(57)【要約】  占有率検知電子サーモスタットが説明され、これは、湾曲した外側正面表面を有するサーモスタット本体と、正面表面の前においてユーザが視認し得る、本体内に設置されるドットマトリクスディスプレイと、赤外線エネルギーを測定するための受動型赤外線センサと、サーモスタット本体の外側正面表面の一部分のみにわたって延在する滑らかな外側表面を有する成形したフレネルレンズとを含む。サーモスタット本体の湾曲した外側正面表面の一部分に適合し形成するように、フレネルレンズは、成形および湾曲される。第２の、下方に向けられた受動型の赤外線センサもまた、提供されて、サーモスタットとのやりとりを望んで接近するユーザの検出を補助し得る。
2015507232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＨＶＡＣシステムを制御するためのサーモスタットであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置される処理システムと、
前記処理システムに連結され、前記ハウジングに設置され、情報をユーザに表示するように適合される円形電子ディスプレイと、
前記円形ディスプレイを取り囲み、中心軸の周りを回転するように前記ハウジングに設置されるリング状の制御部材と、
リング状の制御部材の回転運動を示す光信号を検出し、そこから電気信号を発生するために、前記ハウジング内に設置され、前記中心軸から離れる方へ、また前記リング状の制御部材の半径方向内方向に面する表面に向かって向けられた光学センサと
を備え、
前記処理システムが、前記光学センサによって発生された前記電気信号に基づいてユーザ入力を検出するように適合および構成される、
ＨＶＡＣシステムを制御するためのサーモスタット。
【請求項２】
前記リング状の制御部材の前記半径方向内方向に面する表面が、湾曲およびテクスチャ加工されて、回転運動を示す光信号の検出を強化する、請求項１に記載のサーモスタット。
【請求項３】
前記サーモスタットハウジングが、壁に設置されるように適合される、請求項１に記載のサーモスタット。
【請求項４】
前記サーモスタットが、壁に設置した場合、前記壁から突出するのは３５ｍｍ未満であるように寸法決めされる、請求項３に記載のサーモスタット。
【請求項５】
前記サーモスタットが、壁に設置した場合、前記壁から突出するのは３２ｍｍ未満であるように寸法決めされる、請求項４に記載のサーモスタット。
【請求項６】
前記リング状の制御部材が、前記ユーザにより前記中心軸の方向に沿って内方向に押すことができるように構成される、請求項１に記載のサーモスタット。
【請求項７】
前記光学センサが、オプティカルフィンガナビゲーションモジュールである、請求項１に記載のサーモスタット。
【請求項８】
（１）前記中心軸から前記リング状の制御部材の前記内方向に面する表面までの半径方向距離と、（２）前記中心軸から前記リング状の制御部材の最外周までの半径方向距離との比が、少なくとも７５パーセントである、請求項１に記載のサーモスタット。
【請求項９】
（１）前記中心軸から前記リング状の制御部材の前記内方向に面する表面までの半径方向距離と、（２）前記中心軸から前記リング状の制御部材の最外周までの半径方向距離との比が、少なくとも９０パーセントである、請求項１に記載のサーモスタット。
【請求項１０】
前記リング状の制御部材の前記内方向に面する表面が、前記中心軸と平行である、請求項１に記載のサーモスタット。
【請求項１１】
前記ハウジングが、略円盤状の形であり、前記ディスプレイが円形であり、前記リング状の制御部材が、概して、前記略円盤状の形の外側周縁部を構成している、請求項１に記載のサーモスタット。
【請求項１２】
前記リング状の制御部材の前記回転運動および内方向への押圧が、前記サーモスタットへの唯一の物理的なユーザ入力に相当する、請求項１に記載のサーモスタット。
【請求項１３】
サーモスタットによるＨＶＡＣシステムの制御方法であって、前記サーモスタットが、ハウジングと、前記ハウジング内に配置される処理システムと、前記処理システムに連結され、前記ハウジングに設置され、情報をユーザに表示するように適合される円形電子ディスプレイと、前記円形ディスプレイを取り囲み、中心軸の周りを回転するように前記ハウジングに設置されるリング状の制御部材と、前記ハウジング内に設置され、前記中心軸から離れる方へ、また前記リング状の制御部材の半径方向内方向に面する表面に向かって向けられた光学センサとを備え、前記方法が、
前記リング状の制御部材の前記半径方向内方向に面する表面の回転運動を示す前記光学センサを用いて光信号を検出するステップと、
そこから電気信号を発生するステップと、
前記光学センサが発生した前記電気信号に基づき、前記処理システムを用いてユーザ入力を検出するステップと、
前記検出されたユーザ入力に応じて前記円形電子ディスプレイ上に前記ユーザへ情報を表示するステップと
を備える、サーモスタットによるＨＶＡＣシステムの制御方法。
【請求項１４】
前記検出されたユーザ入力が、新しい設定温度への所望の変化を表し、前記方法が、
前記新しい設定温度と周辺温度測定値との比較に基づいて、ＨＶＡＣシステム機能が起動されるべきと判定するステップと、
前記ＨＶＡＣシステム機能を起動するステップと
をさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記サーモスタットが、壁に設置され、前記壁から突出するのは３５ｍｍ未満であるように寸法決めされる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記リング状の制御部材が、前記ユーザにより前記中心軸の方向に沿って内方向に押すことができるように構成される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記リング状の制御部材を内側へ押圧する動作を検出し、そこから電気信号発生するステップと、
前記検出された内側への押圧から発生された前記電気信号に基づき、前記処理システムを用いて内側へ押圧するユーザ入力を検出するステップと、
前記検出された内側へ押圧するユーザ入力に応じて前記円形電子ディスプレイ上に前記ユーザへ情報を表示するステップと
をさらに備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
ＨＶＡＣシステムを制御するためのサーモスタットであって、
ヘッドユニットおよびバックプレートを含むハウジングであって、前記バックプレートが壁に設置されるように構成され、前記ヘッドユニットが前記バックプレートに取り外し可能に設置されるように構成されるハウジングと、
前記ヘッドユニット内に配置される処理システムと、
前記処理システムに連結され、前記ヘッドユニットに設置され、情報をユーザに表示するように適合される円形電子ディスプレイと、
前記円形ディスプレイを取り囲み、中心軸の周りを回転可能とし、前記中心軸と平行な方向へ内方向に押圧可能なように前記ヘッドユニットに設置されるリング状の制御部材と、
リング状の制御部材の回転運動を示す光信号を検出し、そこから電気信号を発生するために、前記ヘッドユニット内に設置され、前記中心軸から離れる方へ、また前記リング状の制御部材の半径方向内方向に面する表面に向かって向けられた光学センサと
を備え、前記処理システムが、前記光学センサによって発生された前記電気信号に基づいてユーザ入力を検出するように適合および構成される、
ＨＶＡＣシステムを制御するためのサーモスタット。
【請求項１９】
前記サーモスタットが、略円盤状の形であり、壁に設置した場合、前記壁から突出するのは３５ｍｍ未満であるように寸法決めされ、前記リング状の制御部材が、ユーザが視認および接触できる滑らかで金属的な外方向に面する固体表面を有し、これが、概して、前記略円盤状の形の外側周縁部を構成する、請求項１８に記載のサーモスタット。
【請求項２０】
前記リング状の制御部材の前記外方向に面する表面が、前記中心軸から半径方向外方向に膨張するように外側に湾曲している、請求項１９に記載のサーモスタット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１１年１０月２１日に出願された、同一譲受人による米国特許仮出願第６１／６２７，９９６号の利益を主張するものであり、この開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本特許明細書は、エネルギーを消費するシステムまたはその他の資源を消費するシステムを監視および制御するためのシステム、方法および関連しているコンピュータプログラム製品に関する。より具体的には、本特許明細書は、円形ディスプレイを取り囲むリング状の制御部材を有する薄型の壁面設置可能なサーモスタットに関する。
【背景技術】
【０００３】
見た目の良い壁掛け式サーモスタットの設計においては、壁からあまり突き出ることのない流線型の形状を有するサーモスタットを得ることが望ましい。ユーザインターフェースの機能および精度を高めるためには、回転リングが、高度な回転運動の感知精度を有することも望ましい。例えば、回転運動の精度は、ユーザが設定温度および時間の設定の調整、メニューの検索およびオプションの選択のために回転リングを正しく使用し得るのに重要である。
【０００４】
