特許 6189504 シーンに位置する電子機器を駆動する制御手段を有するＴｏＦ照明システムのための回路、方法、及び光源

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6189504

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】シーンに位置する電子機器を駆動する制御手段を有するＴｏＦ照明システムのための回路、方法、及び光源

(51)【国際特許分類】

   G01S 17/89 20060101AFI20170821BHJP

   G01C 3/06 20060101ALI20170821BHJP

【ＦＩ】

   G01S17/89

   G01C3/06 120Q

   G01C3/06 140

【請求項の数】10

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2016-154383(P2016-154383)

(22)【出願日】2016年8月5日

(62)【分割の表示】特願2014-542901(P2014-542901)の分割

【原出願日】2013年8月28日

(65)【公開番号】特開2017-49234(P2017-49234A)

(43)【公開日】2017年3月9日

【審査請求日】2016年9月1日

(31)【優先権主張番号】12182440.3

(32)【優先日】2012年8月30日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】514011044

【氏名又は名称】ソフトキネティック センサーズ エヌブイ

(74)【代理人】

【識別番号】100095957

【弁理士】

【氏名又は名称】亀谷 美明

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100128587

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 一騎

(72)【発明者】

【氏名】ファン デル テンペル ワード

(72)【発明者】

【氏名】トロ ジュリアン

【審査官】 安井 英己

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−０４１７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００３−５０７７８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／００２３１９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００５／０２６７７４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／４８− ７／５１，

Ｇ０１Ｓ １７／００−１７／９５，

Ｇ０１Ｃ １／００− １／１４，

Ｇ０１Ｃ ３／００− ３／３２，

Ｇ０１Ｃ ５／００−１５／１４，

Ｇ０８Ｃ １３／００−２５／０４，

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０，

ＣＳＤＢ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多重変調信号を含む光によりシーン（５５）を照明する単独の照明ユニット（８，４９）と、
前記多重変調信号を発生させ、前記多重変調信号を前記照明ユニットに提供するために適合している信号発生器（４，４３）と、
前記照明ユニットによって照射されたシーンからの反射光をＴｏＦ原理に基づいて検出するＴｏＦセンサユニットと、
前記ＴｏＦセンサユニットと、ＴｏＦ原理に基づいて前記ＴｏＦセンサユニットと前記シーン内の第１の物体又は第２の物体との間の距離に関連する値を前記ＴｏＦセンサユニットにより検出された前記第１の物体又は前記第２の物体からの反射光に基づいて決定する手段と、を備えるＴｏＦセンサ配置構成と、
を備え、
前記多重変調信号は、シーン内の第１の物体と前記ＴｏＦセンサユニットとの間の距離に関連するパラメータをＴｏＦ原理に基づいて測定するために適合しているＴｏＦ信号として機能する一つの変調信号、及び、ＴｏＦ信号として機能する前記変調信号の一つとは別の変調を有している、前記照明されたシーン内の第１の物体の動作を制御するために前記第１の物体に情報を提供するための少なくとも別の変調信号を含み、
前記照明ユニットは、ＴｏＦ信号として機能する前記変調信号の一つとは別の変調を有している、前記照明されたシーン内の少なくとも第２の物体の動作を制御するために前記第２の物体に情報を提供するための少なくとも一つの変調信号を照射することを特徴とする、
回路。

【請求項2】

前記照明ユニットと共に用いられ、前記第１又は前記第２の物体との双方向通信を提供する双方向通信システムをさらに備える、請求項１に記載の回路。

【請求項3】

前記ＴｏＦセンサ配置構成は、前記照明ユニット（１０８）、及び前記照明ユニットによって照射されたシーンからの反射光を受信する前記ＴｏＦセンサユニットを含むＴｏＦカメラであり、前記ＴｏＦカメラはディスプレイ画面（１０４）と一体化されている、請求項１に記載の回路。

【請求項4】

前記シーン内の前記第２の物体を追跡する手段と、前記シーン内の追跡された前記第２の物体と一方向通信を行うための手段と、前記シーン内の追跡された前記第２の物体にコマンドを転送するタイミングを決定する手段とをさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の回路。

【請求項5】

単独の照明ユニット（８，４９）を使用してシーン（５５）を多重変調信号を含む光により照明することと、
前記多重変調信号を発生させ、この信号を前記単独の照明ユニットに供給することと、
ＴｏＦ原理に従って前記照明ユニットによって照射されたシーンからの反射光をＴｏＦセンサユニットによって感知することと、
前記ＴｏＦ原理に基づいて前記ＴｏＦセンサユニットと前記シーン内の第１の物体又は第２の物体との間の距離に関連する値を前記ＴｏＦセンサユニットにより検出された前記第１の物体又は前記第２の物体からの反射光に基づいて決定することと、
を備え、
前記多重変調信号は、シーン内の物体と前記ＴｏＦセンサユニットとの間の距離に関連するパラメータをＴｏＦ原理に基づいて測定するために適合しているＴｏＦ信号として機能する少なくとも一つの変調信号と、ＴｏＦ信号として機能する前記変調信号の一つとは別の変調を有している、前記照明されたシーン内の第１の物体の動作を制御するために前記第１の物体に情報を提供するよう適合している少なくとも別の変調信号とを含み、
前記照明されたシーン内の少なくとも第２の物体の動作を制御するために前記第２の物体に情報を提供するための少なくとも一つの変調信号が照射される、
ことを特徴とする、
方法。

【請求項6】

前記第１又は前記第２の物体との双方向通信を提供することをさらに備える、請求項５または請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記シーン内の前記第２の物体を追跡し、前記シーン内の追跡された前記第２の物体と一方向通信を行い、前記シーン内の追跡された前記第２の物体にコマンドを転送するタイミングを決定することをさらに備える、請求項５または請求項６に記載の方法。

【請求項8】

多重変調信号を含む光によりシーンを照明する照明ユニットと、
前記多重変調信号を発生させ、前記多重変調信号を前記照明ユニットに提供するために適合している信号発生器（４）と、
前記照明ユニットによって照射されたシーンからの反射光をＴｏＦ原理に基づいて検出するＴｏＦセンサユニットと、
前記ＴｏＦセンサユニットと、ＴｏＦ原理に基づいて前記ＴｏＦセンサユニットと前記シーン内の第１の物体又は第２の物体との間の距離に関連する値を前記ＴｏＦセンサユニットにより検出された前記第１の物体又は前記第２の物体からの反射光に基づいて決定する手段と、を備えるＴｏＦセンサ配置構成と、
を備え、
前記多重変調信号は、シーン内の物体と前記ＴｏＦセンサユニットとの間の距離に関連するパラメータをＴｏＦ原理に基づいて測定するために適合しているＴｏＦ信号として機能する少なくとも一つの変調信号、及び、ＴｏＦ信号として機能する前記変調信号の一つとは別の変調を有している少なくとも別の変調信号を含み、
前記照明ユニットは、ＴｏＦ信号として機能する前記変調信号の一つとは別の変調を有している、前記照明されたシーン内の少なくとも第２の物体の動作を制御するために前記第２の物体に情報を提供するための少なくとも一つの変調信号を照射することを特徴とする、
光源。

【請求項9】

ワイヤレス通信プロトコルのために動作するワイヤレス信号をシーン内の物体に送信する送信機と、
をさらに備える請求項８に記載の光源。

【請求項10】

前記光源に一体化され、前記ＴｏＦセンサ配置構成を備えたＴｏＦカメラシステムをさらに備え、前記ＴｏＦカメラシステムは、距離測定を行うために、前記シーンを照明するよう前記照明ユニットを操作する、請求項８又は９に記載の光源。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被変調光で伝達された少なくとも１つの信号を使用して電子機器間でシーン内の離れた場所における相互作用を可能にするシステム及び方法に関する。詳しくは、本発明は、ＴＯＦカメラのＴＯＦ照明システム及びこれを動作させる方法と、シーン内に位置している他の電子機器との文脈的相互作用を可能にする電子機器システム及びこれらを動作させる方法との組合せに関する。電子機器システムは、ＴＶディスプレイ、ラップトップ、ＰＣ、メディア・センター・プラットフォーム、セット・トップ・ボックス、ゲーム機、又は電球のような照明システムのような機器を備えることがあり、他の電子機器は、スピーカー、３Ｄシャッターメガネ、電気掃除機、又は、無人機もしくはホームオートメーション機器のようなその他の種類の遠隔制御可能機器のような信号受信機器を少なくとも備えることがある。

【背景技術】

【0002】

赤外線光は、電磁放射の範囲が電気通信システムにおいてシステムから別のシステムに情報データを伝達するために使用されるが、人間は見ることができない電磁放射に対応する。例えば、３Ｄ ＴＶのようないくつかの３Ｄ機器ディスプレイは、画面に表示された対応する左右の画像と同期して視聴用メガネの左右のシャッターを開閉するために被変調赤外線光信号を放射する手段を備えるので、人間の視覚系が表示されたコンテンツの３Ｄ認識を持つことを可能にさせる。赤外線光は、ディスプレイ機器からメガネに同期化信号を転送するために使用される。単一の物理層又は通信プロトコルが標準として使用されることはないこと、かつ、様々の解決法が存在し得ることが分かっている。例えば、異なる３Ｄ同期化システムは、８５０ｎｍから９４０ｎｍの範囲、又は、人間に見えない他の範囲に入る異なるＩＲ光波長を使用している。その上、いくつかのシステムは、ある搬送波周波数を使用する伝送プロトコルを備えることがあり、いくつかの他のシステムは、変調されていない信号を使用することがある。異なった、かつ、互換性のないデータ信号タイミングプロトコルが実施されることもある。例えば、いくつかの同期フルタイム信号が使用されることがあるが、いくつかの他の実施形態では、位相ロックループ（ＰＬＬ）が使用されることがある。付加的に、１台、２台又はこれ以上のＩＲ放射器が同期化信号を送信するために使用される可能性がある。さらに、いくつかのシステムは、クロストークを回避するためにＩＲ遠隔制御受信機からＩＲ放射器を隔離することがあるが、いくつかの他のシステムは、これらを同じウィンドウの裏側で完全に隣同士に置くことがある。様々の解決法は、例えば、各３Ｄ視聴用メガネをブランド又はディスプレイ画面に固有にさせて、異なるシステムが相互に互換性を持たないようにする。さらに、いくつかの３Ｄ ＴＶは、何らかの遠隔制御送受信機として同じ赤外線波長、典型的に、９４０ｎｍを使用するので、干渉問題が３Ｄ ＴＶの間にさらに生じることがある。

