特許 6646727 カスタム化負荷制御システムおよび方法

(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】6646727

(24)【登録日】2020年1月15日

(45)【発行日】2020年2月14日

(54)【発明の名称】カスタム化負荷制御システムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   H05B 47/00 20200101AFI20200203BHJP

【ＦＩ】

   H05B37/02 A

【請求項の数】34

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2018-503737(P2018-503737)

(86)(22)【出願日】2016年4月7日

(65)【公表番号】特表2018-511160(P2018-511160A)

(43)【公表日】2018年4月19日

(86)【国際出願番号】US2016026421

(87)【国際公開番号】WO2016164568

(87)【国際公開日】20161013

【審査請求日】2018年8月10日

(31)【優先権主張番号】62/144,070

(32)【優先日】2015年4月7日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】517354663

【氏名又は名称】アース・スター・ソリューションズ，エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100120112

【弁理士】

【氏名又は名称】中西 基晴

(74)【代理人】

【識別番号】100173565

【弁理士】

【氏名又は名称】末松 亮太

(72)【発明者】

【氏名】ミラー，ゲーリー・ブレット

【審査官】 安食 泰秀

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２７８２９６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１４１７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０３９２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５１４０８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０２７４０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０００１６２６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

カスタム化負荷制御方法であって、
変更交流電力を受電するステップであって、前記変更交流電力が、メッセージを伝達するための複数の遅延の加入によって変更され、前記複数の遅延が異なる長さによって規定され、前記異なる長さが前記メッセージの異なるキャラクタを示す、ステップと、
交流フィルタを用いて、前記変更交流電力内の前記メッセージを、コンピュータ読み取り可能なフォーマットに変更するステップと、
前記メッセージに関係して、実行するアクションを決定するステップと、
前記メッセージに基づいて、前記アクションを実行するために前記変更交流電力を利用するステップと、
を含む、カスタム化負荷制御方法。

【請求項2】

請求項１記載の方法において、前記遅延が、前記変更交流電力のゼロ交差点周囲において与えられる、方法。

【請求項3】

請求項１記載の方法であって、更に、負電圧を除去するために、前記変更交流電力を整流するステップを含む、方法。

【請求項4】

請求項１記載の方法であって、更に、前記変更交流電力を方形波に変換するステップを含み、前記方形波が前記遅延を含む、方法。

【請求項5】

請求項１記載の方法において、前記アクションを実行するステップが、前記メッセージにしたがって負荷を作動させるステップを含む、方法。

【請求項6】

請求項１記載の方法において、前記アクションを実行するステップが、負荷に他のデバイスと通信させるステップを含む、方法。

【請求項7】

カスタム化負荷制御電気デバイスであって、
変更交流電力を濾波信号に変更する交流フィルタであって、前記濾波信号が負荷計算デバイスに適合可能なピーク電圧を有するコンピュータ読み取り可能なフォーマットを有する、交流フィルタと、
前記変更交流電力を利用して、前記負荷にアクションを実行させる電圧／電流変換器と、
ロジックを格納する負荷計算デバイスと、
を含み、前記ロジックがプロセッサによって実行されると、前記電気デバイスに、少なくとも、
前記交流フィルタから前記濾波信号を受け取らせ、
前記濾波信号から、前記変更交流電力に含まれるメッセージを決定させ、前記メッセージが、前記変更交流電力のそれぞれのゼロ交差点周囲において複数の遅延として設定され、前記複数の遅延が異なる長さによって規定され、前記異なる長さが前記メッセージの異なるキャラクタを示し、
前記メッセージから、前記負荷が実行するアクションを決定させ、
前記アクションに関係する命令を前記電圧／電流変換器に伝達させ、前記電圧／電流変換器が、前記命令を利用して、前記アクションを実行するために、前記変更交流電力を変換する、電気デバイス。

【請求項8】

請求項７記載の電気デバイスにおいて、前記交流フィルタが、更に、前記変更交流電力を方形波に変換し、前記方形波が前記複数の遅延を含む、電気デバイス。

【請求項9】

請求項７記載の電気デバイスであって、更に、前記変更交流電力を受電し、前記変更交流電力から負電圧を除去する電圧整流器を含む、電気デバイス。

【請求項10】

請求項７記載の電気デバイスであって、更に、前記変更交流電力を受け取り、前記変更交流電力の特性を判定し、前記特性に関するデータを前記負荷計算デバイスに伝達する電圧検出器を含む、電気デバイス。

【請求項11】

請求項７記載の電気デバイスであって、更に、前記負荷計算デバイスから伝達されたデータを、前記電圧／電流変換器に合わせてフォーマットするインターフェースを含む、電気デバイス。

【請求項12】

請求項７記載の電気デバイスであって、更に、前記負荷を含み、前記負荷が照明デバイスを含む、電気デバイス。

【請求項13】

請求項７記載の電気デバイスにおいて、前記アクションが、前記負荷の出力を変更すること、および前記負荷に他のデバイスと通信させることの内少なくとも１つを含む、電気デバイス。

【請求項14】

電気デバイスと負荷とを含むカスタム化負荷制御システムであって、前記電気デバイスが、
変更交流電力を濾波信号に変更する交流フィルタであって、前記濾波信号が負荷計算デバイスに適合可能なピーク電圧を有するコンピュータ読み取り可能なフォーマットを有する、交流フィルタと、
変更交流電力を利用して、前記負荷にアクションを実行させる電圧／電流変換器と、
ロジックを格納する負荷計算デバイスと、
を含み、前記ロジックをプロセッサによって実行すると、前記電気デバイスに、少なくとも、
前記変更交流電力を受電させ、前記変更交流電力が、当該変更交流電力と同じ周波数で送信されたメッセージを含み、前記変更交流電力のゼロ交差点付近において、前記メッセージに遅延を設定し、前記複数の遅延が異なる長さによって規定され、前記異なる長さが前記メッセージの異なるキャラクタを示し、
前記メッセージから、前記負荷が実行するアクションを決定させ、
前記アクションに関係する命令を前記電圧／電流変換器に伝達させ、前記電圧／電流変換器が前記命令を利用して、前記負荷が前記アクションを実行するために、前記変更交流電力を変換する、システム。