ＨＶＡＣシステム制御の特定の文脈に関して例示的な実施形態が本明細書に提示されるが、本開示に照らせば当業者には明らかなように、水使用量、空気使用量、その他の天然資源使用量、およびその他の（すなわち、非ＨＶＡＣ関連の）形態のエネルギーの使用量を含むが、これらに限定されない、実施形態が容易に適用可能である多種多様な他の資源使用量の文脈が存在することを理解されたい。したがって、このようなその他の資源使用量文脈における実施形態のこのような適用は、本教示の範囲外ではない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つまたは２つ以上の実施形態にしたがって、ＨＶＡＣシステムを制御するためのサーモスタットが説明される。サーモスタットは、ハウジングと、ハウジング内に配置される処理システムと、処理システムに連結され、ハウジングに設置され、情報をユーザに表示するように適合される円形電子ディスプレイと、円形ディスプレイを取り囲み、中心軸の周りを回転するようにハウジングに設置されるリング状の制御部材と、リング状の制御部材の回転運動を示す光信号を検出し、そこから電気信号を発生するためにハウジング内に設置され、中心軸から離れる方へ、またリング状の制御部材の半径方向内方向に面する表面に向かって向けられた光学センサとを含み、処理システムが、光学センサによって発生された電気信号に基づいてユーザ入力を検出するように適合および構成される。
【０００６】
一部の実施形態によれば、リング状の制御部材の半径方向内方向に面する表面は、湾曲およびテクスチャ加工されて、回転運動を示す光信号の検出を強化している。サーモスタットハウジングは、壁に設置されるべく適合され、好ましくは、壁からあまり突き出ることのないように比較的薄型の形状を有する。一部の実施形態によれば、リング状の制御部材は、ユーザにより中心軸の方向に沿って内方向に押すことができるように構成され、回転運動と共に、サーモスタットへの唯一の物理的なユーザ入力に相当する。一部の実施形態によれば、ハウジングは、略円盤状の形であり、前述のディスプレイは円形であり、そしてリング状の制御部材は、概して、略円盤状の形の外側周縁部を構成している。
【０００７】
一部の実施形態によれば、サーモスタットによるＨＶＡＣシステムの制御のために、方法が説明される。サーモスタットは、ハウジングと、ハウジング内に配置される処理システムと、処理システムに連結され、本体に設置され、情報をユーザに表示するように適合される円形電子ディスプレイと、円形ディスプレイを取り囲み、中心軸の周りを回転するように本体に設置されるリング状の制御部材と、本体内に設置され、中心軸から離れる方へ、またリング状の制御部材の半径方向内方向に面する表面に向かって向けられた光学センサとを含む。方法は、リング状の制御部材の半径方向内方向に面する表面の回転運動を示す光学センサを用いて光信号を検出するステップと、そこから電気信号を発生するステップと、光学センサが発生した電気信号に基づき、処理システムを用いてユーザ入力を検出するステップと、検出されたユーザ入力に応じて円形電子ディスプレイ上にユーザへ情報を表示するステップとを含む。
【０００８】
これらのシステムおよび方法は、その応用であり、部品、システム、方法およびアルゴリズムの多くがそこに利用され、含まれることから、新規であることが理解されよう。当然のことながら、ここで説明される発明の実施形態は、プロセス、または装置、またはシステム、またはデバイス、または方法、またはコンピュータ可読媒体、または計算アルゴリズム、または組み込みもしく分散型ソフトウェア、またはこれらの組み合わせを含む多くの方法で実装され得る。いくつかの実例のための実施形態を以下に説明する。
【０００９】
本発明は、以下の詳細な説明を添付の図面とともに参照することにより容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本明細書においてさらに説明される装置、または方法、またはシステム、またはサービス、またはコンピュータプログラム製品、またはこれらの組み合わせのうちの１つまたは２つ以上が適用可能であるスマートホーム環境の例を示す図である。
【図２】一部の実施形態による図１のスマートホームが組み込みされ得る拡張可能な装置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の図である。
【図３】一部の実施形態による図２の拡張可能な装置およびサービスプラットフォームの機能の概略図である。
【図４】一部の実施形態によるＨＶＡＣシステムの配線図である。
【図５Ａ】一部の実施形態による、見た目が良く、滑らかで流線型の上に円形の外観を有すると同時に、占有率およびユーザの両方、またはいずれか一方を検出するための１つまたは２つ以上のセンサを含むサーモスタットを示す図である。
【図５Ｂ】一部の実施形態による、見た目が良く、滑らかで流線型の上に円形の外観を有すると同時に、占有率およびユーザの両方、またはいずれか一方を検出するための１つまたは２つ以上のセンサを含むサーモスタットを示す図である。
【図５Ｃ】一部の実施形態による、見た目が良く、滑らかで流線型の上に円形の外観を有すると同時に、占有率およびユーザの両方、またはいずれか一方を検出するための１つまたは２つ以上のセンサを含むサーモスタットを示す図である。
【図５Ｄ】一部の実施形態による、見た目が良く、滑らかで流線型の上に円形の外観を有すると同時に、占有率およびユーザの両方、またはいずれか一方を検出するための１つまたは２つ以上のセンサを含むサーモスタットを示す図である。
【図６Ａ】一部の実施形態によるサーモスタットの、その２つの主要な構成要素に関する、正面の分解斜視図である。
【図６Ｂ】一部の実施形態によるサーモスタットの、その２つの主要な構成要素に関する、背面の分解斜視図である。
【図６Ｃ】一部の実施形態によるヘッドユニットの、その主要な構成要素に関する、正面の分解斜視図である。
【図６Ｄ】一部の実施形態によるヘッドユニットの、その主要な構成要素に関する、背面の分解斜視図である。
【図６Ｅ】一部の実施形態によるヘッドユニット正面アセンブリの、その主要な構成要素に関する、正面の分解斜視図である。
【図６Ｆ】一部の実施形態によるヘッドユニット正面アセンブリの、その主要な構成要素に関する、背面の分解斜視図である。
【図６Ｇ】一部の実施形態によるバックプレートユニットの、その主要な構成要素に関する、正面の分解斜視図である。
【図６Ｈ】一部の実施形態によるバックプレートユニットの、その主要な構成要素に関する、背面の分解斜視図である。
【図７Ａ】サーモスタットの回転リングの回転運動を光学的に感知するための２つの異なる設計の断面図である。
【図７Ｂ】サーモスタットの回転リングの回転運動を光学的に感知するための２つの異なる設計の断面図である。
【図７Ｃ】一部の実施形態による回転リングのテクスチャ加工された内面を示す斜視図である。
【図７Ｄ】一部の実施形態による回転リングのテクスチャ加工された内面を示す斜視図である。
【図７Ｅ】一部の実施形態による、光学センサと、回転リングのテクスチャ加工された表面と、サーモスタットの中心軸との関係を示す図である。
【図８】一部の実施形態による、回転リングを用いて、ＨＶＡＣシステムおよび室内照明の両方を制御するマルチ機能コントローラを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本特許明細書の内容は、以下の共通の譲受人による特許出願、すなわち、２０１１年８月１７日に出願された米国特許出願番号第１３／１９９，１０８号、２０１２年５月７日に出願された米国特許出願番号第１３／４６６，０２６号、および２０１２年１月３日に出願された国際出願番号第ＰＣＴ／ＵＳ  １２／００００７号の内容に関連し、これらのそれぞれは、参照により本明細書に組み込まれる。本特許明細書の内容は、さらに、以下の共通の譲受人による同日に出願された「Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｔｏ  Ｔｈｅｒｍｏｓｔａｔ  Ｈｏｕｓｉｎｇ  Ｉｎ  Ｍａｎｎｅｒｓ  Ｆａｃｉｌｉｔａｔｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｃｔ  Ａｎｄ  Ｖｉｓｕａｌｌｙ  Ｐｌｅａｓｉｎｇ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  Ｔｈｅｒｅｏｆ」と題する米国特許出願番号第１３／６２４，８８１号（代理人明細書９４０２１−ＮＥＳ０２３３−８５３０１０）の内容に関連し、これは、参照により本明細書に組み込まれる。本特許明細書の内容は、さらに、以下の共通の譲受人による同日に出願された「Ｔｈｅｒｍｏｓｔａｔ  Ｗｉｔｈ  Ｗｉｒｉｎｇ  Ｔｅｒｍｉｎａｌｓ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ  ｆｏｒ  Ｓｐａｔｉａｌ  Ｃｏｍｐａｃｔｎｅｓｓ  ａｎｄ  Ｅａｓｅ  ｏｆ  Ｗｉｒｅ  Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ」と題する米国特許出願番号第１３／６２４，８７８号（代理人明細書９４０２１−ＮＥＳ０２３６−８５３０１２）の内容に関連し、これは、参照により本明細書に組み込まれる。上記参照の特許出願は、本明細書において「共通の譲受人による組み込まれた出願」と一括して称される。
