JP5543482B2 - 電子装置において無線制御を供給するためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、広くは、電子装置において制御を供給するためのシステム及び方法に関し、より詳しくは、このような装置において低電力無線制御を供給するためのシステム及び方法に関する。

無線技術の急速な進歩及びインテリジェント制御に課される膨大な要求により、ますます多くの制御システムが、制御コマンドを伝達する方法として、無線接続を選ぶようになっている。このようなシステムは、無線制御システムと呼ばれる。例えば、無線接続を用いる中央制御照明ネットワークは、広く用いられており、無線制御システムは、ユーザが、様々な照明プロファイルを表示するために照明ネットワークを無線制御することを可能にする。しかしながら、照明ネットワークが、無線制御コマンドを受け取り、直ちに作動することを確実にするためには、照明ネットワーク内の無線装置は、コマンドが、受け取られるのか又は受け取られないのかを検出するために、永続的にアクティブであるか又は周期的に起動する必要がある。例えば、上記の中央制御照明ネットワーク内の光源が、ユーザのコマンドに対して１秒以内に応答する必要がある場合には、その対応する無線装置は、１秒ごとに起動しなければならない。通常、無線制御システムの無線装置は、その起動期間中は、如何なるコマンドも受け取らない。従って、このような照明ネットワークは、エネルギの観点であまり効率的ではない。

上記の欠陥を解決するため、電子装置において低電力無線制御を供給するためのシステム及び方法が提供される。

本発明の或る態様によれば、電子装置において無線制御を供給する方法が提供される。この方法は、無線励磁信号を励磁モジュールに供給するステップと、前記励磁モジュールが、前記無線励磁信号から電力を集めるステップと、前記励磁モジュールが、予め設定されたレベルまで電力を集めたら、前記励磁モジュールによって、処理装置モジュールの状態を、アクティブでない状態からアクティブな状態に変更するステップと、前記処理装置モジュールがそのアクティブな状態にある場合に、前記処理装置モジュールに無線制御コマンドを供給するステップと、前記無線制御コマンドに従って、前記処理装置モジュールによって、前記電子装置の機能を調節するステップとを有する。

本発明の別の態様によれば、励磁モジュールと処理装置モジュールとを有する無線装置が提供される。前記励磁モジュールは、無線励磁信号から電力を集め、その後、前記処理装置モジュールの状態を、アクティブでない状態からアクティブな状態に変更するよう構成され、前記処理装置モジュールは、制御コマンドを受け取り、受け取った前記制御コマンドに従って電子装置の機能を調節するよう構成される。

本発明の更に別の態様によれば、電子装置において無線制御を供給するシステムが提供される。前記システムは、制御局と無線装置とを有する。前記制御局は、前記無線装置に無線励磁信号及び無線制御コマンドを送るよう構成される。前記無線装置は、励磁モジュールと処理装置モジュールとを有し、前記励磁モジュールは、前記無線励磁信号から電力を集め、その後、前記処理装置モジュールの状態を、アクティブでない状態からアクティブな状態に変更するよう構成される。前記処理装置モジュールは、前記制御コマンドを受け取り、受け取った前記制御コマンドに従って前記電子装置の機能を調節するよう構成される。

本発明による装置、システム及び方法が用いられる場合、前記無線装置の前記処理装置モジュールは、前記制御コマンドが、送られるよう計画され、実際に送られており、前記励磁モジュールが、前記無線励磁信号から前記電力を集めるときにしか、アクティブにならない。従って、エネルギ消費量は、かなり削減され得る。なぜなら、処理されるべき制御コマンドがないときには、前記処理装置モジュールが、オフにされる又はスリープ状態にあるからである。更に、従来技術における無線装置の処理装置モジュールのためには、このようなモジュールは、周期的に、それ自身又は別のモジュールが制御コマンドを検出することを可能にしなければならないことから、必要である、意味がないポーリングが、必ずしも、必要とされない。