【請求項15】

請求項１４記載のシステムであって、更に、交流フィルタを含み、前記交流フィルタが前記変更交流電力を方形波に変換し、前記方形波が前記遅延を含む、システム。

【請求項16】

請求項１４記載のシステムであって、更に、前記変更交流電力を受電し、前記変更交流電力から負電圧を除去する電圧整流器を含む、システム。

【請求項17】

請求項１４記載のシステムであって、更に、前記変更交流電力を受電し、前記変更交流電力の特性を判定し、前記特性に関係するデータを前記負荷計算デバイスに伝達する電圧検出器を含む、システム。

【請求項18】

請求項１４記載のシステムであって、更に、前記負荷計算デバイスから伝達されたデータを、前記電圧／電流変換器に合わせてフォーマットするインターフェースを含む、システム。

【請求項19】

請求項１４記載のシステムであって、更に、前記電気デバイスと同じ位置に配置された電気回路パネルを含む、システム。

【請求項20】

請求項１４記載のシステムであって、更に、前記メッセージを含むように交流電力を変更する交流コントローラを含む、システム。

【請求項21】

交流電力を介して通信を提供する方法であって、
所定の周波数の交流電力を受電するステップと、
デバイスに対する通信データを受信するステップと、
前記通信データから、前記デバイスに送るメッセージを決定するステップと、
所定のフォーマットにしたがって前記通信データを前記メッセージに変換するために、前記交流電力に対する変更を決定するステップであって、前記所定のフォーマットが前記交流電力の伝送を遅延させることを含み、第１遅延量が第１信号を表し、第２遅延量が第２信号を表す、ステップと、
前記交流電力のゼロ交差点を判定するステップと、
前記メッセージを送るために、前記所定のフォーマットにしたがって前記ゼロ交差点周囲において前記交流電力を変更するステップと、
前記所定のフォーマットにしたがって、前記メッセージを有する前記変更交流電力を前記デバイスに送るステップと、
を含む、方法。

【請求項22】

請求項２１記載の方法において、前記交流電力を変更するステップが、前記ゼロ交差点の後、前記交流電力の伝送を所定の時間量だけ遅延させるステップを含む、方法。

【請求項23】

請求項２１記載の方法であって、更に、前記変更交流電力を照明デバイスに送るステップを含み、前記メッセージが前記照明デバイスの出力を制御する、方法。

【請求項24】

請求項２１記載の方法であって、更に、前記変更交流電力を照明デバイスに送るステップを含み、前記照明デバイスが前記メッセージを利用して他のデバイスと通信する、方法。

【請求項25】

交流電力を介して通信を提供する交流コントローラであって、
所定の周波数の前記交流電力を受電し、前記交流電力を変更するトランジスタと、
前記トランジスタに結合され、前記交流電力を受電し、前記交流電力がゼロ・ボルトを交差することを示すゼロ交差点を判定するゼロ交差検出器と、
前記ゼロ交差検出器に結合された交流コントローラ計算デバイスと、
を含み、前記交流コントローラ計算デバイスが、少なくとも、
前記交流電力内に含ませるメッセージを含む通信を、リモート・コンピューティング・デバイスから受信し、
前記所定の周波数の前記交流電力内に前記メッセージを含ませるために、前記交流電力を変更する所定のフォーマットを決定し、前記所定のフォーマットが前記交流電力の伝送を遅延させることを含み、第１遅延量が第１信号を表し、第２遅延量が第２信号を表し、
前記交流電力がゼロ・ボルトを交差するときを示すデータを、前記ゼロ交差検出器から受け取り、
前記メッセージを含ませるために前記交流電力を変更する命令を、前記トランジスタに供給する
ことを実行するように構成される、交流コントローラ。

【請求項26】

請求項２５記載の交流コントローラにおいて、前記交流電力を変更することが、前記ゼロ交差点の後、前記交流電力の伝送を所定の時間量だけ遅延させることを含む、交流コントローラ。

【請求項27】

請求項２５記載の交流コントローラにおいて、前記トランジスタが、前記変更交流電力を照明デバイスに送り、前記メッセージが前記照明デバイスの出力を制御する、交流コントローラ。

【請求項28】

請求項２５記載の交流コントローラにおいて、前記トランジスタが、前記変更交流電力を照明デバイスに送り、前記照明デバイスが前記メッセージを利用して他のデバイスと通信する、交流コントローラ。

【請求項29】

請求項２５記載の交流コントローラにおいて、前記交流コントローラが、ユーザ家屋において電気回路パネルに結合される、交流コントローラ。

【請求項30】

交流電力を介して通信を提供し、交流コントローラを含むシステムであって、前記交流コントローラが、
所定の周波数の前記交流電力を受電し、前記交流電力を変更し、前記変更交流電力を電気デバイスに出力するトランジスタと、
前記トランジスタに結合され、前記交流電力を受電し、前記交流電力がゼロ・ボルトを交差することを示すゼロ交差点を判定するゼロ交差検出器と、
前記ゼロ交差検出器に結合された交流コントローラ計算デバイスと、
を含み、前記交流コントローラ計算デバイスが、少なくとも、
前記交流電力内に含ませるメッセージを含む通信を、リモート・コンピューティング・デバイスから受信し、
前記所定の周波数の前記交流電力内に前記メッセージを含ませるために、前記交流電力の少なくとも一部を遅延させる所定のフォーマットを決定し、前記所定のフォーマットが前記交流電力の伝送を遅延させることを含み、第１遅延量が第１信号を表し、第２遅延量が第２信号を表し、
前記交流電力がゼロ・ボルトを交差するときを示すデータを、前記ゼロ交差検出器から受け取り、
前記メッセージを含ませるために前記交流電力の少なくとも一部を遅延させる命令を、前記トランジスタに供給する
ことを実行するように構成される、システム。

【請求項31】

請求項３０記載のシステムにおいて、前記交流電力の少なくとも一部を遅延させることが、前記ゼロ交差点の後、前記交流電力の伝送を所定の時間量だけ遅延させることを含む、システム。

