(57)【要約】      （修正有）【課題】ＬＥＤによる単純でコスト効率のよい可動物体の位置決めシステムを提供する。【解決手段】移動物体の位置を決定するシステムは少なくとも３つの全般照明ＬＥＤを有する配置であって、そこにおいて、全般照明ＬＥＤのそれぞれは、それぞれ送信時間情報およびトランスミッタ情報を有する１つの光信号を送信するために実装され、そこにおいて、信号伝送のための全般照明ＬＥＤの波長範囲は、重なり、そこにおいて、前記トランスミッタ情報は、少なくともそれぞれの全般照明ＬＥＤの位置の決定を可能にし、さらに、送信時間情報は、それぞれの信号が送信された時点に関する情報である、配置と、移動物体に取り付けられ、さらに、光信号を受信しさらにそれぞれ１つの信号受信時間を割り当てるために実装される光センサと、トランスミッタ情報、送信時間情報および受信時間情報に基づいて物体の位置を決定するために実装される評価ユニットとを含む。【選択図】図１
2012073228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動物体（１１０）の位置を決定するためのシステムであって、
少なくとも３つの全般照明ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）を有する配置であって、そこにおいて、前記少なくとも３つの全般照明ＬＥＤの第１の全般照明ＬＥＤ（Ｌ１）は、第１の波長範囲において第１の送信時間情報（Ｔ１Ｓ）および第１のトランスミッタ情報を含む第１の光信号（Ｓ１）を送信するために実装され、そこにおいて、前記第１のトランスミッタ情報は、少なくとも前記第１の全般照明ＬＥＤの位置（Ｐ１）の決定を可能にし、さらに、前記第１の送信時間情報は、前記第１の信号（Ｓ１）が送信された時点に関する情報であり、そこにおいて、前記少なくとも３つの全般照明ＬＥＤの第２の全般照明ＬＥＤ（Ｌ２）は、第２の波長範囲において第２の送信時間情報（Ｔ２Ｓ）および第２のトランスミッタ情報を含む第２の光信号（Ｓ２）を送信するために実装され、そこにおいて、前記第２のトランスミッタ情報は、少なくとも前記第２の全般照明ＬＥＤの位置（Ｐ２）の決定を可能にし、さらに、前記第２の送信時間情報（Ｔ２Ｓ）は、前記第２の信号（Ｓ２）が送信された時点に関する情報であり、そこにおいて、前記少なくとも３つの全般照明ＬＥＤの第３の全般照明ＬＥＤ（Ｌ３）は、第３の波長範囲において第３の送信時間情報（Ｔ３Ｓ）および第３のトランスミッタ情報を含む第３の光信号（Ｓ３）を送信するために実装され、そこにおいて、前記第３のトランスミッタ情報は、少なくとも前記第３の全般照明ＬＥＤの位置の決定を可能にし、さらに、前記第３の送信時間情報（Ｔ３Ｓ）は、前記第３の信号（Ｓ３）が送信された時点に関する情報であり、さらに、そこにおいて、前記第１の波長範囲、前記第２の波長範囲および前記第３の波長範囲は、少なくとも重なり範囲において部分的に重なる、配置、
前記移動物体（１１０）に取り付けられ、さらに、前記重なり範囲において前記第１〜第３の光信号（Ｓ１〜Ｓ３）を受信しさらに第１の信号受信時間（Ｔ１Ｒ）を前記第１の光信号（Ｓ１）に割り当て、第２の信号受信時間（Ｔ２Ｒ）を前記第２の光信号（Ｓ２）におよび第３の信号受信時間（Ｔ３Ｒ）を前記第３の光信号（Ｓ３）に割り当てるために実装される、光センサ（ＬＳ）、および
前記第１〜第３のトランスミッタ情報、前記第１〜第３の送信時間情報（Ｔ１Ｓ〜Ｔ３Ｓ）および前記第１〜第３の受信時間情報（Ｔ１Ｒ〜Ｔ３Ｒ）に基づいて前記物体の前記位置を決定するために実装される評価ユニット（１２０）を含む、システム。
【請求項２】
前記第１の全般照明ＬＥＤは、第１の蛍光ＬＥＤ（Ｌ１）であり、それは、直接的に生成された光部分（２１６）および蛍光層（２２０）を介して間接的に生成される光部分（２１４）を混合することによって、全般照明のために、光（２１８）例えば白色光を生成するために、さらに、前記第１の蛍光ＬＥＤ（Ｌ１）の励起電流を変調することによって同時に前記第１の光信号（Ｓ１）を送信するために実装され、そこにおいて、前記第１の蛍光ＬＥＤ（Ｌ１）によって直接的に生成される前記光部分の波長範囲は、前記第１の波長範囲を形成し、
そこにおいて、前記第２の全般照明ＬＥＤは、第２の蛍光ＬＥＤであり、それは、直接的に生成された光部分および蛍光層を介して間接的に生成される光部分を混合することによって、全般照明のための光例えば白色光を生成するために、さらに、前記第２の蛍光ＬＥＤの励起電流を変調することによって同時に前記第２の信号を送信するために実装され、そこにおいて、前記第２の蛍光ＬＥＤ（Ｌ２）によって直接的に生成される前記光部分の波長範囲は、前記第２の波長範囲を形成し、さらに
そこにおいて、前記第３の全般照明ＬＥＤは、第３の蛍光ＬＥＤ（Ｌ３）であり、それは、直接的に生成された光部分および蛍光層を介して間接的に生成される光部分を混合することによって、全般照明のための光例えば白色光を生成するために、さらに、前記第３の蛍光ＬＥＤの励起電流を変調することによって同時に前記第３の信号（Ｓ３）を送信するために実装され、そこにおいて、前記第３の蛍光ＬＥＤ（Ｌ３）によって直接的に生成される前記光部分の波長範囲は、前記第３の波長範囲を形成する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の全般照明ＬＥＤは、第１のＲＧＢ−ＬＥＤであり、それは、異なる色の直接的に生成された光部分を混合することによって、全般照明のための光例えば白色光を生成するために、さらに、前記第１のＲＧＢ−ＬＥＤの励起電流を変調することによって同時に前記第１の光信号（Ｓ１）を送信するために実装され、そこにおいて、異なる色の直接的に生成された光部分の中で、前記第１のＲＧＢ−ＬＥＤによって直接的に生成される光部分は、前記第１の波長範囲を形成し、
そこにおいて、前記第２の全般照明ＬＥＤは、第２のＲＧＢ−ＬＥＤであり、それは、異なる色の直接的に生成された光部分を混合することによって、全般照明のための光例えば白色光を生成するために、さらに、前記第２のＲＧＢ−ＬＥＤの励起電流を変調することによって同時に前記第２の光信号（Ｓ１）を送信するために実装され、そこにおいて、異なる色の直接的に生成された光部分の中で、前記第２のＲＧＢ−ＬＥＤによって直接的に生成される光部分は、前記第２の波長範囲を形成し、
そこにおいて、前記第３の全般照明ＬＥＤは、第３のＲＧＢ−ＬＥＤであり、それは、異なる色の直接的に生成された光部分を混合することによって、全般照明のための光例えば白色光を生成するために、さらに、前記第３のＲＧＢ−ＬＥＤの励起電流を変調することによって同時に前記第３の光信号（Ｓ１）を送信するために実装され、そこにおいて、異なる色の直接的に生成された光部分の中で、前記第３のＲＧＢ−ＬＥＤによって直接的に生成される光部分は、前記第３の波長範囲を形成する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記光センサ（ＬＳ）は、前記第１〜第３の信号受信時間を決定するために前記重なり範囲内において光部分を評価するために実装される、請求項２または請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記光センサは、前記第１、第２または第３の全般照明ＬＥＤによって生成される波長範囲においてよりも前記重なり範囲においてより伝達可能であるフィルタを含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記重なり範囲は、４２０ナノメートルから４９０ナノメートルまでの波長範囲にある、請求項４または請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記移動物体（１１０）に取り付けられるトランスミッタ（Ｌ４）、および
レシーバ（ＬＳ２）であって、前記トランスミッタ（Ｌ４）が非接触のインターフェースを介してデータ伝送のために前記レシーバ（ＬＳ２）に信号を送信するために実装される、レシーバ（ＬＳ２）を含む、請求項１ないし請求項６の１つに記載のシステム。
【請求項８】
前記トランスミッタ（Ｌ４）は、さらなる全般照明ＬＥＤであり、さらに、前記レシーバは、さらなる光センサ（ＬＳ２）である、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記少なくとも３つの全般照明ＬＥＤの前記配置および前記光センサは、時分割多重化方法において前記第１〜第３の光信号を送信するために実装され、そこにおいて、前記第１の全般照明ＬＥＤは、前記時分割多重化方法の第１のタイムスロット（ＴＳ１）において前記第１の光信号（Ｓ１）を送信するために実装され、前記第２の全般照明ＬＥＤ（Ｌ２）は、前記時分割多重化方法の第２のタイムスロット（ＴＳ２）において前記第２の光信号（Ｓ２）を送信するために実装され、さらに、前記第３の全般照明ＬＥＤ（Ｌ３）は、前記時分割多重化方法の第３のタイムスロット（ＴＳ３）において前記第３の光信号（Ｓ３）を送信するために実装される、請求項１ないし請求項８の１つに記載のシステム。
【請求項１０】
前記評価ユニット（１２０）は、前記移動物体（１１０）に取り付けられまたは他の位置に配置される、請求項１ないし請求項９の１つに記載のシステム。
【請求項１１】
前記評価ユニット（１２０）は、ＴＤＯＡ方法（到着時間差）によって前記位置を決定するために実装される、請求項１ないし請求項１０の１つに記載のシステム。
【請求項１２】
前記光センサ（ＬＳ）は、前記少なくとも３つの全般照明ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）に同期され、さらに、共通時間基準を有し、さらに、そこにおいて、前記評価ユニットは、ＴＯＡ方法（到着時間）によって前記物体の前記位置を決定するために実装される、請求項１ないし請求項１０の１つに記載のシステム。
【請求項１３】
光センサによる移動物体（１１０）の位置決定のための少なくとも３つの全般照明ＬＥＤの配置であって、
第１の全般照明ＬＥＤであって、前記第１の全般照明ＬＥＤの第１の位置（Ｐ１）が格納される第１のメモリを含み、さらに、第１の波長帯域において第１の送信時間情報（Ｔ１Ｓ）および前記第１の位置（Ｐ１）を含む第１の光信号（Ｓ１）を送信するために実装される、第１の全般照明ＬＥＤ、
第２の全般照明ＬＥＤ（Ｌ２）であって、前記第２の全般照明ＬＥＤの第２の位置（Ｐ２）が格納される第２のメモリを含み、さらに、第２の波長範囲において第２の送信時間情報（Ｔ２Ｓ）および前記第２の位置（Ｐ２）を含む第２の光信号（Ｓ２）を送信するために実装される、第２の全般照明ＬＥＤ（Ｌ２）、
第３の全般照明ＬＥＤ（Ｌ３）であって、前記第３の全般照明ＬＥＤの第３の位置（Ｐ３）が格納される第３のメモリを含み、さらに、第３の波長範囲において第３の送信時間情報（Ｔ３Ｓ）および前記第３の位置（Ｐ３）を含む第３の光信号（Ｓ３）を送信するために実装される、第３の全般照明ＬＥＤ（Ｌ３）を含み、さらに、そこにおいて、前記第１の波長範囲、前記第２の波長範囲および前記第３の波長範囲は、少なくとも重なり範囲において部分的に重なる、配置。
【請求項１４】
移動物体の位置を決定するためのシステムであって、
