(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
調節可能な空中光リンクならびに光ファイバ、ライトガイドおよびそれらの組合せを含むグループから選ばれた光ケーブルの中の少なくとも１つを含む光グリッドを介して、リレー、半導体リレー、スイッチ、半導体スイッチ、ＡＣアウトレット、ＡＣ電流センサ、およびこれらの組合せを含むグループから選ばれたＡＣ電力デバイスの少なくとも１つを、ホームオートメーション制御装置、ホームオートメーション制御ディストリビュータ、ビデオインターホンモニタ、ショッピング端末、光ドライバ、光中継器、命令変換器、電流流出データ受信機、キーパッドおよびそれらの組合せを含むグループから選ばれた少なくとも１つの制御ステーションと接続する方法であって、
前記制御ステーションは、第１の光送信機および第１の光受信機の中の少なくとも１つを含み、前記デバイスは、少なくとも一方向光信号を伝播するために第２の光受信機および第２の光送信機の中の少なくとも１つを含むものであり、
ａ．切断、整形、研磨、ラップ仕上げ、プラグの嵌合およびそれらの組合せを含むグループから選ばれたプロセスによって、前記光ケーブルの１つの両端を成端するステップと、
ｂ．前記処理されたケーブルの一方の端を前記第１の光送信機の光アクセスに、さらに前記処理されたケーブルの他方の端を前記第２の光受信機の光アクセスに付け固定するステップと、
ｃ．制御命令を含む前記一方向光信号を前記制御ステーションから前記デバイスに伝播するステップと
を含むことを特徴とする少なくとも１つのＡＣ電力デバイスを接続する方法。
【請求項２】
前記処理されたケーブルの前記一方の端は、前記第２の光送信機の光アクセスに付けられ固定され、さらに前記処理されたケーブルの前記他方の端は、前記第１の光受信機の光アクセスに付けられ固定され、
確認、状態、電流流出、データおよびそれらの組合せを含むグループから選ばれた前記一方向光信号を前記デバイスから前記制御ステーションに伝播するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の少なくとも１つのＡＣ電力デバイスを接続する方法。
【請求項３】
前記光信号を両方向に伝播するために、前記制御ステーションは、前記第１の光送信機と前記第１の光受信機の両方を含み、さらに前記デバイスは、前記第２の光受信機と前記第２の光送信機の両方を含み、
ａ．第２の前記光ケーブルの両端を前記処理によって成端するステップと、
ｂ．前記第２の処理されたケーブルの一方の端を前記第１の光受信機の光アクセスに付け固定し、さらに前記第２の処理されたケーブルの他方の端を前記第２の光送信機の光アクセスに付け固定するステップと、
ｃ．制御命令、確認、状態、電流流出、データおよびそれらの組合せを含むグループから選ばれた前記光信号を、前記制御ステーションと前記デバイスの間で両方向に伝播するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の少なくとも１つのＡＣ電力デバイスを接続する方法。
【請求項４】
単一の前記光媒体ケーブルを介して前記光信号を両方向に伝播するために、前記制御ステーションは、さらに、前記第１の光送信機と前記第１の光受信機を第１のトランシーバに組み合わせるための第１のプリズムを含み、前記デバイスは、さらに、前記第２の光受信機と前記第２の光送信機を第２のトランシーバに組み合わせるための第２のプリズムを含み、
ａ．前記単一光媒体ケーブルの両端を前記処理によって成端するステップと、
ｂ．前記処理された単一光ケーブルの各々の端を前記第１のプリズムおよび前記第２のプリズムの光アクセスに付け固定するステップと、
ｃ．制御命令、確認、状態、電流流出、データおよびそれらの組合せを含むグループから選ばれた両方向光信号を、前記制御ステーションと前記デバイスの間で伝播するステップと
を含むことを特徴とする請求項１に記載の少なくとも１つのＡＣ電力デバイスを接続する方法。
【請求項５】
前記第１の光送信機は、第１のＩＲ送信機であり、前記第２の光受信機は、第２のＩＲ受信機であり、さらに、前記デバイスの前面プレートは、前記第２のＩＲ受信機を前記第１のＩＲ送信機の見通し線の中に調節して入れロックする調節可能な保持器を掴むように構造化され、
ａ．前記デバイスを電気システムに接続し、さらにその電気システムを、前記第１のＩＲ送信機に見通しアクセスできる表面に取り付けるステップと、
ｂ．前記ＩＲ受信機が前記見通し線の中にしっかり捉えられるまで前記保持器を調節するステップと、
ｃ．制御命令を含む一方向ＩＲ信号を前記制御ステーションから前記デバイスに伝播するステップと
を含むことを特徴とする請求項１に記載の少なくとも１つのＡＣ電力デバイスを接続する方法。
【請求項６】
前記第１の光受信機は、第１のＩＲ受信機であり、前記第２の光送信機は、第２のＩＲ送信機であり、さらに、前記デバイスの前面プレートは、前記第２のＩＲ送信機を前記第１のＩＲ受信機の見通し線の中に調節して入れロックする調節可能な保持器を掴むように構造化され、
ａ．前記デバイスを電気システムに接続し、さらにその電気システムを、前記第１のＩＲ受信機に見通しアクセスできる表面に取り付けるステップと、
ｂ．前記第２のＩＲ送信機が前記見通し線の中にしっかり捉えられるまで前記保持器を調節するステップと、
ｃ．確認、状態、電流流出、データおよびそれらの組合せを含むグループから選ばれた一方向ＩＲ信号を、前記デバイスから前記制御ステーションに伝播するステップと
を含むことを特徴とする請求項１に記載の少なくとも１つのＡＣ電力デバイスを接続する方法。
【請求項７】
前記第１の光送信機は、第１のＩＲ送信機であり、前記第１の光受信機は、第１のＩＲ受信機であり、前記第２の光受信機は、第２のＩＲ受信機であり、前記第２の光送信機は、第２のＩＲ送信機であり、さらに前記デバイスの前面プレートは、前記第１のＩＲ受信機および前記第１のＩＲ送信機と前記ＩＲ信号を両方向に交換するための見通し線の中に前記第２のＩＲ送信機および前記第２のＩＲ受信機をそれぞれ調節して入れロックするために各１個の、２個の調節可能な保持器を支持し掴むように構造化され、
ａ．前記第２のＩＲ送信機および前記第２のＩＲ受信機が前記見通し線の中にしっかり捉えられるまで前記保持器を調節するステップと、
ｂ．制御命令、確認、状態、電流流出、データおよびそれらの組合せを含むグループから選ばれた両方向ＩＲ信号を、前記制御ステーションと前記デバイスの間で伝播するステップと
を含むことを特徴とする請求項１に記載の少なくとも１つのＡＣ電力デバイスを接続する方法。
【請求項８】
前記デバイスは、手動ＳＰＤＴスイッチを含む電力回路の中におよびホームオートメーションの前記光グリッドの中にＡＣ電気器具を一体化するためのＳＰＤＴ半導体スイッチおよびＳＰＤＴリレーの中の１つであり、前記ＳＰＤＴ半導体スイッチおよび前記手動ＳＰＤＴスイッチ各々は、極端子およびデュアルトラベラ端子を含み、
ＳＰＤＴ半導体スイッチおよびＳＰＤＴリレーの中の前記１つは、標準電気ボックスの中に取り付けるのに適した形状およびサイズを持ち、さらに、前記光グリッドを通し前記第２の光受信機および前記第２の光送信機の中の前記少なくとも１つを介して前記制御命令を受信することおよび電気器具の状態を送信することの少なくとも１つのためにアドレスおよび電気器具識別を設定するために、ＣＰＵならびに、設定スイッチおよびメモリの中の少なくとも１つを備え、
ａ．ＳＰＤＴ半導体スイッチおよび前記リレーの中の前記１つの前記デュアルトラベラ端子を、前記手動ＳＰＤＴスイッチの前記デュアルトラベラ端子に接続するステップと、
ｂ．一方の前記極端子を前記電力回路の活ＡＣに、他方の前記極端子を前記電気器具に接続するステップと、
ｃ．設定スイッチおよび前記メモリの中の前記少なくとも１つを通してアドレスを設定するステップと、
ｄ．前記手動ＳＰＤＴスイッチ、および前記光グリッドを通して前記第２の光受信機に伝播される前記命令の中の少なくとも１つを介して前記電気器具を操作するステップと、
ｅ．確認、状態、電流流出、データおよびそれらの組合せを含むグループから選ばれた光信号を、前記光グリッドを介して前記第２の光送信機から前記制御ステーションの前記第１の光受信機に伝播するステップと
を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の少なくとも１つのＡＣ電力デバイスを接続する方法。
【請求項９】
前記デバイスは、手動ＳＰＤＴスイッチを含む電力回路の中におよびホームオートメーションの前記光グリッドの中にＡＣ電気器具を一体化するためのＳＰＤＴ半導体スイッチおよびＳＰＤＴリレーの中の１つであり、前記ＳＰＤＴ半導体スイッチおよび前記手動ＳＰＤＴスイッチ各々は、極端子およびデュアルトラベラ端子を含み、
ＳＰＤＴ半導体スイッチおよびＳＰＤＴリレーの中の前記１つは、標準電気ボックスの中に取り付けるのに適した形状およびサイズを持ち、さらに、前記光グリッドを通し前記第２のＩＲ受信機および前記第２のＩＲ送信機の中の前記少なくとも１つを介して前記制御命令を受信することおよび電気器具状態を送信することの少なくとも１つのためにアドレスおよび電気器具識別を設定するために、ＣＰＵおよび、設定スイッチおよびメモリの中の少なくとも１つを備え、
ａ．前記ＳＰＤＴ半導体スイッチの前記デュアルトラベラ端子を前記手動ＳＰＤＴスイッチの前記デュアルトラベラ端子に接続するステップと、
ｂ．一方の前記極端子を前記電力回路の活ＡＣに、他方の前記極端子を前記電気器具に接続するステップと、
ｃ．設定スイッチおよび前記メモリの中の前記少なくとも１つを通してアドレスを設定するステップと、
ｄ．前記手動ＳＰＤＴスイッチ、および前記光グリッドを通して前記第２のＩＲ受信機に一方向に伝播される前記命令の中の少なくとも１つを介して前記電気器具を操作するステップと、
ｅ．確認、状態、電流流出、データおよびそれらの組合せを含むグループから選ばれた光信号を、前記光グリッドを介して前記第２のＩＲ送信機から前記制御ステーションの前記第１のＩＲ受信機に伝播するステップと
を含むことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の少なくとも１つのＡＣ電力デバイスを接続する方法。
【請求項１０】
前記ＣＰＵは、直線遷移およびプログラムされたステップの中の少なくとも１つによって、前記半導体スイッチから前記電気器具に供給されるＡＣ電圧レベルおよびＡＣ電流流出の中の少なくとも１つを増加させることおよび減少させることのために少なくとも１つにプログラムされることを特徴とする請求項８または９に記載の少なくとも１つのＡＣ電力デバイスを接続する方法。
【請求項１１】
リレー、半導体リレー、スイッチ、半導体スイッチ、ＡＣアウトレット、ＡＣ電流センサおよびそれらの組合せを含むグループから選ばれたＡＣ電力デバイスであって、
前記デバイスは、調節可能な空中光リンクならびに光ファイバ、ライトガイドおよびそれらの組合せを含むグループから選ばれた光ケーブルの中の少なくとも１つを備える光グリッドを介して、ホームオートメーション制御装置、ホームオートメーション制御ディストリビュータ、ビデオインターホンモニタ、ショッピング端末、光ドライバ、光中継器、命令変換器、電流流出データ受信機、キーパッドおよびそれらの組合せを含むグループから選ばれた制御ステーションに、光信号を伝播するために、第２の光受信機および第２の光送信機の中の少なくとも１つを含み、前記制御ステーションは、第１の光送信機および第１の光受信機の中の少なくとも１つを含み、
切断、整形、研磨、ラップ仕上げ、プラグの嵌合およびそれらの組合せを含むグループから選ばれたプロセスによってその両端が成端された少なくとも１つの前記光ケーブルは、前記デバイスを前記制御ステーションに接続し、さらに、
前記制御ステーションおよび前記デバイス各々は、前記第１の光送信機から前記第２の光受信機への制御命令、および前記第２の光送信機から前記第１の光受信機への確認、状態、電流流出、データおよびそれらの組合せの中の少なくとも１つを含む少なくとも一方向光信号を伝播するために、前記少なくとも１つの光ケーブルの前記成端された端を付け固定するための少なくとも１つの光アクセスおよび保持器を含む
ことを特徴とするＡＣ電力デバイス。
【請求項１２】
前記制御ステーションおよび前記デバイス各々は、前記第１の光送信機から前記第２の光受信機への前記制御命令および前記第２の光送信機から前記第１の光受信機への確認、状態、電流流出、データおよびそれらの組合せを含む前記光信号を両方向に伝播するために、２本の前記成端された光ケーブルを付け固定するための２つの前記光アクセスおよび保持器を含む
ことを特徴とする請求項１１に記載のＡＣ電力デバイス。
【請求項１３】
前記制御ステーションは、さらに、前記第１の光送信機と前記第１の光受信機を第１のトランシーバに組み合わせるための第１のプリズムを含み、前記デバイスは、さらに、前記第２の光受信機と前記第２の光送信機を第２のトランシーバに組み合わせるための第２のプリズムを含み、前記アクセスおよび前記保持器各々は、制御命令、確認、状態、電流流出、データおよびそれらの組合せを含むグループから選ばれた両方向光信号を、前記制御ステーションと前記デバイスの間で伝播するために、単一の前記光ケーブルの各々の成端された端を前記第１のプリズムおよび前記第２のプリズムの光アクセスに付け固定するために使用される
ことを特徴とする請求項１１に記載のＡＣ電力デバイス。
【請求項１４】
前記第１の光送信機は、第１のＩＲ送信機であり、前記第２の光受信機は、第２のＩＲ受信機であり、さらに、前記デバイスの前面プレートは、前記制御ステーションから前記デバイスへの制御命令を含む一方向ＩＲ信号を伝播する前記第１のＩＲ送信機の見通し線の中に前記第２のＩＲ受信機を調節して入れロックする調節可能な保持器を掴むように構造化されている
ことを特徴とする請求項１１に記載のＡＣ電力デバイス。
【請求項１５】
前記第１の光受信機は、第１のＩＲ受信機であり、前記第２の光送信機は、第２のＩＲ送信機であり、さらに、前記デバイスの前面プレートは、確認、状態、電流流出、データおよびそれらの組合せを含むグループから選ばれた一方向ＩＲ信号を前記デバイスから前記制御ステーションに伝播するために、前記第２のＩＲ送信機を前記第１のＩＲ受信機の見通し線の中に調節して入れロックする調節可能な保持器を掴むように構造化されている