【００１２】
本発明の詳細な説明が本明細書において提供される。いくつかの実施形態が説明されるが、本発明がどの実施形態にも限定されず、それどころか、多数の代替、変形、および均等物を包含することを理解されたい。加えて、本発明を十分に理解するために多数の具体的な詳細が以下の記述において説明されるが、一部の実施形態は、これらの詳細の一部またはすべてがなくとも実施され得る。さらに、明確にするために、関連技術分野で知られている特定の技術項目は、本発明を不必要に不明瞭にすることを避ける目的で、詳細に説明していない。
【００１３】
本明細書で用いられる「ＨＶＡＣ」の語は、暖房および冷房の両方、暖房のみ、冷房のみを提供するシステムも、その他の居住快適性ならびに加湿、除湿および換気などの調節機能の両方、またはいずれか一方を提供するシステムも含む。
【００１４】
本明細書において用いられるパワー「ハーベスティング」、「シェアリング」および「スティーリング」の語は、ＨＶＡＣサーモスタットに言及する場合、すべて、直接または共通のワイヤ供給源を変圧器から直接用いることなしに、設備負荷を介して電力を電力変圧器から引き出すように設計されるサーモスタットを指す。
【００１５】
ＨＶＡＣシステムに言及する場合、本明細書において用いられる「住宅用」の語は、主として一世帯住宅として用いられる建物の内部の暖房、または冷房、またはその他の方法で調整、またはこれらの組み合わせに適する種類のＨＶＡＣシステムを意味している。住宅用とみなされるであろう冷房システムの例では、約５冷凍トン未満の冷房能力を有する（１冷凍トン＝１２，０００Ｂｔｕ／ｈ）。
【００１６】
ＨＶＡＣシステムに言及する場合、本明細書において用いられる「軽商業用」の語は、主として商業的な目的で用いられるが、住宅用ＨＶＡＣシステムが適当と考えられる大きさおよび建築様式の建物の内部の暖房、または冷房、またはその他の方法で調整、またはこれらの組み合わせに適する種類のＨＶＡＣシステムを意味している。住宅用とみなされるであろう冷房システムの例では、約５冷凍トン未満の冷房能力を有する。
【００１７】
本明細書において用いられる「サーモスタット」の語は、構内の少なくとも一部分内の温度および湿度の両方、またはいずれか一方などのパラメータを調整する装置またはシステムを意味する。「サーモスタット」の語は、暖房システムおよび冷房システムの両方、もしくはいずれか一方のための制御ユニット、または、ヒーターまたはエアコンの構成部品を含んでいてもよい。本明細書において用いられる「サーモスタット」の語はまた、一般に、精巧な、カスタマイズされた、省エネルギー型のＨＶＡＣ制御機能を提供するように構成および適合される一方で、同時に、見た目に魅力的で、非威圧的で、見た目に優美で、使用が快適で容易である汎用型感知および制御ユニット（ＶＳＣＵ）を指し得る。
【００１８】
図１は、本明細書においてさらに説明される装置、または方法、またはシステム、またはサービス、またはコンピュータプログラム製品、またはこれらの組み合わせのうちの１つまたは２つ以上が適用可能であるスマートホーム環境の例を示す。図示のスマートホーム環境は、例えば、家、オフィスビル、車庫、またはトレーラーハウスを含み得る構造物１５０を含む。集合住宅、分譲マンション、または事務所スペースなどの構造物１５０全体を含まない機構もまた、スマートホーム環境に組み込まれ得ることが理解されよう。さらに、スマートホーム環境は、実際の構造物１５０の外部の機構を制御したり、これに連結されたり、これらの両方を行ったりすることができる。実際に、スマートホーム環境のいくつかの機構は、物理的に構造物１５０内にある必要はない。例えば、プール用加熱装置や潅水システムを制御する装置は、構造物１５０の外部に配置され得る。
【００１９】
図示の構造物１５０は、複数の部屋１５２を含み、これらは、壁１５４を介して少なくとも部分的に互いに隔てられている。壁１５４は、内壁または外壁を含み得る。各部屋は、床１５６と天井１５８とをさらに含み得る。装置は、壁１５４、床または天井に設置、または組み込み、またはこれらにより支持され得る。
【００２０】
図１のスマートホームは、互いおよびクラウドベースのサーバシステムの両方、またはいずれか一方とシームレスに統合され得るインテリジェントなマルチセンシングのネットワーク接続型装置を含む、複数の装置を含んで、様々な便利なスマートホームの目標のいずれかを提供する。スマートホーム環境および図の両方、またはいずれか一方に示された装置のうちの１つ、またはこれよりも多くの装置、または装置のそれぞれは、本明細書において説明されるような１つまたは２つ以上のセンサ、ユーザインターフェース、電力供給装置、通信用構成要素、モジュール方式ユニットおよびインテリジェントなソフトウェアを含み得る。装置の例を図１に示す。
【００２１】
インテリジェントなマルチセンシングのネットワーク接続型サーモスタット１０２は、環境の気候特性（例えば、温度および湿度の両方、またはいずれか一方）を検出し、また暖房、換気および空気調整（ＨＶＡＣ）システム１０３を制御し得る。１つまたは２つ以上のインテリジェントなネットワーク接続型のマルチセンシングのハザード検出ユニット１０４は、家庭環境において有害物質および危険な状態の両方、またはいずれか一方の存在を検出し得る（例えば、煙、火災、一酸化炭素）。１つまたは２つ以上のインテリジェントなマルチセンシングのネットワーク接続型の通路インターフェース装置１０６は、「スマートドアベル」と呼ばれることもあるが、場所に関して人の接近または出立を検出し、可聴式の機能を制御し、人の接近または出立を音声または映像手段により通知し、またはセキュリティシステムの設定を制御し得る（例えば、セキュリティシステムを起動する、または動作停止するため）。
【００２２】
複数のインテリジェントなマルチセンシングのネットワーク接続型の壁面の照明用スイッチ１０８のそれぞれは、環境の照明状況を検出し、部屋の占有率を検出し、そして１つまたは２つ以上の照明の電力および調光の両方、またはいずれか一方の状態を制御し得る。場合によっては、照明用スイッチ１０８は、追加的あるいは代替的に、天井ファンなどの送風機の電力状態または速さを制御し得る。複数のインテリジェントなマルチセンシングのネットワーク接続型の壁コンセントインターフェース１１０のそれぞれは、部屋または構内の占有率を検出し、そして１つまたは２つ以上の壁コンセントへの電力の供給を制御し得る（例えば、家に誰もいない場合、コンセントに電力を供給しないようにする）。スマートホームは、複数のインテリジェントなマルチセンシングのネットワーク接続型電気機器１１２、例えば、冷蔵庫、ストーブおよびオーブンの両方、またはいずれか一方、テレビ、洗濯機、ドライヤー、照明（構造物１５０の内部および外部の両方、またはいずれか一方）、ステレオ、インターコムシステム、ガレージドア開閉機、床扇風機、天井扇風機、家全体用送風機、壁掛け式空調装置、プール用加熱装置１１４、潅水システム１１６、セキュリティシステム（カメラ、動作検出装置および窓／ドアセンサなどのセキュリティシステム部品を含む）などをさらに含むこともある。図１の描写は、特定の装置に関する特定のセンサおよび機能を識別し得るが、様々なセンサおよび機能のいずれも（本明細書の至る所で説明されるものなど）、装置に組み込み得ることが理解されよう。
【００２３】
処理および感知能力を含むことに加えて、装置１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４および１１６のそれぞれは、装置１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４および１１６のうちの任意のその他の装置、ならびに任意のクラウドサーバまたは世界中のあらゆる場所にネットワーク接続された任意のその他の装置とのデータ通信および情報共有の能力があり得る。装置は、様々な特注または標準の無線プロトコル（Ｗｉ−Ｆｉ、ＺｉｇＢｅｅ、６ＬｏＷＰＡＮなど）のいずれか、および、様々な特注または標準の有線プロトコル（ＣＡＴ６Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、Ｈｏｍｅｐｌｕｇなど）のいずれかの両方、またはいずれか一方を介して通信を送受信し得る。壁コンセントインターフェース１１０は、無線または有線の中継器として働き得る、または、（ｉ）ＡＣコンセントに差し込まれ、ＨｏｍｅＰｌｕｇまたはその他の電気系統プロトコルを用いて通信する装置、および（ｉｉ）ＡＣコンセントに差し込まれていない装置の間におけるブリッジとして機能し得る、またはこれらの両方である。
【００２４】
例えば、第１の装置は、無線ルータ１６０を介して第２の装置と通信し得る。装置はさらに、インターネット１６２などのネットワークへの接続を介して遠隔装置と通信し得る。インターネット１６２を介して、装置は、中央サーバまたはクラウドコンピューティングシステム１６４と通信し得る。中央サーバまたはクラウドコンピューティングシステム１６４は、装置に関連する製造者、サポート事業体、サービス提供者と連携し得る。一実施形態では、ユーザは、電話またはインターネット接続されたコンピュータなどの他の通信手段を用いる必要なしに、装置そのものを用いてカスタマーサポートに連絡可能であってもよい。さらに、ソフトウェアの更新は、中央サーバまたはクラウドコンピューティングシステム１６４から装置に自動的に送られ得る（例えば、入手可能な時、購入時、または所定の間隔で）。