本発明の上記及び他の目的及び特徴は、添付図面に関する様々な実施例の以下の詳細な説明から明らかである。

本発明によるシステムの概略図である。 本発明によるシステムの励磁モジュールの第１実施例を示す。 本発明によるシステムの励磁モジュールの第２実施例を示す。 本発明による方法のフローチャートである。

図１は、本発明の実施例による電子装置３０において無線制御を供給するためのシステム１００を示している。システム１００は、制御局１０と、無線装置２０と、電子装置３０とを有する。システム１００は、制御局１０及び無線装置２０を用いて、電子装置３０を無線制御するように、即ち、電子装置３０の機能を調節するように、例えば、オン若しくはオフにされるよう、又は或る機能を実施するようそれを制御するように、適合される。

制御局１０は、第１処理装置（Ｐ１）１０１、第１無線モジュール（Ｗ１）１０２、第２無線モジュール（Ｗ２）１０３、ユーザインタフェース（ＵＩ）１０４及び／又はメモリ（Ｍ）１０５を含む。第１処理装置１０１は、制御コマンドが予め記憶されているローカルメモリ１０５、又はユーザから、ユーザインタフェース１０４を介して制御コマンドを受け取る。電子装置３０が、例えば、ＬＥＤランプである場合には、制御コマンドは、減光／増光する要求、又はＬＥＤランプから放射される光の色を変更する要求、又はＬＥＤランプをオン若しくはオフにする要求であり得る。第１処理装置１０１は、第１無線モジュール１０２を介して無線装置２０に制御コマンドを送る。第１処理装置１０１はまた、第１処理装置１０１が制御コマンドを送る前に第２無線モジュール１０３を介して無線装置２０に送られるべき励磁信号を生成するよう構成される。他の例においては、励磁信号は無線周波数信号である。幾つかの実施例においては、励磁信号は、意味がある情報が全くないダミー無線周波数信号であってもよい。幾つかの他の実施例においては、励磁信号は、何らかの意味がある情報、例えば、ポーリングメッセージを含んでもよい。励磁信号の機能については、下で説明する。

他の例においては、第１無線モジュール１０２と第２無線モジュール１０３とが、１つのモジュールにまとめられる。これは、制御コマンドと励磁信号との両方が単一の無線モジュールを介して送られ得ることを意味する。

無線装置２０は、励磁モジュール（ＥＭ）２０１と、第２処理装置（Ｐ２）２０２及び第３無線モジュール（Ｗ３）２０３を含む処理装置モジュール２１０とを有する。励磁モジュール２０１は、制御局１０の第１処理装置１０１から第２無線モジュール１０３を介して来る入力励磁信号から電力を得るよう構成される。励磁モジュール２０１は、その受け取った励磁信号から電流を誘導し得るその受信アンテナ２０４を介して電力を得る。更に、励磁モジュール２０１は、励磁モジュール２０１が十分な電力を集めたときに、第２処理装置２０２の状態を、アクティブでない状態からアクティブな状態に変更するよう構成される。例えば、或る実施例においては、励磁モジュール２０１は、第２処理装置２０２をオンにし、第２処理装置２０２がパワーオフモードからパワーオンモードになることをもたらし得る。あるいは、別の実施例においては、励磁モジュール２０１は、第２処理装置２０２をスリープモードから起動するために第２処理装置２０２に印加される割り込み信号を生成してもよい。

第２処理装置２０２がアクティブな状態になると、それは、制御局１０の第１処理装置１０１から来る制御コマンドであって、第１無線モジュール１０２を介して送られる制御コマンドを、第３無線モジュール２０３が、検出し、受け取ることを可能にするであろう。第３無線モジュール２０３が制御コマンドを受け取るとき、それは制御コマンドを第２処理装置２０２に送る。第２処理装置２０２は、受け取った制御コマンドを分析し、更に、制御コマンドに基づく制御信号を電子装置３０に出力する。