【請求項32】

請求項３０記載のシステムであって、更に、前記メッセージを受信し、前記メッセージに応答して機能を実行する電気デバイスを含む、システム。

【請求項33】

請求項３０記載のシステムであって、更に、前記電気デバイスを含み、前記電気デバイスが照明デバイスとして構成され、前記メッセージが前記照明デバイスの出力を制御する、システム。

【請求項34】

請求項３０記載のシステムであって、更に、ユーザ家屋において配置された電気回路パネルを含み、前記電気回路パネルが前記電気デバイスの動作を制御する、システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001] 本明細書において説明する実施形態は、一般的には、交流電力によるカスタム化照明および通信システムおよび方法に関し、更に特定すれば、カスタム化照明制御のための通信プロトコル、ならびに関連ハードウェアおよびソフトウェアを提供することに関する。

【従来技術】

【0002】

[0002] 照明および電力技術は発展したが、現在ではエネルギ効率的な電気および電子デバイスを提供および／または利用することが望まれている。一例として、照明業界は大量の電力を消費するので、更に効率的な照明デバイスによってコストを削減し、送電網の使用(grid usage)を減らす圧力が常にかかっている。加えて、現在の解決策の多くは大量の熱を生成する。また、照明を適正に制御して所望の電力消費を提供することも難しい場合が多い。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

[0003] カスタム化負荷制御の実施形態が含まれる。方法の一実施形態は、変更交流電力を受電するステップであって、メッセージを伝達するために、遅延の包含によって変更交流電力を変更するステップと、変更交流電力におけるメッセージをコンピュータ読み取り可能なフォーマットに変換するステップと、メッセージに関係して実行するアクションを決定するステップとを含む。ある実施形態は、メッセージに基づいて、変更交流電力を利用してアクションを実行するステップを含んでもよい。

【0004】

[0004] 電気デバイスの実施形態は、変更交流電力を濾波して濾波信号を形成する交流フィルタと、変更交流電力を利用して、負荷にアクションを実行させる電圧／電流変換器と、ロジックを格納する負荷計算デバイスとを含み、ロジックがプロセッサによって実行されると、電気デバイスに、交流フィルタから濾波信号を受け取らせる。ある実施形態では、このロジックは、電気デバイスに、濾波信号から、変更交流電力に含まれるメッセージを確認させ、メッセージが、変更交流電力のそれぞれのゼロ交差点周囲において複数の遅延として設定される(configure)。ある実施形態では、このロジックは、電気デバイスに、メッセージから、負荷が実行するアクションを決定させ、アクションに関係する命令を電圧／電流変換器に伝達させ、電圧／電流変換器が、命令を利用して、アクションを実行するために変更交流電力を変換する。

【0005】

[0005] また、システムの実施形態も含まれる。このシステムは、変更交流電力を利用して、負荷にアクションを実行させる電圧／電流変換器と、ロジックを格納する負荷計算デバイスとを含むことができ、ロジックをプロセッサによって実行すると、電気デバイスに、変更交流電力を受電させ、変更交流電力が、当該変更交流電力と同じ周波数で送信されたメッセージを含み、変更交流電力のゼロ交差点付近において、メッセージに遅延を設定する。ある実施形態では、このロジックは、更に、システムに、メッセージから、ロードが実行するアクションを決定させ、アクションに関係する命令を電圧／電流変換器に伝達させる。電圧／電流変換器は命令を利用して、負荷がアクションを実行するために、変更交流電力を変換する。

【0006】

[0006] また、交流電力を介した通信の実施形態も含まれる。一例として、方法は、 所定の周波数の交流電力を受電するステップと、デバイスに対する通信データを受信するステップと、通信データから、デバイスに送るメッセージを決定するステップとを含む。ある実施形態は、所定のフォーマットにしたがって通信データをメッセージに変換するために、交流電力に対する変更を決定するステップと、交流電力のゼロ交差点を判定するステップと、メッセージを送るために、所定のフォーマットにしたがってゼロ交差点周囲において交流電力を変更するステップとを含む。ある実施形態は、所定のフォーマットにしたがって、メッセージを含む変更交流電力をデバイスに送るステップを含む。

【0007】

[0007] システムの実施形態は、所定の周波数の交流電力を受電し、交流電力を変更するトランジスタと、トランジスタに結合され、交流電力を受電し、交流電力がゼロ・ボルトを交差することを示すゼロ交差点を判定するゼロ交差検出器とを含む。ある実施形態は、ゼロ交差検出器に結合された交流コントローラ計算デバイスを含む。交流コントローラ計算デバイスは、ロジックを含むことができ、プロセッサによってロジックが実行されると、交流コントローラに、交流電力内に含ませるメッセージを含む通信をリモート・コンピューティング・デバイスから受信させ、所定の周波数の交流電力内にメッセージを含ませるために、交流電力を変更する所定のフォーマットを決定させ、交流電力がゼロ・ボルトを交差するときを示すデータを、ゼロ交差検出器から受け取らせる。ある実施形態は、メッセージを含ませるために交流電力を変更する命令を、トランジスタに供給するように構成されてもよい。

【0008】

[0008] 同様に、システムのある実施形態は、所定の周波数の交流電力を受電し、交流電力を変更し、変更交流電力を電気デバイスに出力するトランジスタを含んでもよい。これらの実施形態は、トランジスタに結合され、交流電力を受電し、交流電力がゼロ・ボルトを交差することを示すゼロ交差点を判定するゼロ交差検出器と、ゼロ交差検出器に結合された交流コントローラ計算デバイスとを含んでもよい。交流コントローラ計算デバイスは、ロジックを含み、プロセッサによってロジックが実行されると、交流コントローラに、交流電力内に含ませるメッセージを含む通信をリモート・コンピューティング・デバイスから受信させ、所定の周波数の交流電力内にメッセージを含ませるために、交流電力の少なくとも一部を遅延させる所定のフォーマットを決定させ、交流電力がゼロ・ボルトを交差するときを示すデータを、ゼロ交差検出器から受け取らせる。ある実施形態は、メッセージを含ませるために交流電力の少なくとも一部を遅延させる命令を、トランジスタに供給するように構成されてもよい。