【0003】

家電協会の作業部会は、例えば、３Ｄ ＴＶ同期化用の視聴用メガネを含むＩＲ通信機器相互運用性の標準化を調査している。通信規格は、３Ｄ ＴＶからアクティブメガネへの赤外線同期化信号がＴＶ遠隔制御信号によって及び他の周囲の光ノイズ源によって影響されることがなく、その上に、遠隔制御信号を同期化信号自体によって影響されないようにすることを保証すべきである。考えられる解決法の中には、標準遠隔制御波長信号から異なるようにするために３Ｄ ＴＶ赤外線同期化信号のための特定の波長の選択が含まれている。別の可能性は、同期化放射器の許容可能な強度が低下される別の搬送波周波数を利用することであり、被変調信号の周りの伝送プロトコルが標準化されるべきである。例えば、３Ｄ同期化は、２５ｋＨｚ、波長８３０ｎｍ及び最大放射器強度１０００ｍＷ／ｓｒで短いバースト変調信号を使用することがある。

【0004】

ＩＲ放射器−受信機を介する双方向通信の標準化の目的は：
○サウンドシステム
○メガネ
○遠隔制御装置
といった静止装置の駆動を可能にすることであろう。

【0005】

解決すべき主な課題は、
○相互運用性を最大化すること
○干渉を回避すること
○人間の安全性を保持すること
であろう。

【0006】

予想される解決策は、主に：
○ＩＲ電磁放射を利用すること
○何らかの特定の変調周波数を使用すること
○拡散透過又は直接的な視線透過を使用すること
に重点を置くであろう。

【0007】

並行して、ＩＲ光を使用する新しい技術が出現している。これは、シーンの深度測定を行うことを目的としている３次元イメージング機器システムに関係する。飛行時間型カメラシステム（ＴＯＦカメラ）のような３次元イメージング機器システムは、ＴＯＦ原理を用いて距離データを作成し、受信機は、ＬＥＤベースの照明システムのような光源によってシーンに向かって放射され、そして、シーンから反射された被変調光を撮影する機器システムである。ＴＯＦ原理は、ラウンドトリップ時間によってもたらされた、放射被変調信号と受信被変調信号との間の重なり合いの時間又は位相差によって決定された測定深度に依拠する。受信信号は、放射信号のコピーと相関又は混合されてこれらの２つの間の時間及び位相差を取得し、時間及び位相差から距離が決定される可能性がある。典型的に、カメラ機器システムは、数千メガヘルツ又はこれ以上の範囲に入る周波数でＩＲドメインにおける被変調信号を放射する照明ユニットを備える。放射された波長範囲を撮影するため最適化された画像センシングユニットは、シーン照明と同期してシーンを撮影し、センシングユニットの視野は、照明システム光学エンジン錐台に含まれている。

【0008】

ＴＯＦカメラは、ジェスチャー認識システムのような方法及びシステムに関連している場合に、人間対機械の相互作用及び遠隔制御のような部屋又は居間の体験のための在宅をはじめとするいくつかの条件で用いるため構築されている。

【0009】

したがって、ＴＯＦカメラは、将来的には、ＩＲ電磁放射をさらに使用している宅内標準電気通信システムを備える１台ではなく、同じ環境内に共存することが期待される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明の目的は、光源もしくは電球のような照明システム、又は、ＴＶディスプレイ、ラップトップ、ＰＣ、メディア・センター・プラットフォーム、セット・トップ・ボックスもしくはＤＶＤプレーヤのような電子機器のためのシステム、回路及び方法を提供することであり、上記システム及び方法は、計算手段を備え、有利な点として、いくつかの別個の特徴、及び、好ましくは制御手段を１つの単独の機器に組み合わせる。組み合わされた制御手段は、情報信号を伝達するために、例えば、ＩＲのような不可視信号の使用のような少なくとも１つの共通した特性を共有している。詳しくは、本発明は、ＴＯＦカメラのＴＯＦ照明システム、及び、これを作動する方法と、例えば、３Ｄ ＩＲ同期方式メガネを駆動する、又は、情報を他の機器に提供するＩＲ照射器のようなシーンに位置している電子機器を駆動する制御手段との組合せに関連している。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の実施形態の利点は、例えば、ＴＯＦ被変調光信号でシーンを照明するため設けられている第１のＬＥＤの組を備える第１の照明ユニットと、例えば、ディスプレイ機器上の３Ｄ画像を観察するために使用されるメガネのようなさらなる機器の動作のためシャッター変調信号のような信号を送信する照明ユニットのような機器の制御のため設けられている第２のＬＥＤの組を含んでいる第２の照明ユニットとのような複数の照明ユニットの使用を回避することである。特有の実施形態では、テレビジョンディスプレイを考慮するとき、ディスプレイ画面自体は、パネルに一体化されているＩＲ放射画素ユニットを備える場合（例えば、ＩＲ画素は、Ｂａｙｅｒ型標準ＲＧＢ画素単位行列に一体化されている場合）、放射器として使用されることがある。ディスプレイ自体は、その結果、放射器になることがあり、外部ＬＥＤ放射ユニットを必要としない。

【0012】

本発明の別の利点は、１つの単独のＩＲ光源がシーン内の全ての電子機器間の相互作用のため使用されることがある、という点である。例えば、ＩＲ光源のような不可視光源は、電球に一体化される可能性がある。本発明は、ＴＯＦカメラベースのシステムの光源又は電球への一体化をさらに含む。

【0013】

本発明の実施形態のさらなる利点は、シーンが過剰に照明されることがないので、２台の異なる制御機器は、高い照明電力に起因する、又は、異種の照明ユニットからの類似する変調周波数に起因する干渉なしで正確に機能することになる、という点である。

【0014】

本発明の実施形態のさらに別の利点は、異なる放射信号が１つの単独の回路で管理されることがある、という点である。

【0015】

発明の別のさらなる利点は、文脈的制御及び相互作用を可能にするために、シーン内の物体を検出、追跡及び認識する方法を実現する可能性がある、という点である。

【0016】

発明の別のさらなる利点は、２つのシステム間の双方向相互作用を可能にするように、物体によって放射された情報を受信するシステムと、これらの情報を処理する関連手段とを実現する可能性がある、という点である。

【0017】

本発明の実施形態は：
○ＴｏＦ測定システムで使用される特定の近赤外のようなある種の波長の特定の電磁放射を利用することと、
○ＴｏＦ測定システムのための少なくとも１台の照明システム、及び、異なる機器に対処することを可能にするためにパラメトリックにすべきである別の１台の照明システムのような照明システムによって放射された複数の特定の変調周波数を使用することと、
○例えば、広い視野を獲得するためにＴｏＦ照明システムの拡散透過を使用することと、
を含む。

【0018】

一態様では、本発明は、機器と共に用いられるシステムであって、
ＴｏＦ原理に関してシーンを照明する単独の照明ユニットと、
多重変調信号を発生させ、この変調信号を照明ユニットに供給し、ＴＯＦ信号に対応している少なくとも１つの変調、及び、照明されたシーン内の第１の物体によって用いられ、又は、照明されたシーン内の第１の物体の動作を制御する少なくとも別の変調を有している多重変調信号を照明ユニットに提供するために適合している信号発生器と、
を備えるシステムを提供する。

【0019】

本発明の別の態様は、機器と共に用いられるシステムであって、
シーンを照明する単独の照明ユニットと共に用いられるセンサユニットを含み、ＴｏＦ原理に基づいてセンサユニットとシーン内の第１の物体との間の距離に関連する値を決定する手段を備えるＴｏＦセンサ配置構成と、多重変調信号を発生させ、この信号を照明ユニットに供給し、照明されたシーン内の第２の物体によって用いられる、又は、照明されたシーン内の第２の物体の動作を制御する少なくとも１つの変調を有している多重変調信号を照明ユニットに提供するために適合している信号発生器と、
を備えるシステムを提供する。

【0020】

本発明の別の態様は、
ＴｏＦ原理に関してシーンを照明する単独の照明ユニットと、多重変調信号を発生させ、この信号を照明ユニットに供給し、ＴＯＦ信号に対応している少なくとも１つの変調、及び、照明されたシーン内の第１の物体によって用いられる、又は、照明されたシーン内の第１の物体を制御するもしくは動作させる少なくとも別の変調を有している多重変調信号を照明ユニットに提供するために適合している信号発生器と、
を備える回路である。

【0021】

場合によっては、本発明によるシステム、回路又は方法は、フィードバック情報としてシーン内の機器によって発生させられることがある信号を受信し、処理するため適合している手段を備えることがある。シーン内の機器は、ＩＤのような少なくともフィードバック情報、又は、イベント、パラメータ、データ（測位、状態）の通知を提供するような別の種類のフィードバックをシステム（又はユーザ）に配信するために何らかの種類の信号を放射することがある。このような通信は、光、無線、音、振動などを使用するようなワイヤレス接続によって達成される可能性がある。システムは、フィードバックを提供するために異なる通信手段を利用することがあり、例えば、ＴＯＦ照明ユニットを駆動し、ＴＯＦカメラ情報を処理するシステム、及び／又は、シーン内のユーザへの何らかの手段によるフィードバックが存在する可能性がある。