少なくとも３つの全般照明ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）を有する配置であって、そこにおいて、前記少なくとも３つの全般照明ＬＥＤの第１の全般照明ＬＥＤ（Ｌ１）は、第１の波長範囲において第１の送信時間情報（Ｔ１Ｓ）および第１のトランスミッタ情報を含む第１の光信号（Ｓ１）を送信するために実装され、そこにおいて、前記第１のトランスミッタ情報は、少なくとも前記第１の全般照明ＬＥＤの位置（Ｐ１）の決定を可能にし、さらに、前記第１の送信時間情報は、前記第１の信号（Ｓ１）が送信された時点に関する情報であり、そこにおいて、前記少なくとも３つの全般照明ＬＥＤの第２の全般照明ＬＥＤ（Ｌ２）は、第２の波長範囲において第２の送信時間情報（Ｔ２Ｓ）および第２のトランスミッタ情報を含む第２の光信号（Ｓ２）を送信するために実装され、そこにおいて、前記第２のトランスミッタ情報は、少なくとも前記第２の全般照明ＬＥＤの位置（Ｐ２）の決定を可能し、さらに、前記第２の送信時間情報（Ｔ２Ｓ）は、前記第２の信号（Ｓ２）が送信された時点に関する情報であり、そこにおいて、前記少なくとも３つの全般照明ＬＥＤの第３の全般照明ＬＥＤ（Ｌ３）は、第３の波長範囲において第３の送信時間情報（Ｔ３Ｓ）および第３のトランスミッタ情報を含む第３の光信号（Ｓ３）を送信するために実装され、そこにおいて、前記第３のトランスミッタ情報は、少なくとも前記第３の全般照明ＬＥＤの位置の決定を可能にし、さらに、前記第３の送信時間情報（Ｔ３Ｓ）は、前記第３の信号（Ｓ３）が送信された時点に関する情報であり、さらに、そこにおいて、前記第１の波長範囲、前記第２の波長範囲および前記第３の波長範囲は、少なくとも重なり範囲において部分的に重なる、配置、
前記第１〜第３のトランスミッタ識別、前記第１〜第３の送信時間情報（Ｔ１Ｓ〜Ｔ３Ｓ）および第１〜第３の受信時間情報（Ｔ１Ｒ〜Ｔ３Ｒ）を含む信号を受信するために、または、前記第１〜第３のトランスミッタ識別と前記第１〜第３の送信時間情報および前記第１〜第３の受信時間情報に基づいて決定される時間情報とを含む信号を受信するために実装されるレシーバ（ＬＳ）であって、そこにおいて、第１の受信時間情報は、前記第１の光信号（Ｓ１）が前記移動物体に取り付けられる前記光センサ（ＬＳ）によって受信された時点に関する情報であり、そこにおいて、第２の受信時間情報は、前記第２の光信号（Ｓ２）が前記移動物体に取り付けられる前記光センサから受信された時点に関する情報であり、さらに、そこにおいて、第３の受信時間情報（Ｔ３Ｒ）は、前記第３の光信号（Ｓ３）が前記移動物体に取り付けられる前記光センサから受信された時点に関する情報である、レシーバ（ＬＳ）、および
前記第１のトランスミッタ識別およびそれに関連した前記第１の全般照明ＬＥＤの第１の位置（Ｐ１）が格納され、そこにおいて、前記第２のトランスミッタ識別およびそれに関連した前記第２の全般照明ＬＥＤ（Ｌ２）の第２の位置が格納され、さらにそこにおいて、前記第３のトランスミッタ識別およびこの第３のトランスミッタ識別に関連した前記第３の全般照明ＬＥＤ（Ｌ３）の第３の位置（Ｐ３）が格納されるメモリ、および
前記第１〜第３のトランスミッタ情報およびこれらに関連した前記第１〜第３の全般照明ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）の第１〜第３の位置（Ｐ１〜Ｐ３）、前記第１〜第３の受信時間情報（Ｔ１Ｒ〜Ｔ３Ｒ）の前記第１〜第３の送信時間情報（Ｔ１Ｓ〜Ｔ３Ｓ）に基づいて、または、前記第１〜第３のトランスミッタ時間情報（Ｔ１Ｓ〜Ｔ２Ｓ）および前記第１〜第３の受信時間情報（Ｔ１Ｒ〜Ｔ３Ｒ）に基づいて決定される前記時間情報に基づいて、前記移動物体（１１０）の前記位置を決定するために実装される評価ユニットを含む、システム。
【請求項１５】
光センサが移動物体に取り付けられたときに移動物体（１１０）の位置決定のための光センサ（ＬＳ）であって、そこにおいて、前記光センサ（ＬＳ）は、第１の波長範囲において第１のトランスミッタ識別および第１の送信時間情報（Ｔ１Ｓ）を含む第１の全般照明ＬＥＤの第１の光信号（Ｓ１）を受信するために、第１の受信時間情報（Ｔ１Ｒ）を前記第１の光信号（Ｓ１）に割り当てるために、第２の波長範囲において第２のトランスミッタ識別および第２の送信時間情報（Ｔ２Ｓ）を含む第２の全般照明ＬＥＤ（Ｌ２）の第２の光信号（Ｓ２）を受信するために、第２の受信時間情報（Ｔ２Ｒ）を前記第２の光信号に割り当てるために、第３の波長範囲において第３のトランスミッタ識別および第３の送信時間情報（Ｔ３Ｓ）を含む第３の全般照明ＬＥＤ（Ｌ３）から第３の光信号（Ｓ３）を受信するために、前記第３の受信時間情報（Ｔ３Ｒ）を前記第３の光信号（Ｓ３）に割り当てるために、さらに、位置決定のために前記第１〜第３の受信時間情報（Ｔ３Ｒに対するＴ１Ｒ）を提供するために実装され、そこにおいて、前記第１の波長範囲、前記第２の波長範囲および前記第３の波長範囲は、少なくとも重なり範囲において部分的に重なる、光センサ。
【請求項１６】
前記光センサ（ＬＳ）は、前記第１〜第３の信号受信時間を決定するために前記重なり範囲において光部分だけを評価するために実装される、請求項１５に記載の光センサ。
【請求項１７】
移動物体の位置を決定するためのシステムであって、
少なくとも３つの全般照明ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）の配置であって、そこにおいて、前記少なくとも３つの全般照明ＬＥＤの第１の全般照明ＬＥＤ（Ｌ１）は、第１の送信時間（Ｔ１Ｓ）に第１の波長範囲において第１のパルス形の光信号を送信するために実装され、そこにおいて、前記少なくとも３つの全般照明ＬＥＤの第２の全般照明ＬＥＤ（Ｌ２）は、前記第１の送信時間に第１の送信時間差を含む第２の送信時間（Ｔ２Ｓ）に第２の波長範囲において第２のパルス形の光信号（Ｓ２）を送信するために実装され、そこにおいて、前記少なくとも３つの全般照明ＬＥＤの第３の全般照明ＬＥＤ（Ｌ３）は、前記第１の送信時間に第２の送信時間差を含む第３の送信時間（Ｔ３Ｓ）に第３の波長範囲において第３のパルス形の光信号（Ｓ３）を通過するために実装され、そこにおいて、前記第１〜第３のパルス形の光信号は、同一のパルス形の形状を含み、さらに、そこにおいて、前記第１の波長範囲、前記第２の波長範囲および前記第３の波長範囲は、少なくとも重なり範囲において部分的に重なる、配置、
前記移動物体（１１０）に取り付けられ、さらに、前記重なり範囲において前記第１〜第３の光信号（Ｓ１〜Ｓ３）を受信しさらに前記第１〜第３の光信号をオーバーレイすることによって受信信号を生成するために実装される光センサ（ＬＳ）、および
前記第１〜第３の光信号が前記光センサによって同時に受信されるように、前記第２の送信時間（Ｔ２）および／または前記第３の送信時間（Ｔ３Ｓ）が前記第１の送信時間（Ｔ１Ｓ）に関してシフトされるように、前記受信信号の前記形状の評価に基づいて前記第２の全般照明ＬＥＤ（Ｌ２）および／または前記第３の全般照明ＬＥＤ（Ｌ３）を制御するために実装される評価ユニット（１２０）であって、前記評価ユニットは、前記第１の全般照明ＬＥＤ（Ｌ１）の位置（Ｐ１）、前記第２の全般照明ＬＥＤ（Ｌ２）の位置（Ｐ２）、前記第３の全般照明ＬＥＤ（Ｌ３）の位置（Ｐ３）および前記第１および／または前記第２の送信時間差に基づいて、前記移動物体（１１０）の前記位置を決定するためにさらに実装される、評価ユニット（１２０）を含む、システム。
【請求項１８】
前記第１の全般照明ＬＥＤは、第１の蛍光ＬＥＤ（Ｌ１）であり、それは、直接的に生成された光部分（２１６）および蛍光層（２２０）を介して間接的に生成される光部分（２１４）を混合することによって、全般照明のための光（２１８）例えば白色光を生成するために、さらに、前記第１の蛍光ＬＥＤ（Ｌ１）の励起電流を変調することによって同時に前記第１の光信号（Ｓ１）を送信するために実装され、そこにおいて、前記第１の蛍光ＬＥＤ（Ｌ１）によって直接的に生成される前記光部分の波長範囲は、前記第１の波長範囲を形成し、
そこにおいて、前記第２の全般照明ＬＥＤは、第２の蛍光ＬＥＤであり、それは、直接的に生成された光部分および蛍光層を介して間接的に生成される光部分を混合することによって、全般照明のための光例えば白色光を生成するために、さらに、前記第２の蛍光ＬＥＤの励起電流を変調することによって同時に前記第２の信号を送信するために実装され、そこにおいて、前記第２の蛍光ＬＥＤ（Ｌ２）によって直接的に生成される前記光部分の波長範囲は、前記第２の波長範囲を形成し、さらに
そこにおいて、前記第３の全般照明ＬＥＤは、第３の蛍光ＬＥＤ（Ｌ３）であり、それは、直接的に生成された光部分および蛍光層を介して間接的に生成される光部分を混合することによって、全般照明のための光例えば白色光を生成するために、さらに、前記第３の蛍光ＬＥＤの励起電流を変調することによって同時に前記第３の信号（Ｓ３）を送信するために、実装され、そこにおいて、前記第３の蛍光ＬＥＤ（Ｌ３）によって直接的に生成される前記光部分の波長範囲は、前記第３の波長範囲を形成する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記光センサ（ＬＳ）は、前記第１〜第３の信号受信時間を決定するために前記重なり範囲において光部分だけを評価するために実装される、請求項１７または請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記光センサは、前記第１、第２および第３の全般照明ＬＥＤによって生成される他の波長範囲においてよりも前記重なり範囲においてより伝達可能であるフィルタを含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記重なり範囲は、４２０ナノメートルから４９０ナノメートルまでの波長範囲にある、請求項１９または請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
移動物体（１１０）の位置を決定するためのシステムであって、
前記移動物体（１１０）に取り付けられ、さらに、送信時間情報（Ｔ４Ｓ）およびトランスミッタ情報を含む光信号（Ｓ４）を送信するために実装される全般照明ＬＥＤ（Ｌ４）であって、そこにおいて、前記トランスミッタ情報は、少なくとも前記移動物体に前記信号のアロケーションを可能にし、さらに、前記送信時間情報（Ｔ４Ｓ）は、前記光信号が送信された時点に関する情報である、全般照明ＬＥＤ（Ｌ４）、
少なくとも３つの光センサ（ＬＳ２〜ＬＳ４）の配置であって、そこにおいて、前記少なくとも３つの光センサの第１の光センサ（Ｌ２）は、第１の位置（Ｐ１´）に配置され、さらに、前記光信号（Ｓ４）を受信するためにさらに第１の信号受信時間（Ｔ４Ｒ）を前記光信号に割り当てるために実装され、さらに、そこにおいて、前記少なくとも３つの光センサの第２の光センサ（ＬＳ３）は、第２の位置（Ｐ２´）に配置され、さらに、前記光信号（Ｓ４）を受信するためにさらに第２の信号受信時間（Ｔ５Ｒ）を前記光信号に割り当てるために実装され、さらに、そこにおいて、第３の光センサ（ＬＳ４）は、第３の位置（Ｐ３´）に配置され、さらに、前記光信号（Ｓ４）を受信しさらに第３の受信時間（Ｔ６Ｒ）を前記光信号に割り当てるために実装される、配置、および
前記トランスミッタ情報、前記送信時間情報（Ｔ４Ｓ）、前記第１〜第３の受信時間情報（Ｔ４Ｒ〜Ｔ６Ｒ）および前記光センサの前記第１〜第３の位置（Ｐ１´〜Ｐ３´）に基づいて前記物体（１１０）の前記位置を決定するために実装される評価ユニット（１２０）を含む、システム。
【請求項２３】
移動物体（１１０）の位置を決定するための方法であって、