図１に示されているように、第３無線モジュール２０３は、受信アンテナ２０４を、励磁モジュール２０１と共用し、それらは、同じ周波数帯において動作することができる。他の例においては、励磁モジュール２０１は、ユニークな周波数帯を用いてもよく、スタンドアロンの受信アンテナを持っていてもよい。

他の例においては、電子装置３０は、駆動回路３０１とメインボディ３０２とを有してもよい。駆動回路３０１は、様々な機能を実施するためにメインボディ３０２を駆動するように、第２処理装置２０２からの制御信号の制御下で動作するよう適合される。

他の例においては、電子装置３０は、照明装置、例えば、白熱灯、又はＨＩＤランプのような蛍光灯、又はＬＥＤランプのような固体照明装置、又は様々なランプの組み合わせであり得る。照明装置における無線制御は、例えば、オン／オフ、並びに照明装置から放射される光の明るさ及び／又は色の調節を含む。

電子装置３０は、ＴＶ、電気調理器具などのような家電製品であってもよい。電子装置３０は、埋め込み型無線健康管理装置であってもよい。ＴＶに関しては、無線制御は、例えば、オン／オフ、チャンネルの変更、画像の明るさの調節などを含む。

電子装置３０として照明装置が選択されると仮定する。照明装置３０は、駆動回路３０１と光源３０２とを含み得る。駆動回路３０１は、第２処理装置２０２からの制御信号の制御下で動作し、電源（図示せず）から光源３０２に制御可能な電力を供給するよう適合される。従って、照明装置３０は、制御局１０からの制御コマンドに従って様々な明るさ又は色の光を放射するよう制御され得る。

他の例においては、システム１００は、複数の無線装置２０と、複数の電子装置３０とを含み得る。各無線装置２０は、制御局１０から制御コマンドを無線で受け取り、その後、その対応する電子装置３０を制御するよう構成される。このようにして、無線制御電子装置ネットワークが形成され、これは、ユーザが、複数の電子装置３０を同時に無線制御することを可能にし、例えば、無線制御照明ネットワークに含まれる複数のＬＥＤを、様々照明プロファイルを同時に表示するように無線制御することを可能にする。

図２は、本発明によるシステム１００の励磁モジュール２０１の実施例を示している。励磁モジュール２０１においては、変圧器Ｔ１とコンデンサＣ１とを有するエネルギ収集ユニットが、用いられ、受信アンテナ２０４に接続される。変圧器Ｔ１の一次巻線は、受信アンテナ２０４に接続され、変圧器Ｔ１の二次巻線は、コンデンサＣ１に接続される。コンデンサＣ１は、Ｔ１の二次巻線と一緒に、高度選択的なバンドパスフィルタとして機能し、エネルギ収集ユニットに、励磁信号の搬送周波数だけを検出させ、受け取らせるに用いられる。従って、エネルギ収集ユニットの出力端子から交互極性電圧が生成されるであろう。

他の実施例においては、エネルギ収集ユニットは、異なる特定のトポロジを、それがエネルギ収集機能を持つ限り、持つよう構成され得る。それは、一般に、ＲＦＩＤリーダから無線で電力を受け取る受動無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグにおいて用いられ得る。

第２処理装置２０２と第３無線モジュール２０３とを有する処理装置モジュール２１０は、無線装置２０によって制御コマンドが受け取られ、処理される必要がない場合には、スリープモードにあるよう設計される。それ故、励磁モジュール２０１は、エネルギ収集ユニット以外に、処理装置モジュール２１０をスリープモードから起動するために割り込み信号を生成するための割り込み生成ユニットを更に有するよう構成される。

他の例においては、割り込み生成ユニットは、ダイオードＤ１とコンデンサＣ２とを有する。交互極性電圧から生成される電流は、まず、１つの方向にしか電流を伝導しないダイオードＤ１を通過し、次いで、コンデンサＣ２が、結果として生じる電流を蓄積し、その出力電流から変動を取り除いて滑らかにするのに用いられる。コンデンサＣ２からの出力電圧は、第２処理装置２０２の外部割り込みピン（ＩＮＴ）を介して第２処理装置２０２に供給されるべき割り込み信号として用いられる。