【0022】

本発明の好ましい実施形態は、ＩＲ光のような放射光を通じて送信するために多重変調を利用する。照明は、多重変調方式ＴｏＦ照明システムのような集光又は拡散照明システムを使用する可能性がある。同様に、本発明の何らかの方法は、通信機器間での一方向及び／又は双方向相互作用を有効にする可能性がある。システムは、好ましくは、少なくとも２個の被変調信号を発生させる手段を備え、第１の被変調信号は、距離関連パラメータ、例えば、ＴｏＦ原理から知られるような距離測定量に関連付けられ、少なくとも第２の信号は、干渉を回避するためにＴｏＦ信号の変調周波数とは異なる変調周波数をもつ別の信号を、照明されたシーンに伝達することを目的とし、第２の信号は、シーン内の機器を駆動すること／制御すること／シーン内の機器に情報を提供することを目的とする。

【0023】

シーン内の機器を制御するシステム、回路又は方法は、自動的にシーン内の物体を決定又は測位する識別モジュールの使用を含む。物体の決定又は測位は、例えば、コンピュータビジョン物体認識方法の結果、決定される可能性があり、又は、双方向通信をサポートする本発明の実施形態のための電磁放射受信を使用する物体ＩＤ認識の結果、さらに決定される可能性がある。このような実施形態は、システムによる物体によって放射された信号の認識、及び、システムによる信号の処理をサポートする。

【0024】

特有の実施形態では、シーン内の移動体機器を制御するシステム、回路又は方法は、シーンの至る所で機器移動を制御するために測位モジュールを含むことがあり、上記測位は、電磁放射を使用する、又は、音、光もしくは無線波でビーム形成する、３Ｄ画像処理手段を介する又は３Ｄ三角測量を介する、といった何らかの適当な方法により実行される。

【0025】

本発明は、相互作用を可能にするためカメラ機器に内蔵された多重変調方式ＴｏＦ照明方法、回路又はシステムをさらに含む。カメラ自体は、例えば、限定されることなく、ＴＶディスプレイ機器に内蔵可能である。

【0026】

本発明のさらなる態様は、機器と共に用いられる方法であって、
単独の照明ユニットを使用してＴｏＦ原理に関してシーンを照明することと、
少なくとも１つの変調がＴＯＦ信号に対応して照明ユニットに供給され、少なくとも別の１つの変調が照明されたシーン内で第１の物体によって用いられる、又は、照明されたシーン内の第１の物体を制御するもしくは動作させる情報データを有している多重変調信号を発生させ、この信号を単独の照明ユニットに供給することと、
を備える方法である。

【0027】

本発明のなおさらなる態様は、機器と共に用いられる方法であって、この方法は、
ＴｏＦ原理に従ってセンサユニットを使用して、照明ユニットによって照明されたシーンから反射された光を感知することと、
ＴｏＦ原理に基づいて照明ユニット又はセンサユニットとシーン内の第１の物体との間の距離に関連する値を決定することと、
少なくとも１つの変調が照明されたシーン内で第２の物体によって用いられる、又は、シーン内の第２の物体の動作を制御するため設けられている多重変調信号を発生させ、この信号を照明ユニットに供給することと、
を備える。

【0028】

その結果、本発明の実施形態は、シャッターメガネのシャッター変調のような機器を制御するためにＴＯＦ変調及び第２の変調を両方共に同時に使用することを可能にするＬＥＤのような単一の光源の組を有している単独の照明ユニットの変調のための回路又は方法を提供する。典型的に、ＩＲ ＬＥＤによって生成された放射のような不可視放射が本発明の何らかの実施形態で使用される可能性がある。データを伝達するため適当であり、かつ、人間によって認識できないため適当であれば、他の波長が使用される可能性があることが理解される。さらに、変調周波数が人間の視覚系によって検出可能な周波数より著しく大きい場合、可視波長が使用されることがあり、すなわち、パルス光融合が２４Ｈｚで現れるが、少なくとも５０Ｈｚ周波数が左右の視覚ちらつきの認識を回避するために必要である。しかし、数ＭＨｚの周波数は、情報を伝達するためより一層適当である。ＬＥＤ光又はＰＭＤのため使用されるようなレーザー源がこのようにＴｏＦシステムのため実現可能である。

【0029】

本発明のなおさらなる態様は、
シーンを照明する照明ユニットと、
多重変調信号を発生させ、この多重変調信号を照明ユニットに供給し、ＴＯＦ信号に対応する少なくとも１つの変調、及び、第１の変調と異なる少なくとも別の変調を有している多重変調信号を照明ユニットに提供するために適合している信号発生器と、
を備える光源である。

【0030】

信号発生器は、好ましくは、光源に一体化される。
本発明のさらなる態様は、
シーンを照明する照明ユニットと、
多重変調信号を発生させ、この多重変調信号を照明ユニットに供給し、ＴＯＦ信号に対応する少なくとも１つの変調を有している多重変調信号を照明ユニットに提供するために適合している信号発生器と、
ワイヤレス通信プロトコルのために動作するワイヤレス信号を送信する送信機と、
を備える光源である。

【0031】

信号発生器は、好ましくは、光源に一体化される。

【0032】

本発明の何らかの実施形態における照明システムは、
３Ｄテレビジョン用シャッターメガネのような制御される機器、又は、電気掃除機が受信範囲に入ることを確実にする広い視野を有していることがある。十分な電力が、例えば、ＬＥＤの組を含む照明ユニットに供給される場合、これは、シーンから反射された十分な光をＴＯＦ受信機で受信することを確実にする。

【0033】

他の好ましい実施形態は、ユーザを関連付けるジェスチャーベースの相互作用と組み合わされたシーン内の制御される物体と機器との間の双方向相互作用をさらに使用する。例えば、ユーザは、送受信機と、情報信号を人間操作者に供給するバイブレータのようなフィードバック機器を有している遠隔制御機器を操作する。システムは、遠隔制御機器の結果、スケルトン追跡ソフトウェア手段によって提供されたユーザモデル表現を精緻化する可能性があり、ユーザへのフィードバック情報の配信は、これの仮想表現が仮想シーンにおいて仮想物体と衝突を始めるとき、バイブレータに起因する。

【0034】

別の実施形態は、放射光を通じて情報を送信するために多重変調のための手段と一体化されている光源を含む。照明は、多重変調方式ＴｏＦ照明システムのような集光又は拡散照明システムを使用する可能性がある。さらに、光源は、通信機器の間の一方向及び／又は双方向相互作用を有効にする可能性がある。光源は、好ましくは、少なくとも２個の被変調信号を発生させる手段を備え、第１の被変調信号は、距離関連パラメータ、例えば、ＴｏＦ原理から知られるような距離測定量に関連付けられ、少なくとも第２の信号は、干渉を回避するためにＴｏＦ信号の変調周波数と異なる変調周波数をもつ別の信号を照明されたシーンに伝達することを目的とし、第２の信号は、シーン内の機器又はネットワーク要素を駆動すること／制御すること／シーン内の機器又はネットワーク要素に情報を提供することを目的とする。

【0035】

その結果、光源は、シーン内の機器又はネットワーク要素を制御するためにＴＯＦ変調及び少なくとも第２の変調を両方共に同時に使用することを可能にするＬＥＤのような単一の光源の組を有している単独の照明ユニットの変調のための回路を備える。典型的に、ＩＲ ＬＥＤによって生成された放射のような不可視放射が使用される可能性がある。データを伝達するため適当であり、かつ、人間によって認識できないため適当であれば、他の波長が使用される可能性があることが理解される。ＬＥＤ光又はレーザー源がこのようにＴｏＦシステムのため実現可能である。

【0036】

場合によっては、光源は、フィードバック情報としてシーン内の機器によって発生させられることがある信号を受信し処理するため適合した手段を備えることがある。シーン内の機器は、ＩＤのような少なくともフィードバック情報、又は、イベント、パラメータ、データ（測位、状態）の通知を提供するような別の種類のフィードバックをシステム（又はユーザ）に配信するために何らかの種類の信号を放射することがある。このような通信は、光、無線、音、振動などを使用するようなワイヤレス接続によって達成される可能性がある。システムは、フィードバックを提供するために異なる通信手段を利用することがあり、例えば、ＴＯＦ照明ユニットを駆動し、ＴＯＦカメラ情報を処理するシステム、及び／又は、シーン内のユーザへの何らかの手段によるフィードバックが存在する可能性がある。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】図１は本発明の実施形態による照明ユニットに含まれているコンポーネントを示した図である。

【図2】図２は本発明の実施形態による双方向相互作用システムのための照明ユニットに含まれているコンポーネントを示した図である。

【図3】図３は本発明の実施形態による基本ＴｏＦカメラ機器を示した図である。

【図4】図４は本発明の実施形態によるディスプレイ機器に内蔵され、制御される機器を有するシーンを照明するＴＯＦカメラを示した図である。

【図5】図５はディスプレイ機器に内蔵され、一方向相互作用を有しているシーンを照明するさらなるＴＯＦカメラを示した図である（本発明の実施形態により、ＴｏＦカメラは、情報を追跡システムプロセスに提供し、追跡システムプロセスは、シーン内の追跡されるシステムへの転送コマンドを決定する。

【図6】図６はディスプレイ機器に内蔵され、双方向相互作用を有しているシーンを照明するさらなるＴＯＦカメラを示した図である（本発明の実施形態により、ＴｏＦカメラは、情報を追跡システムプロセスに提供し、追跡プロセスシステムは、上記物体によって提供された情報に関してシーン内の物体への転送コマンドを決定する。

【図7a】図７ａは本発明の実施形態による光源を示した図である。

【図7b】図７ｂは本発明の実施形態による光源を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

本発明は、特有の実施形態に関連して、かつ、ある種の図面を参照して説明されるが、本発明は、これらに限定されない。記載された図面は、単なる略図であり、限定的ではない。図面中、要素のうちのいくつかのサイズは、例示の目的のため誇張され、正しい縮尺で描かれていない。