【００２５】
ネットワークの接続性のおかげで、図１のスマートホーム装置のうちの１つまたは２つ以上はさらに、ユーザが装置の近くにいなくとも、ユーザが装置と相互作用できるようにし得る。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）またはその他の携帯用電子機器（例えば、スマートフォン）を用いて装置と通信し得る。ウェブページまたはアプリケーションは、ユーザからの通信を受信し、通信に基づいて装置を制御する、またはユーザに装置の動作に関する情報を提示する、またはこれらの組み合わせをなすように構成され得る。例えば、ユーザは、コンピュータを用いて装置の現在の設定温度を見て、それを調節することができる。ユーザは、この遠隔通信の間、構造物の内部または外部に存在し得る。
【００２６】
スマートホームはまた、壁コンセントインターフェース１１０のおかげで粗く（ＯＮ／ＯＦＦではあるが、）制御され得る旧式の従来型の洗濯機／乾燥機、冷蔵庫などの様々な非通信型の従来の電気機器１４０を含み得る。スマートホームは、ハザード検出ユニット１０４または照明用スイッチ１０８によって提供される赤外線信号により制御され得る、赤外線制御式の壁掛け式空調装置またはその他の赤外線制御式の装置などの様々な部分的に通信型の従来の電気機器１４２をさらに含み得る。
【００２７】
図２は、一部の実施形態による図１のスマートホームが組み込みされ得る拡張可能な装置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の図を示す。図１のインテリジェントなネットワーク接続型装置のそれぞれは、１つまたは２つ以上の遠隔の中央サーバまたはクラウドコンピューティングシステム１６４と通信し得る。通信は、直接（例えば、３Ｇ／４Ｇ接続を用いて無線通信事業者へ）ハブで接続されたネットワークを介して（これは、例えば、単純な無線ルータからインテリジェントな専用の家全体用制御ノードまでをも含むスキームであり得る）、またはこれらの任意の組み合わせを介してのいずれかにより、インターネット１６２への接続を確立することにより可能にされ得る
【００２８】
中央サーバまたはクラウドコンピューティングシステム１６４は、スマートホーム装置から運転データ２０２を収集し得る。例えば、装置は、運転データを定期的に送信することもできるし、特定の場合（例えば、カスタマーサポートを要求する場合）に運転データを送信することもできる。中央サーバまたはクラウドコンピューティングアーキテクチャ１６４は、１つまたは２つ以上のサービス２０４をさらに提供し得る。サービス２０４は、例えば、ソフトウェアの更新、カスタマーサポート、センサデータ収集／ログ記録、遠隔アクセス、遠隔または分散型制御、または、使用に関する提案（例えば、収集した運転データ２０４に基づいて、性能を改善する、光熱費を低減するなど）を含み得る。サービス２０４関連のデータは、中央サーバまたはクラウドコンピューティングシステム１６４に記憶され得、また中央サーバまたはクラウドコンピューティングシステム１６４は、適切な時にデータを取得および送信し得る（例えば、一定の間隔で、ユーザからの要求を受信した際に、など）。
【００２９】
図２に示されるような、説明される拡張可能な装置およびサービスプラットフォームの顕著な特徴は、処理エンジン２０６である。これは、単一のサーバに集中させることもできるし、いくつかの異なるコンピューティングエンティティ間に制限なく分散させることもできる。処理エンジン２０６は、装置群（例えば、インターネットまたはハブで接続されたネットワーク）からデータを受信する、またはデータをインデクシングする、データを解析する、または解析に基づいて、もしくは解析の一部として統計値を生成する、ように構成されるエンジンを含み得る。解析されたデータは、取得されたデータ２０８として記憶され得る。解析または統計の結果は、その後、結果を取得するために用いられる運転データを提供する装置、その他の装置、ウェブページを装置のユーザに提供するサーバ、またはその他の非装置エンティティに再び送信される。例えば、利用統計値、またはその他の装置の利用に関する利用統計値、または利用パターン、またはセンサの値を集約する統計値、またはこれらの組み合わせが送信され得る。結果または統計値は、インターネット１６２を介して提供され得る。このようにして、処理エンジン２０６は、構成およびプログラムされて、スマートホームから得られた運転データから様々な有用な情報を取得し得る。単一のサーバは、１つまたは２つ以上のエンジンを含み得る。
【００３０】
取得されたデータは、家庭単位、近所単位、地域単位での装置の明示的プログラム制御（例えば、電気利用製品のための需要応答プログラム）から、家庭単位で役立つ推定に基づく抽象概念の生成（例えば、住宅所有者が休暇のために不在であるため、セキュリティ検出機器の感度が高められ得るという推定が引き出される）に至る、または政府もしくは公益目的で使用され得る統計値および関連する推定に基づく抽象概念の生成に至る様々な有益な目的のための様々な異なる精度で非常に有用であり得る。例えば、処理エンジン２０６は、装置の集団にわたる装置の使用に関する統計値を生成し、装置ユーザ、サービス提供者またはその他の事業体（例えば、統計値に対する金銭的補償を要求したもの、またはこれを提供され得るもの）に統計値を送信し得る。具体的な図のように、統計値は、慈善事業団体２２２、政府機関２２４（例えば、食品医薬品局または環境保護庁）、学術機関２２６（例えば、大学の研究者）、企業２２８（例えば、装置保証または機器に関係するサービスを提供するもの）、または公益事業２３０に送信され得る。これらの事業体は、データを使用して、エネルギー利用を減らすプログラムを構成する、欠陥機器を前もって補修する、高度なサービス要求に備える、過去のサービス実績などを追跡する、または現在既知もしくは本明細書以後開発される様々な有益な機能もしくはタスクのいずれかを実行することができる。
【００３１】
図３は、スマートホームの装置だけでなく処理エンジン２０６を特に参照した、図２の拡張可能な装置およびサービスプラットフォームの機能の概略図を示す。スマートホームに設置された装置は、数限りない様々な個別の能力および制約を有するであろうにもかかわらず、これらのそれぞれが、データ消費者３０２（ＤＣ）、データ源３０４（ＤＳ）、サービス消費者３０６（ＳＣ）、およびサービス源３０８（ＳＳ）であるという点で、これらはすべて共通の特性を共有しているとみなされ得る。有利なことに、装置に必要とされる必須の制御情報を提供して、それらの局所的かつ直接の目的を達成することに加えて、拡張可能な装置およびサービスプラットフォームはまた、これらの装置から流れ出る大量のデータを利用するように構成され得る。実際の装置自体の運転を、それらの直接の機能に関して強化または最適化することに加えて、拡張可能な装置およびサービスプラットフォームはまた、様々な自動化された、または拡張可能な、または柔軟な、またはスケーラブルな、またはこれらの組み合わせによる方法で、そのデータに「再度目的を持たせること」を対象にして、様々な有用な目的を達成することができる。これらの目的は、例えば、利用パターン、または装置効率、またはユーザ入力（例えば、特定の機能を要求するためのもの）、またはこれらの組み合わせに基づいて、事前に定義されてもよいし、適応的に同定させてもよい。
【００３２】
例えば、図３は、多数のパラダイム３１０を含むとして処理エンジン２０６を示している。処理エンジン２０６は、主要な、または補助的な装置機能を監視および管理する管理サービスパラダイム３１０ａを含み得る。装置機能は、ユーザ入力を与えられた装置の適切な運転を確保すること、侵入者が住居内にいる、もしくは入ろうとしていることを推定すること（例えば、加えて反応すること）、装置に連結された機器の故障を検出すること（例えば、切れた電球）、エネルギー需要応答イベントに対して実施もしくはその他の方法で応答すること、または現在もしくは予測される未来のイベントや特性のユーザを警告すること含み得る。処理エンジン２０６は、宣伝／通信パラダイム３１０ｂをさらに含み得る。これは、装置利用に基づいてユーザの関心の特性（例えば、人口学的情報）、または要望、または製品、またはこれらの組み合わせを推定する。次いで、サービス、広報宣伝、製品または更新が、ユーザに対して提案される、もしくは自動的に提供され得る。処理エンジン２０６は、社交パラダイム３１０ｃをさらに含み得る。これは、ソーシャルネットワークからの情報を利用し、ソーシャルネットワークに情報を提供し（例えば、装置利用に基づいて）、ソーシャルネットワークプラットフォームに対するユーザおよび装置の両方、またはいずれか一方の相互作用に関連するデータを処理する。例えば、ソーシャルネットワーク上の信頼できる問い合わせ先に報告されたユーザの状態は、更新されて、光の検出、セキュリティシステムの解除または装置利用検出器に基づいて在宅の場合を示し得る。別の例として、ユーザは、装置利用統計値を他のユーザと共有可能であってもよい。処理エンジン２０６は、課題／規則／コンプライアンス／報奨パラダイム３１０ｄを含み得る。これは、ユーザに課題、または規則、またはコンプライアンス、または報奨、またはこれらの組み合わせを知らせる、あるいは、これは、運転データを利用して、課題が対処されたかどうか、または規則または規制が準拠されているかどうか、または報奨が獲得されたかどうか、またはこれらの組み合わせがなされたかどうか判定する、あるいはこれらの両方である。課題、規則または規制は、エネルギーを節約する、安全に生活する（例えば、毒素や発がん性物質への接触を避ける）、金銭および設備寿命の両方、またはいずれか一方を節約する、健康を向上させるなどの努力に関係し得る。