第１の全般照明ＬＥＤ（Ｌ１）によって、第１の波長範囲において第１の送信時間情報（Ｔ１Ｓ）および第１のトランスミッタ情報を含む第１の光信号（Ｓ１）を送信するステップであって、そこにおいて、前記第１のトランスミッタ情報は、少なくとも前記第１の全般照明ＬＥＤの位置（Ｐ１）の決定を可能にし、さらに、前記第１の送信時間情報は、前記第１の信号（Ｓ１）が送信された時点に関する情報である、ステップ、
第２の全般照明ＬＥＤ（Ｌ２）によって第２の波長範囲において第２の送信時間情報（Ｔ２Ｓ）および第２のトランスミッタ情報を含む第２の光信号（Ｓ２）を送信するステップであって、そこにおいて、前記第２のトランスミッタ情報は、少なくとも前記第２の全般照明ＬＥＤの位置（Ｐ２）の決定を可能にし、さらに、前記第２の送信時間情報（Ｔ２Ｓ）は、前記第２の信号（Ｓ２）が送信された時点に関する情報である、ステップ、
第３の全般照明ＬＥＤ（Ｌ３）によって第３の波長範囲において第３の送信時間情報（Ｔ３Ｓ）および第３のトランスミッタ情報を含む第３の光信号（Ｓ３）を送信するステップであって、そこにおいて、前記第３のトランスミッタ情報は、少なくとも前記第３の全般照明ＬＥＤの位置の決定を可能にし、さらに、前記第３の送信時間情報（Ｔ３Ｓ）は、前記第３の信号（Ｓ３）が送信された時点に関する情報であり、そこにおいて、前記第１の波長範囲、前記第２の波長範囲および前記第３の波長範囲は、少なくとも重なり範囲において部分的に重なる、ステップ、
前記移動物体（１１０）に取り付けられる光センサ（ＬＳ）によって前記重なり範囲において前記第１〜第３の光信号（Ｓ１〜Ｓ３）を受信するステップ、
第１の信号受信時間（Ｔ１Ｒ）を前記第１の光信号（Ｓ１）に割り当てるステップ、
第２の信号受信時間（Ｔ２Ｒ）を前記第２の光信号（Ｓ２）に割り当てるステップ、
第３の信号受信時間（Ｔ３Ｒ）を前記第３の光信号（Ｓ３）に割り当てるステップ、および
前記第１〜第３のトランスミッタ情報、前記第１〜第３の送信時間情報（Ｔ１Ｓ〜Ｔ３Ｓ）および前記第１〜第３の受信時間情報（Ｔ１Ｒ〜Ｔ３Ｒ）に基づいて前記物体の前記位置を決定するステップを含む、方法。
【請求項２４】
移動物体の位置を決定するための方法であって、
第１の送信時間（Ｔ１Ｓ）に第１の全般照明ＬＥＤ（Ｌ１）によって第１の波長範囲において第１のパルス形の光信号を送信するステップ、
前記第１の送信時間に第１の送信時間差を含む第２の送信時間（Ｔ２Ｓ）に第２の全般照明ＬＥＤ（Ｌ２）によって第２の波長範囲において第２のパルス形の光信号（Ｓ２）を送信するステップ、
前記第１の送信時間に第２の送信時間差を含む第３の送信時間（Ｔ３Ｓ）に第３の全般照明ＬＥＤ（Ｌ３）によって第３の波長範囲において第３のパルス形の光信号（Ｓ３）を送信するステップであって、そこにおいて、前記第１〜第３のパルス形の光信号は、同一のパルスのような形状を含み、さらに、そこにおいて、前記第１の波長範囲、前記第２の波長範囲および前記第３の波長範囲は、少なくとも重なり範囲において部分的に重なる、ステップ、
前記移動物体（１１０）に取り付けられる光センサ（ＬＳ）によって前記重なり範囲において前記第１〜第３の光信号（Ｓ１〜Ｓ３）を受信するステップ、
前記第１〜第３の光信号をオーバーレイすることによって受信信号を生成するステップ、および
前記第１〜第３の光信号が前記光センサによって同時に受信されるように、前記第２の送信時間（Ｔ２）および／または前記第３の送信時間（Ｔ３Ｓ）が前記第１の送信時間（Ｔ１Ｓ）に関してシフトされるように、前記受信信号の形状の評価に基づいて前記第２の全般照明ＬＥＤ（Ｌ２）および／または前記第３の全般照明ＬＥＤ（Ｌ３）を制御するステップ、
前記第１の全般照明ＬＥＤの位置（Ｐ１）、前記第２の全般照明ＬＥＤの位置（Ｐ２）、前記第３の全般照明ＬＥＤの位置（Ｐ３）および前記第１および／または前記第２の送信時間差に基づいて前記移動物体（１１０）の前記位置を決定するステップを含む、方法。
【請求項２５】
移動物体（１１０）の位置を決定するための方法であって、
前記移動物体（１１０）に取り付けられる全般照明ＬＥＤ（Ｌ４）によって送信時間情報（Ｔ４Ｓ）およびトランスミッタ情報を有する光信号（Ｓ４）を送信するステップであって、そこにおいて、前記トランスミッタ情報は、少なくとも前記信号のアロケーションを可能にし、さらに、前記送信時間情報Ｔ４Ｓは、前記光信号が送信された時点に関する情報である、ステップ、
第１の位置（Ｐ１´）に配置される第１の光センサ（ＬＳ２）によって前記光信号（Ｓ４）を受信するステップ、
第１の信号受信時間（Ｔ４Ｒ）を前記光信号に割り当てるステップ、
第２の位置（Ｐ２´）に配置される第２の光センサ（ＬＳ３）によって前記光信号（Ｓ４）を受信するステップ、
第２の信号受信時間（Ｔ５Ｒ）を前記光信号に割り当てるステップ、
第３の位置（Ｐ３´）に配置される第３の光センサ（ＬＳ４）によって前記光信号（Ｓ４）を受信するステップ、
第３の信号受信時間（Ｔ６Ｒ）を前記光信号に割り当てるステップ、および
前記トランスミッタ情報、前記送信時間情報（Ｔ４Ｓ）、前記第１〜第３の受信時間情報（Ｔ２Ｒ〜Ｔ４Ｒ）および前記光センサの前記第１〜第３の位置（Ｐ１´〜Ｐ３´）に基づいて前記物体（１１０）の前記位置を決定するステップを含む、方法。
【請求項２６】
コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるときに、請求項２３ないし請求項２５の１つに記載の方法を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、可動物体の位置決定のためのシステム、方法およびそれらのコンポーネントに関し、特に、発光ダイオード（ＬＥＤ）および対応する光センサによる位置決定に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、以前より人気が高まっている。ＬＥＤは、ますます、例えば熱放出体（電球など）および他の光源のように、例えばガスを励起することによって光を生成する、従来の光源に取って代わる。ＬＥＤは、ＬＥＤの励起電流の変調によって、高速データ伝送を可能にする。このように、ＬＥＤは、それらの有用性および使用の分野に関して、上述の従来の光源と実質的に異なる。
【０００３】
光の可視範囲において作動する技術は、光学データ伝送のための可視波長範囲（ほぼ４００ナノメートル〜８００ナノメートル）における光を用いるいわゆる「可視光通信（Ｖｉｓｕａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）」（ＶＬＣ）である。ＶＬＣ技術は、位置発見目的のために用いられうる。このように、米国特許出願公開第２００９／０１７１５７１号は、ＶＬＣベースのナビゲーションシステムを記載し、そこにおいて、４つのＶＬＣトランスミッタは、一方ではＬＥＤの形でそれぞれ対応するランプモジュールに結合され、さらに、他方ではナビゲーションサーバに結合される。位置決定のために、ランプモジュールは、モバイルデバイスが受信するいわゆるパイロット信号を送信する。そして、モバイルデバイスの位置の決定は、ナビゲーションサーバによってまたはモバイル端末デバイス自体によって、三角測量によって実行される。パイロット信号の送信のために、ＶＬＣベースのナビゲーションシステムは、ＲＧＢ−ＬＥＤ（赤色−緑色−青色）を有するランプモジュールを用い、それぞれは、赤色、緑色および青色を有する異なる色の３つの発光ダイオードを含み、さらに、それらは、全般的に見て白色光が生成されるように、それらの光を結合する。ここで、異なるランプモジュールは、赤色、緑色および青色の光波長の異なる組み合わせによってそれぞれ白色光を生成し、さらに、異なるＲＧＢ−ＬＥＤのパイロット信号は、異なる波長において対応して送信される。モバイルデバイスは、異なるフィルタによってそれぞれそれらの異なる波長範囲のうちの１つを受信して評価する４つの光検出器を含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ＬＥＤによって可動物体の位置を決めるより単純でコスト効率のよい可能性を提供することである。
【０００５】
本発明のさらなる目的は、可動物体の照明および位置発見の機能ための、または、可動物体の照明、データ伝送および位置発見の機能並びに可動物体の位置のための、より単純でコスト効率のよい可能性を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１に記載の移動または可動物体の位置を決定するためのシステム、請求項１３に記載の光センサによる移動物体の位置決定のための少なくとも３つの全般照明ＬＥＤの配置、請求項１４に記載の移動物体の位置を決定するためのシステム、請求項１５に記載の光センサが移動物体に取り付けられたときに移動物体の位置決定のための光センサ、請求項１７および請求項２２に記載の移動物体の位置を決定するためのシステム、および、請求項２３〜請求項２５に記載の移動物体の位置を決定するための方法によって達成される。
【０００７】
本発明の実施形態は、例えば、少なくとも３つの全般照明ＬＥＤの配置を有する移動物体の位置を決定するためのシステムを提供し、そこにおいて、少なくとも３つの全般照明ＬＥＤの第１の全般照明ＬＥＤは、第１の波長範囲において第１の送信時間情報および第１のトランスミッタ情報を含む第１の光信号を送信するために実装され、そこにおいて、第１のトランスミッタ情報は、少なくとも第１の全般照明ＬＥＤの位置の決定を可能にし、さらに、第１の送信時間情報は、第１の信号が送信された時点に関する情報であり、そこにおいて、少なくとも３つの全般照明ＬＥＤの第２の全般照明ＬＥＤは、第２の波長範囲において第２の送信時間情報および第２のトランスミッタ情報を含む第２の光信号を送信するために実装され、そこにおいて、第２のトランスミッタ情報は、少なくとも第２の全般照明ＬＥＤの位置の決定を可能にし、さらに、第２の送信時間情報は、第２の信号が送信された時点に関する情報であり、そこにおいて、少なくとも３つの全般照明ＬＥＤの第３の全般照明ＬＥＤは、第３の波長範囲において第３の送信時間情報および第３のトランスミッタ情報を含む第３の光信号を送信するために実装され、そこにおいて、第３のトランスミッタ情報は、少なくとも第３の全般照明ＬＥＤの位置の決定を可能にし、さらに、第３の送信時間情報は、第３の信号が送信された時点に関する情報であり、さらに、第１の波長範囲、第２の波長範囲および第３の波長範囲は、少なくとも重なり範囲において部分的に重なる。そのシステムは、移動物体に取り付けられ、さらに、重なり範囲において第１〜第３の光信号を受信しさらに第１の信号受信時間を第１の光信号に割り当て、第２の信号受信時間を第２の光信号に割り当てさらに第３の信号受信時間を第３の光信号に割り当てるために実装される光センサをさらに含む。そのほかに、そのシステムの実施形態は、第１〜第３のトランスミッタ情報、第１〜第３の送信時間情報および第１〜第３の受信時間情報に基づいて物体の位置を決定するために実装される評価ユニットを含む。
【０００８】
さらなる実施形態は、例えば少なくとも３つの全般照明ＬＥＤの配置、光センサおよび／または評価ユニットなどのシステムの部分を含む。
【０００９】