【0039】

本発明の実施形態は、距離検出測定を実行することができるシステム、機器及び方法に関する。

【0040】

ＴＯＦ測定では、シーン内のポイントへ進み、反射によりこれらの点から（すなわち、物体から）ＴＯＦカメラシステムまで戻るＴＯＦカメラシステムのＩＲ光のような可視又は不可視光といった照明光のラウンドトリップ時間が測定される。この時間は、何らかの適当な方法により、例えば、放射された照明光信号と、カメラセンサにより捕捉された、反射された光信号との間の位相オフセットを測定することにより決定されることがある。従来型のＴＯＦカメラシステムでは、照明光は、周期的に変調された光を備える。飛行時間を決定する１つの選択肢では、シーンを照明するためにＴＯＦカメラシステムから放射された光と、シーンから反射され、受けられた光との間の位相遅延が決定される。この位相遅延は、その後、光の周期長さ及び速度を使用して、測定距離、すなわち、ＴＯＦカメラシステムからの物体の少なくとも１点の距離に変換される可能性がある。これは、画素単位で行われる可能性がある。本質的に、ＴＯＦ距離測定量Ｄは：

【0041】

【数1】

として決定される可能性があり、式中、ｃは、光速であり、ｆは、被変調光の周波数であり、ｐｈａｓｅ＿ｄｅｇは、角度単位での位相偏移であり、ｋは、エイリアス化された周期の数に関連している。本方程式における最初の因子は、エイリアシング解除のための対策なしのエイリアシング距離であり、これは、曖昧さのない距離である：

【0042】

【数2】

に対応する。この距離は、１周期の範囲内に対象とされる可能性がある最大距離を表現する。より大きい距離は、ｋ回循環することになるので、画像内に存在する場合、エイリアス化されることになり、ｋの別個の決定は、曖昧さのない距離測定を可能にする。

【0043】

図３は、追加コンポーネントとして含まれる可能性があり、又は、カメラ、ディスプレイもしくは他の機器に内蔵される可能性がある改良型ＴＯＦ距離測定システム１００の本発明による実施形態を示す。本実施形態における回路は、本発明の実施形態のいずれかに含まれることがある。距離測定システムは、好ましくは、着目エリアに集光させられる周期的光５１をシーン５５に放射し、この着目エリアで光がシーン物体によって反射される１台以上の光源４９を備える単独の照明ユニットを備える。周期的光は、波、パルス、又は、これらの両方の組合せの形をしている可能性がある。周期的光は、ある種の一定である周期性を有している可能性があり、又は、周波数は、規則的な方式で変えられることがあり、例えば、広げられることがある。広い視野が必要とされる場合、広角照明が設けられることがある。この光は、スペクトルの可視又は不可視領域に入ることがあり、例えば、センサシステムが効率的であり、人間の目に見えず、ＬＥＤのような適当な光源が利用できる範囲に入るように、好ましくは、赤外線ドメインに入ることがある。本発明の本実施形態及び他の実施形態によれば、照明ユニットは、多重変調された光を投射する。多重変調は、距離測定のため、そして、場合によっては、３Ｄ画像の生成のため使用される周期的光信号５１を含む。多重変調された光は、ＴｏＦ測定のための少なくとも１つの周波数、及び、情報信号をシーン内の１台以上の異なる機器に提供することが可能であるためにパラメトリックである少なくとも１つの別の周波数のような２つ以上の変調周波数で投射される。情報は、多重変調された光信号のうちの少なくとも１つの被変調信号で伝達され、シーン内の機器は、対応する被変調光信号を受け、これによって、例えば、情報を抽出し、この情報に作用することにより制御されるために適合している。機器は、例えば、シャッターメガネである可能性があり、そのために、抽出された情報は、着用者が３Ｄ画像を適切に認識するように、シャッターメガネをディスプレイ機器上の３Ｄ画像と位相同期させるため使用される。典型的に、ＩＲ ＬＥＤは、光源４９のための照明ユニットで使用される。このようなＬＥＤ光は、ＰＭＤのため使用され、このようにして、ＴｏＦシステムのため実現可能である。しかし、当業者にとって、ＴｏＦ照明原理によって要求された照明電力、波長、熱、サイズ及びスイッチング速度仕様を満たす場合、何らかの種類の光源が使用されるかもしれないことが理解される。

【0044】

光源４９が被変調光を放射することを可能にするため、１台以上の信号発生器４３が設けられる。１台ずつ、又は、信号発生器４３は、好ましくは、所定の周波数、例えば、約１０ＭＨｚ以上で永続的に振動しているノード４８で変調信号又は変調信号群を発生させる。

【0045】

信号発生器４３のうちの１台は、ノード４８上の第１のクロック信号と０°、１８０°、９０°及び２７０°の位相関係をそれぞれに有しているノード４４、４５、４６、４７に配信された第２から第５のクロック信号のような類似する関連オフセットクロック信号をさらに発生させる可能性がある。信号は、ＴｏＦ測定のため使用されることになる。当業者は、動作スキームにおいて、他の、又は、より一層多くのクロック位相を使用することを考慮する可能性もあり、より一層多くのクロック位相は、より一層長い測定時間と引き換えに、より良好な測定精度をもたらす。選択器５８は、ＴｏＦ測定のため検出器・混合器段２００の混合器の入力ノード４２をノード４４、４５、４６及び４７上の第２から第５のクロック信号と順番に接続する４つの位相の間で順番に切り換わる。これらの位置の１つずつで、選択器５８は、例えば、約１ｍｓの緩和期間に亘って接続されたままである可能性がある。

【0046】

１台の信号発生器は、異なった、特定の周波数でシャッターメガネ、ワイヤレススピーカー、電気掃除機、無人機、又は遠隔制御機器のような別の機器と通信するため使用される可能性がある異なる周波数で信号をさらに発生させる。上記他の信号は、観測されるシーンを照明する光学エンジンの錐台に位置している機器を制御するために情報を伝達する方式で変調される。照明システムは、シーン内の機器を制御するために信号をこの機器に提供し、そして、測定対象である機器が位置しているかもしれないシーンについての距離測定を実行するためにＴｏＦ信号を提供することを目的とする。照明ユニットと機器との間の相互作用は、通常では一方向であり、例えば、照明システムが一方向信号を提供するように照明ユニットから機器に送信されたコマンドである。

【0047】

距離測定システムは、少なくとも１台のセンシングユニット、例えば、シーンからの反射光を受ける画素３１をさらに備える。このセンサからの信号は、深度情報、場合によっては、例えば、シーン内の１台以上の機器からの何らかの他のフィードバック情報を取得するために処理される。信号を処理するために処理ユニットが設けられている。その結果、センサ又はカメラと、照明ユニットと、受信機ユニットと、これらに関連付けられている処理ユニットとを備えるシステム全体と、ワイヤレス方式でシステム全体に情報を提供する手段を有している機器とを考慮すると、システムと機器との間の相互作用は、一方向又は双方向のどちらの可能性もある。信号発生器４３のうちの１台は、例えば、振幅、周波数、符号変調などの何らかの知られている手段によって光信号に情報を加えるために、コントローラによって制御される可能性がある。上記他の信号は、例えば、照明から他の装置だけに至る一方向である可能性もある。機器からの信号は、例えば、光学、音響又は何らかの他のタイプのワイヤレス受信機によって受信される可能性がある。

【0048】

適当なフィルタリングにより、反射光に存在する異なる被変調信号のいずれか又はいずれもが抽出される可能性がある。例えば、１台の信号発生器４３は、シーン内の１台以上の機器、例えば、シャッターメガネの挙動を決定している制御信号を発生させる可能性があり、この信号は、機器で受信された信号から除去されることがある。代替的に、別個の受信機が周波数毎に使用される可能性がある。

【0049】

図３に戻ると、バッファ５０は、光５１をシーン５５に放射する光源４９を駆動し、この光は、着目エリアに集光させられる可能性があり、又は、広い視野を有している可能性がある。光は、スペクトルの可視又は不可視領域に、例えば、センサシステムが効率的であり、人間の目に見えず、ＬＥＤのような適当な光源が利用できる範囲に入るように、好ましくは、赤外線ドメインに入ることがある。この光の一部は、反射されることになり、したがって、反射光５２を発生させる。この反射光５２の少なくとも一部は、その後、レンズ５６のようなＴｏＦ測定のための光学集光システムに到達し、この光学集光システムを通って、反射光が画素３１の内側で検出器２８に画像化される、又は、集光させられ、ここで、入射部分は、反射された被変調光（ＭＬ）２７と呼ばれる。

【0050】

光５２の一部は、従来型手段によって、すなわち、光学センサ及び受信機アーキテクチャによって他の信号の中の情報を抽出する光学集光システムに到達する可能性がある。

【0051】

両方共にＴＯＦ測定を対象としない２次光源３０に由来する間接光５３及び直接光５４がシーンにさらに存在し、光学集光システム５６に衝突し、このようにして、検出器２８に集光させられるものである。検出器２８に入射する光の一部は、背景光（ＢＬ）２６と呼ばれる。ＢＬを発生させる光源３０は、白熱灯、ＴＬランプ、太陽光、昼光、遠隔制御光、又は、シーンに存在するどんな他の光でも含み、ＴＯＦ測定のための光源４９から発することがない。

【0052】

ＭＬ ２７及びＢＬ ２６は、光検出器２８に衝突し、衝突するＢＬ ２６及びＭＬ ２７への光誘起電流応答であるＭＬ電流及びＢＬ電流をそれぞれに発生させる。検出器２８は、これらの電流を衝突するＢＬ ２６及びＭＬ ２７への電流応答を入力ノード４２上の位相偏移したクロック信号と混合する後続の混合手段、例えば、混合器２９に出力する。ＢＬ ２６は、ＴＯＦ測定のため受けられるＭＬ ２７により誘起されたＭＬ電流より最大で６桁大きいＢＬ電流を誘起する可能性がある。

【0053】

検出器・混合器段２００を形成する検出器２８及び混合器２９は、例えば、欧州特許出願公開第１５１３２０２Ａ１号に記載されているような、光発生電荷が混合され、同時に混合生成電流を同時に発生させる１つの単独の機器と同様に実施される可能性がある。

