JP2019526890A - 照明スイッチの給電 - Google Patents

Abstract

２線式照明システムが、第１電線に接続される照明デバイスと、第２電線に接続される照明スイッチと、前記照明スイッチを前記照明デバイスに接続する接続電線とを有する。前記第１及び第２電線は、主電源システムの両端に接続される。前記照明デバイスは、照明コントローラと、前記照明コントローラによって制御可能なブリーダとを有する。前記照明スイッチは、無線送信機と、スイッチコントローラと、前記スイッチコントローラに接続される機械スイッチとを有する。前記スイッチコントローラは、ユーザによる前記機械スイッチの操作に応じて、前記接続電線においてブリーダ作動信号を生成するよう構成される。前記照明コントローラは、前記ブリーダ作動信号に従って前記電線中に動作電流を誘導するように前記ブリーダを作動させるよう構成される。前記スイッチコントローラは、前記動作電流を使用して前記無線送信機からメッセージを送信するよう構成される。

Description

本発明は、本明細書において「スマート」照明スイッチと呼ばれるもの、即ち、照明スイッチが無線ネットワーク技術に基づく照明ネットワークと通信することを可能にする無線送信機を有する照明スイッチに関する。本発明は、とりわけ、２線式照明システム内のスマート照明スイッチに給電する手段に関する。

従来の主電源給電（mains-powered）照明システムは、少なくとも１つの照明デバイス（例えば照明器具）と、照明システムのスイッチポイントに取り付けられる少なくとも１つの従来の照明スイッチ、典型的には壁スイッチとを含むだろう。照明スイッチ及び照明器具は、電線によって、互いに接続されると共に、主電圧源（mains voltage supply）に接続され、照明スイッチは、主電圧源から引き出される電力量を調整することによって照明器具を制御する。例えば、単純なオン／オフスイッチは、照明器具を主電源に接続することによって照明器具をオンに切り替え、照明器具を主電源から切り離すことによって、照明器具をオフに切り替える。調光スイッチは、例えば位相カット調光に基づいて、照明器具によって主電源システムから引き出される（平均）電流量を変えるために使用され得る。

従来の主電源給電照明システムでは、標準的な電源ソケットなどの、一般的な電源コンセントに給電するためのあらゆる配線と異なる、それ自身の専用の電気配線を有するのが一般的である。新しい建物が建設されるとき、前記電気配線は、一般に、「第１のフィックス（the first fix）」又は「下地工事（roughing in）」と様々に呼ばれる建設の第１段階の間に、内壁が塗られ、床が敷かれる前に、相対的に早く敷設される。一般に、スイッチポイント（即ち、内側の壁における壁スイッチ用の場所）、照明ポイント（内側の天井、壁、又は更には床における、照明器具が接続するだろう場所）、及びスイッチポイントと照明ポイントとの間の関係が選ばれる必要があり、前記配線は、それに応じて敷設される必要がある。

様々な国際的な規制上の要件により、照明スイッチは、（幾つかの文脈では「生（live）」線又は「活（hot）」線と呼ばれる）所謂相線によってＡＣ主電圧源に接続され、照明デバイスは、所謂「中性線」によって（保護接地と混同してはならない）接地に接続され、（幾つかの文脈では「切替生（switched-live）」線又は「切替活（switched-hot）」線とも呼ばれる）「切替相（switched-phase）」線が、照明スイッチを照明デバイスに接続し、この専門用語は、この電線はスイッチを閉じられているときだけ電流が流れているという事実を反映している。そのため、各スイッチポイントは、少なくとも２つの利用可能な接続を有し、一方は相線に対するものであり、他方は切替相線に対するものである。

これらの国際的な規制上の要件にもかかわらず、技術的には、照明システムを、逆に配線すること、即ち、スイッチが接地に接続され、照明デバイスがニュートラルに接続されるようにして配線することは可能である。即ち、技術的には、照明システムを、事実上、相線と中性線とが入れ替えられようにして配線することは可能である。この逆の構成では、照明ポイントをスイッチポイントに接続する電線が通電状態（hot）にあるか否かは、スイッチポイントではなく照明ポイントにおける接続に依存する。

所謂「３線式」照明システムでは、スイッチポイントにおいて、第３の接続、即ち、中性線への、従って、接地への直接接続も利用可能であるように電線が敷設される。これは図１Ａに図示されており、図１Ａは３線式の設備におけるスイッチポイント１０２及び照明ポイント１０４を示している。相線、中性線及び切替相線は、各々、Ｐ、Ｎ及びＳＰと表記されており、主電圧源は、１０６と表記されている。この第３の接続ポイントは、スイッチポイント１０２に取り付けられる装置が、照明ポイント１０４に取り付けられる如何なるデバイスとも無関係に主電源１０６から電流を引き出すことを可能にする。