ことを特徴とする請求項１１に記載のＡＣ電力デバイス。
【請求項１６】
前記第１の光送信機は、第１のＩＲ送信機であり、前記第１の光受信機は、第１のＩＲ受信機であり、前記第２の光受信機は、第２のＩＲ受信機であり、前記第２の光送信機は、第２のＩＲ送信機であり、さらに、前記デバイスの前面プレートは、制御命令、確認、状態、電流流出、データおよびそれらの組合せを含むグループから選ばれた両方向ＩＲ信号を前記制御ステーションと前記デバイスの間で伝播するために、前記第１のＩＲ受信機および前記第１のＩＲ送信機と前記ＩＲ信号を両方向に交換するための見通し線の中に前記第２のＩＲ送信機および前記第２のＩＲ受信機をそれぞれ調節して入れロックするために各１個の、２個の調節可能な保持器を支持し掴むように構造化されている
ことを特徴とする請求項１１に記載のＡＣ電力デバイス。
【請求項１７】
前記デバイスは、手動ＳＰＤＴスイッチを含む電力回路の中におよびホームオートメーションの前記光グリッドの中にＡＣ電気器具を一体化するためのＳＰＤＴ半導体スイッチおよびＳＰＤＴリレーの中の１つであり、前記手動ＳＰＤＴスイッチ、およびＳＰＤＴ半導体スイッチおよびＳＰＤＴリレーの中の前記１つ各々は、極端子およびデュアルトラベラ端子を含み、
ＳＰＤＴ半導体スイッチおよびＳＰＤＴリレーの中の前記１つは、標準電気ボックスの中に取り付けるのに適した形状およびサイズを持ち、さらに、前記光グリッドを通し前記第２の光受信機および前記第２の光送信機の中の前記少なくとも１つを介して前記制御命令を受信することおよび電気器具状態を送信することの少なくとも１つのためにアドレスおよび電気器具識別を設定するためのＣＰＵならびに、設定スイッチおよびメモリの中の少なくとも１つを備え、
前記手動ＳＰＤＴスイッチおよび前記光グリッドを通して前記第２の光受信機に一方向に伝播される前記命令の中の１つを介して前記電気器具を操作するために、ＳＰＤＴ半導体スイッチおよび前記リレーの中の前記１つの前記デュアルトラベラ端子は、前記手動ＳＰＤＴスイッチの前記デュアルトラベラ端子に接続され、一方の前記極端子は前記電力回路の活ＡＣに接続され、他方の前記極端子は前記電気器具に接続され、さらに、
確認、状態、電流流出、データおよびそれらの組合せを含むグループから選ばれた光信号を、前記光グリッドを介して前記第２の光送信機から前記制御ステーションの前記第１の光受信機に伝播することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のＡＣ電力デバイス。
【請求項１８】
前記デバイスは、手動ＳＰＤＴスイッチを含む電力回路の中におよびホームオートメーションの前記光グリッドの中にＡＣ電気器具を一体化するためのＳＰＤＴ半導体スイッチおよびＳＰＤＴリレーの中の１つであり、前記ＳＰＤＴ半導体スイッチおよび前記手動ＳＰＤＴスイッチ各々は、極端子およびデュアルトラベラ端子を含み、
ＳＰＤＴ半導体スイッチおよびＳＰＤＴリレーの中の前記１つは、標準電気ボックスの中に取り付けるのに適した形状およびサイズを持ち、さらに、前記光グリッドを通し前記第２のＩＲ受信機および前記第２のＩＲ送信機それぞれの中の前記少なくとも１つを介して前記制御命令を受信することおよび電気器具状態を送信することの少なくとも１つのためにアドレスおよび電気器具識別を設定するためのＣＰＵおよび、設定スイッチおよびメモリの中の少なくとも１つを備え、
前記手動ＳＰＤＴスイッチならびに前記光グリッドを通して前記第２のＩＲ受信機に一方向に伝播される前記命令の中の１つを介して前記電気器具を操作するために、ＳＰＤＴ半導体スイッチおよび前記ＳＰＤＴリレーの中の前記１つの前記デュアルトラベラ端子は、前記手動ＳＰＤＴスイッチの前記デュアルトラベラ端子に接続され、一方の前記極端子は前記電力回路の活ＡＣに接続され、他方の前記極端子は前記電気器具に接続され、さらに、
確認、状態、電流流出、データおよびそれらの組合せを含むグループから選ばれた光信号を、前記光グリッドを介して前記第２の光送信機から前記制御ステーションの前記第１の光受信機に伝播すること
を特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載のＡＣ電力デバイス。
【請求項１９】
前記ＣＰＵは、直線遷移およびプログラムされたステップの少なくとも１によって、前記半導体スイッチから前記電気器具に供給されるＡＣ電圧レベルおよびＡＣ電流流出の中の少なくとも１つを増加させることおよび減少させることの少なくとも１つのためにプログラムされることを特徴とする請求項１７または１８に記載のＡＣ電力デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＡＣ電力スイッチおよび電気デバイスおよび電気器具を両方向ＩＲ遠隔制御光ファイバおよびライトガイドケーブルを介して遠隔操作する、ビデオインターホンシステムを含むホームオートメーション制御に関連している。
【背景技術】
【０００２】
自宅、マンション、オフィス、およびビルのテレビジョン受信機、家庭用暖房器具、空気調和機、電動式カーテン、照明および他の電気器具のようなＡＣ駆動電気器具を遠隔操作するための赤外（ＩＲ）またはＲＦ送信機を含んだ有線または無線遠隔制御デバイスは、一般に、遠隔制御デバイスを操作する人が、操作される電気器具の場所に居て、ＴＶがオンである、または照明がオフである、または空気調和機が作動されているまたは作動されていないなどの、操作されるデバイスのオンまたはオフ状態を可視手段によって確認して、それらの電気器具をオンオフに切り換える。ＩＲまたは無線遠隔制御デバイスを含めて遠隔制御デバイスの大部分は、電気器具をスイッチでオンおよびオフにするために同じ電力キーを使用するので、現場での操作する人の自己検証がなく、現在利用可能な遠隔制御デバイスの大部分では、電気器具の場所に居ないで確信を持ってオンオフの電力状態を確認することができない。
【０００３】
他方で、両方向通信信号を介して操作されるホームオートメーション用のリレーデバイスは、戻された状態信号によるリレーの状態でシステム制御装置を更新することができる。そのようなシステムが表す問題は、ＡＣ電気配線をカスタマイズするための費用であり、このＡＣ電気配線は、高価で、さらに設計し、取り付け、セットアップするのに専門知識を必要とする。１つの理由は、照明（または、他の電気器具）のオンオフスイッチに使用される配線システムがＡＣ電源の中性電線を必要とせず、含んでいないことである。
【０００４】
一般に配線された電気システムは、スイッチのためにたった２本の電線、すなわちＡＣ活線または熱線と、照明器具または他の電気器具に通じている負荷電線とを提供する。同じ照明または電気器具をオンオフに切り換えるために繋がれるいくつかのスイッチを接続するために、同様な２本だけのトラベラ電線が使用される。スイッチの電気ボックスに中性線のない「２本だけのＡＣ電線」は、一般に使用される電気配線の変更を必要とし、したがって、ホームオートメーションの簡単な導入を妨げる。
【０００５】
さらに、ビル内の活ＡＣ電力線に直接接続されるＡＣ電力デバイスは、電気安全法律、規則および規定に適合し、さらに米国でのＵＬ、ヨーロッパでのＶＤＥまたはＴＵＶ、英国でのＢＳおよび他の国における同様な団体のような団体による認可および証明書を得るために、試験されなければならない。そのうえ、知られているＡＣ配線規定の多くは、ＡＣ電線と低電圧配線制御システムを同じ電気ボックスの内部で接続すること、および／またはＡＣ電力電線および低電圧制御線を同じリレー、遠隔操作スイッチおよび／または調光器のような電力デバイスに接続すること、を禁じている。このために、そのような電力切換えデバイスの遠隔制御回路は、スイッチの内部に構成され、ＡＣ電力によって電力を供給されなければならない。
【０００６】
ホームオートメーションシステムの遠隔制御の重大さは、インターネットを通しＰＣを介して、携帯電話を介して、および／または他のＰＤＡデバイスを介して、電気器具を遠隔操作で、スイッチでオンおよびオフにすることができることである。しかし、そのような遠隔制御に関する問題は、操作される電気器具の確認されたオンオフ状態および／または所定の家、オフィス、マンションまたはビルのすべての遠隔制御される電気器具をカバーする状態報告を利用できることを必要とすることである。
【０００７】
オンオフ状態または待機状態を検出するそのようなデバイスは、２００７年１０月１８日の日付になっている（特許文献１）に開示され、さらに、ＡＣ電力スイッチおよびＡＣ駆動電気器具を操作するＩＲ遠隔制御デバイスと共にＩＲ遠隔制御システムを介して、そのようなオンオフまたは待機状態を通信するＩＲデバイスが、２００７年１１月１４日の日付になっている（特許文献２）に開示されており、両方の出願、（特許文献１および２）の内容は参照して本明細書に組み込まれる。
【０００８】
同様に、遠隔制御デバイスをビデオインターホンシステムおよびショッピング端末と共に一体化するそのような方法および装置は、また、２００４年１２月２８日の日付になっている（特許文献３）および２００６年８月２４日の日付になっている（特許文献４）に開示されている。
【０００９】
開示され知られている電力切換えおよび制御デバイスすべてに関して、制御信号を供給し切換え状態信号を取り出すために、これらのデバイスにアクセスする必要がある。しかし、米国を含めて多くの国の電気安全規定のために、同じ電気ボックスの内部で低電圧通信線をＡＣ電力スイッチまたは調光器に接続することは許されない。
【００１０】
無線およびＩＲ遠隔制御デバイスは、両方向通信のために使用することができるが、ＩＲ遠隔制御では見通し線が必要であり、無線の場合には、信号が住宅内の他の部屋の中のデバイスに届かないことがある。このことは、器具状態のオンオフ切換えおよび確認の命令の不確実さを表し、低電圧駆動制御デバイスとＡＣ電力スイッチまたは調光器との間の相互接続を介した確実な確認可能な通信が必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許出願第１１／８７４３０９号明細書
【特許文献２】米国特許出願第１１／９３９７８５号明細書
【特許文献３】米国特許出願第１１／０２４２３３号明細書
【特許文献４】米国特許出願第１１／５０９３１５号明細書
【特許文献５】米国特許出願第１０／８６４３１１号明細書
【特許文献６】ＰＣＴ国際出願ＰＣＴ／ＵＳ０５／１９５６４号明細書
【特許文献７】米国特許第５９２３３６３号明細書
【特許文献８】米国特許第６６０３８４２号明細書
【特許文献９】米国特許第６９４０９５７号明細書
【発明の概要】
【００１２】
本発明の目的は、（特許文献１および２）に開示されたＡＣ電流オンオフ感知デバイスを含んだＡＣ電力リレー、調光器、および他のＡＣ電力デバイスを、指定された電気ボックス内に別個に取り付けられた有線低電圧ＩＲ制御デバイスのファイバライトガイドまたは光ファイバケーブルを介して相互接続するための方法および装置を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、上で参照された（特許文献３および４）に記載されているようなドライバ回路を通して、ビデオインターホンおよびショッピング端末から様々な電気器具への制御コードおよび信号を生成することを含めて、ビデオインターホンおよび／または「ショッピング端末」を通して、および／または通信ネットワークを介して電気器具の状態を操作し、監視することである。「ショッピング端末」は、家庭用ショッピング端末を介した簡略化商業ショッピングのための方法および装置に関する２００４年６月８日の日付になっている（特許文献５）および２００５年６月３日の日付になっている（特許文献６）に開示されている。ビデオインターホンシステムは、（特許文献７、８および９）に開示されている。
【００１４】
下記の説明において、活ＡＣという用語は、ＡＣ電力または電源の中性線に対してＡＣ電力または電源の「熱線」を意味する。負荷という用語は、オンオフスイッチまたは調光器を介して中性線と活ＡＣ線の間に接続される照明器具のような電気器具を意味する。
【００１５】
下記の説明において、送信機という用語は、電気信号をＩＲまたは可視光信号に変換するＬＥＤ、レーザまたは他の光放射デバイスを意味する。
【００１６】
伝送という用語は、ハンドヘルド遠隔制御からのような空中へのまたは光ファイバまたはライトガイドケーブル中への、送信機からのＩＲまたは可視光放射を意味する。
【００１７】
受信機という用語は、ＩＲまたは可視光信号を受信し、それを電気信号に変換するフォトダイオード、Ｐｉｎダイオード、フォトトランジスタ、または他の光検出器を意味する。
【００１８】
受信という用語は、ハンドヘルドＩＲ遠隔制御などからの見通し線のある空中で、または光ファイバまたはライトガイドケーブルを介して、ＩＲまたは可視光を受信することを意味する。
【００１９】
トランシーバという用語は、受信された光信号を受信機の方へ偏向させ、伝送された光信号が光媒体ケーブルの中へ入って行くようにすることによって、単一光媒体ケーブルを通して両方向光信号を伝播する光学プリズムに付けられた組合せの送信機と受信機を意味し、または２本の光媒体ケーブルを介して両方向光信号を伝播する組合せの送信機と受信機を意味する。
【００２０】
光信号という用語は、可視スペクトルおよびＩＲスペクトルの範囲内の電磁放射信号を意味する。
【００２１】
ＩＲＡＣ切換えデバイスまたはＡＣデバイスまたはＡＣ駆動デバイスという用語は、機械的接点リレー、半導体リレー、トライアックリレー、調光用のトライアック、およびモータ、電流センサおよびＡＣアウトレットおよびそれらの組合せを制御するトライアックを含めて、ＡＣ電気器具をオンオフに切り換える、遠隔操作で制御されるＡＣ電力デバイスを意味し、ＡＣ電力によって電力を供給されること、または制御された活ＡＣ線に直列に接続されＩＲまたは可視光信号によって遠隔操作されることを特徴とする。
【００２２】
下記の説明で、たとえＩＲだけまたは可視光だけが述べられても、例えばＩＲＡＣデバイスなど、ＩＲおよび可視光の用語は両方を意味することがある。ＩＲまたは可視光という用語は、代替え的に使用され、いずれか一方に限定的であるべきでない。
【００２３】
