  受動型赤外線センサー
１０５０  センサー
１０５２  センサー
１０５２  近接センサー
１０６０  処理システム
１０６４  表示ドライバ
１０６６  無線通信システム
１１３０  ヘッドユニット前方アセンブリ
１１３２  電池アセンブリ
１１３４  下部フレーム
１１３６  後部カバー
１１３６  ヘッドユニット後部カバー
１１５０  基板
１１５２  ヘッドユニット上部フレーム
１１５２  上部フレーム
１１５６  遮蔽缶
１１５６  後部遮蔽缶
１１６０  娘基板
１１６２  モジュール
１１６４  電池取付膜
１１６４  膜
１１６６  接続ワイヤ
１１７０  バックプレートカバー
１１７２  泡レベル
１１７４  ホルダ
１１８０  バックプレート回路基板
１１８２  バックプレートリアプレート
１１８４  ワイヤコネクタ
１１８６  コンデンサ
１１９０  中央円形開口部
１１９２  取付穴
１１９２  上部壁取付穴
１２１０  フレネルレンズ要素
１２１０  フレネルレンズパターン
１２１２  小型レンズ
１２１４  彫刻部
【図１】
2015148436.tif 000003
【図２】
2015148436.tif 000004
【図３Ａ】
2015148436.tif 000005
【図３Ｂ】
2015148436.tif 000006
【図４Ａ】
2015148436.tif 000007
【図４Ｂ】
2015148436.tif 000008
【図５】
2015148436.tif 000009
【図６】
2015148436.tif 000010
【図７】
2015148436.tif 000011
【図８】
2015148436.tif 000012
【図９】
2015148436.tif 000013
【図１０Ａ】
2015148436.tif 000014
【図１０Ｂ】
2015148436.tif 000015
【図１０Ｃ】
2015148436.tif 000016
【図１０Ｄ】
2015148436.tif 000017
【図１１Ａ】
2015148436.tif 000018
【図１１Ｂ】
2015148436.tif 000019
【図１１Ｃ】
2015148436.tif 000020
【図１１Ｄ】
2015148436.tif 000021
【図１１Ｅ】
2015148436.tif 000022
【図１１Ｆ】
2015148436.tif 000023
【図１１Ｇ】
2015148436.tif 000024
【図１１Ｈ】
2015148436.tif 000025
【図１２Ａ】
2015148436.tif 000026
【図１２Ｂ】
2015148436.tif 000027
【図１２Ｃ】
2015148436.tif 000028
【図１２Ｄ】
2015148436.tif 000029
【図１２Ｅ】
2015148436.tif 000030
【図１２Ｆ】
2015148436.tif 000031
【図１３】
2015148436.tif 000032
【図１４】
2015148436.tif 000033
【図１５】
2015148436.tif 000034
【図１６】
2015148436.tif 000035
【図１７】
2015148436.tif 000036
【図１８】
2015148436.tif 000037
【図１９】
2015148436.tif 000038
【図２０Ａ】
2015148436.tif 000039
【図２０Ｂ】
2015148436.tif 000040
【外国語明細書】
2015148436000001.pdf