【0054】

検出器・混合器段２００は、衝突するＢＬ ２６及びＭＬ ２７への電流応答と位相偏移したクロック信号との混合生成物を発生させるものであり、これらの信号は、例えば、周囲のトランジスタの寄生容量が小さく維持されたままである、例えば、キャパシタ２５を使って実施された積分器を用いて、ノード３８で積分される。積分中に、積分器ノード３８上の混合器出力信号の自動リセットが実行される。これは、第１及び第２の周波数の両方のため実行される。

【0055】

これは、ノード３８上の混合器出力信号が基準値Ｖｒｅｆに到達したときにいつでも自動的にリセットされ、このようにして、飽和を回避するように、例えば、リセットスイッチ、例えば、リセットトランジスタ３２を始動させる比較器３３によって実施されることがある。

【0056】

図示されていない代替的な実施形態では、積分器ノード３８上の混合器出力信号の自動リセットは、いくつかの他の方式で実施される可能性がある。これらの方式のうちの１つは、何らかのより一層の複雑さとの引き換えによってより一層優れた雑音性能を生じる固定量の電荷をキャパシタ２５に追加するために、リセットスイッチ３２ではなく、チャージポンプを始動させることである。

【0057】

混合器出力信号を形成する混合生成物は、積分器ノード３８で、変調信号変更手段、図示された実施例では、選択器５８と同期させられた逐次形式で利用可能である。出力ドライバ２４、例えば、バッファは、出力ノード２３でより一層強い出力信号をもたらすように、実質的に１である電圧利得と電流増幅とをもたらす。

【0058】

フィルタリングすることにより、第１又は第２のいずれかの周波数での信号は、視野にある物体からの反射信号から抽出される可能性がある。これらの信号から、深度測定量が、例えば、１画素毎に取得される。これらの深度値は、３Ｄ画像を発生させるために使用される可能性がある。

【0059】

さらなる実施形態は、照明システムの結果、情報をシーン内の機器に提供／送信する可能性があるシステム及び方法に関連する。

【0060】

さらなる実施形態は、上記システムのうちのいずれかと組み合わされる可能性がある照明システムの駆動回路に関連する。

【0061】

図１は、本発明の実施形態による照明システム１を示す。システムは、ＬＥＤ、ＯＬＥＤなどのような１台以上の光源８と、光源を駆動する駆動ユニット６とを含む。光は、スペクトルの可視又は不可視領域に入ることがあり、例えば、センサシステムが効率的であり、人間の目に見えず、ＬＥＤのような適当な光源が利用できる範囲に入るように、好ましくは、赤外線ドメインに入ることがある。駆動ユニット６は、ブースター回路１２及びスイッチング回路１０を含むことがある。スイッチング回路１０は、コンセント、バッテリー又は太陽電池のような電源７から電力を受ける。スイッチング回路は、１台以上の信号発生器４から制御信号を受信するコントローラ１６によって制御される。信号発生器４は、スイッチング回路１０及びブースター回路１２を介して光源８を駆動するために使用される多重変調された信号を発生させる。多重変調された信号は、パルス又は波のようなＴＯＦ測定のため適した信号と、環境内のさらなる機器を駆動又はさらなる機器と通信するために使用される可能性がある信号とを含む可能性がある。この後者の信号は、このようなさらなる機器を制御する可能性があり、例えば、３Ｄ視聴システムで用いられるシャッターメガネのための信号タイミングを提供する可能性がある。さらなる実施形態は、シーン内の機器によって提供された情報を収集するために、関連回路を含む少なくとも受信機を備えることがあるシステム及び方法に関係する。

【0062】

なおさらなる実施形態は、シーン内の機器と単一方向又は一方向に相互作用する可能性があるシステム及び方法に関係する。実施例は、同期化信号を３Ｄシャッターメガネに提供する、又は、音声信号を照明システム視野の内部に位置しているスピーカーに提供するＴＶディスプレイ機器に内蔵された距離検出測定ユニットの照明システムである。

【0063】

図２は、図１のシステムと多くの共通コンポーネントを有している本発明の実施形態によるさらなる照明システム１を示す。システムは、ＬＥＤ、ＯＬＥＤなどのような１台以上の光源８と、光源を駆動する駆動ユニット６とを含む。光は、スペクトルの可視又は不可視領域に入ることがあり、例えば、センサシステムが効率的であり、人間の目に見えず、ＬＥＤのような適当な光源が利用できる範囲に入るように、好ましくは、赤外線ドメインに入ることがある。駆動ユニット６は、ブースター回路１２及びスイッチング回路１０を含むことがある。スイッチング回路１０は、コンセント、バッテリー又は太陽電池のような電源７から電力を受ける。スイッチング回路は、１台以上の信号発生器４から制御信号を受信するコントローラ１６によって制御される。信号発生器４は、スイッチング回路１０及びブースター回路１２を介して光源８を駆動するために使用される多重変調された信号を発生させる。多重変調された信号は、パルス又は波のようなＴＯＦ測定のため適した信号と、環境内のさらなる機器を駆動又はさらなる機器と通信するために使用される可能性がある信号とを含む可能性がある。この後者の信号は、このようなさらなる機器を制御する可能性があり、例えば、３Ｄ視聴システムで用いられるシャッターメガネのための信号タイミングを提供する可能性がある。しかし、本実施形態では、さらなる機器２０との通信が双方向である場合に好ましい。機器２０によって放射された信号は、ワイヤレス受信機である可能性がある受信機１８で受信される。超音波、光学、不可視光、無線周波数ワイヤレス、ポイント・ツー・ポイント又は拡散赤外線は、何らかの類似する通信方法であり、さらなる機器２０と受信機１８との間の通信のため使用される可能性がある。さらなる機器２０は、照明システム１からの光のための受信機だけではなく、受信機１８への送信用の関連信号を発生させる送信機及びプロセッサもまた装備している。さらなる物体２０のような物体から反射された光は、光学ＴｏＦ受信機１４で受けられる。この受信機は、距離関連値が照明システム１によって放射された光と、受信機１４で受けられた、シーン内の物体から反射され、受けられた光との間の時間又は位相差によって決定される可能性があるように、必要な処理回路を含むことがあり、又は、必要な処理回路と接続されることがある。

【0064】

本発明の何らかの実施形態における選択肢として、図２における１８のような付加的な受信機は、シーン内の１つ又は各外部機器から信号を受信するため設けられることがある。信号は、少なくとも機器のＩＤ、又は、イベント、パラメータ、データ（測位）のような他の種類のフィードバックを配信するために、どのような種類でもある可能性がある。このような通信は、光信号である必要はないが、適切な受信機がシステム１０で利用可能である場合、無線、音などによって達成される可能性がある。

【0065】

その結果、なおさらなる実施形態は、シーン内の機器と双方向に相互作用する可能性があるシステム及び方法に関係する。実施例は、入力深度マップへの３Ｄ画像処理を使用してシーン内の機器を検出し追跡する可能性がある距離検出システムである。例えば、追跡された機器は、容器状態、距離、障害物の有無、電源状態などに関するリターン情報を提供する電気掃除機でもよい。これらのフィードバック信号の結果、特定の制御リターンアクションが発生させられることがあり、例えば、容器満杯信号は、例えば、サービスのため電気掃除機をこの電気掃除機のドックに戻すために制御信号を送信するように距離検出装置を駆動するコンピュータ化されたシステムを作動させる。

【0066】

図４は、本発明の実施形態によるディスプレイシステム１００を示す。ディスプレイシステムは、本発明の有利な適用の単なる実施例である。ディスプレイシステムは、ディスプレイ画面１０４付きのテレビジョン又はパーソナルコンピュータのようなディスプレイ機器１０２、又は、例えば、自立型ＤＶＤプレーヤのような光ディスク再生機器、ホーム・シアター・システム、又はゲーム機システムのための映像ディスプレイ機器を含む。詳しくは、これらのシステムのうちのいずれかは、３Ｄ画像の発生のために適する可能性がある。照明ユニットは、シーンへの光放射１１４のための光放射器１０８によって設けられる。光は、スペクトルの可視又は不可視領域に入ることがあり、例えば、センサシステムが効率的であり、人間の目に見えず、ＬＥＤのような適当な光源が利用できる範囲に入るように、好ましくは、赤外線ドメインに入ることがある。照明ユニットは、ＴｏＦ測定のため使用されるが、シーン内の１台以上の機器の制御のための別個の被変調信号の放射のため使用される可能性もある。光放射器は、例えば、赤外線放射器、すなわち、不可視光放射器である可能性がある。この放射器は、テレビジョンの遠隔制御のため使用される放射器と同じである可能性がある。受信機１０６、例えば、ＴｏＦ測定のため使用される受信機がさらに設けられ、例えば、放射器は、物体１１２及び／又はシーン内の物体もしくは機器１１０から反射された光１１６を受ける能力がある。受信機１０６は、シーン内の能動機器１１０のいずれか又は１台ずつからの情報信号の受信のためさらに使用されることがあり、あるいは、別個の受信機がその結果設けられる可能性がある。さらに、図１から３のいずれかを参照して一般的に前述されているように、放射器１０８からの光通信によって制御されるシャッターメガネのような１台の機器１１０がシーン内に位置している。

【0067】

別の実施形態では、システムは、シーン内の機器と双方向に相互作用する可能性があり、例えば、機器は、ＲＦワイヤレス、ポイント・ツー・ポイント又は拡散赤外線、超音波のような何らかの適当な通信媒体で情報を送信することにより、容器状態、距離のような情報を提供する可能性がある電気掃除機でもよい。この照明システムは、この情報に従って情報を提供する可能性がある。別の例は、シーン内の機器、例えば、ハンドヘルド型遠隔コントローラを検出し追跡する距離検出システムである。コントローラは、情報を提供するためにフィードバック又は指示を人に与えるバイブレータのようなフィードバック機器を有している。システムは、例えば、ＴｏＦカメラ及び３Ｄ画像生成を用いて人の位置を追跡し、機器が特定の位置に到達した場合にバイブレータを振動させるためにコントローラに情報を提供する。