【0009】

[0009] 図面に明示される実施形態は、性質上例示的および例証的であり、本開示を限定することを意図するのではない。例示的な実施形態の以下の詳細な説明は、以下の図面と合わせて読むと理解することができよう。図面において、同様の構造は同様の参照番号で示される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1A】図１Aは、本明細書において説明する実施形態による電力および通信ネットワークを示す。

【図1B】図１Ｂは、本明細書において説明する実施形態による電力および通信ネットワークを示す。

【図2】図２は、本明細書において説明する実施形態による交流（ＡＣ）コントローラを示す。

【図3A】図３Aは、本明細書において説明するＡＣコントローラによって変更することができるＡＣ電力の波形を示す。

【図3B】図３Ｂは、本明細書において説明するＡＣコントローラによって変更することができるＡＣ電力の波形を示す。

【図4】図４は、本明細書において説明する実施形態による照明デバイスを示す。

【図5】図５は、本明細書において説明する実施形態にしたがって、変更ＡＣ電力をデバイスに送るフローチャートを示す。

【図6】図６は、本明細書において説明する実施形態にしたがって、メッセージを送るための遅延をＡＣ電力に含ませるフローチャートを示す。

【図7】図７は、本明細書において説明する実施形態にしたがって、変更ＡＣ電力を介して送られたメッセージの内容を確認するフローチャートを示す。

【図8】図８は、本明細書において説明する実施形態にしたがって、受信ＡＣ電力の特性判定に基づいて、負荷を変更するフローチャートを示す。

【図9】図９は、本明細書において説明する実施形態にしたがって、ＡＣ電力の特性を判定する負荷計算デバイスを示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

[0019] 本明細書において開示する実施形態は、交流電流によるカスタム化照明および通信システムおよび方法を含む。ある実施形態は、プロトコルによって第１デバイスから第２デバイスへのデータの通信を容易にするように構成することができる。このプロトコルは、ＡＣ電力波形の変更によって変更交流電力を形成することを含み、通信はＡＣ電力の所定の周波数と同じ周波数で行われる。加えて、ある実施形態は、ヒート・シンクまたはその他の放熱デバイスを必要としないＬＥＤ照明を提供することができる。具体的には、ある実施形態は、統合放熱(integrated heat removal)を行うデバイスの１つ以上の部分にアルミニウム基板を利用することができる。同様に、ある実施形態は、インターネットのような通信ネットワークを通じて、１つ以上の照明デバイスのような負荷の制御を行うように構成することができる。以上のことを組み込んだこれらおよび他の実施形態について、以下で更に詳しく説明する。

【0012】

[0020] これより図面を参照する。図１Ａ〜図１Ｂは、本明細書において説明する実施形態による電力および通信環境を示す。図１Ａに示すように、この電力および通信環境は、ネットワーク１００を含むことができ、ネットワーク１００は発電設備１０２、交流（ＡＣ）コントローラ１０４、照明デバイス１０６、およびリモート・コンピューティング・デバイス１０８に結合される。ネットワーク１００は、複数のデバイス（または負荷）に配電される交流電力を含むことができる、電力ネットワークを含んでもよい。また、ネットワーク１００は、ワイド・エリア・ネットワーク（例えば、インターネット、セルラ・ネットワーク、電話ネットワーク等）、および／またはローカル・エリア・ネットワーク（例えば、イーサネット・ネットワーク、ワイヤレス・フィデリティ・ネットワーク(wireless fidelity network)、近場通信ネットワーク等）のような、通信ネットワークを含んでもよい。理解されようが、任意の２つのデバイス間にあるネットワーク１００は、単線または通信リンクを含んでも良く、更に複数の電力および／または通信チャネルを含んでもよい。

【0013】

[0021] 発電設備１０２は、図１Ａおよび図１Ｂの実施形態にも含まれ、発電所、太陽光発電ネットワーク、蓄電設備、および／または１つ以上のデバイスへの電力供給を容易にする他の設備を含んでもよい。理解されようが、発電設備１０２は、交流（ＡＣ）電力を発電および／または供給するように構成することができる。尚、ここで説明する発電設備１０２はＡＣ電力を発電すればよいが、実施形態の中には、ＡＣ電力を発電し、蓄電し、デバイスにＡＣ電力を送電するために別個のエンティティおよび／または設備を含むものがあってもよく、これらのエンティティおよび／または設備は全て、簡略化のために、発電設備１０２に含まれるものとすることは理解されてしかるべきである。

【0014】

[0022] 図１Ａおよび図１Ｂには、ＡＣコントローラ１０４も含まれる。ＡＣコントローラ１０４は、ＡＣ電力および通信信号を受信するように構成することができる。以下で更に詳しく説明するように、ＡＣコントローラ１０４は、加えて、ＡＣ電力が受電された同じ周波数で、メッセージをＡＣ電力に含ませるためにＡＣ電力信号を変更することもできる。

【0015】

[0023] 照明デバイス１０６は、ＡＣコントローラ１０４と協働してまたは別個に動作することができ、機能を実行するために（発光ダイオード（ＬＥＤ）を点灯するというような機能）、発電設備１０２からＡＣ電力を受電するように構成することができる。加えて、照明デバイス１０６は、ＡＣコントローラ１０４を介してメッセージを受信することができる。ＡＣコントローラ１０４は、照明デバイス１０６の機能を変更し、照明デバイス１０６の機能監視を容易にし、および／または他の機能(actions)を実行することができる。

【0016】

[0024] 尚、照明デバイス１０６をここではＬＥＤ照明デバイスとして説明するが、これは単なる一例に過ぎないことは理解されてしかるべきである。本明細書において説明する実施形態は照明に関するが、この説明は他の電気デバイスまたは電子デバイスに広げることができる。したがって、所望の機能を得るために、本明細書において説明するハードウェアおよび／またはソフトウェアには、任意の負荷を取り付けることができる。