対照的に、所謂「２線式」照明システム（その一例が図１Ｂにおいて図示されている）では、スイッチポイント１１２に、中性線Ｎへのこの第３の接続ポイントが無く、従って、接地へのその唯一の経路は、照明ポイント１０４を介するものである。従って、スイッチポイント１１２に取り付けられる如何なるデバイスも、照明ポイント１０４にあるデバイスが切替相線ＳＰと中性線Ｎとの間に閉接続（closed connection）を供給する場合にしか、主電源１０６から電流を引き出すことができない。多くの国において、とりわけ、古い建物において、２線式照明システムは、３線式システムよりも一般的である。

図１Ａ及び図１Ｂは、非常に概略的な回路図であり、単純化された例示的な照明システムの電気的トポロジを表していることに留意されたい。実際の照明システムは、複数のスイッチポイント及び／又は複数の照明ポイントを備える、より複雑なトポロジを有し得る。「電線」という用語は、一般に、例えば接続箱又は他の接続ノードなどにおいて接続される或る長さの電線又は複数の長さの電線などの有線接続を指すことにも留意されたい。

配線が敷設された状態で、様々に知られているように「第２のフィックス」又は「仕上げ」が済まされることができ、ここで、漆喰が塗られ、床が敷かれる。とりわけ、これは電気配線を隠す。この後にシステムを配線し直すことは可能ではあるが、これは、非常に破壊的で高価なプロセスになるおそれがあり、通常は、例えば大規模な改修の一環としてしか行われないだろう。

上記の種類の従来の照明スイッチとは対照的に、所謂スマート照明スイッチは、ZigBee、Wi-Fi、Bluetoothなどのような無線ネットワーク技術を使用して１つ以上のスマート照明デバイス（例えば、スマートランプ）を制御することができる。即ち、スマートランプ及びスマートスイッチは、照明ネットワークを形成し、スマートスイッチは、それがバインドされている１つ以上のスマートランプによって発せられる光の１つ以上の特性を制御するためにこのネットワーク内で無線でメッセージを送信する。メッセージは、照明デバイスに直接送られてもよく、又はメッセージは、照明ネットワーク内の別の照明デバイス、ゲートウェイ（例えば、ブリッジ）、又は無線ルータなどの１つ以上の他のデバイスを介して中継されてもよい。

基本的なスマートスイッチは、基本的な制御機能（例えば、オン／オフ、又は場合によっては調光）を供給するために、従来の照明スイッチの動作を忠実に反映し得る。しかしながら、照明ネットワーク内でのその役割は、それがどの照明デバイスにバインドされるか（即ち、それがどの照明デバイスを制御するか）を変更するよう容易にリコンフィギュレーションされ得る。これは、例えば、ユーザデバイス（例えば、スマートフォン）上で実行されるユーザフレンドリなアプリケーション（アプリ）、又はデバイス自体のインターフェース機構を使用して、照明スイッチ及び／又はスマートランプの１つ以上の設定が調節される単純明快なプロセスである。対照的に、従来のシステムの同等のリコンフィギュレーションは、はるかに複雑な作業になり、大規模な再配線が必要とするだろう。従って、スマートスイッチは、同等の日常機能を備える従来の主電源スイッチよりも著しく高いフレキシビリティを供給することができる。

スマート照明システムは、ユーザにとってより便利であるだけでなく、互換性の理由からもスマートスイッチを必要とし得る。なぜなら、とりわけ、発光していないスマートランプが、ユーザが選択するときに、無線命令を受信して発光を開始することができる必要があることがあり、これは、ランプへの電力が従来のスイッチで主電源から遮断されている場合には、不可能であることがあるからである。即ち、発光していないスマートランプであっても、幾らかの電力を必要とし得る。

スイッチポイントは、多くの場合、うまく選ばれた場所にあることから、同じスイッチポイントにおいて従来の壁スイッチに取って代わるレトロフィットスマートスイッチは、魅力的な選択肢である。更に、レトロフィットスマートスイッチは、そのスイッチポイントにおいて中性及び相切替接続点の間に常時接続を供給するようコンフィギュレーションされ得るので、スマート照明が、（非発光時であっても）システムと対話することができるよう常に給電されることを確実にし得る。

しかしながら、スマートスイッチは従来のスイッチとは全く異なる電力要件を有するので、問題、即ち、スマートスイッチの給電の問題が生じる。

１つの選択肢は、電池を使用するものであるが、電池の交換はユーザにとって煩わしいので、これはユーザにとって不便である。もう１つの選択肢は、環境発電を使用するものであるが、これには、価格、触覚フィードバック、及びその機能を制限するエネルギ収支などの様々な不利な点がある。

第３の解決策は、従来のスイッチの場所において利用可能である主電源を使用するものである。しかしながら、上述のように、２線式照明システムでは、中性線Ｎは利用できない。それ故、スマートスイッチは、双方向スイッチポイントにおいて独立して電流を引き出すことができず、それ故、無線操作に十分な電流を実際に引き出すために、前記スマートスイッチが電気的に接続されるスマートランプ内の所謂「ブリーダ」と組み合わせた特別な２線式電源を必要とする。