【００３３】
処理エンジンは、外部情報源からの外部情報３１６を組み込む、またはその他の方法で利用して、１つまたは２つ以上の処理パラダイムの機能を改善し得る。外部情報３１６は、装置から受信した運転データを解釈する、装置付近の環境（例えば、装置を取り囲む構造物の外側）の特性を判定する、ユーザが入手可能なサービスまたは製品を判定する、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同定する、装置などの近隣の事業体（例えば、救急隊、警察または病院などの公益事業体）の問い合わせ先情報を判定する、家庭または近所に関する統計的もしくは環境的状態、傾向またはその他の情報を同定するなどのために用いられ得る。
【００３４】
並外れた範囲および多様性の利益が、普通のものから高度なものまで、説明される拡張可能な装置およびサービスプラットフォームによってもたらされ、またこの範囲内に収まる。このように、１つの「普通の」例では、スマートホームの各ベッドルームには、占有率センサを含む煙／火災／ＣＯ警報器が提供され、占有率センサはまた、居住者が寝ているか起きているかを（例えば、動き検出、顔認識、可聴音パターンなどにより）推測できる。重大な火災が検出された場合、遠隔セキュリティ／監視サービスまたは消防署には、各ベッドルームにいる居住者の数、およびそれらの居住者がまだ寝ている（あるいは動けない）かどうか、または彼らがベッドルームから適切に脱出したかどうかが通知される。もちろん、これは、説明される拡張可能な装置およびサービスプラットフォームにより提供される非常に有益な能力であるが、利用可能にされ得るより大規模な「インテリジェンス」の可能性を真に示し得る実質的により「高度な」例があり得る。おそらくより「高度な」例としてであるが、火災時の安全確保のために用いられる同じベッドルーム占有率データはまた、処理エンジン２０６によって近所の子供の発育および教育の社交パラダイムの観点から「再度目的を持たせられる」。したがって、例えば、「普通の」例において説明した同じベッドルーム占有率および動作データは、収集され処理用に（適切に匿名化されて）入手可能とされる。そこでは、特定のＺＩＰコードでの学童の睡眠パターンが、特定および追跡され得る。学童の睡眠パターンにおける局所的な変化は、特定され、例えば地域の学校における栄養プログラムと相互に関連付けられてもよい。
【００３５】
図４は、一部の実施形態によるＨＶＡＣシステムの配線図である。ＨＶＡＣシステム１０３は、図１に示すような構造物１５０などの構内のための暖房、または冷房、または換気、または空気処理、またはこれらの組み合わせを提供する。その他の実施形態では放射熱ベースのシステム、ヒートポンプベースのシステムなど、その他のタイプのＨＶＡＣシステムを用いてもよいが、システム１０３は強制空気タイプの暖房および冷房システムを示している。
【００３６】
暖房機能を実行するために、エアハンドラ４４０内部の加熱コイルまたは素子４４２はライン４３６からの電気またはガスを用いる熱源を提供する。冷気は、ファン４３８を用いて、構内からリターンエアダクト４４６を介してフィルタ４７０を通って引き込まれ、加熱コイルまたは素子４４２を通じて加熱される。加熱された空気は、１つまたは２つ以上の場所で、供給エアダクトシステム４５２およびレジスタ４５０などの供給エアレジスタを介して構内に流れて戻る。冷房時、戸外コンプレッサ４３０は、冷媒ガスを熱交換器コイル群に通過させ、次いで、膨張弁を通過させる。次いで、ガスはライン４３２を通ってエアハンドラ４４０内の冷却コイルまたは蒸発器コイル４３４に達し、そこで膨張して冷たくなり、ファン４３８によって循環させられている空気を冷却する。空気がダクトシステム４５２を通過する前に空気に水分を戻す加湿器４５４は、様々な実施形態において、任意で含まれていてもよい。図４には示されていないが、ＨＶＡＣシステム１０３の別の実施形態は、戸外との間での換気、ダクトシステム４５２内の気流を制御するための１つまたは２つ以上のダンパ、および緊急加熱ユニットなどのその他の機能を有していてもよい。ＨＶＡＣシステム１０３の全体的な動作は、制御線４４８を通じてサーモスタット１０２と通信する制御電気回路４１２によって選択的に作動させられる。
【００３７】
図５Ａから図５Ｄは、一部の実施形態による、見た目が良く、滑らかで流線型の上に円形の外観を有すると同時に、占有率およびユーザの両方、またはいずれか一方を検出するための１つまたは２つ以上のセンサを含むサーモスタットを示す。図５Ａはサーモスタット１０２の正面図、図５Ｂは底面図、図５Ｃは右側面図、図５Ｄは斜視図である。多くの従来技術のサーモスタットとは異なり、サーモスタット１０２は、家の装飾を損なうことなく、実際に、それが設置される場所の周囲における見た目の良い中心的な装飾物としての機能を果たし得る流線型のシンプルで整然とした優美なデザインを有する。さらに、サーモスタット１０２とのユーザの相互作用は、サーモスタット１０２のデザインによって、既知の従来型のサーモスタットよりも促進され、大幅に向上される。サーモスタット１０２は、制御回路を含み、図１から図４に示されるようなＨＶＡＣシステム１０３に電気的に接続される。サーモスタット１０２は、壁面設置可能であり、円形の形状にされ、ユーザ入力を受信するための回転可能な外側リング５１２を有する。サーモスタット１０２は、壁に設置されるとき、略円盤状の円形の物体として見えるという点において、円形の形状にされる。サーモスタット１０２は、外側リング５１２の内側にある大きい凸状の円形正面を有する。一部の実施形態によれば、サーモスタット１０２は、直径が約８０ｍｍであり、壁面に設置された場合、３２ｍｍだけ壁から突出している。回転可能な外側リング５１２は、ユーザが、新たな設定温度を選択するなどの調整を行うことを可能にする。例えば、外側リング５１２を時計回りに回転させることによって、リアルタイム（すなわち、現在アクティブな）設定温度は増加され得、外側リング５１２を反時計回りに回転させることによって、リアルタイム設定温度は減少され得る。サーモスタット１０２の正面は、一部の実施形態によればポリカーボネートである透明なカバー５１４と、サーモスタット１０２の湾曲した外側の正面の輪郭に一致する外形を有するフレネルレンズ５１０とを備える。一部の実施形態によれば、フレネルレンズ素子は、フレネルレンズ片５１０の内面上に形成されて、サーモスタット１０２の外面を見る限りはっきりとは見えないようにする。フレネルレンズの裏には占有率を検出するための受動型赤外線センサ５５０があり、フレネルレンズ片５１０は、人体への感受性に関して適切な赤外線送信範囲を有する高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から作られる。図５Ａから図５Ｄに示されるように、回転リング５１２の正面端部、正面５１４およびフレネルレンズ５１０は、それらが一緒になって、一体型の凸状の円形正面を形成するように形成されている。これは、共通の外向きの円弧または外側に緩やかにアーチ状になる球形を有する。
【００３８】
ポリカーボネートなどの単一のレンズ状の素材片から形成されているが、カバー５１４は、外側部分５１４ｏおよび中央部分５１４ｉを含む２つの異なる区域または部分を有する。一部の実施形態によれば、カバー５１４は、外側部分５１４ｏの周囲を塗装される、または曇らせるが、その下部に配置される電子ディスプレイ５１６を見やすくするように中央部分５１４ｉを可視的に透明のまま残す。一部の実施形態によれば、湾曲したカバー５１４は、ユーザに対して電子ディスプレイ５１６に表示されている情報を拡大させるレンズとして作用する。一部の実施形態によれば、中央の電子ディスプレイ５１６は、区分されたレイアウトではなく、任意の形状が生成できるようにドットマトリクスレイアウト（すなわち、個々にアドレス指定可能）である。一部の実施形態によれば、ドットマトリクスレイアウトおよび区分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、中央のディスプレイ５１６は、バックライト付カラー液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。電子ディスプレイ５１６上に表示される情報の例は、図５Ａに示され、現在の設定温度を表す中央の数表示５２０を含む。サーモスタット１０２は、好ましくは、電子ディスプレイ５１６の向きが固定され、外側リング５１２と共に回転しないように構築されて、電子ディスプレイ５１６がユーザによって簡便に読み取られるのを維持するようにする。一部の実施形態については、カバー５１４およびフレネルレンズ５１０もまた、向きを固定されたままにされ、外側リング５１２と共に回転しない。サーモスタット１０２の直径が約８０ｍｍである一実施形態によれば、電子ディスプレイ５１６の直径は、約４５ｍｍである。一部の実施形態によれば、サーモスタット１０２の正面表面の緩やかに外側に湾曲した形状は、カバー５１４と、フレネルレンズ５１０と、リング５１２の正面に面する部分とから構成されているのであるが、球状であり、１００ｍｍから１５０ｍｍの間の半径を有する球体と一致する。一部の実施形態によれば、サーモスタット正面の球形の半径は、約１３６ｍｍである。