【0017】

[0025] また、図１Ａには、リモート・コンピューティング・デバイス１０８も含まれる。リモート・コンピューティング・デバイス１０８は、ＡＣ電力内に含まれるメッセージおよび／またはコマンドを送り易くすることができる１つ以上のコンピューティング・デバイスを表すことができる。また、リモート・コンピューティング・デバイス１０８は、コンポーネントに関連するソフトウェアおよび／またはファームウェアを更新するように構成することができ、および／または他の機能を設けることができる。一例として、実施形態の中には、照明デバイス１０６を作動させる(activate)ために、リモート・コンピューティング・デバイス１０８からコマンドを受信するように構成できるものもある。このコマンドは、通信ネットワーク（ネットワーク１００の一部）を通じてＡＣコントローラ１０４に送ることができ、ＡＣコントローラ１０４は、ＡＣ電力の変更形態を介して伝達されるように、メッセージを変換することができる。このＡＣ電力は、照明デバイス１０６が受電することができ、照明デバイス１０６はメッセージも受信することができる。つまり、照明デバイス１０６は、ＡＣ電力によって給電され、ＡＣ電力を介して通信を受信することができる。

【0018】

[0026] 図１Ｂは、図１Ａとは異なる構成を示す。つまり、図１Ｂの実施形態は、遮断器パネルのような、電気回路パネル１１０を有するＡＣコントローラ１０４を示す。電気回路パネル１１０はＡＣコントローラ１０４と同じ場所に配置されても、されなくてもよい。具体的には、図１Ｂの実施形態は、ネットワーク１００に接続される発電設備１０２を示す。発電設備１０２は、電力をユーザの設備に供給することができる。電力は、電気回路パネル１１０において受電されてもよく、電気回路パネル１１０が、ネットワーク１００の局所部分の動作、および／またはこれに沿ったユーザの設備における種々の負荷への配電を制御する。しかしながら、ＡＣコントローラ１０４が電子回路パネル１１０と共に含まれ、および／またはユーザの家屋に設けられ、更にローカル・ネットワークを通じて電気回路パネル１１０に結合され、所望の機能のユーザ制御を可能にしてもよい。この特定の実施形態にしたがって、ＡＣコントローラ１０４は、発電設備１０２と電気回路パネル１１０との間に直列に含まれてもよい。しかしながら、ある実施形態では、発電設備１０２とＡＣコントローラ１０４との間に電気回路パネル１１０が構成されてもよい。また、実施形態に応じて、他の構成も利用されてもよい。それとは関係なく、発電設備１０２から電力を受電するために、照明デバイス１０６をこの回路に結合することができる。

【0019】

[0027] 図２は、本明細書において説明する実施形態によるＡＣコントローラ１０４を示す。図示のように、ＡＣコントローラ１０４は、トランジスタ２０２、ＡＣコントローラ計算デバイス２０４、およびゼロ交差検出器２０６を含むことができる。具体的には、ＡＣコントローラ１０４は、トランジスタ２０２およびゼロ交差検出器２０６において、発電設備１０２からのＡＣ電力を受電することができる。また、ＡＣコントローラ１０４は、リモート・コンピューティング・デバイス１０８からというような通信信号を、ＡＣコントローラ計算デバイス２０４において受信することができる。ＡＣコントローラ計算デバイス２０４は、通信信号によって送られたメッセージを確認し、実行するアクションを通信信号から決定することができる。一例として、通信信号が照明デバイス１０６をオフに切り替えることを要求するとしてもよい。これに応じて、ＡＣコントローラ計算デバイス２０４は、この要求を確認し、次いでそのメッセージをＡＣ電力と同じ周波数で伝達するには、トランジスタ２０２によって受電されたＡＣ電力をどのように変更すればよいか決定することができる。

【0020】

[0028] ＡＣ電力上で通信信号を伝達するために、ＡＣコントローラ計算デバイス２０４は通信プロトコルを決定することができる。一例として、通信プロトコルは、送信を遅延させること、および／または所定の間隔でＡＣ電力に標準遅延時間を挿入することを含む場合がある。複数の遅延のタイミングに応じて、受信側デバイスは通信をデコードすることができる。他の例として、ＡＣコントローラ計算デバイス２０４は、メッセージを伝達するための遅延の長さを決定することができる。このシナリオでは、遅延の長さおよび後続の遅延のタイミングが、受信側デバイスがデコードするための通信プロトコルを規定することができる。使用されている通信プロトコルの決定に基づいて、ゼロ交差検出器２０６は、ＡＣ電力がいつゼロ電圧を伝送するか（例えば、いつＡＣ電力からの電圧が正から負に、またはその逆に変化するか）判定することができる。ゼロ交差点（例えば、ＡＣ電力が正から負に、または負から正のいずれかでゼロ・ボルトを交差する時点）においてまたはその周辺において、ＡＣコントローラ計算デバイス２０４は遅延のような変更をＡＣ電力に挿入することができる。この変更は、ＡＣ電力の１つ以上のゼロ交差点においてまたはその周囲において行われてもよく、遅延したゼロ交差点が二進「１」を示し、遅延しないゼロ交差点が二進「０」を示すように、二進信号として構成することができる。メッセージの異なるキャラクタを示すために、異なる長さの遅延というような、他のフォーマットおよびプロトコルも同様に使用することができる。次いで、トランジスタ２０２は、所望の変更をＡＣ電力に実施することができ、ＡＣ電力はネットワーク１００に沿って送られる。

【0021】

[0029] 図３Ａ〜図３Ｂは、本明細書において説明したＡＣコントローラ１０４によって変更することができるＡＣ電力の波形を示す。具体的には、図３Ａは電力を１つ以上のデバイスに供給するためのＡＣ電力の波形３２０ａを示す。ＡＣ電力は、±１２０ボルト、２２０ボルト、４４０ボルト、および／または他の電圧のピーク電圧で伝送することができる。したがって、正および負ピークの間には、電圧がゼロであるゼロ交差点３２２ａ〜３２２ｄがある。