低電圧ＩＲまたは可視光制御デバイスという用語は、一方向または両方向ＩＲ通信回路、およびＡＣ切換えデバイスと接続するためにライトガイドまたは光ファイバケーブルを付け固定する結合手段を含めて、ＩＲまたは可視光ＡＣ切換えデバイスを制御するための、１２ＶＤＣまたは２４ＶＡＣのような低ＤＣまたはＡＣ電圧で電力を供給される制御デバイスを意味する。
【００２４】
ＩＲまたは可視光ＡＣ電流センサという用語は、ＡＣ切換えデバイスと接続するためにライトガイドまたは光ファイバケーブルを付け固定する結合手段を含めて、上で参照された（特許文献１および２）に開示されているような、ＡＣ電力線を通して流れ出るＡＣ電流を電磁誘導によって検出し、一方向または両方向ＩＲまたは可視光通信回路を介して電流流出状態を生成する低電圧ＩＲ制御デバイスまたはＡＣ駆動電流センサ回路を意味する。
【００２５】
係属中の米国特許出願明細書という用語は、２００７年１０月１８日および２００７年１１月１４日にそれぞれ出願された（特許文献１および２）を意味する。
【００２６】
本発明の、ＡＣ駆動電気器具および他の対象物を遠隔操作する装置は、ＩＲＡＣ切換えデバイスと有線低電圧ＩＲ制御デバイスの間にライトガイドまたは光ファイバケーブルを接続することによって達成されて、電気器具およびＩＲＡＣ切換えデバイスを操作するための命令および接続された電気器具のＡＣ電流状態を含む命令確認を含んだ一方向または両方向ＩＲ信号を通信し、それによって、受信された操作命令に応答して、または電流センサ出力に基づいた問合せ命令（状態データの要求）に応答して電気器具からオンオフ状態信号を生成し、それによって電気住宅器具の誤りのない遠隔制御を実現する。
【００２７】
係属中の米国特許出願明細書と同様な本発明によって提供される解決策は、無線受信機および送信機と共にＡＣスイッチまたはアウトレットの標準サイズのケーシング中にパッケージされたまたはカプセル化された、活ＡＣ線によって電力を供給されるリレー、トライアックおよび電流センサを含むアドオンＩＲまたは可視光駆動ＡＣデバイスを取り付けることであり、また、そのようなパッケージデバイスを使用して、既存の電気スイッチおよび配線全体を取り替えることなしに、電気器具または照明用のどんな型の標準オンオフスイッチでも改良することである。
【００２８】
アドオンＩＲＡＣデバイスのＩＲ受信機および送信機は、ＩＲ中継器がまた相互ライトガイドまたは光ファイバケーブル結合も備えるような、係属中の米国特許出願明細書に開示されたＩＲ中継器の修正されたものを含めて、ＩＲＡＣ切換えデバイス、ＩＲＡＣ電流センサと低電圧ＩＲ伝播デバイスの間で一方向または両方向ＩＲ通信信号を伝播するライトガイドまたは光ファイバケーブルを接続するための結合手段を備える。ライトガイドおよび／または光ファイバケーブルは、絶縁体であるので、同じ電気ボックスの内部でＩＲＡＣ切換えデバイスまたはＩＲＡＣ電流センサに付けることができる。この配列によって、ＡＣ電力からＩＲＡＣ切換えデバイスの制御回路に電力を供給し、ライトガイドを介してＩＲ通信信号を伝播して、ＩＲＡＣ切換えデバイスおよびＩＲＡＣ電流センサを操作することができる。
【００２９】
既存の標準電気スイッチおよびアウトレットを取り替えるのではなく、パッケージされたＩＲＡＣ切換えデバイスおよび／またはＩＲ電流センサデバイスを既存の標準電気スイッチおよびアウトレットに追加する方法は、いくつかの主要な有利点をもたらす。１つは、スイッチおよびアウトレットの全体的なコストを下げることである。というのは、標準的な低コストの大量生産スイッチまたはアウトレットを使用することができるからである。第２の有利点は、「ＩＲＡＣデバイス」がデュアル操作を可能にすることである。すなわち、ＩＲＡＣ切換えデバイスを介した手動操作と並行した、片手遠隔操作による一般に使用されるスイッチおよびアウトレットを介した手動操作である。これらの有利点は、本発明の他の目的であり、係属中の米国特許出願明細書に記載されているように、手動切換え操作と遠隔切換え操作の対立なしに全体的に調和した状態で達成される。
【００３０】
係属中の米国特許出願明細書は、２つの型のスイッチをＡＣ電気器具および照明器具に使用することを教示している。すなわち、２つの別個の場所から照明器具を切り換えるために使用されるような所定の電気器具のオンオフ切換えを行う単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチである。例では、同じ照明器具をオンオフに切り換えるために３個以上のスイッチが必要とされ、他の型の双極双投（ＤＰＤＴ）スイッチが上述の２個のＳＰＤＴスイッチの間に所定の直線−交差構成で接続された。ＤＰＤＴスイッチおよびＤＰＤＴリレーは、また、「転極器」または４方向スイッチまたはリレーとしても知られている。
【００３１】
したがって、本発明の目的の１つは、照明器具または他の電気器具を操作するためにＳＰＤＴ光スイッチに接続されたＩＲ制御ＳＰＤＴリレーにライトガイドを付け、それによって「一般的に使用される」手動スイッチによる操作を維持し、さらに、所定の構成でスイッチに接続されたＩＲ制御ＳＰＤＴリレーを介して遠隔切換えを行うことである。
【００３２】
本発明の他の目的は、２個のＳＰＤＴスイッチおよび１つまたは複数のＤＰＤＴスイッチを含むより広範囲にわたる切換えセットアップおよび手動ＳＰＤＴスイッチに接続されたシステム中の照明器具または他の電気器具をオンオフに切り換えるために、ＩＲ命令を伝播しＤＰＤＴリレーを遠隔操作するライトガイドを付けることである。
【００３３】
係属中の米国特許出願明細書で説明されているように、本発明の「アドオンデバイス」としてＳＰＤＴおよびＤＰＤＴリレーの使用または他の知られているホームオートメーションの電気リレー、スイッチおよびアウトレットの中でのＳＰＤＴおよびＤＰＤＴリレーの使用、所定の回路のすべてのスイッチおよびリレーの状態のデータが制御装置に伝送されなければ、電気器具のオンオフ状態を識別することはできないであろう。このことで、取付け中にスイッチおよびリレーのデータすべてを制御装置に供給し記録することが必要になり、これは、複雑で、わずらわしく、かつ誤りを起こし易い。また、このことは、複雑なデータ処理および結果として生じる操作上の面倒な問題の原因となることがあり、手動スイッチまたはリレーがシステム中で作動されるたびにすべてのデータを伝送することが必要になり、今度は、このことが実質的なより多くのデータ通信量および処理を生じさせる。
【００３４】
機械的なリレー接点を組み込んでいるＩＲＡＣ切換えデバイスは、初期の電流サージが電球の定格電流の１０倍程度であることがあるので、大きな物理的サイズを必要とする。例えば、５Ａを流す６００Ｗの照明器具の電流流出は、それがオンにされたとき、５０Ａのサージを引き起こすことがある。そのような大きな電流は、大きなリレー接点およびリレーコイル用の大きな駆動電流を必要とし、これは高価で嵩張る。
【００３５】
この理由のために、本発明の他の目的は、ＳＰＤＴトライアックとも呼ばれるデュアルトライアック回路をトライアックのＳＰＤＴ切換えに使用することである。というのは、トライアックは１０倍のサージ電流を十分に吸収することができるからである。さらに、トライアックを使用することで、電気器具に供給される電力を例えば定格電圧の９５％に制限することができるようになり、ＩＲ受信機および送信機を含めてトライアックを制御するＣＰＵに電力を供給するために残り５％のＡＣ電圧を使用することができるようになり、それによって、ライトガイドの低コストで簡単な結合を実現し、さらに、ＩＲＡＣ電力デバイスを活ＡＣ電線および負荷電線に接続することによって既存の電気配線をそのまま使用することができるようになり、中性電線を必要とせず、さらに電気システムの標準配線の変更を必要としない。
【００３６】
本発明の他の重要な目的は、電気器具がいつスイッチでオンにされたかを識別するためにＩＲＡＣ電流センサを導入することである。活ＡＣ電力線を電気回路に接続することは、ＵＬのような電気安全法律、規則、および規定に適合することを要求し、活ＡＣ電力線は、同じ電気ボックスの内部で低電圧通信線に接続することができない。したがって、本発明の好ましい実施形態のＩＲＡＣ電流センサは、ＡＣ線に接続されない。その代わりに、係属中の米国特許出願明細書に開示されたのと同じように、電流はＡＣ電磁誘導によって検出される。
【００３７】
開示されたＩＲＡＣ電流センサは、電気器具を操作するための命令を受信し引き替えに電気器具のオンオフ状態に関連するデータを伝送するために、ＩＲ受信機および送信機を含む。しかし、そのような電気器具がテレビジョンであり、テレビジョンが接続されている電気ＡＣアウトレットが、テレビジョンセットの後ろに隠れている場合には、テレビジョンセットのオンオフ状態は、係属中の米国特許出願明細書に開示されたＩＲ送信機では伝播することができない。というのは、そのＩＲ送信機は、開示されたＩＲ中継器の見通し線の中にないからである。この理由のために、ＩＲＡＣ電流センサは、係属中の米国特許出願明細書に開示されたＩＲ中継器にＩＲ信号を伝播するライトガイドに取り付けられる。
【００３８】
例えば、標準ＡＣアウトレットを介してテレビジョン受信機に電力を供給することができ、テレビジョン受信機用のＡＣアウトレットに接続する活ＡＣ電線は、前記のＩＲＡＣ電流センサを通り抜けている。一方で、テレビジョンへの電力オン命令は、ハンドヘルドＩＲ遠隔制御を介して、または係属中の米国特許出願明細書に開示されたＩＲ中継器を介して、および／または（特許文献８および９）に開示されたビデオインターホンおよび／または（特許文献５）に開示されたショッピング端末を通して、伝送されることがある。
【００３９】
例えばテレビジョン受信機に供給されるＡＣ電力が通り抜けるＩＲＡＣ電流センサを含めてＩＲＡＣ切換えデバイスのＩＲ受信機および送信機は、本発明のファイバライトガイドを介してホームオートメーション制御装置、ビデオインターホンまたはショッピング端末に伝送し、さらに、テレビジョン受信機への電力オン命令に対する返答で、電力オンが検出されたという応答を、開示されたＩＲ中継器を介して伝送し、それによって、テレビジョン「オン状態」または命令がテレビジョンをオフにすることであった場合には「オフ状態」で、ホームオートメーション制御装置、または前記のビデオインターホンまたはショッピング端末を更新する。
【００４０】
ホームオートメーション制御装置についての言及は、以後で、係属中の米国特許出願明細書に開示されたビデオインターホンおよび／またはショッピング端末と同様な、制御キーまたはタッチスクリーンおよび回路を持つパネルデバイスについてである。
【００４１】
本発明の前記のおよび他の目的および特徴は、添付の図面に関連した本発明の好ましい実施形態についての下記の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明のホームオートメーションシステムの両方向ＩＲ遠隔制御を介して制御されるデュアルトライアックＳＰＤＴ切換え回路を示す電気ブロック図である。
【図２】本システムの好ましい実施形態の２本のライトガイドまたは光ファイバケーブルを介して制御される図１のデュアルトライアックＳＰＤＴ切換え回路を示す電気ブロック図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態の単一両方向ライトガイドまたは光ファイバケーブルを有するデュアルトライアックＳＰＤＴ切換え回路を示す別の電気ブロック図である。
【図４Ａ】家庭用電気器具に使用するための、係属中の米国特許出願明細書に開示され知られている一般的な電気ＳＰＤＴスイッチおよびリレーを示す電気図、接続および説明図である。
【図４Ｂ】家庭用電気器具に使用するための、係属中の米国特許出願明細書に開示され知られている一般的な電気ＳＰＤＴスイッチおよびリレーを示す電気図、接続および説明図である。
【図４Ｃ】家庭用電気器具に使用するための係属中の米国特許出願明細書に開示された、知られている一般的な電気ＤＰＤＴスイッチおよびリレーを示す電気図、接続および説明図である。
【図４Ｄ】家庭用電気器具に使用するための係属中の米国特許出願明細書に開示された、知られている一般的な電気ＤＰＤＴスイッチおよびリレーを示す電気図、接続および説明図である。
【図５Ａ】本発明の好ましい実施形態のデュアルライトガイドまたは光ファイバケーブルを介した両方向通信を有する、図２に示されたデュアルトライアック回路を含む一般的なＳＰＤＴスイッチを示す電気図、接続および説明図である。
【図５Ｂ】本発明の好ましい実施形態の単一ライトガイドまたは光ファイバケーブルを介した両方向通信を有する、図３に示されたデュアルトライアック回路を含む一般的なＳＰＤＴスイッチを示す電気図、接続および説明図である。
【図５Ｃ】本発明の好ましい実施形態のデュアルライトガイドまたは光ファイバケーブルを介した両方向通信を有する、図２に示されたデュアルトライアック回路を含む一般的なＤＰＤＴスイッチを示す電気図、接続および説明図である。
【図６Ａ】本発明のＡＣアウトレットを含む電流センサの好ましい実施形態の電流感知コイルおよび構造を示す説明図である。
【図６Ｂ】本発明のＡＣアウトレットを含む電流センサの好ましい実施形態の電流感知コイルおよび構造を示す説明図である。
【図６Ｃ】本発明のＡＣアウトレットを含む電流センサの好ましい実施形態の電流感知コイルおよび構造を示す電気図および説明図である。
【図６Ｄ】本発明のＡＣアウトレットを含む電流センサの好ましい実施形態の電流感知コイルおよび構造を示す電気図およびブロック図である。
【図６Ｅ】本発明のＡＣアウトレットを含む電流センサの好ましい実施形態の電流感知コイルおよび構造を示す電気図および説明図である。
【図６Ｆ】本発明のＡＣアウトレットを含む電流センサの好ましい実施形態の電流感知コイルおよび構造を示す電気図および説明図である。
【図７Ａ】図１〜２のトライアック組立品および図６Ｆの電流センサの例示を示す図であり、本発明の好ましい実施形態の調節可能な両方向ＩＲＴＸおよびＲＸヘッドおよびデュアルライトガイドまたは光ファイバケーブル取付けおよびロッキング構造の構造を含む図である。
【図７Ｂ】図１〜２のトライアック組立品および図６Ｆの電流センサの例示を示す図であり、本発明の好ましい実施形態の調節可能な両方向ＩＲＴＸおよびＲＸヘッドおよびデュアルライトガイドまたは光ファイバケーブル取付けおよびロッキング構造の構造を含む図である。