【0068】

図５は、このタイプの本発明の別の実施形態によるディスプレイシステム１００を示す。ディスプレイシステムは、本発明の有利な用途の単なる一例である。ディスプレイシステムは、ディスプレイ画面１０４付きのテレビジョン又はパーソナルコンピュータのようなディスプレイ機器１０２、又は、例えば、自立型ＤＶＤプレーヤのような光ディスク再生機器、ホーム・シアター・システム、又はゲーム機システムのための映像ディスプレイ機器を含む。詳しくは、これらのシステムのうちのいずれかは、３Ｄ画像の発生のために適する可能性がある。照明ユニットは、シーンへの光放射１１４のためのものであり、ディスプレイ１０４の一部である光放射器１０８によって設けられる。換言すると、ディスプレイの画素のうちのいくつかは、可視光又は不可視光のような光、例えば、人による視聴のため表示された画像と別個に制御される赤外線光を放射するために適合している可能性がある。照明ユニットは、ＴｏＦ測定のため使用されるが、シーン内の１台以上の機器の制御のための別個の被変調信号の放射のため使用される可能性もある。光放射器は、例えば、赤外線放射器、すなわち、不可視光放射器である可能性がある。受信機１０６、例えば、ＴｏＦ測定のため使用される受信機がさらに設けられ、例えば、受信機１０６は、物体１１２及び／又はシーン内の物体もしくは機器１１０から反射された光１１６を受ける能力がある。受信機１０６は、シーン内の能動機器１１０のいずれか又は１台ずつからの情報信号の受信のためさらに使用されることがあり、あるいは、別個の受信機１２０がその結果設けられる可能性がある。さらに、図１から３のいずれかを参照して一般的に前述されているように、放射器１０８からの光通信によって制御されるシャッターメガネのような１台の機器１１０がシーン内に位置している。

【0069】

図６は、本発明の別の実施形態によるディスプレイシステム１００を示す。ディスプレイシステムは、本発明の有利な適用の単なる一例である。ディスプレイシステムは、ディスプレイ画面１０４付きのテレビジョン又はパーソナルコンピュータのようなディスプレイ機器１０２、又は、例えば、自立型ＤＶＤプレーヤのような光ディスク再生機器、ホーム・シアター・システム、ゲーム機システム、又はカメラのための映像ディスプレイ機器を含む。詳しくは、これらのシステムのうちのいずれかは、３Ｄ画像の発生のため適する可能性がある。ディスプレイシステム１００は、ＴｏＦカメラの機能を有することができる。照明ユニットは、シーンへの光放射１１４のためのものであり、ディスプレイ１０４の一部である光放射器１０８によって設けられる。光放射器１０８は、その結果、ディスプレイに一体化される。光は、スペクトルの可視又は不可視領域に入ることがあり、例えば、センサシステムが効率的であり、人間の目に見えず、ＬＥＤのような適当な光源が利用できる範囲に入るように、好ましくは、赤外線ドメインに入ることがある。照明ユニットは、ＴｏＦ測定のため使用されるが、シーン内の１台以上の機器１１０の制御のための別個の被変調信号の放射のため使用される可能性もある。光放射器１０８は、例えば、赤外線放射器、すなわち、不可視光放射器である可能性がある。受信機１０６、例えば、ＴｏＦ測定のため使用される受信機がさらに設けられ、例えば、受信機１０６は、物体１１２及び／又はシーン内の物体もしくは機器１１０から反射された光１１６を受ける能力がある。受信機１０６は、ディスプレイ１０４に一体化して設けられることがある。

【0070】

図４又は５又は６の実施形態では、さらなる受信機１２０がシーン内の能動機器１１０のうちのいずれか又は１台ずつからの情報信号の受信のため設けられることがある。受信機１２０は、何らかの適当なワイヤレス受信機、又は、例えば、光学、ポイント・ツー・ポイント赤外線、無線周波数ワイヤレス、超音波、もしくは、他の通信方法のための受信機の組み合わせでもよい。さらに、図１から３のいずれかを参照して一般的に前述されているように、放射器１０８からの光通信によって制御される１台の機器１１０が存在する。物体１１０は、双方向通信を行うために適切な信号を受信機１２０に送信する可能性がある放射器をさらに含む。

【0071】

上記実施形態のうちのいずれかにおける受信機１２０又は１０６は、シーン内の機器と双方向に相互作用する可能性があるシステム及び方法を提供するために適合している可能性があり、上記機器は、人間のジェスチャー認識ベースの相互作用システムと組み合わせて用いられる。詳しくは、本実施形態は、距離検出測定ユニット（例えば、ＩＲ照明ユニットを備える）によって提供されたデータの信号処理の結果、シーン内部のユーザの追跡を可能にするシステムを備える。人間のジェスチャー認識は、上記信号処理の結果、いつでも認識され、決定された３Ｄ空間の動的なユーザジェスチャー又は静的なユーザ四肢位置を認識するためにモデル化されることがあるユーザスケルトン認識に基づく可能性がある。シーン内の機器は、ユーザにより操作された遠隔制御機器でもよく、送受信機及び情報フィードバック能力を有していることがある。情報フィードバック能力は、例えば、バイブレータユニット、スピーカー、光、ディスプレイなどを使ってユーザに提供されることがある。すなわち、フィードバックユニットは、何らかの人間の感覚応答に関係するフィードバックを提供することがあり、又は、機器がワイヤレス接続されているシステムの感知された特性、例えば、内蔵式慣性感知ユニットによって提供された加速度、速度及び相対位置データに関係することがある。この好ましい実施形態では、システムに提供されたハンドヘルド型機器データは、ユーザ又は機器を操作するために使用されたユーザの部分（例えば、特に、この部分が隠され、ジェスチャー認識システムによって追跡されないときに、手）の追跡を精緻化するのに役立てるために使用される。その上、機器を操作するユーザのジェスチャー及び位置によれば、距離検出測定量を収集し処理し、そして、照明ユニットを制御するシステムは、ユーザ関連フィードバックユニットのうちの少なくとも１台を作動させるように、上記照明ユニットを介して、ハンドヘルド型機器によって受信されることになるフィードバック制御情報を送信することがある。例えば、ユーザは、システムが待機していたジェスチャーが実行されるたびにハンドヘルド型機器による振動を体験することになり、又は、シーン内のある種のエリアから出るときのように、システムによって許可されていないアクションを実行した場合、音を体験することになる。双方向フィードバックは、特定の適用に関連付けられることがあり、文脈的に決定されることがある。

【0072】

本発明の実施形態は、照明ユニットのためのＴｏＦ測定システムで使用される特定の近赤外のような特定の電磁放射を利用する。照明ユニットは、ＴｏＦ測定用の少なくとも１つと、異なる機器を扱うためにパラメトリックであるべき少なくとも別の１つとのような複数の特定の変調周波数を有している光を放射する。照明ユニットは、例えば、ＴｏＦ照明システムの拡散光透過を行うことがある。放射器設計は、適当な方式でシーンを対象とするようにＴｏＦ照明原理に準拠している。

【0073】

本発明の何らかの実施形態における選択肢として、光を放射したディスプレイシステムに準拠した受信機を有しているシーン内の１つもしくはそれぞれの物体又は機器１１０は、少なくともこの放射器のＩＤ、又は、イベント、パラメータ、データ（測位）のような別の種類のフィードバックを配信するために何らかの種類の信号を提供する放射器をさらに備えることがある。このような通信は、適切な受信機がディスプレイ機器１０２で利用できる場合、必ずしも光信号である必要はなく、無線、音、又は、何らかの既知の適当な放射性ワイヤレス通信システムによって達成されることがあり得る。それ故、物体ＩＤ認識は、電磁放射受信を通じて行われる可能性がある。さらなる実施例として、識別モジュールは、ＴｏＦ受信機１０６又は別の受信機を利用し、シーンの画像を発生させ、検査し、そして、物体又は機器１１０を識別するために、例えば、コンピュータビジョン物体認識方法によりこれらを処理するディスプレイシステム１００に設けられる可能性がある。

【0074】

本発明の実施形態は、拡散照明システム、例えば、相互作用のための多重変調されたＴｏＦ照明システム及び方法を使用して、多重変調、ＩＲ放射光を利用し、このシステムは、少なくとも２個の被変調信号を組み込み、第１の被変調信号は、距離関連パラメータ、例えば、ＴｏＦ原理から知られているような距離測定量に関連付けられ、少なくとも第２の信号は、干渉を回避するためにＴｏＦ信号の変調周波数と異なる変調周波数をもつ別の信号を照明されたシーンに伝達することを目的とし、第２の信号は、シーン内の機器を駆動／制御することを目的とする。

【0075】

本発明の実施形態は、シーンの中を通る機器移動を制御するために、例えば、ディスプレイ機器１０２内の測位モジュールを使用して、シーン内の移動体機器１１０のような物体を制御する方法を提供する。

【0076】

本発明の実施形態は、カメラ機器に内蔵されている双方向相互作用のための多重変調されたＴｏＦ照明方法及びシステムを含む。カメラ機器は、ディスプレイ機器１０２に内蔵されることがあり、又は、ディスプレイ自体もしくは信号処理手段を有している別の機器に接続されている別個の物でもよい。

【0077】

その結果、本発明の実施形態では、ＴＯＦ変調とシャッターメガネのためのシャッター変調のような物体もしくは機器１１０を制御する変調とを両方共に同時に使用することを可能にする単独の照明ユニットにおいてＬＥＤのような単独の光の組を有している単独の照明ユニットの変調のための方法が提供される。光は、スペクトルの可視又は不可視領域に入ることがあり、例えば、センサシステムが効率的であり、人間の目に見えず、ＬＥＤのような適当な光源が利用できる範囲に入るように、好ましくは、赤外線ドメインに入ることがある。典型的に、ＩＲ ＬＥＤは、照明ユニットで使用される。このようなＬＥＤ光は、ＰＭＤのため使用され、このようにして、ＴｏＦシステムのため実施可能である。照明システムは、３Ｄテレビジョン・シャッター・メガネのような制御される機器が受信範囲に入ることを確実にする広い視野を有することがある。十分な電力が、例えば、ＬＥＤの組を使って照明ユニットに提供される場合、これは、ＴＯＦ受信機でシーンから反射された十分な光を受けることを確実にする。