【００３９】
ＰＩＲセンサ５５０での動作感知ならびにその他の技法は、参照により本明細書に組み込まれる同一譲受人による米国特許出願第１２／８８１，４３０号にさらに説明されるように、占有率の検出および予測の両方、またはいずれか一方において使用され得る。一部の実施形態によれば、占有率情報は、有効かつ効率的なスケジュールされたプログラムを生成する際に使用される。第２の下方に傾けられたＰＩＲセンサ５５２は、接近するユーザを検出するために提供される。近接センサ５５２は、ユーザがサーモスタットに接近してくるとき、かつユーザがサーモスタットに触れる前に、サーモスタット１０２が「ウェークアップ」を開始できるように、約１メートルの範囲における近接度を検出するために使用され得る。このような近接感知の使用は、ユーザがサーモスタットとやりとりする準備ができ次第、またはその直後に、やりとりのために「準備完了」であることによって、ユーザ経験の向上に有用である。さらに、近接時ウェークアップ機能はまた、ユーザとのやりとりが無いとき、または起きる寸前でないときに、「スリープ状態」になることによってサーモスタット内でのエネルギー節約を可能にする。
【００４０】
一部の実施形態によれば、ユーザに信頼を抱かせ、かつ可視的および機能的簡潔さをさらに助長するという組み合わされた目的のために、サーモスタット１０２は、２つのタイプのユーザ入力のみによって制御され、このうち第１のタイプは、図５Ａに示されるような外側リング５１２の回転（以下、「リングを回転する」または「リング回転」入力と呼ぶ）であり、第２のタイプは、可聴式および触覚性の両方、またはいずれか一方の「クリック」が生じるまでのヘッドユニット５４０上での内方向の押し込み（以下「内方向クリック」または単純に「クリック」入力と呼ぶ）である。このような実施形態では、ヘッドユニット５４０は、外側リング５１２と、カバー５１４と、電子ディスプレイ５１６と、フレネルレンズ５１０との全てを含むアセンブリである。ユーザによって内方向に押されるとき、ヘッドユニット５４０は、内側の金属製のドームスイッチ（図示せず）に対して、０．５ｍｍなどの少量だけ内方向に移行し、次いで、内方向の圧力が解除されるとき、弾性復元可能に同じ量だけ外方向に再び移行して、対応する緩やかな可聴のクリック音と共に、ユーザの手に満足感をもたらす触覚性の「クリック」感覚を提供する。したがって、図５Ａから図５Ｄの実施形態では、内方向クリックは、外側リング５１２自体を直接押すことによって、またはカバー５１４、レンズ５１０上への内方向の圧力を提供することにより外側リングを間接的に押すことによって、またはこれらの様々な組み合わせによって達成することができる。その他の実施形態では、サーモスタット１０２は、機械的に構成されて、外側リング５１２のみが内方向クリック入力に対して内方向に移行する一方で、カバー５１４およびレンズ５１０が不動のまま留まるようにし得る。「内方向クリック」入力を達成するために内方向に移行するであろう特定の機械要素の様々な異なる選択および組み合わせは、それが外側リング５１２自体、カバー５１４のなんらかの部分、またはそれらのなんらかの組み合わせであろうと、本教示の範囲内にあることを理解されたい。しかしながら、片手かつ最小量の時間と努力で「リング回転」の検知と「内方向クリック」の検知との間を迅速に行き来する能力をユーザに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、リング回転と内方向クリックとの間を行き来するのにユーザの指を装置から離れて持ち上げたり、その表面に沿って滑らせたりする必要がないため、外側リング５１２を押すことによって内方向クリックを直接提供する能力が、特に有利であることが見出されている。さらに、電子ディスプレイ５１６を回転可能なリング５１２の内側中央に戦略的に配置することによって、ユーザが、入力プロセス全体を通じて、彼らの注意を電子ディスプレイ上に、彼らの手がその機能を行っているちょうど中心に、自然に集中させることができるという点で、さらなる利点が提供される。直感的な外側リング回転の組み合わせは、とりわけ、サーモスタットの設定温度の変更（しかしこれらに限定されない）に適用されるとき、彼らの指の活動のちょうど中心にある電子ディスプレイに自然な集中をもたらすとともに、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、直感的、シームレス、かつまったく退屈しないユーザ経験を大幅に強化する。一部の実施形態によって用いられる有利な機械式ユーザインターフェースおよび関連する設計のさらなる説明は、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号に見出すことができ、これらすべては、参照により本明細書に組み込まれる。
【００４１】
図５Ｂおよび図５Ｃは、サーモスタット１０２の底面図および側面図であり、サーモスタット１０２は、様々な異なる家庭環境および住居設定において、様々な異なる壁の色および壁の質感と対比してみたとき、特に心地よく適応性のある外観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、本明細書および上記の同一の譲受人よる組み込まれた出願のうちの１つまたは２つ以上において記載されるように、ユーザのスケジュールに機能的に適合する一方で、外形は、「カメレオン」の性質または特性を伝えるように特別に構成されて、装置全体が、少なくとも部分的に、家庭および業務環境に見出される最も一般的な壁の色および壁の質感のうちの多くと、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する。これは、多くの異なる角度から見られるとき、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である。
【００４２】
一部の実施形態によれば、サーモスタット１０２は、処理システム５６０、ディスプレイドライバ５６４および無線通信システム５６６を含む。処理システム５６０は、ディスプレイドライバ５６４およびディスプレイ５１６に、ユーザに情報を表示させ、かつ回転可能なリング５１２を介してユーザ入力を受信させるように適合される。処理システム５６０は、一部の実施形態によれば、様々なユーザインターフェース機能を含むサーモスタット１０２の運転の管理を行うことが可能である。処理システム５６０は、以下および同一の譲受人による組み込まれた出願の両方、またはいずれか一方のような、その他の運転を行う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５６０は、参照により両方とも本明細書に組み込まれる米国特許出願第１２／８８１，４６３号および国際出願番号第ＰＣＴ／ＵＳ１１／５１５７９号に説明されたものなどのＨＶＡＣシステムが設置される構内のための熱力学的な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。一部の実施形態によれば、無線通信システム５６６は、パーソナルコンピュータおよびその他のサーモスタットもしくはＨＶＡＣシステム構成要素の両方、またはいずれか一方などのデバイスと通信するために使用され、それらは、ピアツーピア通信、またはプライベートネットワーク上に位置する１つまたは２つ以上のサーバを通る通信、またはクラウドベースサービスを介する通信、またはこれらの組み合わせであり得る。
【００４３】
一部の実施形態によれば、特に、ユーザなどの非熟練の据付者による据え付け、または構成、または更新、またはこれらの組み合わせを容易にするために、サーモスタット１０２は、ヘッドユニット５４０とバックプレート（ウォールドック）５４２とを含む。本明細書に上述されるように、サーモスタット１０２は、壁掛けされ、円形の形状にされ、ユーザ入力を受信するための回転可能な外側リング５１２を有する。サーモスタット１０２のヘッドユニット５４０は、摺動可能にバックプレート５４２上に設置可能であり、またそこから摺動可能に取り外し可能である。一部の実施形態によれば、ヘッドユニット５４０のバックプレート５４２への連結は、磁石、バヨネット、ラッチおよびラッチ受け、タブもしくはリブと対応するくぼみ、または単純にヘッドユニット５４０とバックプレート５４２との嵌め合う部分における摩擦を用いて達成され得る。図５Ａには、充電式バッテリ５２２も示されている。これは、ＨＶＡＣシステム制御回路（複数可）、または、入手可能な場合、参照により本明細書に組み込まれる米国特許同時係属出願番号第１３／０３４，６７４号および第１３／０３４，６７８号においてさらに詳細に説明される共通線のいずれかからのパワーハーベスティング（パワースティーリングおよびパワーシェアリングの両方、またはいずれか一方とも呼ばれる）を介して得られる、バックプレートからの電力を用いる再充電回路５２４を用いて再充電される。一部の実施形態によれば、充電式バッテリ５２２は、リチウムイオン単電池、またはリチウムポリマー電池である。
【００４４】