ここで、用語「全般照明ＬＥＤ（ｇｅｎｅｒａｌ  ｌｉｇｈｔｉｎｇ  ＬＥＤ）」は、光スペクトルの可視波長範囲において環境の全般照明の目的で設計されて用いられるすべてのＬＥＤを含み、その結果、例えば、人々または他の生物は、それ自身の位置を確認することができ、さらに、それ自身をそこで移動することができる。ここの環境は、開閉のスペースでもありエリアでもあり、すなわち、例えば建物および部屋およびその中の通路またはフリースペースでもある。それと異なることは、特定の技術的な照明機能（すなわち全般照明に貢献しない機能）のために設計されて用いられる、技術的な照明目的のためのＬＥＤであり、例えば、顕微鏡の照明および調べられるサンプルのためのＬＥＤまたは距離または位置決定のためのレーザである。
【００１０】
このように、全般照明ＬＥＤは、例えば、全般照明目的のための可視光線を生成するために実装される蛍光ＬＥＤまたはＲＧＢ−ＬＥＤであってもよい。蛍光ＬＥＤは、ＬＥＤおよびＬＥＤによって照射される適切な蛍光層の組み合わせによって、可視波長範囲において所望の光を生成する。ＲＧＢ−ＬＥＤは、異なる色のＬＥＤの適切な組み合わせによって、可視波長範囲において所望の光を生成する。白色光を生成するために実装される全般照明ＬＥＤ（蛍光ＬＥＤおよびＲＧＢ−ＬＥＤ）は、白色光ＬＥＤとも呼ばれる。全般照明ＬＥＤの実施形態は、白色光（暖かいまたは冷たい）を生成することに制限されないが、しかしながら、例えば、いわゆる「ムード照明（ｍｏｏｄ  ｌｉｇｈｔｉｎｇ）」、例えばパステルシェードカラーの光（例えばピンク色のまたはアクアマリンの光）などを生成するために、他のいかなるシェードを生成することもできる。
【００１１】
本発明の実施形態は、全般照明ＬＥＤ、例えば直接的に生成された光部分および蛍光層を介して間接的に生成される光部分の組み合わせまたは混合によって白色光を生成する白色標準ＬＥＤとして、例えば蛍光ＬＥＤを用いる。そのような蛍光ＬＥＤのための１つの例は、直接的な青色光部分を生成するために青色ＬＥＤを含む白色標準ＬＥＤであり、さらに、同時に、直接的におよび間接的に生成された部分の混合によって、白色光スペクトルを生成するためにより長い波長を含むさらなる光部分を生成するために青色光で蛍光層を励起する。他の蛍光材料の使用によって、白色光トーン以外に他の光トーン、例えばパステルシェードカラーの光も生成されうる。
【００１２】
蛍光ＬＥＤは、ＲＧＢ−ＬＥＤより明らかに安価である。そのほかに、蛍光ＬＥＤは、全般照明目的のためにおよび消費製品におけるそれらの使用に関して、はるかにより一般的である。そのほかに、４つの異なる光波長を有する上述の位置発見システムが４つの異なる光センサを必要とすることとは対照的に、蛍光ＬＥＤおよびすべてのＬＥＤおよび光センサに共通する信号伝送のための光波長範囲の使用によって、本発明の実施形態は、個々のＲＧＢ−ＬＥＤと比較して個々の蛍光ＬＥＤの低コストによる節約だけでなく、唯一の光センサだけが必要とされるという理由も可能にする。このように、本発明の実施形態は、同じ構造でありおよび／または同じ波長範囲において光をまたは少なくとも基本的に重なり波長範囲を有する光を一般に生成する蛍光ＬＥＤを用いる。
【００１３】
さらなる実施形態は、より正確な位置発見を可能にするために、スペクトルを、検出器または光センサで、直接的に生成された光部分、例えば４２０ナノメートルから４９０ナノメートルまでの範囲において青色励起波長に制限する。そのような実施形態は、直接的な放射の吸収および直接的な放射の新規な放出または直接的に生成された光部分と比較して間接的な光部分が数ナノ秒間の範囲において遅延を生じる知見に基づき、このように、変調されたＬＥＤ照明の信号エッジは、時間的にぼやけすなわちはっきりしなくなる。直接的に生成された光部分、例えば青色光部分の評価によって、時間的により鋭い定義された信号エッジの生成および検出が可能になり、そのため、上述のように、信号エッジの時間的により正確な決定、または、一般に信号および信号経過の時間的により正確な分解能が可能になり、また一面、より正確な位置決定が可能になる。そのほかに、これは、より高データ伝送速度も可能にする。
【００１４】
したがって、例えば、位置決定システムのすべての蛍光ＬＥＤは、同じ青色波長範囲においてまたは一般に蛍光ＬＥＤの設計によって与えられる直接的に生成された光部分の同じ波長範囲において送信し、さらに、光センサは、例えば対応するフィルタ、例えば青色光部分のために基本的に透過するだけである青色フィルタを通して白色光をフィルタリングすることによって、この波長範囲または光部分を基本的に評価するだけである。
【００１５】
本発明のさらなる実施形態は、例えば、全般照明ＬＥＤとしてＲＧＢ−ＬＥＤを用い、それぞれが異なるＬＥＤ素子を含み、それぞれが光または異なる波長範囲の光部分、すなわち可視光スペクトルにおいて異なる色を生成し、そこにおいて、ＬＥＤ素子およびそれらの特定の色の光部分は、これらの光部分の組み合わせまたは混合が所望の光または所望の光トーン、例えば白色光をもたらすように、選択される。ＲＧＢ−ＬＥＤのＬＥＤ素子は、それぞれの色の光部分をすなわち蛍光層なしに直接的に生成する。ＲＧＢ−ＬＥＤについては、白色光は、赤色、緑色および青色の直接的に生成された光部分の組み合わせから混合される。他の光トーンまたは異なる色の光、例えば上述のパステルシェードカラーの光部分は、例えば、他の波長の直接的に生成された赤色、緑色および青色の光部分の混合によって生成されうる。ＲＧＢ−ＬＥＤが用いられる本発明の実施形態については、例えば、ＬＥＤ素子のうちの１つだけの励起電流が位置決めするための信号を生成するために変調される。ＲＧＢ−ＬＥＤを有する全般照明ＬＥＤの配置については、全３つ（または３つより多い全般照明またはＲＧＢ−ＬＥＤが位置決定のために用いられる場合、より多く）は、例えば緑色、赤色または青色の波長範囲において、例えば同じまたは少なくとも重なり波長範囲において位置決定のための信号を送信する。好ましくは、すべてのＲＧＢ−ＬＥＤは、それがより高い周波数のためより正確な時間分解能ひいてはより正確な位置決めを可能にするように、青色波長範囲（４２０ナノメートル〜４９０ナノメートル）においてだけ位置信号を送信する。
【００１６】
このように、全般照明ＬＥＤとしてＲＧＢ−ＬＥＤを有する本発明の実施形態は、例えば、同じ設計でおよび／または同じ波長範囲にありまたは少なくとも基本的に重なり波長範囲を有する光を生成するＲＧＢ−ＬＥＤを用いることができる。このように、例えば上述の先行技術に記載されているように、異なるＲＧＢ−ＬＥＤの使用によって防止されるコストは、生産においても記憶装置およびメンテナンスにおいても防止されうる。一方、システムまたはレシーバは、さらに、対応する異なるフィルタによって４つの異なる波長範囲において光の中でフィルタをかけそれを評価するセンサを必要としないが、位置決定のための信号伝送のために用いられる少なくとも３つのＲＧＢ−ＬＥＤの波長範囲が重なり波長範囲において重なるように、それは、重なり範囲において光を受信しさらに例えば可視および／または非可視波長範囲において他の波長範囲をフィルタにかけて除去する１つだけの光センサを必要とし、その結果、重なり範囲において信号だけが評価される。
【００１７】
さらなる実施形態は、例えば、１つまたはいくつかのＲＧＢ−ＬＥＤおよび１つまたはいくつかの蛍光ＬＥＤの組み合わせを用いることもでき、そこにおいて、ＲＧＢ−ＬＥＤおよび蛍光ＬＥＤは、それらが重なり波長範囲において位置決定のための信号を送信するように実装され、例えば青色波長範囲におけるそれらの青色ＬＥＤ素子によるＲＧＢ−ＬＥＤおよびそれらの直接的に生成された青色波長範囲における蛍光ＬＥＤである。
【００１８】
位置決定のために、例えば、実行時間方法（ＴＯＡ−到着時間）または実行時間差方法（ＴＤＯＡ−到着時間差）が用いられる。
【００１９】
本発明のさらなる実施形態は、例えば、同じ波長範囲において送信される異なる蛍光ＬＥＤの光信号を区別するために、例えば時分割多重化方法または符号分割多重化方法などの多重化方法を用いる。
【００２０】
レシーバ（例えば強め合う干渉）で信号のオーバーレイを用いる他の実施形態は、同時にまたは少なくとも異なる経路長にもかかわらず基本的に同時に、光センサに到着するようにまたはそれによって受信されるように、個々の信号の送信時間を再び遅延し、さらに、これのために必要な送信時間差によって移動物体の位置を決定する。
【００２１】
さらに、本発明の実施形態は、さらなる蛍光ＬＥＤおよびこのように位置決定の位置分解能または精度の増加によって単純拡大を可能にする。これは、強め合う干渉に基づく実施形態のためにも、時分割多重化方法を用いる実施形態のためにも当てはまる。
【００２２】
従来システムにおいて、照明、データ伝送および位置決めの機能性は、通常、分離システムにおいて実現される。例えば従来の光源による照明、しかしまた、例えば無線技術、位置および通信のために部分的にさらに異なる無線技術を介して、ＬＥＤ、位置決めおよびデータ通信である。ここで位置決めは、例えばロジスティックスにおいて距離または経路がもはや演繹的に定義されなくて柔軟に最適化されるように、かつてない重要性を得る。製品は、それらが位置に到着するとすぐに、例えばバーコードを用いて、従来のシステムにおいて実装されてスキャンされる。永続的な位置決めは、例えばＲＦＩＤ（無線自動識別）によって、例えば無線技術に基づいて実現される。しかしながら、これらの方法は、商品のストリームの時間に正確な検出を可能にするだけで、永続的におよびリアルタイムにそれをモニターすることができない。
【００２３】
本発明の実施形態は、照明、データ伝送および位置決めのこれらの３つの機能性のシステムへの統合を可能にする。上述のＲＧＢ−ＬＥＤベースの位置決めシステムとは対照的に、（蛍光ＬＥＤおよび／またはＲＧＢ−ＬＥＤを有する）本発明の実施形態は、これらの３つの機能性と１つだけのトランスミッタおよびレシーバ対との統合を可能にする。
【００２４】
３つの上述の機能性が分離システムにおいて実現される従来のシステムと比較して、本発明の実施形態は、例えば、純粋な光学データ伝送システムと比較して、さらなるハードウェアコンポーネントを必要としない。これから、技術的に実現する位置決めおよびセキュリティ機能の明らかなコスト利点および単純な可能性は、デバイスのサイズに影響を及ぼさずに生じる。
【００２５】
光でのデータ伝送の組み合わせおよび光での位置決定は、ＬＥＤおよび光センサ間の通信に必要である視認に基づいて自由に定義された位置で特に利用可能なデータストリームを作り、さらに、データストリームから非公認の位置を遮断することを可能にする、そのような解決策としての新規なセキュリティ機能をさらに可能にする。このように、通信の盗聴に対するセキュリティは、レシーバの位置が高精度に光学信号から決定されうるように、実質的に増加されうる。換言すれば、本発明の実施形態は、通信プロトコルが定義された位置で特にデータを提供することができるように、通信において明らかに増加したセキュリティを可能にする。
【００２６】
さらなる実施形態において、例えば、飛行機において、照明は、座席において娯楽システムを扱うために用いられうる。同時に、座席は識別されうり、さらに、座席が出発および着陸するための直立した位置に戻されたかどうかが検出されうる。
【００２７】
固定およびモバイルデバイスについては、盗難防止が実現されうり、そこにおいて、使用は、定義されたスペースにおいてだけ可能にされる。製造において必要とされる汎用測定デバイスは、それが他の位置のために役立たなくなるように、有用なその意図された位置に安全に残る。
【００２８】