【図７Ｃ】図１〜２のトライアック組立品および図６Ｆの電流センサの例示を示す図であり、本発明の好ましい実施形態の調節可能な両方向ＩＲＴＸおよびＲＸヘッドおよびデュアルライトガイドまたは光ファイバケーブル取付けおよびロッキング構造の構造を含む図である。
【図７Ｄ】図１〜２のトライアック組立品および図６Ｆの電流センサの例示を示す図であり、本発明の好ましい実施形態の調節可能な両方向ＩＲＴＸおよびＲＸヘッドおよびデュアルライトガイドまたは光ファイバケーブル取付けおよびロッキング構造の構造を含む図である。
【図７Ｅ】図１〜２のトライアック組立品および図６Ｆの電流センサの例示を示す図であり、本発明の好ましい実施形態の調節可能な両方向ＩＲＴＸおよびＲＸヘッドおよびデュアルライトガイドまたは光ファイバケーブル取付けおよびロッキング構造の構造を含む図である。
【図７Ｆ】図１〜２のトライアック組立品および図６Ｆの電流センサの例示を示す図であり、本発明の好ましい実施形態の調節可能な両方向ＩＲＴＸおよびＲＸヘッドおよびデュアルライトガイドまたは光ファイバケーブル取付けおよびロッキング構造の構造を含む図である。
【図７Ｇ】図１〜２のトライアック組立品および図６Ｆの電流センサの例示を示す図であり、本発明の好ましい実施形態の調節可能な両方向ＩＲＴＸおよびＲＸヘッドおよびデュアルライトガイドまたは光ファイバケーブル取付けおよびロッキング構造の構造を含む図である。
【図８Ａ】命令変換器、および好ましい実施形態の単一ライトガイドまたは光ファイバケーブルの取付けおよびロッキングのさらなる例を示す説明図である。
【図８Ｂ】命令変換器、および好ましい実施形態の単一ライトガイドまたは光ファイバケーブルの取付けおよびロッキングのさらなる例を示す説明図である。
【図８Ｃ】命令変換器、および好ましい実施形態のデュアルライトガイドまたは光ファイバケーブルの取付けおよびロッキングのさらなる例を示す説明図である。
【図８Ｄ】命令変換器、および好ましい実施形態の単一ライトガイドまたは光ファイバケーブルの取付けおよびロッキングのさらなる例を示す説明図である。
【図８Ｅ】命令変換器、および好ましい実施形態の単一ライトガイドまたは光ファイバケーブルの取付けおよびロッキングのさらなる例を示す説明図である。
【図８Ｆ】命令変換器、および好ましい実施形態のデュアルライトガイドまたは光ファイバケーブルの取付けおよびロッキングのさらなる例を示す説明図である。
【図９Ａ】通信ディストリビュータおよび電力供給の説明図であり、ライトガイドまたは光ファイバケーブル接続および支持を含む図である。
【図９Ｂ】通信ディストリビュータおよび電力供給の説明図であり、ライトガイドまたは光ファイバケーブル接続および支持を含む図である。
【図９Ｃ】通信ディストリビュータおよび電力供給の説明およびブロック図であり、ライトガイドまたは光ファイバケーブル回路および接続を含む図である。
【図１０】本発明のホームオートメーションシステムの相互接続の概要を示すシステム図である。
【図１１】本発明のホームオートメーションのセットアップおよび操作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図４Ａには、照明器具のような電気器具を含めてＡＣ電気器具を２つの独立したスイッチＳ１およびＳ２から切り換えるためのよく知られた基本的なオンオフ切換え回路が示されている。標準的なオンオフスイッチＳ１およびＳ２は、ＡＣ電流を電気器具に運ぶ電気回路を開閉するレバー駆動バネ接点を含んだ単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチとして知られている。係属中の米国特許出願明細書に開示されたホームオートメーションに使用される遠隔操作スイッチは、実際は、図４Ｂおよび４Ｄのリレー組立品６などの、ＡＣ電気器具に供給されるＡＣ電流を開閉するＳＰＤＴリレー接点である。
【００４４】
図４Ａの基本的な切換え回路は、２本のトラベラ線を介して２個のスイッチを接続し、また、係属中の米国特許出願明細書に開示されたＳＰＤＴリレー組立品６の図示された回路は、デュアルトラベラ線を介して、図４Ｂに示された対応する回路に示された一般に使用されるＳＰＤＴＡＣスイッチ１Ｂに接続されて、遠隔操作ではリレー組立品６を介して手動操作ではスイッチ１Ｂを介してＡＣ電気器具の２つの独立したオンオフ切換えを行う。図４Ｃの切換え回路および図４Ｄに示された対応する切換え回路は、リレー組立品６を介して遠隔操作で、および手動オンオフスイッチ１Ｂおよびｎ個のＤＰＤＴスイッチ１Ｃを介して、所定の電気器具をオンオフに切り換えることがどのようにして可能であるかを説明している。図４ＣのスイッチＳ３−１／Ｓ３−２は、図４Ｄの示されたスイッチ１Ｃであり、トラベラ線を直線または交差で接続する知られた双極双投スイッチ（ＤＰＤＴ）である。係属中の米国特許出願明細書に説明されているように、直線−交差切換えは、ｎ個のスイッチ１Ｃをカスケード回路に接続して、どれか１つのスイッチ単独で手動操作で電気器具をオンオフに切り換えることを可能にする。
【００４５】
電気器具の誤りのない遠隔操作切換えを行うために、電気器具のオンまたはオフ状態を知ることが必要である。遠隔操作される単極単投（ＳＰＤＴ）リレーを使用するとき、リレー駆動回路に供給される命令に基づいてオンまたはオフ状態を知ることができるが、ＡＣ電気器具の電流流出を検出することによって電気器具からの戻り確認データを得るのが、遥かに信頼性が高い。係属中の米国特許出願明細書は、戻りデータを受信すること含んだ、電気器具を遠隔操作する両方向ＩＲ通信を開示しているが、室内での移動によって、図１０に示されたＩＲ遠隔制御中継器７０または９０からの命令を含めて所定の電気器具へのＩＲ遠隔オンオフ命令の見通し線が遮られることがあるので、戻り確認および／またはオンオフ命令自体が、遮られ信頼できなくなることがある。ＩＲ中継器は、また、係属中の米国特許出願明細書に開示されている。
【００４６】
他の問題は、図４Ｂおよび４Ｄに示されたトラベラ１および２を介した接続であり、この接続は、どちらかのスイッチレバー５または５Ｃのオンまたはオフ状態を不明瞭で確定されないものにする。このことが、図４Ｂおよび４Ｄに示されたレバー５および５Ｃの位置がオンまたはオフと呼ばれず、位置１（Ｐｏｓ．１）および位置２（Ｐｏｓ．２）と呼ばれる理由である。図４Ｂおよび４Ｄに示されたＳＰＤＴスイッチかＤＰＤＴスイッチおよび／またはＳＰＤＴリレーかのどちらかの確定されたオンオフ状態を得ることができないことは、システム信頼性の問題である。この原因は、リレーが１つまたは複数の手動操作スイッチの位置を識別することができないことである。係属中の米国特許出願明細書に開示されたホームオートメーションの電気システムを制御しているビデオインターホンまたはショッピング端末に信頼性の高いオンオフ状態を与えるためには、図１〜３に示された本発明の調光器回路６ＭＩＲ、６Ｍ−２および６Ｍを介して図６Ａ〜６Ｆに示された電流センサを使用することが必要である。
【００４７】
図１には、図４Ｂおよび４Ｄに示されたＳＰＤＴリレー組立品６に取って代わるデュアルトライアック２２３および２２４を含む単極双投切換え回路６ＭＩＲが示されている。リレー６をトライアックに置き換える主な理由は、白熱電灯を切り換えるために必要な大きなサージ電流である。白熱電灯の電流サージは、例えば、定格電力の１０倍であることがあり、それによって、定格電力で５Ａ（１２０Ｖ）を流す６００Ｗの照明器具は、その照明がスイッチでオンにされたとき最高５０Ａのサージ電流を持つ。５０Ａのサージ電流に耐えるＳＰＤＴリレーは、大きく、大電力磁気コイルを使用し、非常に高価であり、住居のホームオートメーションシステムにとって現実的でない。
【００４８】
トライアック切換え回路は、白熱電灯がスイッチでオンにされたとき、突撃電流サージなどの大電流サージに耐える。よく知られているトライアックデバイス２２３および２２４は、定格電流の１０倍を超える大電流サージを可能にし、そのうえトライアックデバイスを通過する電流の流れを制御することができ、ＡＣ電力ゼロ交差に対してタイミングを合わせてトリガパルスを遅らせることによって、照明の調光のような追加の機能を提供する。トライアックを完全導電性（完全オン状態）にするには、連続するゼロ交差時間ごとにトライアックを起動することが必要である。
【００４９】
図１に示された本発明の好ましい実施形態のデュアルトライアック切換えおよび調光回路６ＭＩＲは、ＩＲ遠隔制御を介して、または見通し線中に位置付けされた図１０に示されたＩＲ中継器／ドライバ７０または９０を通して、オンまたはオフにすることができる。調光器回路６ＭＩＲは、係属中の米国特許出願明細書に開示されたＳＰＤＴリレー組立品に取って代わることができ、一方で、ＩＲ遠隔制御デバイスは、また、トライアック２２３および２２４の調光機能を制御することができる。
【００５０】
図示されたＳＰＤＴ調光器回路６ＭＩＲは、２つのトラベラ端子１および２を介して、さらにＳＰＤＴスイッチＳ１の切換え極Ｌを介して負荷（電気器具）に接続されている。活ＡＣ線は、大電流トロイダルコイルまたは他のチョークコイルＬ１を通して回路６ＭＩＲの接地面Ｇに接続される。ＣＰＵ２１０および他の内部デバイスおよび回路を動作させるＤＣ電力は、ＳＰＤＴスイッチＳ１が接続されているトラベラ線の１つと回路の接地面（活ＡＣ線）の間に接続されたＡＣ電力線から流出する。ＡＣは、整流された電力をツェナーダイオードＤ５およびＶＣＣレギュレータ２２７に供給する２つの独立した整流器線Ｒ１、Ｃ１およびＤ３を通って、またはＲ２、Ｃ２およびＤ４を通って流出する。
【００５１】
Ｒ１、Ｃ１およびＤ１を含む独立した第１の整流器線は、トラベラ１（負荷に至る）を介して端子１と接地面Ｇの間に、すなわちトライアック１に並列に接続されて図示されている。整流器ダイオードＤ３は、整流されたＡＣ電流をツェナーダイオードＤ５およびＶＣＣレギュレータ２２７に供給する。ツェナーダイオードＤ５は、ＶＣＣレギュレータ２２７への安定した電圧供給を保証し、コンデンサＣ３は、大きな低電圧電解コンデンサであり、５０または６０Ｈｚのリップルをフィルタ除去し、さらに６ＭＩＲの内部回路およびデバイスのすべてを動作させるために必要なピークＤＣ電流を電圧レギュレータ２２７に供給するために、整流されたＤＣ電流を蓄えるためのものである。
【００５２】
ＳＰＤＴスイッチＳ１が切り換えられたとき（電気器具をスイッチでオフにする）、スイッチＳ１は、トラベラ２を負荷に接続する。これよって、トラベラ２を介して端子２（負荷に至る）と接地面Ｇの間に、すなわちトライアック２に並列に接続されたＲ２、Ｃ２およびＤ２を含む第２の整流器回路に、電力は、切り換えられる。整流器ダイオードＤ４は、整流されたＡＣ電流をツェナーダイオードＤ５およびＶＣＣレギュレータ２２７に供給する。この切換えは、ＳＰＤＴ調光器６ＭＩＲとＳＰＤＴスイッチＳ１の間のトラベラ線を介して接続し、デュアル整流器回路は、整流されたＡＣ電力が、ＳＰＤＴスイッチの極位置に関係なく６ＭＩＲの内部回路に供給されることを保証する。
【００５３】
Ｄ１およびＤ２は、ＡＣ電流の負のサイクル中に電流を駆動する逆極性のダイオードであり、一方で、Ｃ１およびＣ２は、ＵＬ（米国）またはＶＤＥ（ドイツ）のようなそれぞれの許可機関によって認可された低インピーダンスコンデンサであり、活ＡＣ電力回路中へ接続される。０．１マイクロファラッドから０．８２マイクロファラッドまでの容量を持つコンデンサは、ＳＰＤＴ調光器回路６ＭＩＲのすべての内部回路を駆動するのに十分な数ミリアンペアの小さなＡＣ電流を伝導するように電力線の５０Ｈｚまたは６０Ｈｚに対して選ばれたインピーダンスを持っている。
【００５４】
整流器回路１および２は、それぞれのトライアック１および２に並列に接続されているので、トライアックがオフ状態であるとき、トライアック両端間の電圧は、米国では１２０Ｖまたはヨーロッパでは２３０Ｖなどの全ＡＣ電力線電圧である。トライアックが完全オン状態であるとき、すなわちトライアックが完全導電性状態にトリガされたとき、トライアック両端間の残り電圧は実質的なゼロであり、それによって、トライアックに並列に接続された整流器線から電力源を除去し、調光器回路への電力（ＶＣＣ）を遮断する。
【００５５】
この理由のために、本発明の好ましい実施形態は、最低７Ｖ〜１０ＶのＡＣ残り電圧がトラアックの両端間に残るようにトライアック１および２のオン状態電流を制限する。そのような制限が、例えば、米国での１１３ＶＡＣ駆動電気器具およびヨーロッパでの２２０ＶＡＣ駆動電気器具のオン電圧を与え、そのオン電圧は、それぞれ９４％および９６％の効率を表す。しかし、これらの小さな欠陥も、図１〜３の調光器回路６ＭＩＲ、６Ｍ−２および６Ｍに中性ＡＣ線を導入することによって、簡単に克服される。
【００５６】
上でおよび係属中の米国特許出願明細書で説明されているように、中性線を設けない理由は、機械的な一般に使用されるＡＣスイッチが接続されるのと同じやり方で、調光器回路６ＭＩＲ、６Ｍ−２および６Ｍを接続しようという意図である。標準的な照明配線は活ＡＣ線および負荷ＡＣ線だけを使用する、すなわち、一般にたった２本の電線だけがコンジットおよびバックボックス（ｂａｃｋ  ｂｏｘ）の中にあるので、本発明の意図は、照明システムの一般に存在する２本の線だけを変更なしに使用することである。
【００５７】
さらに、知られている電気配線および法規の既存の規則および規定は、ＡＣ中性線をコンジットおよびＡＣ電気バックボックスのどれかの中へ導入することを妨げず、そのようなＡＣ中性線を調光器回路６ＭＩＲ、６Ｍ−２および６Ｍに接続することは許される。
【００５８】
したがって、調光器回路６ＭＩＲ、６Ｍ−２および６Ｍは、Ｒ６、Ｃ６、Ｄ６およびＤ７を含む整流器線にＡＣ電流を供給するために、点線で図１〜３に示された中性端子Ｎを備えることができる。全ＡＣ電力（１２０Ｖまたは２３０Ｖなど）によって電力を供給されるこの整流器回路は、０．１μＦなどの遥かに小さなコンデンサＣ６を使用し、それによって、より大きな２個のコンデンサＣ１およびＣ２、およびＲ１、Ｒ２、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４を含む２つの整流器線のすべての部品を除去し、さらに、トライアック２２３および２２４を完全オン−完全オフに切り換えるために、すなわち２個のトライアック２２３および２２４のどちらか一方によってオフ状態でゼロ電流に、オン状態で１００％電流に切り換えるために回路に十分なＤＣ電流を供給することができる。
【００５９】