図６Ａおよび図６Ｂは、それぞれ、サーモスタット１０２の正面および背面の分解斜視図を、その２つの主要な構成要素、すなわちヘッドユニット５４０およびバックプレート５４２に関して示している。以下に示される電気的および機械式部品のうちの様々なもののさらなる技術的および機能的の両方、またはいずれか一方の説明は、本明細書に参照により組み込まれる米国特許出願第１３／１９９，１０８号などの同一譲受人による出願のうちの１つまたは２つ以上に見出され得る。本明細書に示される図面では、「ｚ」方向は、壁から外方向であり、「ｙ」方向は、近寄るユーザのつま先から頭へ向かう方向であり、「ｘ」方向は、ユーザの左から右へ向かう方向である。
【００４５】
図６Ｃおよび図６Ｄは、それぞれ、ヘッドユニット５４０の正面および背面の分解斜視図をその主要な構成要素に関して示している。ヘッドユニット５４０は、背面カバー６３６、底枠６３４、バッテリアセンブリ６３２、外側リング５１２（リング回転用に操作される）、ヘッドユニット正面アセンブリ６３０、正面レンズ５１４、およびフレネルレンズ５１０を含む。ヘッドユニット正面アセンブリ６３０上の電気部品は、リボンケーブルおよび背面カバー６３６上のその他のプラグタイプ電気コネクタの両方、またはいずれか一方により、バックプレート５４２上の電気部品に接続することができる。ヘッドユニット正面アセンブリ６３０は、４本のボスを介して、ヘッドユニット背面カバー６３６および底枠６３４に固定される。それによって、外側リング５１２は、ヘッドユニット上枠６５２の支え面（下の図６Ｅおよび図６Ｆに示されている）と、底枠６３４の支え面との間に保持される。特に、ｚ方向におけるリング５１２の動きは、上枠６５２および底枠６３４の支え面により制約を受ける一方、ｘおよびｙ方向におけるリングの動きは、底枠６３４の円形の丸い表面により制約を受ける。一部の実施形態によれば、底枠６３４および上枠６５２の両方、またはいずれか一方の支え面は、グリースおよびその他の潤滑油の両方、またはいずれか一方を施されて、リング５１２の回転運動を滑らかにし、かつ減衰させる。上枠６５２には、ヘッドユニットプリント回路基板（ＰＣＢ）６５４が取り付けられていて、それには、図５Ａに示され、説明されるような処理システム５６０のうちの一部またはすべて、ディスプレイドライバ５６４、無線通信システム５６６およびバッテリ再充電回路５２４、ならびに、１つまたは２つ以上の追加のメモリ記憶部品を含む、ヘッドユニット電気回路の多くが設置されている。一部の実施形態によれば、回路および部品は、ＰＣＢ６５４の両面に設置される。遮蔽用缶製容器６５６（図６Ｄに見られる）は、ＰＣＢ６５４上のヘッドユニットの回路および部品の大半またはすべてを取り囲み、回路および部品を電磁干渉から遮蔽するように働く。見ることはできないが、一部の実施形態によれば、遮蔽用缶製容器６５６は、回路および部品をＰＣＢ６５４の両面で取り囲む。
【００４６】
バッテリアセンブリ６３２は、再充電可能リチウムイオン電池５２２を含み、これは、１つの好ましい実施形態では、３．７ボルトの公称電圧および５６０ｍＡｈの公称容量を有する。しかしながら、電池寿命を延長するためには、電池５２２は、通常、サーモスタット電池充電回路によって、４５０ｍＡｈを超えて充電されることはない。さらに、電池５２２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として決められているが、サーモスタット電池充電回路は、通常、それが３．９５ボルトを超えて充電されることはない。バッテリアセンブリ６３２はまた、接続線６６６と、強力な接着剤を用いてバッテリ５２２に取り付けられ、また比較的弱めの接着剤を用いてヘッドユニットＰＣＢ６５４の背面遮蔽用缶製容器６５６に取り付けられる、バッテリ設置フィルム６６４とを含む。バッテリアセンブリ６３２のフィルム６６４をＰＣＢ６５４の遮蔽用缶製容器６５６に設置するのに弱めの接着剤を用いることによって、後のバッテリアセンブリ６３２（バッテリ５２２を含む）の交換が容易になる。一部の実施形態によれば、バッテリアセンブリ６３２は、ユーザによって交換可能である。
【００４７】
図６Ｅおよび図６Ｆは、それぞれ、ヘッドユニット正面アセンブリ６３０の正面および背面の分解斜視図をその主要な構成要素に関して示している。ヘッドユニット正面アセンブリ６３０は、ヘッドユニット上枠６５２、ヘッドユニットＰＣＢ６５４、およびＬＣＤモジュール６６２を備える。ドーターボード６６０は、ヘッドユニットＰＣＢ６５４に結合し、また、外側リング５１２の回転を感知するように構成および配置されるオプティカルフィンガーナビゲーションモジュール（ＯＦＮ）を含む。ＯＦＮモジュールは、半径方向外側（すなわち、ｚ軸に垂直かつサーモスタットの中心から離れる向き）に向けられる。ＯＦＮモジュールは、光学式コンピュータマウスの動作に類似した方法を使用して、外側リング５１２内面上のテクスチャ加工した表面の動きを感知する。特に、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、比較的電力集約型のヘッドユニットマイクロプロセッサによって制御される、極めて少数のセンサのうちの１つである。これは過剰な電力浪費の影響なしに達成可能であり、それは、ヘッドユニットマイクロプロセッサが、ユーザが手動でダイヤルを回しているときには、必ず既に覚醒しているためであり、したがって、どのようにしても過剰なウェークアップ電力浪費が存在しないためである。有利なことに、非常に迅速な応答もまた、ヘッドユニットマイクロプロセッサによって提供され得る。さらに、図６Ｅおよび図６Ｆには、フレネルレンズ５１０が見られ、これは、ＰＩＲボード６５０上に設置された２つのＰＩＲ動作センサと共に動作する。２つまたは３つ以上の温度センサもまたヘッドユニット５４０に配置され、信頼性のある正確な室温データを共同して取得する。温度センサの一方は、ドーターボード６６０上に設置され、他方は、ヘッドユニットＰＣＢ６５４上に設置される。
【００４８】
図６Ｇおよび図６Ｈ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５４２の正面および背面の分解斜視図を、その主要な構成要素に関して示している。バックプレートユニット５４２は、バックプレート後板６８２、バックプレート回路基板６８０、およびバックプレートカバー６７０を備える。図６Ｇには、一体型の機械的ワイヤ挿入感知回路を含むＨＶＡＣワイヤコネクタ６８４と、バックプレート回路基板６８０上に設置されるパワースティーリング回路の一部によって使用される比較的大きいキャパシタ６８６とが見られる。一部の実施形態によれば、バックプレート５４２は、電子機器と、温度／湿度センサとをハウジングに含む。ワイヤコネクタ６８４は、バックプレートの主要な構成要素のそれぞれに見られる、大きい中央の円形の開口部６９０を通り抜ける、ＨＶＡＣシステムワイヤへの接続を可能とするために提供される。バックプレートの主要な構成要素のそれぞれには、バックプレートを壁に固定するのに用いられる２つの設置用の孔６９２および６９４も見られる。バックプレート上の単一の上方の設置用の孔６９２は、据え付けの際に自ら水平化する効果があることが分かっており、それによってサーモスタット１０２の非熟練者による据え付けをさらに容易にしている。図６Ｇおよび図６Ｈには、サーモスタット１０２のユーザ据え付け容易性をさらに促進するための、気泡式水準器６７２およびホルダ６７４がさらにみられる。
【００４９】
図７Ａおよび図７Ｂは、サーモスタットの回転リングの回転運動を光学的に感知するための２つの異なる設計の断面図である。図７Ａは、サーモスタット７８０が壁に設置される場合、壁に向けられた光学センサ７７４を利用するサーモスタット７８０の設計を表す。このような設計のさらなる詳細については、参照により本明細書に組み込まれる、２０１２年５月７日に出願された米国特許出願第１３／４６６，０２６号を参照されたい。回転リング７７２は、底枠７８４上を回転可能に摺動する。光学センサ７７４は、回路基板７８２に設置され、リング７７２のテクスチャ加工された表面７７０上の壁部に向けられる（負のｚ方向）。光学センサ７７４によって検出されたテクスチャ加工された表面７７０すなわちリング７７２の動きに基づいて、リング７７２の回転運動が判定され得る。図７Ａに表された設計では、光学センサは、軸方向（すなわち、回転リング中心軸と平行な方向）、かつ、リング上の壁と平行なテクスチャ加工された表面に向けて向けられていることに注意されたい。結果として得られる距離ｈ’が示され、これは、回路基板７８２から底枠７８７までを測定したものである。
【００５０】
図７Ｂは、一部の実施形態による、リングの回転運動を感知するための半径方向外側に向けられる光学センサを示す断面図である。図７Ｂでは、図７Ｂ、回転リングは、底枠６３４上を摺動可能に回転する。光学センサ７１２は、ドーターボード６６０上に設置され、また、導体７２４および７２６などの、ヘッドユニットＰＣＢ６５４への電気的接続部を有する。ＰＣＢ６５４上のプロセッサは、光学センサ７１２からの電気信号を解釈し、そこからリング５１２の回転運動を判定するようにプログラムされている。
【００５１】