発明の方法およびシステムは、製造においてまたはロジスティックスにおいて産業環境で用いられうる。ミュージアムにおいて、オーディオシステムは、自由に計画された旅行を可能にすることができ、インタラクティブに開発されうる。セキュリティ技術において、盗聴される恐れがないデータ接続が、準備されうり、光学的放射の届く範囲内に制限されうる。このように、例えば、解決策は、防御の分野において準備されうる。
【００２９】
以下において、本発明の実施形態が、添付図面に関してさらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、少なくとも３つの蛍光ＬＥＤおよび移動物体に取り付けられた光センサによって移動物体の位置を決定するためのシステムの略図を示す。
【図２】図２は、蛍光ＬＥＤの概略スペクトルおよび蛍光ＬＥＤの機能原理の略図を示す。
【図３】図３は、光センサに３つの蛍光ＬＥＤの信号伝送のための時分割多重化方法の略図を示す。
【図４】図４は、強め合う干渉によって位置決定のための蛍光ＬＥＤの時間的に相殺される送信される信号の略図を示す。
【図５】図５は、物体に取り付けられる蛍光ＬＥＤおよび３つの光センサを用いる移動物体の位置を決定するための実施形態の略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
実施形態の以下の記載において、同様のまたは外見的に同様の素子に対して、同一参照番号が用いられる。
【００３２】
以下において、全般照明ＬＥＤとしての蛍光ＬＥＤを有する実施形態が記載される。しかしながら、説明は、全般照明ＬＥＤとして例えばＲＧＢ−ＬＥＤを有する他の実施形態に応じて当てはまる。
【００３３】
図１は、移動物体（１１０）の位置を決定するためのシステムの実施形態の略図を示し、そこにおいて、システムは、３つの蛍光ＬＥＤ（Ｌ１、Ｌ２およびＬ３）の配置、移動物体に取り付けられる光センサ（ＬＳ）、および評価ユニット（１２０）を含む。任意に、システムは、データベース（１３０）を含むこともできる。
【００３４】
蛍光ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）は、例えば、天井、壁または環境の他の物体に組み込まれまたは取り付けられ、それぞれは、定義された、既知のおよび固定された位置（Ｐ１〜Ｐ３）を有する。位置（Ｐ１〜Ｐ３）は、例えば、実行時間方法によって物体（１１０）の位置を決定することができるように異なる。第１の位置（Ｐ１）に配置される第１の蛍光ＬＥＤ（Ｌ１）は、第１の送信時間（Ｔ１Ｓ）に第１の光信号（Ｓ１）を送信するために実装される。第２の位置（Ｐ２）に配置される第２の蛍光ＬＥＤ（Ｌ２）は、第２の送信時間（Ｔ２Ｓ）に第２の光信号（Ｓ２）を生成しまたは送信するために実装される。第３の位置（Ｐ３）に配置される第３の蛍光ＬＥＤ（Ｌ３）は、第３の送信時間（Ｔ３Ｓ）に第３の光信号（Ｓ３）を送信するために実装される。信号（Ｓ１〜Ｓ３）は、パルスによってそれぞれ記号的に示され（図１参照）、パルスに制限されないが、一般にいかなる例えば対応して変調された信号であってもよい。
【００３５】
蛍光ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）は、例えば同時通信または定義された時間オフセットまたは第１〜第３の信号（Ｓ１〜Ｓ３）の遅延された送信を可能にするために、および／または、第１〜第３の信号（Ｓ１〜Ｓ３）が異なる時間に送信されるときに、既知の送信時間（Ｔ１Ｓ〜Ｔ３Ｓ）に基づいて送信時間の対応する差または遅延を決定することを可能にするために、それらが共通時間基準、例えばタイムスタンプの形で共通絶対時間基準を有するように、さらに同期される。
【００３６】
光センサ（１１０）は、第１の受信時間（Ｔ１Ｒ）に第１の光信号（Ｓ１）を受信し、第２の受信時間（Ｔ２Ｒ）に第２の光信号（Ｓ２）を受信し、さらに、第３の受信時間（Ｔ３Ｒ）に第３の光信号（Ｓ３）を受信するために実装される。第１〜第３の信号受信時間は、第１〜第３の信号受信時間（Ｔ１Ｒ〜Ｔ３Ｒ）とも呼ばれうる。
【００３７】
評価ユニット（１２０）は、一般に、第１〜第３の信号（Ｓ１〜Ｓ３）および蛍光ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）の位置（Ｐ１〜Ｐ３）に基づいて物体（１１０）の位置を決定するために実装される。評価ユニット（１２０）は、蛍光ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）とデータのやりとりをし（例えば評価ユニットによるＬ１〜Ｌ３の制御のためにおよび／または同期のために、矢印（１２２）を参照）、光センサ（ＬＳ）からデータを受信し（矢印（１２４）を参照）および／またはデータベースからデータを呼び出すために（矢印（１２６）を参照、例えば識別またはトランスミッタ情報に関連した蛍光ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）の位置（Ｐ１〜Ｐ３）を読出すために）実装されうる。
【００３８】
第１の実施形態によれば、第１の蛍光ＬＥＤ（Ｌ１）は、第１の送信時間情報例えば第１の送信時間（Ｔ１Ｓ）および第１のトランスミッタ情報例えば第１の蛍光ＬＥＤの位置（Ｐ１）または一般に少なくとも第１の蛍光ＬＥＤの位置（Ｐ１）の決定を可能にする情報を有する第１の光信号（Ｓ１）を送信するためにさらに実装される。同じことが、第２の蛍光ＬＥＤ（Ｌ２）および第３の蛍光ＬＥＤ（Ｌ３）にも当てはまる。そのような実施形態において、光センサ（ＬＳ）は、第１の信号受信時間（Ｔ１Ｒ）を例えばデータセットまたはインデックスの形で受信された第１の信号（Ｓ１）に割り当て、対応する第２の受信時間（Ｔ２Ｒ）を第２の受信された信号（Ｓ２）に割り当て、さらに、対応する第３の受信時間（Ｔ３Ｒ）を第３の受信信号（Ｓ３）に割り当てるためにさらに実装されうる。そのような実施形態については、評価ユニット（１２０）は、それから、第１〜第３のトランスミッタ情報、第１〜第３の送信時間情報（Ｔ１Ｓ〜Ｔ３Ｓ）および第１〜第３の受信時間情報（Ｔ１Ｒ〜Ｔ３Ｒ）に基づいて物体（１１０）の位置を決定するためにさらに実装されうる。
【００３９】
例えば、評価ユニット（１２０）の実施形態は、第１の蛍光ＬＥＤ（Ｌ１）から移動物体（１１０）にまたはさらに詳細に第１の送信時間情報（Ｔ１Ｓ）および第１の受信時間情報（Ｔ１Ｒ）に基づいて光センサ（ＬＳ）に、第１の信号（Ｓ１）の実行時間のための計測を決定するために、さらに、例えば、光センサ（ＬＳ）が蛍光ＬＥＤで共通時間基準を有するように蛍光ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）に同期されるときに、区別によって直接的に実行時間を決定するために、実装されうる。したがって、評価ユニット（１２０）は、実行時間または少なくとも第２の信号（Ｓ２）および第３の信号（Ｓ３）のための実行時間計測をさらに決定することができる。実行時間がそれぞれの蛍光ＬＥＤの光学距離に比例し、すなわち例えば第１の蛍光ＬＥＤ（Ｌ１）および移動物体（１１０）または光センサ（ＬＳ）間の距離が第１の信号（Ｓ１）の実行時間に比例し、さらに、信号の伝達速度が既知であるので、移動物体（１１０）の位置またはより正確に典型的に光センサ（ＬＳ）の位置は、例えば、３つより多い蛍光ＬＥＤが位置決定に利用可能であるときに、三辺測量または多辺測量によって決定されうる。理論的には、３つの蛍光ＬＥＤまたは３つの実行時間測定を用いて、三次元空間（図１においてｘ、ｙ、ｚ座標系を参照）において物体の位置は、独自に決定されうる。しかしながら、実際の測定において誤差が実行時間決定で生じるので、蛍光ＬＥＤの数の増加およびそれに応じて異なる位置の実行時間測定の増加によって、位置決定の精度は、増加されうる。そのような三辺測量または多辺測量方法は、到着時間方法（ＴＯＡ方法）とも呼ばれる。
【００４０】
光センサＬＳが３つの（またはより多くの）蛍光ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）に同期されないまたはそれに同期されることができない場合、上述の三辺測量または多辺測量方法の代わりに、双曲線ベースの位置決定方法が用いられうる。それについては、同期を失うことが原因で、それぞれの信号の実行時間、例えば送信時間（Ｔ１Ｓ）および受信時間（Ｔ１Ｒ）間の区別を介して第１の信号（Ｓ１）の実行時間は、直接的に収集されないが、他の信号を有する対においてだけ、実行時間差は、例えば第１の信号（Ｓ１）の実行時間および第２の信号（Ｓ２）の実行時間間に収集されうる。ここで等しい時間差の点は、双曲面上に配置される。少なくとも３つの蛍光ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）の使用によって、それに応じて、３対の蛍光ＬＥＤ、すなわちＬ１およびＬ２、Ｌ１およびＬ３、Ｌ２およびＬ３が形成されうり、さらに、第１の信号（Ｓ１）および第２信号（Ｓ２）間の、第１の信号（Ｓ１）および第３の信号（Ｓ３）間の、並びに、第２信号（Ｓ２）および第３の信号（Ｓ３）間の信号実行時間のための差が形成されうる。位置（Ｐ１〜Ｐ３）が蛍光ＬＥＤにとって既知であるので、これらの位置機能および実行時間差に基づいて、対応する３つの双曲面は、交差が光センサ（ＬＳ）または移動物体（１１０）の位置であるように定義されうる。そのような方法は、到着時間差方法（ＴＤＯＡ方法）とも呼ばれる。また、ここで、より正確な位置決定のために、３つより多い蛍光ＬＥＤは、より実行時間差を決定することができるように用いられうり、このように、位置決定における曖昧性は、防止されうり、それは、例えば過剰な決定に基づいて測定誤差によって生じうり、すなわち、物体の位置は、より正確に決定されうる。
【００４１】
ここで蛍光ＬＥＤの位置（Ｐ１〜Ｐ３）は、信号（Ｓ１〜Ｓ３）において直接的に送信され、または、例えば、データベースにおいてまたは一般に記憶装置（１３０）において格納され、さらに、それぞれのトランスミッタまたはそれぞれの蛍光ＬＥＤに対して特異的でありユニークである対応するトランスミッタ識別を介して決定されうる。したがって、多くの実施は、どんな情報が信号（Ｓ１〜Ｓ３）で送信されるかおよび／または評価がどこで起こるかに応じて本発明の実施のために生じる。
【００４２】
例えば、評価ユニット（１２０）は、移動物体に取り付けられてもよく、光センサに組み込まれてもよくまたは光センサとともに移動物体に組み込まれてもよい。その代わりに、評価ユニット（１２０）は、移動物体の中にまたは移動物体に取り付けられなくてもよいが、環境において、例えば蛍光ＬＥＤの付近においてまたは他のいかなる位置に取り付けられてもよい。そのほかに、評価手段の部分的なタスクまたは部分的な機能性は、異なる部分的なユニットに分配されうり、そこにおいて、これらの部分的なユニットのいくつかは、物体に取り付けられうり、さらに、他は、移動物体から独立しおよび遠く離れた他の位置に配置されうる。
【００４３】