励磁モジュール２０１の収集モジュールが、予め設定されたレベルまで十分な電力／エネルギを集めると、コンデンサＣ２からの出力電圧は相対的に高いレベルにある。従って、第２処理装置２０２の外部割り込みピン（ＩＮＴ）はｈｉｇｈに設定される。従って、第２処理装置２０２は、アクティブになるようトリガされ、制御局１０に応答することができる。

他の例においては、制御局１０が、制御コマンドを送る前に、第３無線モジュール２０３及びその受信アンテナを介して第２処理装置２０２にポーリングメッセージを送り得る。幾つかの実施例においては、ポーリングメッセージは、励磁信号に埋め込まれ得る。ポーリングメッセージが、第２処理装置２０２に、制御コマンドを受け取るよう要求する場合、第２処理装置２０２は、このような制御コマンドを受け取る準備ができ次第、確認メッセージを返すであろう。その後、制御局１０及び無線装置２０が、通常の制御手順を実行する。そうでない場合、第２処理装置２０２及び無線モジュール２０３は、直接、スリープモードに戻る。

全ての制御手順が終わったとき、第２処理装置２０２及び無線モジュール２０３は、節電目的のために、スリープモードに戻る。他の例においては、制御局１０が、第２処理装置２０２及び無線モジュール２０３に、スリープモードに戻るよう要求する補助コマンドを送ってもよく、又は制御コマンドが、第２処理装置２０２及び無線モジュール２０３に、スリープモードに戻るよう要求するこのような補助コマンドを含んでいてもよい。

図３は、本発明によるシステム１００の励磁モジュール２０１の別の実施例を示している。第２処理装置２０２と第３無線モジュール２０３とを有する処理装置モジュール２１０は、無線装置２０によって制御コマンドが受け取られ、処理される必要がない場合には、パワーオフモードにあるよう設計される。それ故、励磁モジュール２０１は、エネルギ収集ユニット以外に、処理装置モジュール２１０をオン／オフにするための電子スイッチユニットを更に有するよう構成される。エネルギ収集ユニットは、前述の記載によって参照され得る。電子スイッチユニットは、ダイオードＤ１と、コンデンサＣ２と、電子スイッチＱ１とを有する。電子スイッチＱ１は、コンデンサＣ２によって供給される電圧で動作する。他の例においては、電子スイッチＱ１は、トランジスタであるよう選択され得る。

図３は、電子スイッチＱ１の実施例を、トランジスタ回路として示している。トランジスタＱ１のベース端子には、第２処理装置２０２の汎用入力／出力（ＧＰＩＯ）ピンが接続される。同時に、トランジスタＱ１のベース端子は、コンデンサＣ２の出力端子に接続され、トランジスタＱ１のコレクタ端子は、外部電力供給元（Ｖｓ）に接続され、トランジスタＱ１のエミッタ端子は、第２処理装置２０２の電力供給ピンに接続される。エネルギ収集ユニットが、コンデンサＣ２によって供給される電圧によって、トランジスタＱ１を導電状態にするのに十分な電力を集めると、トランジスタＱ１はオンにされ、その結果として、次いで、外部電力供給元が、第２処理装置２０２に電力を供給する。同時に、第２処理装置２０２は、第２処理装置２０２が外部電力供給元によって電力を供給されるのを維持するために、このＧＰＩＯをｈｉｇｈに設定し、故に、トランジスタＱ１は、励磁信号なしに、第２処理装置２０２の電力を保つであろう。このようにして、第２処理装置２０２は、オンにされ、パワーオンモードに切り換えられる。その後、第２処理装置２０２は、上記と同じポーリング及び確認手順をたどる。全ての制御手順が終わったとき、第２処理装置２０２は、完全にシャットダウンする。従って、無線装置２０の処理装置モジュール２１０は、その元の状態、即ち、パワーオフモードに戻る。