本発明の好ましい実施形態に戻ると、切り換えられるトラベラの１つを介して活ＡＣ線と負荷の間に接続されるように示された図１〜３の調光器回路６ＭＩＲ、６Ｍ−２および６Ｍは、トライアック２２３または２２４を流れる電流が、７Ｖ〜１０ＶＡＣまでトラアック両端間の残り電圧降下を生じさせる電流に制限されている。この残り電圧降下は、整流器線１または２のＡＣ電力源になる。この低ＡＣ電圧レベルは、十分な整流された電流をＶＣＣレギュレータ２２７に供給するために、０．６８μＦ（マイクロファラッド）などのより大きなコンデンサを使用すること、すなわちより低インピーダンスであること要求する。したがって、コンデンサＣ１およびＣ２は、様々な国で使用される様々な調光器のために様々に選ばれて、トライアック２２３または２２４を通過する最大電流が供給され、さらに、できるだけ効率１００％の近くでトライアックを動作させるようにＣＰＵ３０がプログラムされる。効率は、また、図１〜３に示された回路などの低電流を消費する内部部品、デバイスおよび回路を使用することによって達成される。
【００６０】
上の説明から、ＳＰＤＴ調光器回路６ＭＩＲ、６Ｍ−２および６Ｍは、基本的な配線電気システムにどんな変更も加えることもなしに、標準的な電気ＡＣボックス中に取り付け、標準的な一般に使用される電気配線に配線することができ、しかもトライアックは、所定の国、州または地域の定格ＡＣ電圧標準に依存して９４〜９６％の効率で照明器具などの電気器具に電力を供給するようにオンにすることができることが明らかになる。
【００６１】
他方で、調光器回路６ＭＩＲ、６Ｍ−２および６Ｍに中性ＡＣ線を導入することによって、トライアック２２３および２２４が効率１００％で電力をオンにすることができるようになる整流器回路を持った調光器が実現される。
【００６２】
上で説明されたように、よく知られているトライアック２２３または２２４は、トライアックのトリガ端子にトリガパルスＴ１またはＴ２を供給することによって、オンに切り換わる。トリガは、ＡＣ電力線の次のゼロ交差までの間中トライアックをオンにする。完全１００％スイッチオン期間の間、トライアックは、ゼロ交差ごとに遅延なく再トリガされなければならない。
【００６３】
照明を調光するために、トライアックは、遅れトリガを供給される。時間遅れは、米国での６０Ｈｚおよびヨーロッパまたは他の国での５０ＨｚのようなＡＣ線の周波数に基づいて計算することができる。ＡＣ電力線の２つのゼロ交差間の時間遅れは、それぞれ、米国の６０Ｈｚでは、ＡＣ電力周波数の８．３３ミリ秒（１６．６６ミリ秒の１正弦波サイクルの半分）であり、ヨーロッパの５０Ｈｚでは１０ミリ秒（２０ミリ秒の１正弦波サイクルの半分）である。
【００６４】
トライアックをトリガするときの遅れ（選ばれたような）は、急激な切換え電流および雑音を生じさせる急激な立上りおよび立下り時間でトライアックをオンにする。トロイダルまたは他のよく知られているＡＣチョークおよび様々なＡＣコンデンサ、フェライトおよび他の雑音フィルタ（図示されず）を使用して、大きなチョークコイルＬ１を使用することによって、そのような雑音を、減少させ、または無くすることができる。
【００６５】
図１〜３には、ゼロ交差検出器２２５および２２６が示されており、各々は、各トラベラ線１または２のＡＣ信号を各比較器に供給する抵抗器Ｒ１ＬおよびＲ２Ｌにそれぞれ接続された比較器回路を備えている。ＡＣ線のゼロ交差を検出しさらに２つのトラベラ線のうちのどちらがＳＰＤＴスイッチＳ１を介して負荷に接続されているかを検出するために、ゼロ交差検出器２２５および２２６の比較器は、接地面レベル（活ＡＣの）とＶＣＣの間の予め決められたＤＣ基準を発生する抵抗器Ｒ３およびＲ４分割器を使用して基準ＤＣレベルを供給される。
【００６６】
ＡＣ電圧レベルが正の正弦波曲線か負の正弦波曲線かのどちらかでゼロ交差点を横切るたびに、比較器回路２２５または２２６が状態を反転するように、抵抗器Ｒ３およびＲ４の値は、予め設定される。比較器が、いつ正から負にまたはその逆に負から正に状態を反転するかにかかわらず、状態のそのような変化は、ＣＰＵ３０に供給されるゼロ交差基準点になる。他方の接続されないトラベラ線１または２（開かれた線）の電位は、基本的に、接地面電位と同じ電位であり、したがって、比較器回路２２５または２２６に状態を反転させない。したがって、ＣＰＵは、ＳＰＤＴスイッチＳ１を介して負荷に接続されるトラベラ線１または２に関連した比較器だけからゼロ交差データを供給される。
【００６７】
したがって、ＣＰＵが、ゼロ交差時間でリフレッシュされ、さらにどのトラベラ線が負荷に接続されているかの識別で更新されることは明らかである。したがって、ＣＰＵは、ゼロ交差のタイミング、接続されたトラベラ１または２、およびＩＲフォトトランジスタまたはフォトダイオード１２を介しＩＲ遠隔制御受信機３２を通してＣＰＵ３０に供給される受信命令オンまたはオフおよび所定の調光器レベルに基づいて、トリガパルスＴ１またはＴ２を生成することができる。
【００６８】
トリガパルスＴ１またはＴ２は、オン命令に対して遅れなく、かつＩＲ遠隔制御デバイスから受信された調光器設定レベル命令に対応した、プログラムされた遅れで、トライアック２２３または２２４のトリガ入力にそれぞれ供給される。オフ命令が受信されたとき、ＣＰＵ３０は、トラベラ１または２を通ってＳＰＤＴスイッチＳ１を介して負荷（電気器具）に接続されたトライアックにトリガパルスＴ１またはＴ２を供給するのを止める。代わりに、ＣＰＵは、遅れのないトリガパルス、すなわち全オントリガパルスを他方の、すなわち「接続されない」トライアックに供給する。これによって、ユーザは、スイッチレバーをｐｏｓ．１からｐｏｓ．２またはその逆にｐｏｓ．２からｐｏｓ．１に切り換えることによって、手動ＳＰＤＴスイッチＳ１を介して電気器具をオンにすることができるようになる。この方法で、また、スイッチでオフにされたトライアックをトリガする命令によってＩＲ遠隔制御を介して電気器具をオンにすることができる。一般的に取り付けられた手動スイッチを介して、およびホームオートメーションネットワークを通してＩＲ命令を介して、電気器具をそのように自由に切り換えることができることは、係属中の米国特許出願明細書に開示されたオンオフ切換えに似ている。
【００６９】
さらに、ＣＰＵ３０は、負荷が、スイッチオンにされたトライアック、スイッチでオフにされたトライアック、または「調光」状態のトライアックに接続されているかどうかを確認することができ、それによって、ＣＰＵは、電気器具のオンまたはオフまたは調光状態を積極的に識別し、そのようなデータを、ＩＲドライバ３３およびＩＲ送信機１３を介して、システム制御装置、ショッピング端末、または係属中の米国特許出願明細書に開示されたビデオインターホンに供給することができる。
【００７０】
ユーザがＳＰＤＴスイッチＳ１を介して電気器具をオフにするとき、ＣＰＵは、新しく接続されたトラベラ１または２を通してゼロ交差データを受信するが、ＣＰＵは、それのメモリ３０Ａを介して、最後に入ったトリガのタイミングを記憶し（機械的スイッチＳ１の切換えは、メモリ３０Ａに記憶された最後に受信された命令を変えない）、したがって、ＣＰＵは、手動操作で切り換えられた他方のトラベラ線から供給されるゼロ交差データに基づいて、もはや接続されていないトライアック２２３または２２４にオンまたは調光レベル命令を繰り返し供給し続ける。これによって、係属中の米国特許出願明細書に開示されたリレーと完全互換で代替えの、手動操作と遠隔操作の両方のオンオフ切換えを実現するために、手動ＳＰＤＴまたはＤＰＤＴスイッチと組み合わせてデュアルトライアック回路６ＭＩＲ、６Ｍ−２および６Ｍを使用することができるようになる。
【００７１】
ＣＰＵによって供給されるトリガＴ１またはＴ２は、トライアック２２３および２２４をトリガするのに必要なパルスレベルおよび電流を供給するバッファ２２０または２２１によってそれぞれバッファリングされる。バッファは、トランジスタまたはＩＣなどのよく知られているバッファ増幅器であるが、ＣＰＵ３０のＩ／Ｏポートのレベルおよび電流容量に依存して、バッファ２２０および２２１が必要とされず使用されないことがあり、その場合には、トリガパルスＴ１およびＴ２は、ＣＰＵ３０から直接トライアック２２３および２２４のトリガ入力に供給される。
【００７２】
ＩＲ受信機３２、フォトトランジスタまたはフォトダイオード１２、ＩＲドライバ３３およびＩＲ送信機またはＬＥＤ１３は、よく知られている回路およびデバイスであり、ＩＲ通過フィルタおよび／または低域通過フィルタと共にカプセル化された様々なＩＣまたは個別パッケージで一般に入手することができる。ＩＲ受信機回路３２および送信機回路３３は、また、ＩＲ信号を空中でおよび見通し線で通信することに関して係属中の米国特許出願明細書に開示されており、例えば、ハンドヘルド遠隔制御によって、およびＩＲドライバを介して使用される。
【００７３】
図示された回転式ディジタルスイッチ３４−１および３４−ｎは、電気器具のある部屋または区域および電気器具の種類を識別するためのアドレス設定スイッチであり、また係属中の米国特許出願明細書にも開示されている。スイッチ２３５は、その時点で１ステップさらに回転で次々に１ステップ、上下またはオン−下−オフまたはオフ−上−オンなどで、調光器レベルをキー入力することによって調光器を手動操作するためのタクトスイッチまたはキーのような選択スイッチである。キーまたはスイッチ２３５は、単一のキーまたはスイッチとして図示されているが、オン、オフ、および予め設定された調光器レベルのキーなどの複数または一組のキー、スイッチまたはポテンショメータを使用し、所定のセレクタ、キーまたはボタンによって直接切換えおよび調光選択を実現することができる。
【００７４】
図２は、ＩＲＲＸおよびＬＰＦ３２、フォトトランジスタ１２、ＩＲＴＸ３３およびＩＲ送信機またはＬＥＤ１３を除いて、ＳＰＤＴ調光器６ＭＩＲで使用された同一または同様な回路およびデバイスを有するＳＰＤＴ調光器回路６Ｍ−２を示す。しかし、後で説明されるように、調光器６ＭＩＲの機械的構造の好ましい実施形態は、また、図２に示された調光器６Ｍ−２の構造と違っている。
【００７５】
ホームオートメーションシステムの命令変換器２５９Ｐおよび／またはＴＸ／ＲＸドライバ３３Ａおよび３２Ａと図２の調光器６Ｍ−２の間の両方向遠隔通信は、デュアルライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２を介して通信するように構造化されている。光ファイバケーブルは、８５０ｎｍまたは９４０ｎｍ波長帯域またはスペクトルの一般に使用されるＩＲ信号を効率よく伝播することができる。したがって、図２に示されたＴＸドライバ３３Ａ、送信機１３Ａ、ＲＸおよびＬＰＦ回路３２Ａおよびフォトトランジスタまたはフォトダイオード１２Ａは、ＩＲＴＸドライバ３３、ＩＲ送信機１３、ＩＲＲＸおよびＬＰＦ回路３２およびフォトトランジスタまたはフォトダイオード１２と同一または同様であることがある。違いは、見通し線で開けた空中を介して通信する送信機１３およびフォトトランジスタまたはダイオード１２に対して、そのような光ファイバケーブルを介して供給される送信機１３Ａおよびフォトトランジスタまたはダイオード１２Ａの物理的／機械的構造である。
【００７６】
対照的に、光ファイバケーブルの代わりにライトガイドケーブルを使用するとき、可視スペクトル帯域を使用のが、遥かに効率的である。ライトガイドは、例えば、Ｔｏｒａｙ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙによって製造されている。ライトガイドケーブルは、赤波長で効率がよく、特に、最小減衰波長は、６５０ｎｍ帯域の赤色である。ホームオートメーション通信の背景内では、光ファイバケーブルに比べてライトガイドの有利点が多い。
【００７７】
ライトガイドは、５０メートルまたは１６０フィートまで許容可能な減衰で使用することができる。ライトガイドは、５ｍｍまたは０．２インチ程度の小さな半径に曲げることができる。ライトガイドは、柔らかで、コンジットの中に送り込むことができ、さらに可燃性でないので、吊り天井（ｄｒｏｐ  ｃｅｉｌｉｎｇ）の上または羽目板張りの壁の裏に緩んだ状態で送り込むことができる。ライトガイドは、光ファイバケーブルの成端処理を必要とせず、鋭利なナイフで切断することができ、さらに研磨およびラップ仕上プロセスを必要としない。ライトガイドケーブルの切断端面は、低コスト赤色ＬＥＤ１３Ａの発光面、および低コスト可視スペクトルフォトトランジスタまたはフォトダイオード１２Ａの受信面に文字通り付けることができる。ライトガイドケーブル端面は、自動ロック式プラスチックプラグ（図示されず）に貼り付けるか圧着することができ、または違った方法で、一般に使用される光ファイバケーブルの高精度コネクタを使用することなしに、図７Ｅ〜７Ｇおよび８Ａ〜８Ｆに示されるようにＬＥＤ１３Ａおよびフォトトランジスタまたはダイオード１２Ａに付けることができる。ライトガイドケーブルは、図７Ｆ、７Ｇ、８Ａ〜８Ｆおよび９Ａ〜９Ｂに示された例などのねじ、簡単なプラスチック成形保持器または所定位置への自動締付けによって、所定位置に付けることができる。
【００７８】
ライトガイドまたは光ファイバケーブルを介した伝播プロトコルは、調光器６ＭＩＲへのＩＲ遠隔プロトコルおよび調光器６ＭＩＲからの確認応答によって使用されるのと同じプロトコルを使用することができる。あるいは、図２および３の調光器６Ｍ−２および６Ｍと通信するために、修正されたプロトコルまたは異なるプロトコル、構造および速度を使用することができる。図１、図２および図３に示された好ましい調光器実施形態は、同じ部屋または区域内の制御デバイスと電気器具の間の命令および確認の交換のために、単信通信（１２００ボーのような遅いボー速度）で同一プロトコルを使用する。
【００７９】