評価ユニット（１２０）が移動物体にまたは移動物体の中に配置される場合のために、光センサ（ＬＳ）は、第１〜第３の送信時間情報（Ｔ１Ｓ〜Ｔ３Ｓ）、第１〜第３の受信時間情報（Ｔ１Ｒ〜Ｔ３Ｒ）および第１〜第３のトランスミッタ情報（例えば少なくとも位置決定のための位置または対応する蛍光ＬＥＤの位置のアロケーションを直接的に可能にするトランスミッタＩＤ）を、評価ユニットに出力するために実装されうり（図１において矢印（１２４）を参照）、それは、例えば多辺測量方法または双曲線ベースの方法または他の適切な方法によって、それに基づいて位置を次々に決定する。そして、その位置は、例えば、移動物体例えばモバイル端末デバイスのディスプレイに、テキスト形式または図で示されうり、および／または、位置データのさらなる中央処理のためのさらなる通信インターフェースを介して用いられうる。このように、例えば、光センサ（ＬＳ）または念のために評価ユニット（１２０）は、移動物体に取り付けられ、例えば光センサまたは評価ユニットの記憶装置においてさらなるユニークなＩＤを含むことができ、さらに、位置とともにこのデバイスＩＤを中央検出システムに伝え、それは、複数の移動物体のための位置を、検出しさらに該当する場合に格納しまたは表す。
【００４４】
光信号（Ｓ１〜Ｓ３）の１つまたはいくつかがデバイスＩＤまたは蛍光ＬＥＤ−ＩＤの形でトランスミッタ情報だけを含む場合において、評価ユニットは、例えば、データベースまたは一般に蛍光ＬＥＤ識別のそれぞれのために位置が格納される記憶装置（１３０）を介して、移動物体の位置決定のために必要な蛍光ＬＥＤの位置（Ｐ１〜Ｐ３）を決定するために実装される。この格納されたアロケーションまたはデータベースは、例えば、評価ユニット（１２０）に組み込まれ、または、移動物体に別々のユニットの中に取り付けられ、または、さらなる例えば非接触のインターフェースを介して評価ユニットに接続されうる（図１において矢印（１２６）を参照）。
【００４５】
代わりの実施形態において、評価ユニット（１２０）は、いかなる他の場所にもまたはそれに応じてデータベース（１３０）にも配置されうる。この場合、光センサ（ＬＳ）は、例えば、第１〜第３のトランスミッタ情報、第１の送信時間情報および第１〜第３の受信時間情報を、エアインターフェースとも呼ばれる非接触のインターフェースを介して、評価ユニット（１２０）に転送し、そして、それは、これらのデータに基づいて物体（１１０）の位置を決定する。その代わりに、物体にも取り付けられる、光センサまたはそれに接続される対応する信号処理ユニットは、上述の情報をさらに処理することができ、例えば、このさらに処理された情報またはそれだけを評価ユニットに送信するために、実行時間または実行時間差を決定することができる。
【００４６】
この通信のために、システムは、例えば、移動物体に配置されまたはそれに組み込まれ、さらに、無線技術（例えばＷＬＡＮ＝無線ローカルエリアネットワーク）、単色オブジェクト伝送技術（例えばＩｒＤＡ−赤外線通信協会）を介して、または、蛍光ＬＥＤによる光の可視フィールドにおいて位置決定のためのように、例えば評価ユニット（１２０）に再び接続される、対応するレシーバに送信するために実装されるさらなるトランスミッタを含む。蛍光ＬＥＤからのまたは一般に移動物体に対する環境からの送信または通信方向は、ダウンリンクとも呼ばれ、その一方で、環境に対する移動物体からの送信および通信方向は、アップリンクと呼ばれる。
【００４７】
さらなる実施形態において、蛍光ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）は、例えばモバイル端末デバイスにおけるように、一般に、ダウンリンクにおいてデータをすなわち位置決定と関係がないデータを、光センサ（ＬＳ）および対応する下流のデータ処理ユニットに送信するために、さらに、データを移動物体またはモバイル端末デバイスから環境に例えば中心ロジスティックスまたは一般データ検出システムに送信し、または、一般に位置データおよび／または他のデータを他のデバイスに例えばサーバまたは他の端末デバイスに送信するために、アップリンクにおいて、環境側に蛍光ＬＥＤおよび対応する光センサを用いるために実装されうる。この点において必要な環境光センサは、例えば、蛍光ＬＥＤにまたはその中に配置されまたは組み込まれ、または、環境の他の位置に配置されおよび／または組み込まれる。
【００４８】
図２は、蛍光ＬＥＤの機能原理（図２の右側）および蛍光ＬＥＤによって生成される白色光のスペクトルの組み合わせ（図２の左側）の概図を示す。蛍光ＬＥＤ（２００）（例えば図１の蛍光ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３））は、例えば４５０ナノメートルから５００ナノメートルまでの波長範囲（図２の参照番号（２１１）を参照）において青色光を生成する１つまたはいくつかの青色ＬＥＤ素子（２１０）を含み、そこにおいて、この青色光の少なくとも部分（参照番号（２１２）を参照）は、より長い波の光部分（図２において左の波長範囲および参照番号（２１３）を参照）を生成し、それを間接的な光部分（２１４）として放つために、蛍光層（２２０）を再び励起する。この間接的な光部分（２１４）は、蛍光層（２２０）によって吸収されない直接的に生成された光部分（２１６）と結合されおよび／または白色光（２１８）を生成するためにこの蛍光層（２２０）を過ぎて導かれる。しかしながら、白色標準ＬＥＤとも呼ばれうるそのような蛍光ＬＥＤ（２００）は、青色ＬＥＤを用いるだけでなく、さらにまたは青色ＵＶ−ＬＥＤの代わりにＵＶ−ＬＥＤも用いることができる。ここで、高エネルギーの短波光すなわち青色またはＵＶ光は、低エネルギーの長波光に変換される。蛍光ＬＥＤの実施形態は、異なる光源、および、例えば、異なる間接的な光部分を生成する蛍光層において異なる蛍光材料を含むことができる。例えば、ＵＶ−ＬＥＤは、赤色、緑色および／または青色の光部分の生成のためのいくつかの異なる蛍光材料とともに用いられうる。しかしながら、典型的に、青色ＬＥＤは、唯一の光源、例えばセリウム（ＣＥＲ）をドープしたイットリウム・アルミニウム・ガーネットのような黄色の蛍光物質／蛍光体と結合される。他の蛍光物質との組み合わせは、例えばパステルシェードカラーの光のような異なる色の光の生成を可能にする。
【００４９】
蛍光ＬＥＤ（２２０）は、例えば唯一のＬＥＤ素子（２１０）またはいくつかのＬＥＤ素子を含むことができ、そこにおいて、１つのＬＥＤ素子または第１の数のＬＥＤ素子は、直接的な光部分（２１６）を生成するために蛍光層（２２０）を備えていなく、さらに、少なくとも１つの他のＬＥＤ素子または第２の複数のＬＥＤ素子は、間接的な光部分（２１４）を生成するために蛍光層（２２０）を備えている。１つの具体的な実施形態において、蛍光ＬＥＤ（２００）は、例えば５つの青色ＬＥＤ素子（２１０ａ〜２１０ｅ）を含み、そこにおいて、１つのＬＥＤ素子（２１０ａ）は、蛍光層（２２０）を含まなくて、直接的な青色光部分（２１６）を生成し、さらに、４つのさらなる青色ＬＥＤ素子（２１０ｂ〜２１０ｅ）は、可視波長範囲において間接的な非青色光部分を生成するために蛍光層を備えている。
【００５０】
青色ＬＥＤ素子（２１０ｂ〜２１０ｅ）によって生成される高エネルギーおよび短波長の光子（例えば４２０ナノメートルから４９０ナノメートルの波長範囲における青色光）は、自然放出によってより高い波長（例えば青色光スペクトルより上、すなわち４９０ナノメートルより高い）およびより低いエネルギーの光子を生成するために、例えば蛍光体でできている蛍光層（２２０）によって吸収され、遅延および信号伝達において分散の実質的な増加は、蛍光ＬＥＤ（２００）の変調をもたらし、それは、直接的に送信された光部分または直接的に生成された光子（２１６）に関して数ナノ秒の範囲において遅延を生じる。これらの遅延は、邪魔になり、さらに、それに比べて光の高伝達速度と蛍光ＬＥＤおよび光センサまたは物体（２１０）間の比較的小さい距離とによる実質的な測定誤差をもたらす。直接的に生成された光部分（２１６）だけを用いてあるいは白色光（２１８）の直接的に生成された光部分の唯一の評価によって、より高い時間分解能は、トランスミッタまたはモジュレータの対応する速度および対応する検出器または光センサで可能であり、このように、上述のように、光センサ（ＬＳ）または移動物体（１１０）のより正確な位置決定が可能である。
【００５１】
直接的に送信された光部分（２１６）に対する制限は、例えば、光センサ（ＬＳ）から上流に、対応するカラーフィルタ、例えば青色の直接的な光のための青色フィルタが配置されるという事実によって達成されうり、それは、基本的に青色光部分だけを通過させ、さらに、基本的に他の光部分のために不透過である（例えば５倍または１０倍の透過性である）。この場合、直接的に生成された光部分（２１６）または間接的に生成された光部分だけが、例えばすべてのＬＥＤ素子（２１０ａ〜２１０ｅ）または蛍光ＬＥＤが１つのＬＥＤ素子（２１０）だけを含む場合に１つのＬＥＤ素子の励起電流の変調によって、変調されるかどうかは、上述のように、それが対応するフィルタによってフィルタ除去されうるように、関係がない。
【００５２】
その代わりにまたはさらに、例えば、直接的な光部分（２１６）を生成する対応するＬＥＤ素子、例えば図２において２１０ａだけが変調されうり、または、その励起電流が直接的に生成された光部分（２１６）に制限を生じるために変調されうる。光センサで対応するフィルタの使用の最初の変形は、すべてのＬＥＤ素子が同様に制御されうり、さらに、蛍光ＬＥＤを用いる既存の照明システムおよび／または可視波長範囲においてデータ伝送のための蛍光ＬＥＤを用いる通信システムが、変更されなければならない実際の蛍光ＬＥＤ（２００）の設計および／または構造なしに位置決定のさらなる機能性によって単純な方法で補充されうるという利点を有する。位置決定機能性および任意にデータ機能性による従来の「ばかげた（ｓｔｕｐｉｄ）」照明ＬＥＤの拡張のために、例えば、ＬＥＤ制御ユニットは、それぞれの蛍光ＬＥＤに関連する。ＬＥＤ制御ユニットは、例えば、デバイス識別が固定してまたは変更可能に格納されるメモリを含み、それは、蛍光ＬＥＤおよび対応するＬＥＤ制御ユニットのユニークなアロケーションまたはアドレッシングを可能にする。さらにまたはその代わりに、メモリは、蛍光ＬＥＤの位置を含むこともできる。ＬＥＤ制御ユニットは、例えば３つ以上の蛍光ＬＥＤの同期を生じおよび／または一般にデータを交換するために、さらに従来の非接触または接触ベースの通信インターフェースを介して、他の蛍光ＬＥＤに関連する他のＬＥＤ制御ユニットに接続される。さらに、このＬＥＤ制御ユニットは、実際の蛍光ＬＥＤの励起電流を制御するために実装されうり、例えば、位置決定のための光信号を生成するために、それをまたはデータ伝送のための他の光信号を変調する。本発明の蛍光ＬＥＤの実施形態は、例えばそのようなＬＥＤ制御ユニットを含む。しかしながら、以下において、差は、実際の光生成蛍光ＬＥＤおよび対応するＬＥＤ制御ユニット間に作られなくて、両方とも共に蛍光ＬＥＤとも呼ばれる。
【００５３】
換言すれば、第１の蛍光ＬＥＤ（Ｌ１）の実施形態は、例えば、直接的に生成された光部分（２１６）および蛍光層（２２０）を介して間接的に生成される光部分（２１４）を混合しまたは結合することによって白色光（２１８）を生成し、さらに、第１の蛍光ＬＥＤ（Ｌ１）の励起電流を変調することによって同時に第１の信号（Ｓ１）を送信するために実装される。同じことが、第２および第３の蛍光ＬＥＤ（Ｌ２およびＬ３）の実施形態にも当てはまる。このように、そのような蛍光ＬＥＤは、少なくとも２つの機能、すなわち白色または異なる色の可視光線による照明および移動物体の位置決定を果たし、さらに、データ伝送の機能性を任意に果たすこともできる。
【００５４】