【0022】

[0030] また、図３Ａには、電圧範囲が０ボルトから５ボルトまでの方形波３２４ａも示されている。図４に関して更に詳しく説明するが、方形波は、負荷計算デバイス４１２（図４）に適正に給電できるように、ＡＣフィルタ４１４（図４）によってＡＣ電力から形成することができる。理解されようが、方形波３２４ａの電圧範囲は、負荷計算デバイス４１２の要件および仕様に応じて異なってもよい。

【0023】

[0031] 図３Ｂは、本明細書において説明したように、メッセージを伝達するために変更されたＡＣ電力の波形３２０ｂを示す。具体的には、波形３２０ｂは、メッセージを伝達するために変更されたことを除いて、波形３２０ａと同様であってよい。したがって、波形３２０ｂは、所定の正および負電圧、ならびに波形３２０ａと対応するゼロ交差点を有することができる。加えて、波形３２０ｂは、所定の半周期（「Ｔ」で表す）を有することができ、これも波形３２０ａに対応する。送るメッセージの内容（substance)を決定するとき、ＡＣコントローラ１０４は、伝送を継続する前に、所定の時間期間だけ１つ以上のゼロ交差点３２２においてまたはその周囲においてＡＣ電力の伝送を遅延させるように構成することができる。図３Ｂに示すように、遅延３２６は、 図３Ａからのゼロ交差点３２２ａと対応するゼロ交差点において開始したので、波形２３０ｂの第１部分の半周期（Ｔ^１）が通常の半周期（Ｔ）と同じ（または同様）となることができるように実施することができる。しかしながら、遅延を実施したために、波形３２０ｂは所定の時間量だけずれてもよく、つまり波形の後続部分の半周期（Ｔ^２）は、この遅延時間量だけ大きくなってもよい。

【0024】

[0032] したがって、受信側デバイス（照明デバイス１０６のようなデバイス）は、このＡＣ電力を受電することができ、更にＡＣ電力に対する変更を認識することができる。実施されるプロトコルに応じて、受信側デバイスはメッセージをデコードしてしかるべく反応することができる。ある実施形態では、予測ゼロ交差点において遅延した波形は二進「１」として識別され、ＡＣ電力の無変更ゼロ交差点は二進「０」を表すことができる（またはその逆）。このように、受信側デバイスは一連の二進「１」および「０」をデコードして、ＡＣ電力によって送られたメッセージを確認することができる。他の実施形態では、「１」または「０」あるいは他のデータを示すために、遅延の長さを変化させるというような、異なるエンコード・プロトコルを利用することもできる（例えば、第１遅延量が「１」のような第１信号を示すのでもよく、第２遅延量が「０」のような第２信号を表すのでもよく、および／または他のコード化プロトコルを表すのでもよい）。

【0025】

[0033] 尚、本明細書において説明する実施形態はゼロ交差点においてまたはその周辺において遅延を付与しなければならないのではないが、ゼロ交差点において、その周囲において、および／またはその多少後において遅延を挿入する実施形態の方が、電圧に生ずる中断が少ないので、負荷の出力を一定にすることができる（遅延の長さおよび負荷に左右される）ことは理解されてしかるべきである。また、以上の説明は遅延を利用することを示したが、これも一例であることも理解されてしかるべきである。図３Ｂにおいて説明したように、ＡＣ電力は実際に中断され、電力信号内に中断を生じてもよい。つまり、中断は実際にはゼロ電圧イベントとして表されてもよい。また、他の変更を利用してもよい。

【0026】

[0034] また、図３Ｂは、方形波３２４ｂを、対応する遅延３２８と共に示す。ＡＣコントローラ１０４がＡＣ電力を変更すると、方形波に同様の遅延が生じ、この遅延を利用してデータを伝達することもできる。

【0027】

[0035] 図４は、本明細書において説明する実施形態にしたがって、照明デバイス１０６の形態を取る電気デバイスを示す。図示のように、照明デバイス１０６は、デバイス回路４０２と負荷４０４とを含む。デバイス回路４０２は、電圧整流器４０６、電圧／電流変換器４０８、電圧レギュレータ４１０、負荷計算デバイス４１２、ＡＣフィルタ４１４、およびインターフェース・コンポーネント４１８を含むことができる。具体的には、ＡＣ電力（または、実施形態に応じて、変更ＡＣ電力）は、デバイス回路４０２によって、電圧整流器４０６において受電することができる。電圧整流器４０６は、ＡＣ電力（図３Ａ、図３Ｂからの波形３２０ａまたは３２０ｂ）を修正して(modify)、波形の負部分を整流または除去する、および／またはそれ以外の方法でＡＣ電力を直流（ＤＣ）電力に変換するように構成することができる。一例として、負荷４０４は、正電圧でのみ作動するように構成されてもよい。これに応じて、負荷４０４がＡＣ電力を受電した場合、負電圧を受けたことによりＬＥＤがちらつく可能性がある。この結果、潜在的に望ましくない出力が生ずるおそれがある。このように、電圧整流器４０６は、負荷４０４から安定な出力を供給するために、負でない電圧のみを出力するように構成することができる。

【0028】

[0036] 電圧整流器４０６は、調整電圧(conditioned voltage)を電圧／電流変換器４０８および電圧レギュレータ４１０に送ることができる。電圧レギュレータ４１０は、整流電力の電圧を、負荷計算デバイス４１２に給電するために使用可能なレベルに低下させるように構成することができる。一例として、電圧レギュレータ４１０は、ＤＣ電圧を、約５ボルト、または負荷計算デバイス４１２によって使用可能な他の電圧に低下させることができる。この変換されたＤＣ電圧は、負荷計算デバイス４１２に給電するために送ることができる。

【0029】

[0037] また、負荷計算デバイス４１２は、電圧検出器４１６に結合することもでき、負荷４０４に電圧を配電する様式を変更するように構成することができる。同様に、負荷計算デバイス４１２のある実施形態は、通信データを含むＡＣ電力を受電し、その通信をデコードし、デコードしたメッセージに基づいてアクションを実行するように構成することができる。