命令変換器２５９Ｐのトランシーバとも呼ばれる組合せ両方向ＴＸ−ＲＸドライバ／受信機３３Ａおよび３２Ａは、調光器回路６Ｍ−２のＬＥＤ１３Ａおよびフォトダイオード１２Ａに相当するＬＥＤ１３Ａおよびフォトトランジスタまたはダイオード１２Ａを介してプロトコルを送り、また受信する。命令変換器２５９Ｐは、さらに、撚り線対通信線１０Ｐを介してホームオートメーションシステムのディストリビュータ６０Ｍ（図９Ａおよび９Ｃに示される）と通信プロトコルを交換し、この撚り線対通信線１０Ｐは、また、命令変換器２５９Ｐを動作させるためのＤＣ電力を供給する。命令変換器２５９Ｐは、見通し線でのＩＲの他に光ガイドまたは光ファイバケーブル２５２を介して、係属中の米国特許出願明細書に開示されたリレー、本発明の調光器または電流センサと通信するために、例えば、ＩＲ壁ドライバ７０またはＩＲ天井ドライバ９０の内部に組み込まれることがある。天井または壁ドライバデバイスは、図１０に示され、係属中の米国特許出願明細書で十分に説明されている。係属中の米国特許出願明細書のドライバデバイスと本発明のドライバの違いは、６５０ｎｍ波長の赤色光のような可視スペクトル通信を使用すること、および、見通し線でのＩＲ通信の他に、または見通し線でのＩＲ通信の代わりにライトガイドまたは光ファイバケーブルを介して接続することである。
【００８０】
図３に示された調光器回路６Ｍは、回路６Ｍ−２と電気的に同一であり、また命令変換器２５８および両方向ＴＸ−ＲＸドライバ／受信機３３Ａおよび３２Ａもそうであり、これらは、図２の命令変換器２５９Ｐおよび両方向ＴＸ−ＲＸドライバ／受信機３３Ａおよび３２Ａまたはトランシーバと同一である。２つの調光器と制御回路の違いは、単一ライトガイドケーブル２５２を介して両方向信号を通信するために半透明鏡光学プリズム２５５を調光器６Ｍおよび命令変換器２５８の中に導入することである。
【００８１】
調光器回路６Ｍおよび命令変換器２５８の内部の図３に示されたプリズム２５５は、半透明鏡プリズムとしても知られているよく知られた光学プリズムである。プリズム２５５は、組合せプリズムの半透明鏡表面コーティングによって作られた半透明鏡によって、受信された光またはＩＲ信号をフォトトランジスタまたはダイオード１２Ａの表面に向けて偏向させ、さらに、伝送ＬＥＤ１３Ａの表面からの、可視スペクトルまたはＩＲ信号の範囲内の伝送光を通過させる。図示されたプリズムは、コーティングされ接合された２つの異なるガラス材料片から組み立てることができ、または、射出された２つ透き通った透明プラスチック材料片であることがある。図３に示されたプリズム２５５をＬＥＤ、フォトトランジスタおよびライトガイドよりも遥かに大きな大型プリズムとして組み立てるために、多くの異なる技術を利用することができるが、実際には、一方の端面によく知られた偏光コーティングのある小さなプラスチック成形構造を使用することができおよびそのようなコーティングされたプラスチック構造化プリズムが、本発明の好ましい実施形態で使用される。
【００８２】
下記で、「トランシーバ」という用語は、プリズム２５５を有するまたは有しないＬＥＤ１３Ａ、フォトダイオード１２Ａを含むＴＸ−ＲＸ回路３３Ａおよび３２Ａを意味することがある。プリズムを介した両方向通信は、受信専用状態または伝送専用状態を可能にする単信通信で行われるので、受信信号の一部が送信機１３Ａの表面に到達しまたは伝送光の漏れがフォトトランジスタ１２Ａの表面に到達する、送信機１３Ａから受信機１２Ａまたはその逆に受信機１２Ａから送信機１３Ａへの光信号のクロストークまたは漏れは、重要でなく取るに足らないものになる。重要なことは、意図された方向がプリズム２５５によってひどく減衰されないことである。そのようなプリズム構造は、射出プラスチック法によって、良好な結果でかつ低コストで得られる。しかし、二重通信が必要とされるとき、両方向二重信号を通信するために、低クロストークのよく知られたプリズム２５５を使用することができる。
【００８３】
図５Ａは、電気器具をオンオフに切り換えるために、または照明器具を調光するために、調光器６Ｍ−２がＳＰＤＴスイッチ１Ｂに接続されること示し、この場合に、調光器６Ｍ−２は、スイッチ１Ｂに近い電気バックボックス（図示されず）の中に取り付けられ、トラベラ線１および２を介して電気ボックス内で活ＡＣに相互に連結されることがある。調光器６Ｍ−２は、デュアルライトガイドまたは光ファイバ線２５２を介した制御回路（図示されず）との両方向通信をサポートし、ＴＸドライバ３３によって駆動されるＴＸ１３Ａを介して確認および状態を供給され、フォトトランジスタまたはダイオード１２Ａを通してさらにＲＸ回路３２Ａを介してオンオフおよび調光器レベル命令を受信するように図示されている。
【００８４】
図５Ｂは、図２および５Ａに示された同じ電気回路を持つ調光器６Ｍを示し、違いは、両方向通信が、図３にも示されたプリズム２５５を使用して単一ライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２を介して伝播されることだけである。プリズム２５５は、受信された命令をフォトトランジスタまたはダイオード１２Ａの方に向け、さらに、戻された確認または状態をＬＥＤ１３Ａを通して向ける。この追加のプリズム２５５以外では、調光器回路６Ｍは、上で説明された調光器６Ｍ−２および６ＭＩＲと同じやり方で動作する。
【００８５】
図５Ｃは、１つまたは複数の追加の手動スイッチをＳＰＤＴスイッチ１Ｂに取り付けるために、切換え回路が、１つのＤＰＤＴスイッチ１Ｃを組み込むことを示す。図示されていなくても、ｎ個のＤＰＤＴスイッチ１Ｃをトラベラ線１および２を介してカスケード接続することができ、各そのようなスイッチは、単独で、他のスイッチまたは調光器位置に無関係に、電気器具をオンオフに切り換えることができる。この理由は、ＤＰＤＴスイッチが、トラベラ線の接続を直線から交差に、またはその逆に交差から直線に逆にするからである。
【００８６】
ＤＰＤＴスイッチの追加以外では、調光器６Ｍ−２は、あらゆる点で、図５Ａに示された調光器６Ｍ−２と同一である。上の説明および図５Ａ〜５Ｃの説明から明らかになることであるが、調光器６Ｍ−２および６Ｍは、電気ボックスの内部に取り付けられ、２本のトラベラ、活ＡＣ線またはＡＣ負荷線を介して接続されて、ライトガイドまたは光ファイバケーブルを介して両方向制御通信を処理することができる。また、明らかなことであるが、そのような調光器は、電気法規に適合し、さらに、ホームオートメーション制御回路を介して遠隔操作で、または一般に使用されるＳＰＤＴまたはＤＰＤＴスイッチを介して手動操作で、操作することができる。
【００８７】
図６Ａおよび図６Ｂには、２個の電流感知コイル、トロイダルコイル３１、およびコイル３１Ｂおよびフェライトコア３１Ａを含むコイル組立品が示されている。図６Ａおよび６Ｂの電流感知コイルは、ＡＣ電線８を通して供給されるＡＣ電流を電磁誘導によって感知するために使用される。図６Ｃは、一次コイルおよび交差ＡＣ電線８Ａおよび８Ｂを通して供給されたＡＣ電流に対応する信号を出力する電流変成器３１Ｔを示す。コイル３１および３１Ｂおよび電流変成器３１Ｔは、係属中の米国特許出願明細書に開示され、上ではただ簡単に説明されている。係属中の米国特許出願明細書は、撚り線対電線を介して両方向伝播通信信号と共に供給される低電圧ＤＣによって電力を供給される異なる電流センサ組立品を記載している。
【００８８】
係属中の米国特許出願明細書に開示されたコイル３１および３１Ｂを使用する電流センサ組立品は、ＡＣ電力線に接続されないので、低電圧電線を収容する電気ボックス中に取り付けることができる。しかし、ＵＬなどによって公布された電気および安全法規および規則では、係属中の米国特許出願明細書に開示されたような電流センサについて何も言われていない。その理由は、そのような電流センサ組立品は以前全く存在しなかったからである。これは、電気法規、規則および規定の複雑な未知の領域である。したがって、本発明は、図６Ｄ、６Ｅおよび６Ｆに示されたＡＣ電流センサ、およびＡＣ電力線によって電力を供給される同様な電流センサの組合せを含む。ＡＣ駆動デバイスは、電気法規の対象であり、安全認可のために処理し、自宅、住居およびオフィスで使用し、さらに、ＡＣスイッチ、アウトレットおよび他のＡＣデバイスと並んで標準的な電気ボックス中に取り付けることができる。
【００８９】
図６Ｄは、本発明の好ましい実施形態のＡＣ電流センサ組立品４Ｍ、４Ｍ−２および４ＭＩＲのブロック図を示す。図示された電流感知デバイスは、ＡＣ電流変成器３１Ｔであるが、図６Ｅに示された電流感知デバイスは、ＡＣ電流変成器３１Ｔの代わりに使用することができるトロイダルコイル３１である。同様に、図６Ｂのコイル組立品３１Ａ／３１Ｂのような任意の他の電流感知コイル構造、または電気器具によるＡＣ電流流出に対応する信号出力を生成する任意の他の回路またはデバイスが使用されることがある。
【００９０】
電流センサ４Ｍ、４Ｍ−２および４ＭＩＲは、係属中の米国特許出願明細書に開示された電流センサに似ていることがあり、または、ＡＣアウトレットソケットに組み込まれたまたはＡＣアウトレットソケットのアドオンである、または一体化４ＳＭソケット／センサ組立品などのＡＣ電力アウトレットまたはソケットの一体化部分である様々な電流センサに似ていることがある。一体化ＡＣ電流センサは、単一光ファイバケーブルまたはライトガイド（図示されず）を介して接続された４ＳＭ、２本の光ファイバケーブルまたは図６Ｆに示されたライトガイドを介して接続された４ＳＭ−２、および図６Ｄに示された見通し線でＩＲ信号を通信する４ＳＭＩＲを含む。本発明の電流センサは、簡単で低コストで、かつ以下で説明されるように設定しおよび動作させるのが簡単なものを提供する。本発明の電流センサは、また、住居、オフィスまたは工場のすべての電気器具および電流消費デバイスを監視する能力、および電気器具を不必要に動作させることによる不必要な電流流出を減らすためのセットアップ中央制御を提供する。
【００９１】
図６Ｄは、ＣＰＵ３０、および図示された電流センサ４Ｍ、４Ｍ−２および４ＭＩＲの関連した回路、および図６Ｄに示されていない一体化電流センサ４ＳＭ、４ＳＭ−２および４ＳＭＩＲに、調節されたＤＣを供給する整流回路を示す。電流センサとＡＣアウトレットソケットＳを一体化ユニットに組み合わせている４ＳＭ−２の例が、図６Ｆに示されている。本発明の好ましい実施形態のすべての他の電流センサに似ているこの一体化電流センサ４ＳＭ−２は、図６Ｄに示された同様な整流器および電力調節回路を使用する。Ｒ６、Ｃ６、Ｄ６、Ｄ７を含む整流器回路およびＣ３、Ｄ５およびＶＣＣレギュレータ２２７を含む調節回路は、上で十分に説明され、また、図１、２および３の調光器回路６ＭＩＲ、６Ｍ−２および６Ｍに点線で示されている。
【００９２】
図６Ｄに示された電流変成器３１Ｔは、図６Ｅの電流センサ４Ｍに示されたトロイダルコイル３１に置き換えることができる。上で述べられたＤＣ電力供給回路、および単一光ファイバケーブルまたはライトガイド２５２を介して伝播されるような図６Ｅに示された両方向制御およびデータ信号伝播を除いて、電流センサ４Ｍは、係属中の米国特許出願明細書に開示された電流センサに似ている。係属中の米国特許出願明細書の開示された電流センサは、見通し線のＩＲ、無線ＲＦ、および撚り線対電線の有線ネットワークを介して両方向信号を伝播する。
【００９３】
図６Ｄは、フォトダイオードまたはフォトトランジスタ１２を持つＩＲＲＸ３２およびＩＲＬＥＤ１３を持つＩＲＴＸ３３を含む両方向ＩＲ通信回路を示す。図６Ｄは、さらに、フォトダイオードまたはフォトトランジスタ３２Ａを持つＲＸ３２Ａおよび可視スペクトルＬＥＤ１３Ａを持つＴＸ３３Ａを含んだ、ライトガイド２５２を介した両方向可視スペクトル通信を示す。図示された両方向ＩＲ通信は、開けた空中の見通し線で伝播され、一方で、可視スペクトル通信は、２つのライトガイドケーブル２５２を介して伝播される。
【００９４】
図６Ｄはすべての通信選択肢をカバーしなくても、図６Ｄ、６Ｅおよび６Ｆによる組合せの提示は、ＩＲまたは可視光伝播のどんな組合せでも可能であることをはっきりと証明している。この提示は、対応するフォトダイオードまたはフォトトランジスタ１２または１２ＡおよびＬＥＤ１３または１３Ａと共に、対応するＴＸおよびＲＸ回路３２および３３または３２Ａおよび３３Ａを準備して、単一またはデュアル光ファイバケーブル２５２を使用することおよび／または単一またはデュアルライトガイドケーブル２５２を使用すること含む。上で十分に説明され図３および５Ｂに示された、図６Ｅに示されたプリズム２５５を含むことで、単一またはデュアル光ファイバまたはライトガイドケーブル２５２を使用できることが明らかになる。
【００９５】
ＩＲＲＸ３２およびＩＲＴＸ３３を含む両方向ＩＲおよび可視スペクトルドライバおよび受信回路とＲＸ３２ＡおよびＴＸ３３Ａを含む両方向可視スペクトル回路との違いは、主に搬送波の周波数である。ＩＲ遠隔制御デバイスに一般に使用される搬送波周波数は、３８．５ＫＨｚである。しかし、４０ＫＨｚ〜６０ＫＨｚのような他の搬送波周波数、または最高１００ＫＨｚ範囲またはもっと高いどんな他の周波数でも、本発明で使用され、また使用可能である。留意すべき重要なことは、搬送波は、図６ＤのＣＰＵ３０のメモリ３０Ａに格納された命令およびデータプロトコルを使用してＩＲＴＸドライバ３３によって符号化され、またはＡＭ変調されることである。他方で、ＩＲ受信機３２は、受信された命令またはデータの包絡線を復号するための、または通信された命令またはデータの包絡線を出力するために復調された命令を検出する復号器または検出器を含む。
【００９６】
ＬＥＤ（可視またはＩＲ）をオンオフに切り換えるために遅いボー速度信号が伝播されるとき、およびそのような光またはＩＲ信号がライトガイドまたは光ファイバケーブルを介して点から点に伝播されるとき、制御命令および状態の包絡線だけを生成することは遥かに簡単である。搬送波信号を生成する必要がなく、または搬送波信号を変調する必要がなく、また受信信号を復調する必要もないので、通信回路はより簡単である。したがって、搬送波周波数発生器ならびに符号化回路または変調回路および復号回路または復調回路は、必要でなく、使用されない。代わりに、ＣＰＵ３０が、ＩＲまたは光パルス、すなわちプロトコルの包絡線を生成し、直接または単純化されたドライバＳＳＡを介してＬＥＤ１３Ａに供給することができる。同様に、フォトダイオード１２Ａは、直接または単純化されたＲＸ３２Ａを介してＣＰＵ３０に接続されて、命令、状態、確認および他のデータの両方向交換を行うことができる。そのような実質的に単純化された処理回路は、ＣＰＵ３０、およびＴＸおよびＲＸ回路３２Ａおよび３３Ａに組み込まれ、それによって、信号、処理チェーンのハードウェアを実質的に削減し、電流センサ組立品、ＡＣリレーおよび調光器回路の必要な部品および総コストを減少させ、精度、性能および信頼性が大きく改善されたより低コストの製品を提供する。