図４は、本発明による方法４００のフローチャートである。この方法４００は、電子装置において無線制御を供給することを目的としており、ここで、上記のシステム１００を参照して説明する。

或る実施例によれば、方法４００は、無線励磁信号が、制御局１０によって、無線装置２０の励磁モジュール２０１に供給されるステップ４０２を含む。方法４００は、励磁モジュール２０１が無線励磁信号から電力を集めるステップ４０４も有する。励磁モジュール２０１が十分な電力を取得したら、それは、無線装置２０の（第２処理装置２０２と第３無線モジュール２０３とを有する）処理装置モジュール２１０の状態を、アクティブでない状態からアクティブな状態に変更するであろう（ステップ４０６）。処理装置モジュール２１０がそのアクティブな状態にある場合、制御局１０は、制御コマンドを受け取るであろう処理装置モジュール２１０に無線制御コマンドを送るであろう（ステップ４０８）。方法４００は、処理装置モジュール２１０が無線制御コマンドに従って電子装置３０の機能を調節するステップ４１０を更に含む。

或る実施例においては、ステップ４０４において、励磁モジュール２０１が、無線励磁信号によってアンテナにおいて誘導される電流から電力を受け取る。

或る実施例においては、ステップ４０６において、処理装置モジュール２１０がパワーオフモードからパワーオンモードに変更されるように、励磁モジュール２０１が処理装置モジュール２１０をオンにする。別の実施例においては、ステップ４０６において、励磁モジュール２０１が、処理装置モジュール２１０をスリープモードから起動するために、割り込み信号を供給する。

別の実施例においては、電子装置は、照明装置を含み、ステップ４１０は、照明装置から放射される光の明るさ及び／又は色の調節を含む。

他の実施例においては、方法は、処理装置モジュール２１０が、無線制御コマンドに従った電子装置３０における制御を完了した後、そのアクティブでない状態に戻るステップ４１２も有する。

上記の実施例は、本発明の実施例を限定するものではなく、単に好ましいだけである。「当業者は、図面、明細及び添付の特許請求の範囲の研究から、請求項記載の発明の実施において、開示されている実施例の他の変形を、理解し、達成するであろう。これらの変形も、本発明の範囲内であるとみなされるべきである。請求項及び明細において、「有する」という動詞及びその語形変化の使用は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数性を除外しない。

Claims (14)