【0030】

[0038] このために、電圧検出器４１６は、調整電圧を電圧整流器４０６から受けることができ、ＡＣ電力の特性を判定することができる。この特性に基づいて、負荷計算デバイス４１２は通信をインターフェース・コンポーネント４１８に送ることができ、インターフェース・コンポーネント４１８は高および低電圧間でバリアとして作用する。インターフェース・コンポーネント４１８は、信号を電圧／電流変換器４０８に送ることができ、電圧／電流変換器４０８は、負荷４０４の種々の部分によって受け取られた電圧を、ＡＣ電力内において受信され負荷計算デバイス４１２によってデコードされたメッセージに基づいて、変更することができる。

【0031】

[0039] 加えて、ＡＣ電力（図３Ｂにおいて説明した変更を伴う）はＡＣフィルタ４１４が受電することもできる。図３Ａおよび図３Ｂに関して先に説明したように、ＡＣフィルタ４１４はＡＣ電力を受電し、ＡＣ電力を濾波信号(filtered signal)に変換することができる。濾波信号は、負荷計算デバイス４１２との相性がよいピーク電圧を有する方形波のような、コンピュータ読み取り可能なフォーマットを含むとよい。ＡＣコントローラ１０４（図１Ａ、図１Ｂ、および図２）がＡＣ電力を変更する（遅延を含むというように）場合、ＡＣフィルタ４１４によって生成される方形波もこの変更（または同様の変更）を含むことができる。負荷計算デバイス４１２は、方形波をＡＣフィルタ４１４から受け取り、ロジックを利用して、変更方形波に含まれるメッセージを確認することができる。この特定の実施形態にしたがって、ＡＣ電力によって送られるメッセージは、負荷４０４を作動させる命令、負荷４０４の有効化を解除する命令、負荷への電力を減少させる命令等を含むことができる。ある実施形態は、負荷計算デバイス４１２に、照明デバイス１０６の動作を検査するための検査シーケンスを実施させるように構成することもできる。同様に、ある実施形態は、負荷にメッセージを他のデバイス（移動体電話機、テレビジョン、コンピューティング・デバイス等のようなデバイス）に伝達させることもできる。

【0032】

[0040] 一例として、ある実施形態は、負荷が発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイとなるように構成されてもよい。受電したＡＣ電力の電圧に基づいて、負荷計算デバイス４１２は、電圧／電流変換器４０８にＡＣ電力のみをこれらのＬＥＤに送らせてもよい。ＬＥＤは、電力制約の下で適正に動作し、ＬＥＤの出力を変化させることができる。これは、ＡＣ電力に関係なく、負荷４０４の比較的一定した出力を供給することができる。

【0033】

[0041] また、デバイス回路４０２の実施形態は、印刷回路ボード（ＰＣＢ）および／またはアルミニウム基板を主要コンポーネントとして含む他の回路材料上に設けられてもよいことも、理解されてしかるべきである。デバイス回路４０２にアルミニウム基板を利用することによって、熱を消散し、ヒート・シンクまたは他の放熱デバイスの必要性をなくすことができる。

【0034】

[0042] 加えて、図４の実施形態は１つのデバイス回路４０２と１つの負荷４０４とを示すが、これも単なる例に過ぎない。ある実施形態は、複数の負荷４０４を１つのデバイス回路４０２に結合して、および／または複数のデバイス回路４０２に纏めて結合して、所望の機能および／または照明を提供することもできる。加えて、図２に示すブロック２０２〜２０６および図４からのブロック４０６〜４１８は、所望の機能が提供される限り、この特定の実施形態にしたがって、ハードウェア（プログラミング可能なハードウェアを含む）、ソフトウェア、および／またはファームウェアで実現されてもよい。また、照明デバイス１０６は、デバイス回路４０２および負荷４０４の双方と共に図示したが、これも一例である。ある実施形態は、照明デバイス１０６とは別であるデバイス回路を含んでもよい。

【0035】

[0043] 図５は、本明細書において説明した実施形態にしたがって、変更ＡＣ電力をデバイスに送るフローチャートを示す。ブロック５３０に示すように、ＡＣ電力を受電することができる。ブロック５３２において、通信データを受信することができる。先に論じたように、通信データはリモート・コンピューティング・デバイス１０８から、および／または他のソースを介して受信することができる。いずれにしても、ブロック５３４において、リモート・デバイスに送るメッセージを通信データから決定することができる。ブロック５３６において、ＡＣ電力に対する変更を決定して、通信データを所定のフォーマットに応じたメッセージに変換することができる。ブロック５３８において、ＡＣ電力のゼロ交差点を判定することができる。ブロック５４０において、ゼロ交差点においてまたはその周囲において変更を確認できるように、ＡＣ電力を変更することができる。ブロック５４２において、変更ＡＣ電力を外部デバイスに送ることができる。

【0036】

[0044] 図６は、本明細書において説明した実施形態にしたがって、メッセージを送るためにＡＣ電力内に遅延を含ませるフローチャートを示す。ブロック６３０に示すように、ＡＣ電力を受電することができる。ブロック６３２において、送る通信を決定することができる。ブロック６３４において、ＡＣ電力の少なくとも１つのゼロ交差点を判定することができる。ブロック６３６において、メッセージをＡＣ電圧を介して伝達するために、少なくとも１つのゼロ交差点においてまたはその周囲において、所定のフォーマットにしたがってＡＣ電力の通信を所定時間だけ遅延させることができる。

【0037】

[0045] 図７は、本明細書において説明した実施形態にしたがって、変更ＡＣ電力を介して送られたメッセージの内容を確認するフローチャートを示す。ブロック７３０に示すように、変更ＡＣ電力を、含まれるメッセージと共に、受電することができる。ブロック７３２において、変更ＡＣ電力をコンピュータ読み取り可能なフォーマットに変換することができる。ブロック７３４において、変更ＡＣ電力におけるメッセージから、アクションを決定することができる。ブロック７３６において、確認したメッセージにしたがって、アクションを実行するためにＡＣ電力を利用することができる。

【0038】

[0046] 図８は、本明細書において説明した実施形態にしたがって、受電ＡＣ電力の特性判定に基づいて、負荷を変更するフローチャートを示す。ブロック８３０に示すように、ＡＣ電力を受電することができる。ブロック８３２において、ＡＣ電力の特性を判定することができる。ブロック８３４において、この特性に基づいて負荷を調節するコマンドを決定することができる。ブロック８３６において、この特性に基づいて負荷を調節することができる。