【００９７】
ＣＰＵ３０、メモリ３０Ａ、ＩＲ受信機および送信機３２および３３、および部屋または区域のアドレスを設定し接続された電気器具を識別するために使用されるスイッチ３４−１および３４−ｎ、電流センサ３１Ｔ、３３、およびコイル組立品３１Ａ／３１Ｂは、電流検出プロセスと共に、係属中の米国特許出願明細書に完全に開示されており、参照して本明細書に組み込まれる。
【００９８】
ＩＲ信号が見通し線で通信されたとき、図６Ｄに示された可視スペクトル回路およびデバイス３２Ａ、３３Ａ、１２Ａおよび１３Ａは、必要でなく使用されないし、あるいは、光ファイバまたはライトガイドケーブルが使用されるとき、ＩＲ受信機および送信機回路およびデバイス３２、３３、１２および１３は、必要でなく、使用されない。違った方法では、電流センサ組立品４Ｍ、４Ｍ−２、４ＭＩＲ、４ＳＭ、４ＳＭ−２、および４ＳＭＩＲは、調光器回路６Ｍ、６Ｍ−２、および６ＭＩＲおよび係属中の米国特許出願明細書に開示されたリレーと共に、ＣＰＵ３０および／またはメモリ３０Ａの中に組み込まれた共通プログラムを共用する。上で参照されたデバイスはすべて、同じプロトコルを使用して通信し、動作して、システムを使用し動作させるのを簡単にするが、必要が生じる限りで、様々なプロトコルを持っている異なるプログラムを作ることができる。
【００９９】
光ファイバケーブルまたはライトガイドの代わりに見通し線でＩＲリンクを通して両方向ＩＲ信号を伝播するとき、ＩＲ部品間のリンクまたは見通し線は、アドレス指定する必要がある重要な要素になる。係属中の米国特許出願明細書に開示されたＩＲドライバは、簡単で調節可能な構造を教示し、フォトダイオードまたはフォトトランジスタ１２およびＬＥＤ１３の見通し線の方向を調節することによってＩＲリンクを完成する同様な構造が、本発明で実現される。ＡＣ電流センサ組立品４ＭＩＲ（図示されず）および図７Ｃに示された４ＳＭＩＲに、および図７Ａ〜７Ｂに示されたような調光器組立品６ＭＩＲに、同様な調節可能な構造を設けることは、もちろん好ましいことである。
【０１００】
図７Ａ〜７Ｃに示されたＩＲＬＥＤ１３およびフォトダイオードまたはフォトトランジスタ１２は、図７Ｂの底面１２Ｂおよび上面１２Ｔを備える丸い、または丸で囲まれた切欠きによって支えられた切頭ボール形の保持器１２Ｈにカプセル化される。図示された切欠きは、図１０に示され係属中の米国特許出願明細書に開示された天井ＩＲドライバ７０および／または壁ＩＲドライバ９０に向けてＬＥＤ１３およびフォトダイオード１２を上向きおよび横向きに調節することを可能にするように構造化されているが、切欠きは、必要が生じたときに下向きに調節するように作ることができる。切欠きは、切頭ボールまたは他の丸い形の保持器１２Ｈをしっかり掴むようなサイズに作られ、その結果、ＩＲＬＥＤ１３またはフォトダイオード１２は、その掴みに打ち勝つのに指の力を必要とし、ぐらぐらでないことが必要である。特殊な工具を用いないで人の指の圧力による調節で、ユーザは、必要が生じたときにいつでも「見通し線」を再調節することができる。
【０１０１】
ＡＣスイッチ、調光器、壁に取り付けられるＡＣソケットおよびアウトレット組立品は、電気器具、家具などによって規則正しくまたは無秩序に遮られるので、ねじ回し（図示されず）のような工具による調節を含めて簡単な調節を行うための図７Ａ〜７Ｃに示された構造またはどんな他の構造も明らかに有利である。したがって、それらのＬＥＤおよび／またはフォトトランジスタは、ＩＲ信号を見通し線に向けるように容易に調節できることが好ましい。
【０１０２】
図７Ｄおよび７Ｅは、命令、状態およびデータを通信するためにライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２を使用する図２および３の調光器組立品６Ｍ／６Ｍ−２の構造を示す。図７Ｄは、区域または部屋アドレスおよび／または電気器具アドレスを設定するための設定スイッチ３４−１および３４−ｎおよび選択キー２３５を含む調光器６Ｍ／６Ｍ−２の前面を示す。また、図７Ｅは、上で説明され述べられたデュアルトライアック２２３および２２４、チョークコイルＬ１、選択キー２３５および設定スイッチ３４−１／３４−ｎを含むための内部構造を示す。
【０１０３】
図７Ｅは、調光器６Ｍ−２中に取り付けられた２本のライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２を示す。図７Ｅにプリズムが示されていなくても、例えば図３の調光器６Ｍに示されるような単一ライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２を介して調光器または電流センサに接続し通信するために、図６Ｅ、８Ｅまたは８Ｂに示されたプリズム２５５を調光器または電流センサのどれにでも含めることができることは明らかである。
【０１０４】
図７Ｂの調光器６ＭＩＲおよび図７Ｅの６Ｍ−２は、中性ＡＣ端子Ｎのある状態で示されている。上で説明されたように、本発明の調光器の好ましい実施形態は、ＡＣ活線と２本のトラベラ１および２の間だけに接続することができ、または、そのような線が調光器用の電気ボックスの中へ延長されるときに、中性線にも接続することができる。そのような中性電線によって、調光器内部の整流器回路はより簡単になり、全オン（１００％）切換えが可能になる。違った方法では、図１〜３および７Ａ、７Ｂ、７Ｄおよび７Ｅに示されたすべての調光器の構造および使用は、同じであり、見通し線のＩＲ命令を介して、または単一／デュアルライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２を介して操作することができる。
【０１０５】
（照明器具を調光するために、および様々な電気器具をオンオフに切り換えるために）、ならびに、図７Ｃに示されるようなＡＣソケットまたはアウトレットＳと一体化された電流センサを含めて本発明の電流センサを接続するために、２本のケーブル２５２に比べて単一ケーブル２５２を調光器に接続することで得られる有利点が多い。最も明らかな有利点はコストであり、２本に比べて単一ライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２を設け取り付けることで、材料の文字通り半分のコストおよび取付けコストの実質的な追加の節約がもたらされる。
【０１０６】
単一ケーブル２５２の取付けは、以下で説明される簡単なプロセスであり、一方で、２本のケーブル２５２の取付けは、受信線と伝送線を識別することを必要とする。もちろん、ライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２のジャケットを異なる色またはマーキングにすることは可能であるが、ケーブルの各々は、一方の端が送信機（ＬＥＤ）１３Ａに、他方の端が受信機（フォトダイオード）１２Ａに接続されるので、例えば図７Ｅに示されるような２本のライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２を接続する取付け技師または電気技師は、実際にこれらを接続する前に受信線と伝送線を知り識別しなければならない。
【０１０７】
すべての伝送ＬＥＤ１３Ａがスイッチでオンになり、それによって取付け技師または電気技師が、ライトガイド２５２を通過する伝播光（赤または黄または緑のような可視光）を目で見て識別しおよび／またはＩＲ検出器でＩＲ放射を検出することができるような具合に、本発明の好ましい実施形態は、上で言及されたビデオインターホンモニタまたはショッピング端末を含めてシステム制御装置中に組み込まれたケーブル識別プログラムを含む。ライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２が光またはＩＲを伝播しているといったん識別されると、そのケーブルの他方の端が、図７Ｆに示された本体６ＭＢの受信ソケット２５２Ｂ−ＲＸへ取り付けられなければならないことは明らかである。同時に、図７ＦのＬＥＤ１３Ａがスイッチでオンにされて、送信機ソケットを表示し、それによって、他方のソケットが、光またはＩＲ信号を伝える２５２ケーブルを接続するための受信機のものであることをはっきりと識別することが好ましい。そのような簡単な例によって、２本のライトガイドまたは光ファイバケーブルを効率的に識別し、それぞれのソケット２５２Ｂ−ＲＸおよび２５２Ｂ−ＴＸに取り付けることができることが明らかになる。また、図７Ｆは、ケーブル保持器または光プラグ２５２Ｈを示し、ケーブル２５２が保持器２５２Ｈを通ってそれぞれのソケット２５２Ｂ−ＲＸおよび２５２Ｂ−ＴＸの中へ挿入されたときケーブル２５２を所定の位置に締付け固定するための掴み具２５２Ｊを備えている。
【０１０８】
ケーブル２５２が取り付けられている図７Ｇに示された掴み具は、掴み具をケーブル２５２にしっかりと押し付ける先細り部分２５２Ｄに対して力を加え、それによって、ねじ２５２Ｓがきつく締められるときにケーブルを所定位置にロックしまたは締め付け、さらに、調光器、電流センサ、ＡＣソケットの電流センサまたはプロトコル変換器などのデバイスの本体６ＭＢにケーブル保持器２５２Ｈを支持する。単一またはデュアルケーブル用の同様なケーブル保持器２５２Ｈが、また、図９Ａ、９Ｂおよび１０に示されている。あるいは、保持器２５２Ｈは、ケーブルを接合または圧着するために、図９Ｂに示された１または２個のカラー２５２ＣＬを備えることができる。そのような保持器２５２Ｈは、事実上、光ガイドプラグである。その理由は、光ファイバプラグまたはライトガイドプラグは、ケーブルの周りに接合または圧着されるケーブルカラーに基づいているからである。この理由のために、以下の説明では、保持器という用語は、光ファイバプラグまたはライトガイドプラグを含む。ライトガイドおよび光ファイバケーブルは、ケーブル端がソケット２５２Ｂ−ＲＸまたは２５２Ｂ−ＴＸの中へまたは保持器またはプラグ２５２Ｈの中へぴったり入るように、その一端または両端が成端または整形されることがある。
【０１０９】
図８Ｂおよび８Ｅは、図３のプロトコル変換器２５８を示し、図８Ｃおよび８Ｆは、図２のプロトコル変換器２５９を示す。図８Ｂと８Ｅの変換器２５８と２５８Ｌの違いは、ケーブル２５２の取付けおよびロッキング／固定機構にある。図８Ｃと８Ｆのプロトコル変換器２５９と２５９Ｌに、同じことが当てはまる。ボックスとして図８Ａ〜８Ｆに示された変換器は、図４Ｂのリレー６の構造または図５Ａ、５Ｂまたは７Ｄに示された調光器構造６Ｍまたは６Ｍ−２に似たケースの中に組み立てることができ、または、電気ボックスまたは電気キャビネット中への取付けに好都合な任意の他の形でカプセル化することができる。例えば、命令変換器は、複数のＴＸ／ＲＸドライバ／受信機を操作するために単一ＣＰＵ３０を利用するＩＲ壁ドライバまたは天井ドライバ中に組み込むように、またはビデオインターホンモニタまたはショッピング端末を含むホームオートメーション制御装置の内部に組み込むように、組み立てることができる。
【０１１０】
変換器は、部屋、区域および／または電気器具のアドレスを設定する設定スイッチ３４−１〜３４−ｎを含むことがあり、または、変換器は、有線ネットワーク１０または１０Ｐを介して電気信号を受信し、ライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２を介してその電気信号を光信号に変換し、および／またはライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２を介して光信号を受信し、有線ネットワーク１０または１０Ｐを介してその光信号を電気信号に変換するような非インテリジェントデバイスであることがある。ＴＸ／ＲＸドライバ／受信機３３Ａおよび３２Ａ以外に、変換器の回路は、例えば、図６Ｄに示され上で説明されたＣＰＵ３０、メモリ３０ＡおよびＡＣ整流器回路を含むことができ、または、変換器の回路は、係属中の米国特許出願明細書に詳しく述べられているように制御命令および状態を供給するために有線ネットワーク１０Ｐを使用することができる。
【０１１１】
変換器は、システムの変換器に電力を供給するために別個の低電圧ＤＣ電力供給を使用し、図９Ａおよび９Ｃに示されたディストリビュータおよび電力供給６０Ｍを用いて有線ネットワーク１０を介して通信することができる。当然明らかになることであるが、ＡＣ整流器回路を介して、または例えば図９Ｃに示された電力供給６８などの別個の電力供給を介して、または係属中の米国特許出願明細書に開示された有線ネットワーク１０Ｐを通した電力供給を介して、述べられた電力供給のどれでも使用することができる。同様に、命令変換器を２本のライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２と接続することができ、またはプリズム２５５を含み命令変換器を単一ライトガイドケーブルと接続することができる。また、明らかなことであるが、変換器は、アドレスを設定するための設定スイッチ３４−１〜３４−ｎと共にＣＰＵ３０およびメモリ３０Ａを含み、変換器に識別情報および知能を与えることができ、または、変換器は、ありとあらゆる受信電気信号を光信号に変換し、その逆に光信号を受信電気信号に変換する非インテリジェント変換器であるようにプログラムすることができる。
【０１１２】
図８Ａおよび８Ｄに示された命令変換器２５７および２５７Ｌは、電気信号を受信し光信号を生成するか、光信号を受信し電気信号をネットワーク１０または１０Ｐに伝送するかのどちらかの一方向変換器である。そのような一方向変換器は、手動スイッチを介して、または、自動タイマによってウォータボイラを操作し、電流センサを使用して電流オンオフ状態でシステムを更新するなどの専用自動制御装置（ホームオートメーションの一部でない）を介して、操作される電気器具に使用される。
【０１１３】
そのような使用のための電流センサは、上で説明されたように機械的スイッチか自動タイマスイッチかのどちらかに起因するＡＣ電流の変化が無秩序に検出されるたびに、電流状態データを生成するようにプログラムすることができる。もちろん、そのような単一の一方向命令変換器は、電気器具を操作するためにＴＸ回路３３ＡおよびＬＥＤ１３Ａだけを、または電気器具から状態またはデータを受信するためにＲＸ回路３２Ａおよびフォトダイオードまたはフォトトランジスタ１２Ａだけを持ち、さらに、図８Ａに示された端子を通して有線ネットワークに接続される。一方向命令変換器２５７には、その他の命令変換器２５８および２５９に関して上で説明された電力選択肢と同様な多くの電力供給選択肢を介して、電力を供給することができる。