【0078】

特有の実施例として、物体又は機器１１０は、動作が第２の被変調信号を伝達する情報によって制御される可能性がある少なくとも１台の能動電子、機械、水力、電気、電磁気、又は光学機器をさらに備えることがある。ＴｏＦ照明ユニットからこの機器で受信された第２の信号は、復調されることがあり、機器の動作を作動又は修正するためにコマンドを駆動する。

【0079】

本発明は、多くの分野における広い用途を可能にするものであり、前述のディスプレイシステムに限定されない。例えば、照明ユニット、光学センサ、信号発生器及び処理エンジンは、白熱灯のための従来型のプラグ式、ねじ込み式もしくは差し込み式ソケットのような標準ソケット、又は、ハロゲン灯もしくはＬＥＤ屋内灯のため使用されるような２ピンソケットに嵌め込まれる可能性があるランプ（図７参照）のような照明設備に一体化されることがある。光は、スペクトルの可視又は不可視領域に入ることがあり、例えば、センサシステムが効率的であり、人間の目に見えず、ＬＥＤのような適当な光源が利用できる範囲に入るように、好ましくは、赤外線ドメインに入ることがある。このようなランプ２００は、例えば、積分型Ｔｏｆカメラを形成するために、図７ａに概略的に示されるように、電力接続２０２、２０４と、データ信号接続２０６と、エレクトロニクス部品が関連付けられている積分型ＴｏＦセンサ２１０と、信号処理手段２１６とを含む可能性がある。ランプは、例えば、処理手段２１６内に、例えば、積分型Ｔｏｆカメラを形成するために、信号及び／又は画像処理を実行するマイクロプロセッサ又はＦＰＧＡのような処理エンジンをメモリと共にさらに含むことがある。メモリは、例えば、処理エンジンでの実行のための１つ以上のプログラムを記憶する可能性があるＲＡＭのような揮発性、及び／又は、不揮発性メモリでもよい。このような修正されたランプは、その結果、標準ソケットに嵌め込まれる可能性があり、電力は、ランプに設けられた電源から照明ユニット及びエレクトロニクス部品のため供給される可能性がある。ランプは、変調信号を用いて変調されたＩＲ ＬＥＤ ２０８のようなＩＲ照明機器などの不可視と、可視スペクトルに入るＬＥＤのような照明機器との両方を含むことがある。変調のうちの１つは、例えば、積分型ＴｏＦカメラと共に用いられるＴｏＦ信号を発生させることである可能性がある。このＴｏＦ変調は、不可視、例えば、ＩＲ光源に適用される可能性がある。例えば、ランプ又は光源は、ＩＲ変調のための１台以上のＬＥＤと、可視光放射のための１台以上のＬＥＤとを収容していることがある。ＴｏＦ変調信号は、ＩＲ変調のためのＬＥＤに適用される可能性がある。場合によっては、シールド２１２がＬＥＤ ２０８から受容器２１０への直接フィードバックを妨げるために設けられる可能性がある。ランプの照明端部は、ガラスのような透明カバー２１４で覆われ、密閉されることがある。ランプ２００は、好ましくは、ＬＥＤベースのランプである。ＬＥＤは、室温に近い温度で動作し、それ故に、ランプ内の熱発生は、ランプに一体化されたセンサ及び電子部品に殆ど影響を与えない。ＬＥＤは、ＴＯＦ照明のため必要とされる高周波数でも変調される可能性がある。

【0080】

図７ｂは、ワイヤレス通信インターフェース２１８がワイヤレス接続２０６の代わりに設けられている図７ａのランプへの修正を示す。ワイヤレスインターフェースは、近距離無線通信（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉｆｉ、ＬｉＦｉなど）、又は、３ＧＰＰ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＵＭＴＳ、ＣＤＭＡなどのプロトコルと共に動作するような長距離無線インターフェースのための何らかの適当なインターフェースである可能性がある。ワイヤレスインターフェ−ス２１８は、ネットワーク及び同じ種類の他のランプ機器との接続を可能にする。ランプは、アド・ホック・ネットワーク、もしくは、例えば、メッシュ、又は、他の種類のローカル・エリア・ネットワークを形成することがある。

【0081】

場合によっては、光源は、フィードバック情報としてシーン内の機器によって発生させられることがある信号を受信し処理するため適合している手段を備えることがある。シーン内の機器は、ＩＤのような少なくともフィードバック情報、又は、イベント、パラメータ、データ（測位、状態）を通知するような別の種類のフィードバックをシステム（又はユーザ）に配信するために何らかの種類のいくつかの信号を放射することがある。このような通信は、光、無線、音、振動などを使用するようなワイヤレス接続によって達成されることがあり得る。光源は、その場合、例えば、前述のようにワイヤレス信号のための一体化された受信機を含むことになるであろう。システムは、フィードバックを提供するために異なる通信手段を利用することがあり、例えば、ＴＯＦ照明ユニットを駆動し、ＴＯＦカメラ情報を処理するシステム、及び／又は、シーン内のユーザへの何らかの手段によるフィードバックが存在する可能性がある。

【0082】

このようなランプ又はランプ群は、機器を制御しているときに監視のため、及び、セキュリティ目的のため、ならびに、家庭内もしくはホームオートメーション目的のため使用される可能性がある。一体化されたＴｏＦカメラは、部屋のような空間内での人又は物体又はロボットの移動のような活動を検出するために使用されることがあるので、ランプは、前述のように一体化されたＴｏＦカメラを含む可能性があり、又は、動物、火災、浸水、煙などのような他の物体を検出するために使用される可能性がある。使用される光は、スペクトルの可視又は不可視領域に入ることがあり、例えば、センサシステムが効率的であり、人間の目に見えず、ＬＥＤのような適当な光源が利用できる範囲に入るように、好ましくは、赤外線ドメインに入ることがある。例えば、高周波数で変調された可視光は、光がオンであることが期待されるであろう場合、監視のため特に有利である

【0083】

このような人又は物体の検出は、変調された第２の信号を放射するように修正されたランプを始動させる、例えば、室内の機器の制御のための情報信号を伝達する可能性がある。一例として、機器は、動作が第２の被変調信号を伝達する情報によって制御される可能性がある少なくとも１台の能動電子、機械、水圧、電気、電磁気、又は、光学機器をさらに備えることがある。ＴｏＦ照明ユニットから機器で受信された第２の信号は、復調されることがあり、機器の動作を作動又は修正するためにコマンドを駆動する。このような機器は、コンピュータ、スプリンクラー、ヒーター、ファンのような機器のスイッチを入れるために、例えば、警報システムの扉もしくは窓の制御に用いられることがある。ランプは、照明用の標準としての電源を有しているので、ランプ・セキュリティ・システムは、余分なケーブルが取り付けられることを必要とすることがなく、セキュリティシステムの迅速かつ経済的な配備を可能にする。したがって、このシステムは、ホテル又は展示ホールのような建物内部のメディア又は政治的イベント時のような一時的なセキュリティ要件のため役立つ。

【0084】

用途は、住宅内で電気機器を互いに一体化するホーム・オートメーション・システムで見出される可能性がある。これらの用途は、ビルディング・オートメーションを、ホーム・エンターテインメント・システムと、観葉植物及び庭の撒水と、ペットの餌やりと、（ディナーもしくはパーティのような）様々なイベントのための環境「シーン」の変更と、家庭用ロボットの使用とのような家庭内活動の制御と共に含む。ランプは、パーソナルコンピュータによる制御を可能にするために、コンピュータネットワークを通じて接続されることがあり、そして、インターネットからの遠隔アクセスを可能にすることがある。家庭環境と情報テクノロジー付きのランプの一体化を通じて、システム及び家電製品は、利便性、エネルギー効率、及び安全性の利点をもたらす統合された方式で通信する能力がある。

【0085】

本発明は、ゲーム用の方法及びシステムに用途をさらに見出す。例えば、テレビジョンのようなディスプレイ機器は、ディスプレイ機器の画面に接続される、又は、内蔵されているコンピュータ化されたシステムが設けられる可能性があり、対話型ゲームの実行のためコンピュータ化されたシステムを動作させるためのソフトウェア・アプリケーションが設けられている。図１から６のいずれかを参照して記載されているように、ディスプレイ機器は、３Ｄ ＴｏＦベースのイメージングシステムを含む可能性がある。ディスプレイ機器は、シーン内の移動体機器と協働するために適合している可能性がある。機器は、対話型ゲームのプレーヤによって使用される可能性がある。代替的に、移動体機器は、ＩＲ送受信機ユニットを備えるテレビジョン遠隔のようなハードウェア遠隔制御システムでもよい。

【0086】

ＴｏＦベースのイメージングシステム及び画面に接続されたコンピュータ化されたシステムは、ジェスチャー認識システムと、上記コンピュータ化されたシステム、例えば、認識されたジェスチャーに従って表示される内容を文脈的に駆動するゲームを動作させるアプリケーションとを備えることがある。ユーザは、ジェスチャーを実行することによりコンピュータ化されたシステムと相互作用することがある。ユーザは、このようにしてジェスチャー認識システムによって測位される可能性がある移動体機器を操作することがある。システムは、信号を移動体機器に送信することにより、そして、ＩＲ送受信機が適合している第２の変調の結果、ＴｏＦベースのイメージングシステムの照明システムを通じてユーザと相互作用することがある。