1. 電子装置において無線制御を供給する方法であって、
   前記電子装置に無線制御コマンドを受け取るように要求するポーリングメッセージを含んだ無線励磁信号を励磁モジュールに供給するステップと、
   前記励磁モジュールが、前記無線励磁信号から電力を集めるステップと、
   前記励磁モジュールが、予め設定されたレベルまで電力を集めたら、前記励磁モジュールによって、処理装置モジュールの状態を、アクティブでない状態からアクティブな状態に変更するとともに、前記ポーリングメッセージに対する確認メッセージを前記無線制御コマンドの送信元に送信するステップと、
   前記処理装置モジュールがそのアクティブな状態にあり、且つ、前記無線制御コマンドの送信元が前記確認メッセージを受信した場合に、前記処理装置モジュールに前記無線制御コマンドを供給するステップと、
   前記無線制御コマンドに従って、前記処理装置モジュールによって、前記電子装置の機能を調節するステップとを有する方法。
2. 前記電力を集めるステップが、前記励磁モジュールが、前記無線励磁信号によってアンテナにおいて誘導される電流から電力を受け取るステップを有する請求項１に記載の方法。
3. 前記処理装置モジュールの状態を変更するとともに前記確認メッセージを送信するステップが、前記励磁モジュールを介して前記処理装置モジュールをオンにするステップを有する請求項１に記載の方法。
4. 前記処理装置モジュールの状態を変更するとともに前記確認メッセージを送信するステップが、前記処理装置モジュールをスリープモードから起動するように、前記励磁モジュールを介して割り込み信号を供給するステップを有する請求項１に記載の方法。
5. 前記電子装置が、照明装置を含み、前記調節するステップが、前記照明装置から放射される光の明るさ及び／又は色を調節するステップを有する請求項１に記載の方法。
6. 前記処理装置モジュールが、前記無線制御コマンドに従った前記電子装置における調節を完了した後、そのアクティブでない状態に戻るステップを更に有する請求項１に記載の方法。
7. 励磁モジュールと処理装置モジュールとを有する無線装置であって、前記励磁モジュールが、無線励磁信号から電力を集め、その後、前記処理装置モジュールの状態を、アクティブでない状態からアクティブな状態に変更するとともに、無線制御コマンドを受け取るように要求するポーリングメッセージに対する確認メッセージを前記無線制御コマンドの送信元に送信するよう構成され、前記処理装置モジュールが、そのアクティブな状態にあり、且つ、前記無線制御コマンドの送信元が前記確認メッセージを受信した場合に、前記無線制御コマンドを受け取り、受け取った前記無線制御コマンドに従って電子装置の機能を調節するよう構成される無線装置。
8. 前記励磁モジュールが、エネルギ収集ユニットと電子スイッチユニットとを有し、前記エネルギ収集ユニットが、前記無線励磁信号から電力を集め、前記電子スイッチユニットに前記電力を供給するよう構成され、前記電子スイッチユニットが、前記処理装置モジュールをオン／オフにするよう構成される請求項７に記載の無線装置。
9. 前記励磁モジュールが、エネルギ収集ユニットと割り込み生成ユニットとを有し、前記エネルギ収集ユニットが、前記無線励磁信号から電力を集め、前記割り込み生成ユニットに前記電力を供給するよう構成され、前記割り込み生成ユニットが、前記処理装置モジュールをスリープモードから起動するように割り込み信号を生成するよう構成される請求項７に記載の無線装置。
10. 電子装置において無線制御を供給するシステムであって、
    前記電子装置に無線制御コマンドを受け取るように要求するポーリングメッセージを含んだ無線励磁信号及び無線制御コマンドを送るよう構成される制御局と、
    励磁モジュール及び処理装置モジュールを有する無線装置であって、前記励磁モジュールが、前記無線励磁信号から電力を集め、その後、前記処理装置モジュールの状態を、アクティブでない状態からアクティブな状態に変更するとともに、前記ポーリングメッセージに対する確認メッセージを前記制御局に送信するよう構成され、前記処理装置モジュールがそのアクティブな状態にあり、且つ、前記制御局が前記確認メッセージを受信した場合に、前記処理装置モジュールが、前記無線制御コマンドを受け取り、前記無線制御コマンドに従って前記電子装置の機能を調節するよう構成される無線装置とを有するシステム。
11. 前記電子装置が、照明装置を含み、前記処理装置モジュールが、前記照明装置から放射される光の明るさ及び／又は色を調節するよう構成される請求項１０に記載のシステム。
12. 前記励磁モジュールが、エネルギ収集ユニットと電子スイッチユニットとを有し、前記エネルギ収集ユニットが、前記無線励磁信号から電力を集め、前記電子スイッチユニットに前記電力を供給するよう構成され、前記電子スイッチユニットが、前記処理装置モジュールをオン／オフにするよう構成される請求項１０に記載のシステム。
13. 前記励磁モジュールが、エネルギ収集ユニットと割り込み生成ユニットとを有し、前記エネルギ収集ユニットが、前記無線励磁信号から電力を集め、前記割り込み生成ユニットに前記電力を供給するよう構成され、前記割り込み生成ユニットが、前記処理装置モジュールをスリープモードから起動するように割り込み信号を生成するよう構成される請求項１０に記載のシステム。
14. 前記励磁信号が無線周波数信号である請求項１０に記載のシステム。

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