【０１１４】
図８Ａ〜８Ｆには、本発明が提供するライトガイドおよび光ファイバケーブル２５２の多くの異なる接続機構および支持が示されている。これらの接続機構および支持は、図７Ｆに示されたケーブル保持器２５２Ｈおよびケーブルソケット２５２Ｂ−ＲＸおよび２５２Ｂ−ＴＸへのケーブル２５２の挿入、および単一または双対ねじ２５２Ｓまたは成形タブ２５６を使用する図８Ａ〜８Ｄに示された簡単なケーブル挿入およびロッキング／固定を含む。図８Ａ〜８Ｄは、本発明の好ましい実施形態の取付け／接続の容易さをはっきりと示している。ライトガイドまたは光ファイバケーブルは、簡単に切断され、双対ソケット２５２Ｂ−ＲＸおよび２５２Ｂ−ＴＸまたは単一ソケット２５２Ｂへ挿入され、曲げて溝２５２Ｇの中へ入れられ、単一または双対ねじ２５２Ｓによって、または単一または双対溝２５２Ｇの成形タブ２５６によって、所定の位置に保持／固定される。
【０１１５】
無限の形の自動ロック式フックを持った成形保持器を実現するのに無限の可能性がある。さらに、ソケット２５２Ｂ−ＴＸおよびＲＸは、溝２５２Ｇの一部であることがあり、この場合には、ＬＥＤ１３Ａ、フォトダイオードまたはフォトトランジスタ１２Ａおよび／またはプリズム２５５は、溝の端部に位置付けされる。図８Ｃに示された２個のねじ２５２Ｓの代わりに、単一のねじが２個の溝２５２Ｇの間に使用されることがある。明らかなことであるが、ライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２を所定の位置に接続し、挿入し、保持し、および固定するのに無限の変形および可能性がある。それらの簡単さは、本発明の好ましい実施形態の説明図によってはっきりと証明されている。
【０１１６】
図９Ａおよび９Ｃには、ホームオートメーションシステムディストリビュータおよび電力供給６０Ｍが示されている。同様なディストリビュータおよび電力供給は、また、係属中の米国特許出願明細書に開示されている。本発明と係属中の米国特許出願明細書の違いは、ライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２の接続、および本発明のフォトダイオードまたはフォトトランジスタ１２Ａを持つＲＸ３２ＡおよびＬＥＤ１３Ａを持つＴＸ３３Ａと係属中の米国特許出願明細書に開示されたフォトダイオード１２を持つＩＲＲＸ受信機３２およびＩＲＬＥＤ１３を持つＩＲＴＸドライバ３３との違い、である。図９Ｃのシステムディストリビュータ６０Ｍのブロック図は、両方向データプロセッサ８０を介したビデオインターホンモニタ８２との間の両方通信を示し、両方向データプロセッサ８０は、オーディオ、ビデオ、アラーム、ホームオートメーションおよびデータを両方向に処理して、特に、ＵＳＢドライバ６４を介しインターネット６７を経由してＰＣ６６との間で、例えばオフィスにいるまたは他の場所の住宅所有者と通信することを可能にする。
【０１１７】
ビデオインターホンシステムを通して住宅所有者に供給されるオーディオ、ビデオ、アラームおよびデータ以外に、住宅所有者は、また、ホームオートメーションおよび電気器具の状態を綿密に調べることができる。さらに、住宅所有者は、ありとあらゆる電気器具を意のままに命令操作し、またはスイッチでオフにすることができる。ディストリビュータおよび電力供給６０Ｍは、さらに、ビデオカメラまたはＣＣＴＶビデオシステムのセレクタの出力を入力６７に接続することを可能にし、それによって、特にアラーム中に、家の内部および／または外部のビデオによる調査を家の所有者に可能にする。
【０１１８】
図示された有線データドライバ６９、および有線データドライバおよび電力６９Ｐは、係属中の米国特許出願明細書に十分に説明されており、ここでは、プロトコル変換器２５９、２５８、２５９Ｐおよび２５８Ｐをシステムに接続する方法を説明するために示されている。命令変換器２５９Ｐは、端子１０Ｐを介して通信および電力を供給され、一方で、プロトコル変換器２５８は、電力供給６８のＤＣ電力端子６８−１１を介して個々に電力を供給されるように示されている。
【０１１９】
図９Ｃのブロック図は、ライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２を介して命令を供給しさらに状態およびデータを受信する６個のトランシーバ２５１またはＲＸ−ＴＸ回路１２Ａ、３２Ａ、１３Ａおよび３３Ａを示している。４個の回路（＃１〜＃４）は、デュアルライトガイド２５２と接続するように示され、一方で、２つの回路（＃５および＃６）は、単一ライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２と接続するためにプリズム２５５を含むように示されている。図９Ａのシステムディストリビュータおよび電力供給６０Ｍの説明図は、＃１〜＃４の接続が２本のライトガイド２５２に使用され、一方で＃５および＃６が単一ライトガイド２５２に使用される同様な配列を示すが、例えば単一ライトガイドケーブル２５２の接続だけのようなもの含めて、どんな組合せでも利用することができる。
【０１２０】
図１０は、撚り線対１０Ｐ、１０、光ファイバ２５２の単一およびデュアルライトガイド、および見通し線のＩＲ通信を介したシステム接続を示している。システムディストリビュータ６０Ｍは、調節可能なフォトダイオードまたはフォトトランジスタ１２を介してＩＲ状態およびデータを受信するために、また調節可能なＩＲＬＥＤ１３を介してＩＲ命令を伝播するために、天井ＩＲドライバ７０および壁ＩＲドライバ９０にカスケード接続で接続されている。ＩＲドライバ７０および９０は、係属中の米国特許出願明細書に開示されている。キーパッド４０は、また、ＩＲドライバ７０および９０への電力供給と同様なキーパッド４０への電力供給および両方向通信を運ぶ撚り線対１０Ｐを介して接続されて示されている。電気器具を遠隔制御するためのキーパッド４０は、また、リレー、電流センサおよびＡＣアウトレットと見通し線で通信するＩＲキーパッドを含めて、係属中の米国特許出願明細書に開示されている。
【０１２１】
ＡＣアウトレット４ＳＭＩＲを持つ図示された電流センサは、撚り線対を介してもライトガイドを介しても接続されず、電流センサ４ＳＭＩＲとＩＲドライバ７０または９０の間の見通し線の中へ調節することができる両方向ＩＲ信号を介して、制御され操作される。同じことは、ＩＲドライバ７０または９０と見通し線で通信する調節可能なＬＥＤおよびフォトダイオードまたはトランジスタを含む調光器６ＭＩＲに当てはまる。
【０１２２】
命令変換器２５９Ｐは、命令変換器を操作するために両方向に通信し電力を供給する撚り線対１０Ｐを介して接続されて示されている。命令変換器２５９Ｐは、ＡＣ電力電線接続のない所定の電気ボックス中に取り付けられ、図１０に示されるように、デュアルライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２を介して他の電気ボックス中に取り付けられた調光器６Ｍ−２に接続されることがあり、それによって、調光器６Ｍ−２とシステムディストリビュータおよび電力供給６０Ｍとの間に両方向通信を実現する。
【０１２３】
図１０の命令変換器２５８は、通信線１０（撚り線対）を介してシステムディストリビュータおよび電力供給６０Ｍに接続されるように示され、一方で、命令変換器２５８の動作ＤＣ電力は、端子６８−１１から別個に供給される。命令変換器２５８は、単一ライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２を介して調光器６Ｍに接続されている。上で説明された２５９Ｐ命令変換器に似ているこの配列では、命令変換器２５８は、ＡＣ電力接続のない電気ボックス中に取り付けられ、命令変換器２５８のボックスと調光器６Ｍのボックスの間の接続は、高い絶縁レベルを持ち難燃性である単一ライトガイドまたは光ファイバケーブルを介してであり、電気または火災の危険の原因にならない。
【０１２４】
また、図１０には、ＩＲドライバ７０または９０と両方向に通信し、かつ単一ライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２を介して調光器６Ｍとの両方向通信を完成する命令変換器２５８ＩＲが示されている。命令変換器２５８ＩＲは、電流センサ３１Ｔおよび端子８Ｂを除いて、図６Ｄに示された回路を含む。図６Ｄは、２つの回路３３Ａおよび３２Ａを示し、一方は、デュアルライトガイド２５２を介して通信するためのものであり、他方は、プリズム２５５および単一ライトガイド２５２を介して両方向に通信するためのものである。図１０の示された命令変換器２５８ＩＲは、単一ライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２を介して通信するプリズム２５５を持つ回路だけを含む。他の命令変換器、例えば２５８ＩＲ−２（図示されず）は、プリズム２５５なしで組み立てられ、デュアルライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２と共に使用されることがある。
【０１２５】
ＩＲＲＸおよびＴＸ回路３２および３３、ＬＥＤ１３およびフォトダイオード１２は、命令変換器２５８ＩＲと図１１に示された２５８ＩＲ−２の両方のものに含まれ、ＬＥＤおよびフォトダイオードは、ボール状保持器中に取り付けられ、かつ上で説明されたように見通し線を調節するために調節可能に作られている。これによって、単一ライトガイドケーブル２５２を介して命令変換器２５８ＩＲに接続される図１０の調光器６Ｍ、またはデュアルガイドケーブル２５２を介して接続される図１１の６Ｍ−２を操作することができるようになる。この配列の有利点は、遮られてドライバ７０または９０の見通し線に調節することができない廊下および場所に調光器が取り付けられている場合に、見通し線にＩＲ通信を組み込むことができることである。そのような例では、命令変換器２５８ＩＲまたは２５８ＩＲ−２は、ＩＲドライバ７０または９０と調光器６Ｍまたは６Ｍ−２の間の中継局になる。
【０１２６】
図６Ｄに示されたアドレス設定スイッチ３４−１および３４−ｎは、命令変換器２５８ＩＲまたは２５８ＩＲ−２の中に組み込まれて、変換器にアドレスおよび処理能力のインテリジェンスを与えることができ、またはアドレス設定スイッチ３４−１および３４−ｎを無くすることができ、変換器は、現状のままでドライバ７０または９０と調光器６Ｍの間で通信を両方向に送るだけである。
【０１２７】
図１１は、本発明のデバイスの機能を示し、そのデバイスすべては、ライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２を介して伝播される命令および確認データに加えて、遠隔制御デバイス２００を介して直接に、または係属中の米国特許出願明細書に開示されたＩＲドライバ７０を介して操作することができる。図示されたＩＲ天井ドライバは、テレビジョン１００にそれのＩＲ受信機１０１を通して、または空気調和機１２０にそれのＩＲ受信機１２１を介して命令するなどの見通し線でのＩＲ通信を可能にする。テレビジョンは、ＡＣアウトレット４ＳＭの電流センサを介して電力を供給され、その電流センサは、ライトガイド２５２を介して電流オンオフ状態を天井ドライバ７０にさらにそこから主制御装置またはビデオインターホン（図示されず）に供給する。空気調和機は、ＡＣソケット３を介して電力を供給されるが、ＡＣソケット３のＡＣ活線は、戻された状態オンまたはオフを、ライトガイド２５２を介して再び供給する電流センサ４Ｍを貫通している。
【０１２８】
機械的なＳＰＤＴ照明スイッチ１Ｂは、ＩＲ遠隔制御２００によって直接操作される調光器６ＭＩＲと並んで示されており、ライトガイドまたは光ファイバケーブル２５２を介したさらなる相互接続を必要としない。他のスイッチ１Ｂは、調光器６Ｍ−２に接続され、調光器６Ｍ−２は、ＩＲ天井ドライバ７０から命令を受信し、状態をＩＲ天井ドライバ７０に伝送する。
【０１２９】
明らかになることであるが、ＤＣ電力を伝えるまたは伝えない低電圧制御線１０Ｐおよび１０、光ファイバケーブルのライトガイド、および見通し線のＩＲと組み合わせて相互接続をすべて調和させて、自宅、オフィス、またはビジネスで使用される多くの電気器具を含む低コスト高効率ホームオートメーションを実現することができる。同様に、図示された命令変換器２５８ＩＲ−２は、調光器６Ｍ−２に接続され、両方のデバイスはＡＣ線によって電力を供給される。セットアップは、電気法規の要求条件に完全に適合し、デバイス２５８ＩＲ−２および６Ｍ−２は、電気ボックス中に取り付け、電気的に安全なライトガイド２５２で相互接続することができる。ライトガイドまたは光ファイバケーブルは、そのような取付けに関して完全に消防法規に適合し、そうでなければ複雑で、高価で、かつ電気および火災危険法規、規則および規定によって制限されるものに対して低コストの解決策を提供する。この調和のとれた相互接続および見通し線の両方向命令またはライトガイドを介した両方向命令は、多世帯共同住宅を含めてホームオートメーションの発展をひどく妨げてきた複雑さを解決することができる。
【０１３０】
もちろん、理解されるべきことであるが、前述の開示は本発明の好ましい実施形態だけに関し、また前述の開示は、開示の目的のために本明細書で選ばれた本発明の例の変化物および修正物すべてをカバーする意図であり、その修正物は、本発明の精神および範囲からの逸脱を構成しない。
【要約】少なくとも１つの光媒体ケーブルを使用して、光受信機を含むＡＣ駆動デバイスを、光送信機を含む制御回路と接続する方法は、ケーブルの両方の端を成端するステップ、受信機と送信機の間に処理されたケーブルを導入するステップ、処理されたケーブルの一方の端を送信機に、処理されたケーブルの他方の端を受信機に付け固定するステップ、および制御命令を含む一方向光信号を制御回路からＡＣ駆動デバイスに伝播するステップとを含む。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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