【0039】

[0047] 図９は、本明細書において説明した実施形態にしたがって、ＡＣ電力の特性を判定する負荷計算デバイス４１２を示す。負荷計算デバイス４１２は、プロセッサ９３０、入力／出力ハードウェア９３２、ネットワーク・インターフェース・ハードウェア９３４、データ記憶コンポーネント９３６（変更データ９３８ａ、他のデータ９３６ｂ、および／またはその他のデータを格納する）、およびメモリ・コンポーネント９４０を含む。メモリ・コンポーネント９４０は、揮発性および／または不揮発性メモリとして構成されてもよく、したがって、ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、および／またはその他のタイプのＲＡＭを含む）、フラッシュ・メモリ、電気的消去可能プログラミング済み(programmed)リード・オンリ・メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、セキュア・ディジタル（ＳＤ）メモリ、レジスタ、コンパクト・ディスク（ＣＤ）、ディジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）、および／またはその他のタイプの非一時的コンピュータ読み取り可能媒体を含むことができる。この特定の実施形態にしたがって、これらの非一時的コンピュータ読み取り可能媒体は、負荷計算デバイス４１２内部に位置すること、および／または負荷計算デバイス４１２の外部に位置することも可能である。

【0040】

[0048] メモリ・コンポーネント１４０は、オペレーティング・システム・ロジック９４２、検知ロジック９４４ａ、および変更ロジック１４４ｂを格納することができる。検知ロジック９４４ａおよび変更ロジック９４４ｂは、各々、複数の異なるロジックを含むことができ、その各々は、一例として、コンピュータ・プログラム、ファームウェア、および／またはハードウェアとして具体化することができる。また、図９にはローカル・インターフェース９４６も含まれ、負荷計算デバイス４１２のコンポーネント間の通信を容易にするために、バスまたはその他の通信インターフェースとして実装することができる。

【0041】

[0049] プロセッサ９３０は、命令（データ記憶コンポーネント９３６および／またはメモリ・コンポーネント１４０からというような命令）を受けて実行するように動作可能な任意の処理コンポーネントを含むことができる。前述のように、入力／出力ハードウェア９３２は、図９のコンポーネントを含むように、および／または図９のコンポーネントとインターフェースするように構成することができる。

【0042】

[0050] ネットワーク・インターフェース・ハードウェア９３４は、任意の有線またはワイヤレス・ネットワーキング・ハードウェアを含むこと、および／またはこれと通信するように構成することができる。ネットワーキング・ハードウェアには、アンテナ、モデム、ＬＡＮポート、ワイヤレス・フィデリティ（Ｗｉ−Ｆｉ）カード、ＷｉＭａｘカード、移動体通信ハードウェア、および／または他のネットワークおよび／またはデバイスと通信するその他のハードウェアが含まれる。この接続から、負荷計算デバイス４１２と、図１に示したような、他のコンピューティング・デバイスとの間における通信を容易にすることができる。

【0043】

[0051] オペレーティング・システム・ロジック９４２は、オペレーティング・システム、および／または負荷計算デバイス４１２のコンポーネントを管理するためのその他のソフトウェアを含むことができる。先に論じたように、検知ロジック９４４ａはメモリ・コンポーネント９４０内に位置することができ、プロセッサ９３０に電圧値、電力信号波形における遅延を決定させ、先に説明したようなその他の機能を実行させるように構成することができる。同様に、変更ロジック９４４ｂは、照明デバイス１０６の１つ以上の機能を変更する命令を供給するために利用することができる。

【0044】

[0052] 尚、図９におけるコンポーネントは、負荷計算デバイス４１２内に位置するように示されているが、これは単なる一例に過ぎないことは理解されてしかるべきである。ある実施形態では、これらのコンポーネントの内１つ以上が負荷計算デバイス４１２の外部に位置してもよい。また、負荷計算デバイス４１２が１つのデバイスとして示されているが、これも単なる一例に過ぎないことも理解されてしかるべきである。ある実施形態では、異なるコンピューティング・デバイス上に位置する検知ロジック９４４ａおよび変更ロジック９４４ｂで構成されてもよい。加えて、負荷計算デバイス４１２は検知ロジック９４４ａおよび変更ロジック９４４ｂと共に、別々の論理コンポーネントとして示されているが、これも一例に過ぎない。ある実施形態では、１つのロジックがリモート・コンピューティング・デバイス１０８に所望の機能を提供させてもよく、または複数の異なるロジックがこの機能を提供してもよい。

【0045】

[0053] また、負荷計算デバイス４１２が図９に示されているが、ＡＣコントローラ計算デバイス２０４およびリモート・コンピューティング・デバイス１０８のような他のコンピューティング・デバイスが、図９に関して説明したハードウェアの内少なくとも一部を含んでもよいことも理解されてしかるべきである。しかしながら、これらのデバイスのハードウェアおよびソフトウェアは、所望の機能を提供するために、図９に関して説明したものとは異なってもよい。

【0046】

[0054] 以上で示したように、交流電力による照明および通信カスタム化についての種々の実施形態を開示した。これらの実施形態は、リモート・コンピューティング・デバイスによって負荷（照明デバイスのような負荷）の出力を制御する能力をユーザに提供するように構成することができる。また、実施形態は、放熱デバイスを必要としない回路も提供する。また、ある実施形態はＡＣ電力と同じ周波数を使用して、ＡＣ電力上で通信する能力も提供することができる。

【0047】

[0055] 以上、本明細書では本開示の特定的な実施形態および態様について図示し説明したが、本開示の主旨や範囲から逸脱することなく、種々のその他の変更および修正も行うことができる。更に、本明細書では種々の態様について説明したが、このような態様は組み合わせて利用される必要はない。以上のことに応じて、添付する請求項は、したがって、本明細書において示し説明した実施形態の範囲内にあるこのような変更および修正の全てを包含することを意図している。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】