位置の決定のために、直接的に用いられるシステムのさらなる実施形態は、同じ波長範囲にある第１〜第３の（またはより多くの）蛍光ＬＥＤの光部分（２１４）を生成し、さらに、それは、他の例えば光センサ側において邪魔になる光部分からフィルタで分離されうる。これは、例えば、同じＬＥＤ素子（２１０）を用いるおよび／または同じ構造の蛍光ＬＥＤである蛍光ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）によって達成されうる。同じ光波長範囲において送信される光信号（Ｓ１〜Ｓ３）を区別するために、図１によるシステムは、時分割多重化（ＴＤＭ）、符号分割多重化（ＣＤＭ）および／または他の適切な多重化方法を用いるために実装されうる。
【００５５】
例えばそれぞれの蛍光ＬＥＤに特定の符号化規定または特定のコードが割り当てられる、符号分割多重化を用いる実施形態において、それを用いて、送信される情報、例えばトランスミッタ情報および送信時間情報は、それを送信するために拡散する。光センサまたは光センサに組み込まれるデモジュレータは、特定のコードまたは符号化規定を識別し、さらに、それを用いて光信号（Ｓ１〜Ｓ３）を区別することができ、さらに、それに応じてそれをさらに処理する。
【００５６】
時分割多重化で作動するシステムの実施形態については、同じ波長帯帯域は、いわゆるタイムスロットに時間的に分割され、そして、それは、それぞれの蛍光ＬＥＤに割り当てられる。蛍光ＬＥＤにタイムスロットのアロケーションは、静的であっても動的であってもよい。
【００５７】
図３は、第１〜第３の信号（Ｓ１〜Ｓ３）のための波長範囲または周波数範囲の時分割の略図および（図３の右側において）光センサから受信される信号を示す。図３において左上で、例えば、第１の光信号（Ｓ１）は、第１のタイムスロット（ＴＳ１）に対応する、第１の送信時間（Ｔ１Ｓ）に送信され、あるいは、第１の光信号（Ｓ１）は、第１のタイムスロット（ＴＳ１）において送信される。したがって、第２の光信号（Ｓ２）は、第２のタイムスロット（ＴＳ２）（第１のタイムスロットと異なるタイムスロット）において送信され、さらに、第３の光信号（Ｓ３）は、第１および第２のタイムスロットと異なる第３のタイムスロット（ＴＳ３）において送信される。光センサ側またはレシーバ側においてそれらの異なる実行時間による信号（Ｓ１〜Ｓ３）の邪魔になるオーバーレイを防止するために、第１および第２のタイムスロット（ＴＳ１、ＴＳ２）間、第２のタイムスロットおよび第３のタイムスロット（ＴＳ２およびＴＳ３）間などのいわゆる保護時間（３１０）が提供される。図３の右手側は、２つの間隔内に信号の時間シフトを（正確な尺度でない）記号的に示し、そこにおいて、第１の信号（Ｓ１）（図３においてＴＳ１）は、モバイル物体に最も近いように、時間ラスタ内に最も小さい遅延またはシフトを含み、第２の信号（Ｓ２）（図３においてＴＳ２）は、光センサ（ＬＳ）に最も大きな距離を有するように、時間ラスタ内で右端にシフトされ、さらに、第３の信号（Ｓ３）（図３においてＴＳ３）は、光センサから第１の蛍光ＬＥＤよりさらに遠いが、第２の蛍光ＬＥＤよりさらに近いように、時分割多重化の時間構造内に第１の信号より大きいが第２の信号より小さくシフトされる。送信時間（Ｔ１Ｓ〜Ｔ３ＳおよびＴ１Ｒ〜Ｔ３Ｒ）が既知であるので、そのような時分割多重化は、位置決定のために、例えば辺測量方法または双曲線ベースの方法のためにも、さらに、データを蛍光ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）から光センサ（ＬＳ）に送信する位置決定から独立しているデータ伝送のためにも、用いられうる。
【００５８】
移動物体の位置を決定するためのシステムのさらなる実施形態は、強め合う干渉による物体または光センサ（ＬＳ）の位置を決定するように、光信号（Ｓ１〜Ｓ３）の干渉の使用に基づく。３つの異なるソースまたは蛍光ＬＥＤが時間的に同期して送信するときに、最適な強め合う干渉が生じるだけであり、個々の蛍光ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）およびレシーバすなわちセンサ（ＬＳ）間の光学経路長も、同じである。強め合う干渉による移動物体の位置の決定のために、このように、３つの光信号（Ｓ１〜Ｓ３）のオーバーレイから生じる光センサの受信信号は、強め合う干渉を最大で残らせるフェーズロックドループに導入される。最適条件の評価は、光センサ（ＬＳ）で受信される信号の振幅およびパルス幅から導き出されうる。また、光信号（Ｓ１〜Ｓ３）の識別なしで、システムは、それぞれが蛍光ＬＥＤ（Ｌ１）〜蛍光ＬＥＤ（Ｌ２）間、および、蛍光ＬＥＤ（Ｌ１）および蛍光ＬＥＤ（Ｌ３）間の別の同一の伝送ストリームまたは伝送信号の時間遅延を表す２つのパラメータを変化することができる。光センサ（ＬＳ）の全信号の評価および個々の信号の時間遅延の対応する変化のためのこの方法は、双方向データ伝送（アップリンクおよびダウンリンクにおけるデータ伝送）を必要とし、そこにおいて、バックチャンネルまたはアップリンクチャンネルは、蛍光ＬＥＤおよび対応する光センサを介して、または、他の光学または無線ベースの非接触の伝送方法を介して、実行されうる。
【００５９】
図４は、光センサ（ＬＳ）で最適な強め合う干渉を達成する個々の信号の時間遅延のフロー図を示す。蛍光ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）は、例えば、同じ信号、例えばパルスまたは（一定なまたは一様なパルスによって図４において記号的に示される）パルス波形信号を送信する。第２の蛍光ＬＥＤ（Ｌ２）が光センサ（ＬＳ）から最も遠いので、それは最初に送信される（図４におけるＳ２およびそれらが同期されるように、すべての信号のために同一である対応する時間ビームを参照）。第１の時間差（Ｔ２３）については、第３の蛍光ＬＥＤが光センサ（ＬＳ）に第２の蛍光ＬＥＤ（Ｌ２）より近く配置されるが、それから第１の蛍光ＬＥＤ（Ｌ１）よりさらに遠いので、第３の信号（Ｓ３）が送信される。そして、時間シフトまたは時間差（Ｔ２１）を有する第３の信号として、第１の信号（Ｓ１）が送信される。時間差（Ｔ２３およびＴ２１）が、信号（Ｓ２およびＳ３）（Ｔ２３）間および信号（Ｓ２）および異なる距離によって生じる信号（Ｓ１）（Ｔ２１）間の実行時間差に対応するので、それらは、光センサに同時に到着し、さらに、それらの振幅は最大高さＨになる。この最適な場合におけるパルスの幅Ｂは、元の個々の信号または個々のパルス（Ｓ１〜Ｓ３）の幅の基本的に強め合う干渉に対応する。時間遅延または時間差（Ｔ２１）が異なる距離によって生じる実行時間差に対応しないが、例えば、より短い場合、信号（Ｓ１）は、信号（Ｓ２）より前に到着し、それに応じて幅Ｂをオーバーレイして増加し、さらに、サイズＨを低減する。したがって、信号（Ｓ１およびＳ２）間の対応する実行時間差より大きい時間差（Ｔ２１）は、第１の信号（Ｓ１）を第２の信号（Ｓ２）より後に到着させ、さらに、幅を増加し、高さＨを低減する。同じことが、第３の信号（Ｓ３）に関して時間差（Ｔ２３）に当てはまる。時間差または信号（Ｓ１〜Ｓ３）の送信時間（Ｔ１Ｓ〜Ｔ３Ｓ）における差を反復的に変化することによって、異なる受信信号が生じ、あるいは、異なる波形、幅および高さを有する受信信号が生じ、それらは、３つの信号（Ｓ１〜Ｓ３）が光センサ（ＬＳ）に同時に到着するように、それらの時間差または送信時間を再び反復的に変化するために評価されうり、さらに、図４において右手側に示すように、最大高さＨおよび最小限の幅Ｂを有する受信信号が生じる。
【００６０】
換言すれば、それらが図４に関して説明されたように、移動物体の位置を決定するためのシステムの実施形態は、例えば、少なくとも３つの蛍光ＬＥＤの配置を含み、そこにおいて、少なくとも３つの蛍光ＬＥＤの第１の蛍光ＬＥＤ（Ｌ１）は、第１の送信時間（Ｔ１Ｓ）に第１のパルス形の光信号（Ｓ１）を送信するために実装され、そこにおいて、少なくとも３つの蛍光ＬＥＤの第２の蛍光ＬＥＤ（Ｌ２）は、第２の送信時間（Ｔ２Ｓ）に第２のパルス形の方向信号を送信するために実装され、さらに、第３の蛍光ＬＥＤは、第３の送信時間（Ｔ３Ｓ）に第３のパルス形の光信号（Ｓ３）を送信するために実装される。ここで第１〜第３のパルス形の光信号（Ｓ１〜Ｓ３）は、好ましくは同一のパルス波形または信号波形を含む。移動物体（１１０）に取り付けられる光センサ（ＬＳ）は、第１〜第３の光信号（Ｓ１〜Ｓ３）を受信するために実装され、さらに、第１〜第３の光信号をオーバーレイすることによって受信信号を生成する。そして、評価ユニット（１２０）は、光センサの受信信号の波形の評価に基づいて、第１〜第３の光信号（Ｓ１〜Ｓ３）が基本的に光センサ（ＬＳ）から同時に受信されるように、第２の送信時間および／または第３の送信時間（Ｔ３Ｓ）が第１の時間差（Ｔ１２）または（Ｔ１３）によって第１の送信時間（Ｔ１Ｓ）に関してシフトされるように、第２の蛍光ＬＥＤ（Ｌ２）および／または第３の蛍光ＬＥＤ（Ｌ３）を制御するために実装される。このほかに、評価ユニット（１２０）は、移動物体の位置を決定するために、第１の蛍光ＬＥＤの位置（Ｐ１）、第２の蛍光ＬＥＤの位置（Ｐ２）、第３の蛍光ＬＥＤの位置（Ｐ３）および第１および／または第２の送信時間差に基づいて実装される。
【００６１】
図５は、移動物体（１１０）に取り付けられる蛍光ＬＥＤ（Ｌ４）、少なくとも３つの光センサ（ＬＳ２〜ＬＳ４）の配置、評価ユニット（１２０）および（任意に）データベースまたはメモリ（１３０）を有する移動物体（１１０）の位置を決定するためのシステムの実施形態を示す。蛍光ＬＥＤ（Ｌ４）は、送信時間（ＴＳ４）に送信時間情報（ＴＳ４）およびトランスミッタ情報を有する信号（Ｓ４）を送信するために実装され、そこにおいて、トランスミッタ情報は、モバイルデバイスまたは光センサに信号（Ｓ４）のアロケーションを可能にし、さらに、送信時間情報（ＴＳ４）は、光信号（Ｓ４）が蛍光ＬＥＤ（Ｌ４）によって送信されたときの時間に関する情報を有する。光信号（Ｓ４）は、第１の時間（Ｔ４Ｒ）に位置（Ｐ１´）に配置される第１の光センサ（ＬＳ２）によって、第２の受信時間（Ｔ５Ｒ）に第２の位置（Ｐ２´）に配置される第２の光センサ（ＬＳ３）によって、さらに、第３の受信時間（Ｔ６Ｒ）に第３の位置（Ｐ３´）に配置される第３の光センサ（ＬＳ４）によって受信される。第１の光センサ（ＬＳ２）は、第１の信号受信時間（Ｔ４Ｒ）を受信信号（Ｓ４）に割り当てるために実装され、第２の光センサ（ＬＳ３）は、第２の信号受信時間（Ｔ５Ｒ）を受信信号（Ｓ４）に割り当てるために実装され、さらに、第３の光センサ（ＬＳ４）は、第３の信号受信時間（Ｔ６Ｒ）を受信光信号（Ｓ４）に割り当てるために実装される。
【００６２】
光センサ（ＬＳ２〜ＬＳ４）は、例えば非接触または接触ベースのインターフェースを介して、評価ユニット（１２０）に接続され（矢印（５２２）を参照）、さらに、評価ユニット（１２０）は、トランスミッタ識別（同時に信号識別であってもよく、そこにおいて、３つの受信信号（Ｓ４）が互いに割り当てられうることが重要である）、送信時間情報（ＴＳ４）、第１〜第３の受信時間（Ｔ４Ｒ〜Ｔ６Ｒ）、および光センサ（ＬＳ２〜ＬＳ４）の位置（Ｐ１´〜Ｐ３´）に基づいて、物体の位置を決定するために実装される。これは、多辺測量方法（ＴＯＡ方法）、双曲線ベースの位置決め方法（ＴＤＯＡ方法）または他の適切な方法に関して、図１による実施形態と類似されうる。
【００６３】
ダウンリンク位置決定システムとも呼ばれうる図１による実施形態に関してさらなる情報、特に蛍光ＬＥＤおよび直接的に生成された光部分だけの評価に関して情報は、それに応じて、アップリンク位置決定方法とも呼ばれうる図５による実施形態ために当てはまる。