【0087】

一例として、移動体機器は、第２の被変調信号を伝達する情報によって動作が制御される可能性がある少なくとも１台の能動電子、機械、水圧、電気、電磁気又は光学機器をさらに備えることがある。機器振動ユニット。ＴｏＦ照明ユニットから受信された第２の信号は、復調されることがあり、ユーザが特定のジェスチャーを学習するためアプリケーションの文脈の中で正確なジェスチャーを実行するときに、例えば、１秒間に亘って振動を作動させるためにコマンドを駆動する。

【0088】

本発明は、図面及び上記説明において、詳細に例示され、記載されているが、このような例示及び記載は、例示的又は代表的であり、限定的ではないと考えられるべきであり、本発明は、開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態への他の変形は、図面、開示内容、及び特許請求の範囲の調査から、請求項に係る発明を実施する際に当業者によって理解され、達成される可能性がある。ある種の方策が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの方策の組合せが有利に利用される可能性がないということを示唆するものではない。請求項中の符号はどれでも範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

【0089】

本発明は、以下について記載する。
第１項 機器と共に用いられるシステムであって、
ＴｏＦ原理に関してシーンを照明する単独の照明ユニットと、
多重変調信号を発生させ、この変調信号を上記照明ユニットに供給し、ＴＯＦ信号に対応している少なくとも１つの変調、及び、照明されたシーン内の第１の物体によって用いられ、又は、上記照明されたシーン内の上記第１の物体の動作を制御する少なくとも別の変調を有している上記多重変調信号を上記照明ユニットに提供するために適合している信号発生器と、
を備えるシステム。

【0090】

第２項 機器と共に用いられるシステムであって、
シーンを照明する単独の照明ユニットと共に用いられるセンサユニットを含み、ＴｏＦ原理に基づいて上記センサユニットと上記シーン内の第１の物体との間の距離に関連する値を決定する手段を備えるＴｏＦセンサ配置構成と、
多重変調信号を発生させ、この信号を上記照明ユニットに供給し、上記照明されたシーン内の第２の物体によって用いられる、又は、上記照明されたシーン内の上記第２の物体の動作を制御する少なくとも１つの変調を有している上記多重変調信号を上記照明ユニットに提供するために適合している信号発生器と、
を備えるシステム。

【0091】

第３項 シーンを照明する単独の照明ユニットと共に用いられるセンサユニットを含み、上記ＴｏＦ原理に基づいて上記センサユニットと上記シーン内の上記第１の物体又は第２の物体との間の距離に関連する値を決定する手段を備えるＴｏＦセンサ配置構成をさらに備える、第１項に記載のシステム。

【0092】

第４項 上記照明ユニットと共に用いられ、上記第１又は上記第２の物体との双方向相互作用を提供する双方向相互作用システムをさらに備える、第２項又は第３項のいずれか１項に記載のシステム。

【0093】

第５項 上記第１又は第２の物体から送信された情報信号を受信する受信機をさらに備える、第２項から第４項のいずれか１項に記載のシステム。

【0094】

第６項 上記照明ユニットをさらに備えるディスプレイ画面に内蔵されているＴＯＦカメラをさらに備える、第２項から第４項のいずれか１項に記載のシステム。

【0095】

第７項 多重変調を提供する手段をさらに備える、第１項から第６項のいずれか１項に記載のシステム。

【0096】

第８項 一方向相互作用のための手段と、システムプロセスを追跡し、コマンドが上記シーン内の追跡された物体に転送されるときを決定する手段とをさらに備える、第２項から第４項のいずれか１項に記載のシステム。

【0097】

第９項 一方向相互作用のための手段と、システムプロセスを追跡し、コマンドが追跡された物体によって提供された情報に関して上記シーン内の上記追跡された物体に転送されるときを決定する手段とをさらに備える、第２項から第４項のいずれか１項に記載のシステム。

【0098】

第１０項 上記システムは光源である、第１項から第９項のいずれか１項に記載のシステム。

【0099】

第１１項 ＴｏＦ原理に関してシーンを照明する単独の照明ユニットと、
多重変調信号を発生させ、この信号を上記照明ユニットに供給し、ＴＯＦ信号に対応している少なくとも１つの変調、及び、照明されたシーン内の第１の物体によって用いられる、又は、上記照明されたシーン内の上記第１の物体を制御するもしくは動作させる少なくとも別の変調を有している上記多重変調信号を上記照明ユニットに提供するために適合している信号発生器と、
を備える回路。

【0100】

第１２項 シーンを照明する単独の照明ユニットと共に用いられるセンサユニットを含み、ＴｏＦ原理に基づいて上記センサユニットと上記シーン内の第１の物体との間の距離に関連する値を決定する手段を備えるＴｏＦセンサ配置構成と、
多重変調信号を発生させ、この信号を上記照明ユニットに供給し、上記照明されたシーン内の第２の物体によって用いられる、又は、上記照明されたシーン内の上記第２の物体の動作を制御するもしくは動作させる少なくとも１つの変調を有している上記多重変調信号を上記照明ユニットに提供するために適合している信号発生器と、
を備える回路。

【0101】

第１３項 シーンを照明する単独の照明ユニットと共に用いられるセンサユニットを含み、上記ＴｏＦ原理に基づいて上記センサユニットと上記シーン内の上記第１の物体又は第２の物体との間の距離に関連する値を決定する手段を備えるＴｏＦセンサ配置構成をさらに備える、第１１項に記載の回路。

【0102】

第１４項 上記照明ユニットと共に用いられ、上記第１又は上記第２の物体との双方向相互作用を提供する双方向相互作用システムをさらに備える、第１２項又は第１３項のいずれか１項に記載の回路。

【0103】

第１５項 上記第１又は第２の物体から送信された情報信号を受信する受信機をさらに備える、第１２項から第１３項のいずれか１項に記載の回路。

【0104】

第１６項 上記照明ユニットをさらに備えるディスプレイ画面に内蔵されているＴＯＦカメラをさらに備える、第１１項から第１４項のいずれか１項に記載の回路。

【0105】

第１７項 多重変調を提供する手段をさらに備える、第１１項から第１６項のいずれか１項に記載の回路。

【0106】

第１８項 一方向相互作用のための手段と、システムプロセスを追跡し、コマンドが上記シーン内の追跡された物体に転送されるときを決定する手段とをさらに備える、第１２項から第１４項のいずれか１項に記載の回路。

【0107】

第１９項 一方向相互作用のための手段と、システムプロセスを追跡し、コマンドが追跡された物体によって提供された情報に関して上記シーン内の上記追跡された物体に転送されるときを決定する手段とをさらに備える、第１２項から第１４項のいずれか１項に記載の回路。

【0108】

第２０項 機器と共に用いられる方法であって、
単独の照明ユニットを使用してＴｏＦ原理に関してシーンを照明することと、
少なくとも１つの変調がＴＯＦ信号に対応して上記照明ユニットに供給され、少なくとも別の１つの変調が上記照明されたシーン内で第１の物体によって用いられる、又は、上記照明されたシーン内の第１の物体を制御するもしくは動作させる情報データを有している多重変調信号を発生させ、この信号を上記単独の照明ユニットに供給することと、
を備える方法。

【0109】

第２１項 機器と共に用いられる方法であって、
ＴｏＦ原理に従ってセンサユニットを使用して、照明ユニットによって照明されたシーンから反射された光を感知することと、
上記ＴｏＦ原理に基づいて上記照明ユニット又は上記センサユニットと上記シーン内の第１の物体との間の距離に関連する値を決定することと、
少なくとも１つの変調が上記照明されたシーン内で第２の物体によって用いられる、又は、上記シーン内の上記第２の物体の動作を制御するために設けられている多重変調信号を発生させ、この信号を上記照明ユニットに供給することと、
を備える方法。

【0110】

第２２項 上記ＴｏＦ原理に従ってセンサユニットを用いてシーンを照明する照明ユニットによって発生させられたシーンから反射された光を感知することと、
上記ＴｏＦ原理に基づいて上記照明ユニット又は上記センサユニットと上記シーン内の上記第１の物体又は第２の物体との間の距離に関連する値を決定することと、
をさらに備える、第２０項に記載の方法。

【0111】

第２３項 上記第１又は上記第２の物体との双方向相互作用を提供することをさらに備える、第２１項又は第２２項のいずれか１項に記載の方法。

【0112】

第２４項 上記第１又は第２の物体から送信された情報信号を受信することをさらに備える、第２１項から第２３項のいずれか１項に記載の方法。

【0113】

第２５項 多重変調信号を上記照明ユニットに提供することをさらに備える、第２０項から第２４項のいずれか１項に記載の方法。

【0114】

第２６項 一方向相互作用を提供し、システムプロセスを追跡し、コマンドが上記シーン内の追跡された物体に転送されるときを決定する、第２１項から第２３項のいずれか１項に記載の方法。

【0115】

第２７項 一方向相互作用を提供し、システムプロセスを追跡し、コマンドが追跡された物体によって提供された情報に関して上記シーン内の上記追跡された物体に転送されるときを決定することをさらに備える、第２１項から第２３項のいずれか１項に記載の方法。

【0116】

第２８項 シーンを照明する照明ユニットと、
光源に一体化され、多重変調信号を発生させ、この多重変調信号を上記照明ユニットに供給し、ＴＯＦ信号に対応する少なくとも１つの変調、及び、上記第１の変調と異なる少なくとも別の変調を有している上記多重変調信号を上記照明ユニットに提供するために適合している信号発生器と、
を備える光源。

【0117】

第２９項 シーンを照明する照明ユニットと、
光源に一体化され、多重変調信号を発生させ、この多重変調信号を上記照明ユニットに供給し、ＴＯＦ信号に対応する少なくとも１つの変調を有している上記多重変調信号を上記照明ユニットに提供するために適合している信号発生器と、
ワイヤレス通信プロトコルのために動作するワイヤレス信号を送信する送信機と、
を備える光源。

【0118】

第３０項 ＴＯＦカメラが光源に一体化されている、第２８項又は第２９項に記載の光源。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7a】

【図7b】