光学センサ７１２は、半径方向外側に（すなわち、サーモスタット１０２およびリング５１２の中心軸から半径方向に外向きの方向であり、サーモスタット１０２が壁に設置されている場合に壁に対して平行である）、リング５１２の湾曲した内面上のテクスチャ加工された表面７２０に向けて向けられる。一部の実施形態によれば、光学センサ７１２は、一部のスマートフォンでの操作における用途で知られるものなどの、オプティカルフィンガナビゲーション（ＯＦＮ）モジュールであり、これは、リング５１２の内面上のテクスチャ加工された表面７２０の動きの検出に、適切な精度を提供することが分かっている。その他の実施形態によれば、光学式マウスポインタにおける用途で知られるものなどの、その他のタイプの適切な光学センサが使用され得る。光学センサ７１２を、これが直接半径方向外向きに存在するように設置して、リング５１２の内面７２０上でリングの動きを検出することにより、達成されるヘッドユニットＰＣＢ６５４と底枠６３４との間の寸法ｈは、図７Ａに表された設計で示された寸法ｈ’よりも著しく小さい。寸法ｈが小さいことは、デザインの全体的な滑らかさを高め、より薄型の形状および全体的により低い高さを可能にすることから、重要である。壁に設置された場合、薄型の形状を有するサーモスタットは、壁からの出っ張りがより少なく、したがって、より優美でモダンかつ見た目が良く、さらに、不用意にぶつかる可能性が少なく、結果として損傷を受ける可能性が少ない。一部の実施形態によれば、例えば図７Ｂに示されるような外側に半径方向に向けられる光学センサを利用するサーモスタットは、壁に設置した場合、壁から突出するのは３５ｍｍ未満である。一部の実施形態によれば、サーモスタットは、合計３２ｍｍ壁から突出している。図７Ｂに示される設計の、図７Ａのものを上回るさらなる利点は、重要な面が壁に対して平行であるリング７７２などのリングよりも、リング５１２の形状および構造が、両方とも製造が容易であり、構造的に堅固であることである。このような品質は、製造コストを低減し、かつ、最終的な製品の全体的な調和および仕上がりを向上させる。
【００５２】
図７Ｃおよび図７Ｄは、一部の実施形態による回転リングのテクスチャ加工された内面を示す斜視図である。図７Ｃでは、リング５１２は、サーモスタット１０２全体との関連で示されている。テクスチャ加工された表面７２０は、図７Ｃの正面斜視図および図７Ｄの背面斜視図の両方の湾曲した内面に見られる。
【００５３】
図７Ｅは、一部の実施形態による、光学センサ７１２と、回転リング５１２のテクスチャ加工された表面７２０と、サーモスタット１０２の中心軸７３０との関係を示している。図に示すように、テクスチャ加工された表面７２０と光学センサ７１２とは、サーモスタット１０２の最外周７３２に非常に接近して設置されている。換言すると、中心軸７３０からテクスチャ加工された表面７２０までの半径方向距離ｒは、中心軸からリング５１２の最外周７３２までの半径方向距離ｒ’に近い。例えば、図示の設計では、ｒ／ｒ’という比は、９０パーセントよりも大きい。一部の実施形態によれば、ｒ／ｒ’という比は、７５パーセントよりも大きいことが好ましい。リング動作を感知する光学センサ７１２を回転リング５１２の外側縁部付近に配置することは、より中心に配置する、例えば、センサが中央の回転軸に比較的近い回転面に向けて直接内向きに存在する設計よりも、検出動作に対する感度が高まるために有利である。所定の回転リングの回転変位量では、外側に配置されたセンサは、より中心寄りに配置されたセンサよりも、移動する物体の長さをより多く捉える。さらに、本明細書において示される設計はまた、検出表面は、すなわちリング５１２の表面７２０であるが、ユーザがリング５１２を掴んだ際のユーザの手からほぼ同じ壁からの高さ（ｚ方向）であるという点で、回転する中央柱を有する設計よりも、さらなる利点を提供する。加えて、本明細書において示される設計は、あらゆる中央柱または中央回転部材の必要性を完全に取り除く。それどころか、本明細書において示される設計では、サーモスタット１０２の中央領域は、中央で回転する部品に邪魔されることがなく、したがって、様々なサーモスタット部品を比較的コンパクトに設置および配置することができる。
【００５４】
これまで、リングの動きを制御するための外側に半径方向に向けられる光学センサを、サーモスタットに関して説明してきたが、一部の実施形態によれば、本明細書において説明される概念および技法は、正確なユーザ入力検出と、流線型で薄型の見た目の良い外観との組み合わせが重要となる多くのその他の装置で用いられ得る。例には、図１に関して図示および説明の両方、またはいずれか一方をなされた装置および電気機器の中の多くと共に使用するための回転ダイヤルおよび回転コントローラの両方、またはいずれか一方が含まれ、これらは、電気機器（オーブン、電子レンジ、換気扇、洗濯機、乾燥機、食器洗い機、攪拌機、コーヒーメーカ、壁掛け式空調装置）において使用される回転ダイヤルおよび回転コントローラの両方、またはいずれか一方と、その他の家庭／住宅用機器（プール用加熱装置制御、潅水制御、インターコムシステムの音量制御）の回転ダイヤルおよび回転コントローラの両方、またはいずれか一方と、照明用スイッチ（調光器またはセレクタ）の回転ダイヤルおよび回転コントローラの両方、またはいずれか一方と、家庭用娯楽機器（例えば、ステレオ、テレビの音量）の回転ダイヤルおよび回転コントローラの両方、またはいずれか一方とを含む。図８は、回転リング８１２を用いて、ＨＶＡＣシステム１０３および室内照明８１０の両方を制御するマルチ機能コントローラ８０２を示す。一部の実施形態によれば、コントローラ８０２は、既存の照明用スイッチを置き換えて、改造可能であり得、また、制御リング８１２は、１つのモードでは、ＨＶＡＣシステム１０３のサーモスタットコントローラとして働き、別のモードでは、室内照明８１０のための調光スイッチとして働く。本明細書において説明されるような回転リングコントローラは、図１に関して図示および説明されたものなどの、その他の装置の組み合わせのために用いられ得ることが理解されよう。
【００５５】
本発明の精神および範囲を逸脱することなしに様々な変更がなされてもよい。さらに、本明細書で用いられるサーモスタットの語は、ＨＶＡＣシステムへの直接制御線を有するサーモスタットを含み得、また、ＨＶＡＣシステムへ直接には接続されていないが、ある構内の１つの場所で周辺温度を感知し、その構内の別のどこかに配置された別個のサーモスタットユニットとの有線無線を問わないデータ接続により共同して通信するサーモスタットをさらに含み得るものであり、ここで、別個のサーモスタットユニットが、ＨＶＡＣシステムへの直接制御線を有することが理解されよう。したがって、本発明は上述の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲によって、その等価物の全範囲を踏まえ、規定される。
【符号の説明】
【００５６】
１０２  サーモスタット
１０３  （ＨＶＡＣ）システム
１０４  ハザード検出ユニット
１０６  インターフェース装置
１０８  照明用スイッチ
１１０  壁コンセントインターフェース
１１２  ワーク接続型電気機器
１１４  プール用加熱装置
１１６  潅水システム
４１２  制御電気回路
４３０  戸外コンプレッサ
４３４  蒸発器コイル
４３６  ライン
４３８  ファン
４４０  エアハンドラ
４４２  素子
４４６  リターンエアダクト
４４８  制御線
４５０  レジスタ
４５２  エアダクトシステム
４５４  加湿器
４７０  フィルタ
５１０  フレネルレンズ
５１２  リング
５１４  カバー
５１４ｉ  中央部分
５１４ｏ  外側部分
５１６  電子ディスプレイ
５２２  バッテリ
５２４  再充電回路
５４０  ヘッドユニット
５４２  バックプレート
５５０、５５２  センサ
５６０  処理システム
５６４  ディスプレイドライバ
５６６  無線通信システム
６５２  ヘッドユニット上枠
６５２  上枠
６５４  回路基板（ＰＣＢ）
６５６  遮蔽用缶製容器
６５６  背面遮蔽用缶製容器
６６０  ドーターボード
６６２  モジュール
６６４  フィルム
６６６  接続線
６７０  バックプレートカバー
６７２  気泡式水準器
６７４  ホルダ
６８２  バックプレート後板
６８４  ワイヤコネクタ
６８６  キャパシタ
６９２  設置用の孔
７１２  光学センサ
７２４  導体
７３０  中心軸
７３２  最外周
７７２  リング
７７４  光学センサ
７８０  サーモスタット
７８２  回路基板
７８４  底枠
７８７  底枠
８０２  コントローラ
８１０  室内照明
８１２  回転リング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2015507232.tif 000012
【図６Ｃ】
2015507232.tif 000013
【図６Ｄ】
2015507232.tif 000014
【図６Ｅ】
2015507232.tif 000015
【図６Ｆ】
2015507232.tif 000016
【図６Ｇ】
2015507232.tif 000017
【図６Ｈ】
2015507232.tif 000018
【図７Ｃ】
2015507232.tif 000019
【図７Ｄ】
2015507232.tif 000020
【図７Ｅ】
2015507232.tif 000021
【図８】
2015507232.tif 000022
【図７Ａ】
2015507232.tif 000023
【図７Ｂ】
2015507232.tif 000024
【国際調査報告】
2015507232.tif 000025