【００６４】
光センサ（ＬＳ２〜ＬＳ４）は、例えば、それぞれが通信ユニットに結合され、それは、例えば、例えばメモリにおいて光センサの特定およびユニークなデバイス識別、信号を復調しさらに受信時間を決定するデモジュレータ、および例えば、評価ユニット（１２０）と通信し、特にそれに位置決定のために必要なデータを送信する通信ユニットを含む。光センサ（ＬＳ２〜ＬＳ４）は、識別とともに信号に関連したデータまたは位置決めに関連したデータ（信号またはトランスミッタ識別、送信時間、受信時間）をおよび／または識別の代わりにまたは識別に加えて位置（Ｐ１´〜Ｐ３´）を送信するだけのために実装されうる。評価ユニット（１２０）は、位置決定のための直接的に送信された位置、または、データベースまたは評価ユニット（１２０）に組み込まれまたは外部的に実装されうるメモリ（１３０）からのデバイス識別に関連した位置を用いるために実装されうる。
【００６５】
移動物体、例えばモバイル端末デバイスおよび３つの光センサ（またはより多くの光センサ）間のデータ伝送のために、図１に関してすでに示されるように、時分割多重化、符号分割多重化または他の適切な多重化方法が用いられうる。
【００６６】
図１および図２による実施形態の組み合わせは、一方では、モバイルデバイスの結合されたダウンリンクおよびアップリンク位置決定の可能性および／または可視波長範囲においてデータを送信しさらに受信するために、モバイル端末デバイス（１１０）（モバイル端末は、光センサ（ＬＳ１）および蛍光ＬＥＤ（Ｌ４）の両方を含む）および（蛍光ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）および光センサ（ＬＳ１〜ＬＳ４）の両方を含む）環境に組み込まれるシステム間の双方向データ伝送を記載する。ここで、第１の蛍光ＬＥＤ（Ｌ１）および第１の光センサ（ＬＳ２）は、同じ位置に配置されうり、場合により、１つの送信／受信素子に組み込まれうり、または、異なる位置に配置されうる。同じことが、蛍光ＬＥＤ（Ｌ２およびＬ３）および光センサ（ＬＳ３およびＬＳ４）のために当てはまる。
【００６７】
このように、上述の説明に関して、ＬＥＤ照明手段が例えばモジュールに結合されうり、例えば天井灯として用いられうることに留意されたい。それぞれのこれらのモジュールまたは蛍光ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）は、ＩＤを送る。少なくとも３つのモジュール（Ｌ１〜Ｌ３）については、センサ（ＬＳ）は、スペースにおいて独自に配置されうる。例えば、ここで、実行時間方法が、適用されうる。精度は、センサによって検出されるソースまたは蛍光ＬＥＤの数とともに増加する。双方向データ伝送については、光センサ（ＬＳ）は、その位置を伝送ステーションに戻すことができ、さらに、例えば特定の位置エリアまたはスペースに制限される伝送のために情報の公開を生じることができる。
【００６８】
光を用いるデータ伝送において、差は、アップリンクおよびダウンリンク間に作られうる。両方のデータ伝送の組み合わせは、双方向伝送を表す。双方向性は、代わりの伝送技術、例えばＩｒＤＡまたは無線を介して達成されうる。図１は、ダウンリンクにおいて移動または可動受信デバイス（１１０）の位置決定を記載する。固定光源のデータ信号（Ｓ１〜Ｓ３）または蛍光ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）は、それぞれ、トランスミッタ識別とともに送信されるタイムスタンプ（Ｔ１Ｓ〜Ｔ３Ｓ）を含む。レシーバまたは光センサ（ＬＳ）が部屋に配置される場所に応じて、送信された信号の時間遅延から、位置決定が計算されうる。双方向データ伝送については、信号は、それらがレシーバ（強め合う干渉）で時間的に正確に重なるようにレンダリングされうる。補償のためにそれぞれ必要な時間遅延は、空間情報を含む。光源として、蛍光ＬＥＤは、用いられうり、好ましくは、直接的に生成された光部分か評価されうる。ここで、波長は、直接的に生成された光部分のものも、それが、例えば、ＵＶ蛍光ＬＥＤに関して説明されたように、４００ナノメートルおよび８００ナノメートル間の可視範囲に制限されない。図５において、アップリンクにおける位置決定のスキームが示される。移動ＬＥＤ光源、蛍光ＬＥＤ（Ｌ４）は、アイコンタクトにおいて時間信号（Ｓ４）を送信する。部屋内に固定して取り付けられた検出器または光センサ（ＬＳ２〜ＬＳ４）は、配置され、時間信号（Ｓ４）を受信する。信号（Ｓ４）は、放射源または蛍光ＬＥＤ（Ｌ４）の位置と相関する時間遅延とともに光センサに届く。可動光源（Ｌ４）または可動レシーバ（ＬＳ）の位置情報は、送信されたデータの制御のための方向接続で用いられうる。一方向アプリケーションについては、位置決定は、検出器側にすなわち光センサ側において実行される。そして、位置情報は、例えば、セキュアな通信において正当化およびアロケーションに役立つ。
【００６９】
例えば図１および図３に関して、上に記載された本発明の実施形態は、上述のように、全般照明ＬＥＤとしてＲＧＢ−ＬＥＤで実現されうる。図１による実施形態（ダウンリンク位置決め）は、例えば、第１の蛍光ＬＥＤの代わりに第１の全般照明ＬＥＤとしての第１のＲＧＢ−ＬＥＤ（Ｌ１）、第２の蛍光ＬＥＤの代わりに第２の全般照明ＬＥＤとしての第２のＲＧＢ−ＬＥＤおよび第３の蛍光ＬＥＤの代わりに第３の全般照明ＬＥＤとしての第３のＲＧＢ−ＬＥＤ（Ｌ３）を含む。ＲＧＢ−ＬＥＤ（Ｌ１〜Ｌ３）は、白色光または（それぞれの典型的な単色ＬＥＤ素子によって生成される）直接的に生成される異なる色の光部分を混合することによって異なる色の光を生成し、さらに、ＲＧＢ−ＬＥＤの励起電流を変調することによって、例えば、それぞれのＲＧＢ−ＬＥＤの１つだけのＬＥＤ素子の励起電流を変調することによって、同時に光信号（Ｓ１〜Ｓ３）を送信するために実装される。
【００７０】
図５による一実施形態（アップリンク位置決め）において、蛍光ＬＥＤ（Ｌ４）の代わりに、実施形態は全般照明ＬＥＤとしてＲＧＢ−ＬＥＤ（Ｌ４）を含むことができる。
【００７１】
上述の実施も、移動物体の位置を決定するための対応する方法のために当てはまる。このように、デバイスまたはシステムに関連して記載された形態は、その結果、デバイスのブロックまたはメンバーが対応する方法ステップとしてまたは方法ステップの機能として見なされうるように、対応する方法の記載を表す。それに類似して、方法ステップに関連して記載された形態は、対応するブロックまたは詳細または機能または対応するデバイスの記載を表す。
【００７２】
本発明の実施形態は、非コヒーレント放射での通信方法において位置決定の機能性を統合することができ、そのため、統合ナビゲーションによって非コヒーレント放射での通信のための方法とも呼ばれうる。
【００７３】
実施配置に応じて、本発明の実施形態は、ハードウェアにおいてまたはソフトウェアにおいて実施されうる。実施は、それぞれの方法が実行されるように、プログラム可能なコンピュータシステムと協働できまたは協働する、電子的に可読の制御信号が格納される、デジタル記憶媒体、例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ＤＶＤ、ブルーレイディスク（登録商標）、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ、ハードディスクまたは他の磁気若しくは光メモリを用いて実行されうる。このように、デジタル記憶媒体は、コンピュータ可読であってもよい。このように、本発明によるいくつかの実施形態は、ここに記載されている方法のうちの１つが実行されるように、プログラミング可能なコンピュータシステムと協働することができる電子的に可読の制御信号を含んでいるデータ記憶媒体を含む。
【００７４】
一般に、本発明の実施形態は、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品として実施されうり、プログラムコードは、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行されるときに、それらの方法のうちの１つを実行するために効果がある。プログラムコードは、例えば、機械可読のキャリアに格納されうる。
【００７５】
他の実施形態は、ここに記載されている方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムを含み、そこにおいて、コンピュータプログラムは、機械可読のキャリアに格納される。
【００７６】
換言すれば、このように、本発明の方法の一実施形態は、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるときに、ここに記載されている方法のうちの１つを実行するためのプログラムコードを含むコンピュータプログラムである。このように、本発明のさらなる実施形態は、ここに記載されている方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムが格納されるデータキャリア（またはコンピュータ可読の媒体のためのデジタル記憶媒体）である。
【００７７】
さらなる実施形態は、処理手段、例えば、ここに記載されている方法のうちの１つを実行するために構成されまたは適合されるコンピュータまたはプログラム可能な論理デバイスを含む。
【００７８】
さらなる実施形態は、ここに記載されている方法を実行するためのコンピュータプログラムがインストールされるコンピュータを含む。
【００７９】
いくつかの実施形態において、プログラム可能な論理デバイス、例えばフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）は、ここに記載されている方法のいくつかまたはすべての機能性を実行するために用いられうる。いくつかの実施形態において、フィールドプログラマブルゲートアレイは、ここに記載されている方法のうちの１つを実行するために、マイクロプロセッサと協働することができる。一般に、いくつかの実施形態において、方法は、いかなるタイプのデバイスによっても実行される。これは、コンピュータプロセッサ（中央処理ユニット−ＣＰＵ）のように広く一般に使用可能なハードウェアであっても、例えばＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）のように方法に特異的なハードウェアであってもよい。
【００８０】
上述した実施形態は、本発明の原理の例を表すだけである。ここに記載されている配置および詳細の修正および変更が他の当業者のために明らかであることは、いうまでもない。したがって、本発明が実施形態の記載および開示に関してここに表される具体的な詳細によってではなく特許請求の範囲によって制限されることが目的である。
【符号の説明】
【００８１】
１１０  移動物体
１２０  評価ユニット
２１４  光部分
２１６  直接的な光部分
２１８  白色光
２２０  蛍光層
【図１】
2012073228.tif 000003
【図２】
2012073228.tif 000004
【図３】
2012073228.tif 000005
【図４】
2012073228.tif 000006
【図５】
2012073228.tif 000007
【外国語明細書】
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