図１Ｂを参照すると、ブリーダは、ブリーダを介して主電源から動作電流を引き出すことを可能にするように照明ポイント１０４において切替相線ＳＰと中性線Ｎとの間に永続的な電気的接続を供給するランプ内の電気回路である。動作電流は、スイッチポイント１１２に取り付けられるスマートスイッチがその無線送信機を介して無線メッセージを送信することを可能にするのに十分高い大きさを有する。２線式システム用のブリーダ回路を含むランプの例は、ＰＣＴ特許公報WO2016062574において開示されている。しかしながら、その最も単純な形態であるブリーダは、単に、ＳＰとＮとの間の適切な電気抵抗を有する負荷であり得る。これは、オームの法則に従って連続電流を引き出す。

ブリーダと組み合わせた２線式スマートスイッチのこの解決策は、効果的ではあるが、スイッチは、多くの場合、（例えば、無線メッセージを送るために）断続的に相対的に大量の電力を必要とするだけであるにもかかわらず、常時待機電力損失を有するというマイナス面を有する。即ち、スマートスイッチ用の電源は、スイッチが使用されていない場合であっても固有の電力損失を有するだろう。

待機電力消費に関する規制がますます厳しくなっていることを踏まえると、将来の規制上の要件は、このような単純なスイッチのためのこのような高い待機損失さえも禁止するおそれがあると考えられる。

本発明は、ブリーダのこの第３の解決策を採用するが、待機電力消費の問題を解決するためにスマートランプ内の選択的に作動されるブリーダを利用する。スイッチが使用されるときにしかブリーダを作動させないことによって、過剰な待機電力損失が防止される。

スマートスイッチ内のユーザ操作可能な機械スイッチは、ユーザによって操作されるとき、その他の場合は完全に停止される２線式電力供給システムを、ブリーダを作動させることによって始動させる。ブリーダは、スマートランプによる検出のために切替相線自体においてスマートスイッチによって生成されるブリーダ作動信号によって作動される。

本発明の第１の態様は、第１電線に接続される照明デバイス（「スマートランプ」）と、第２電線に接続される照明スイッチ（「スマートスイッチ」）と、前記照明スイッチを前記照明デバイスに接続する接続電線とを有する２線式照明システムを対象にする。前記照明デバイスは、照明コントローラと、前記照明コントローラによって制御可能なブリーダとを有する。前記第１及び第２電線は、主電源システムの両端に接続される。前記照明スイッチは、無線送信機と、スイッチコントローラと、前記スイッチコントローラに接続される機械スイッチとを有する。前記スイッチコントローラは、ユーザによる前記機械スイッチの操作に応じて、前記接続電線においてブリーダ作動信号を生成するよう構成される。前記照明コントローラは、前記ブリーダ作動信号に従って前記電線中に動作電流を誘導するように前記ブリーダを作動させるよう構成される。前記スイッチコントローラは、前記動作電流を使用して前記無線送信機からメッセージを送信するよう構成される。

好ましくは、国際的な規制上の要件に従うよう、前記第１電線は中性線であり、前記第２電線は相線である。これに関連して、前記接続電線は、前述のように、切替相線と呼ばれる。

前記スイッチコントローラがこの最初のブリーダ作動信号を生成することを可能にするための十分な電力が前記スイッチコントローラに供給され得る様々なやり方がある。これは、前記ブリーダ作動信号を生成するのに必要とされる電力は、無線メッセージを送信するのに必要とされる電力よりも著しく少ないからである。

例えば、前記スイッチコントローラは、前記ブリーダが停止しているときに前記照明デバイスによって前記電線中に誘導される漏れ電流を使用して前記ブリーダ作動信号を生成するよう構成されてもよく、前記漏れ電流は、前記動作電流より小さい大きさを有する。

別の例として、前記スイッチの前記操作が、前記接続電線を介して前記照明デバイスに供給される主電源電圧のドロップアウトをもたらしてもよく、前記照明コントローラは、前記主電源のドロップアウトに応じて前記電線中に初期電流を誘導するように前記ブリーダを作動させるよう構成されてもよい。前記スイッチコントローラは、前記初期電流を使用して、前記ブリーダをアクティブなままにするよう前記ブリーダ作動信号を生成するよう構成されてもよい。換言すれば、前記機械スイッチを作動させることによって引き起こされる前記主電源のドロップアウトが、前記ブリーダを作動させ、前記ブリーダ作動信号が、前記ブリーダを作動させ続ける。

前記機械スイッチは、前記スイッチコントローラと並列に接続されてもよく、前記機械スイッチの前記操作は、前記漏れ電流又は前記初期電流を前記スイッチコントローラに供給するように前記機械スイッチを開いてもよい。

好ましくは、前記ブリーダ作動信号は、前記接続電線を介して前記照明デバイスに供給される主電源電圧における位相カットである。

前記照明スイッチは、前記機械スイッチと直列に接続される制御スイッチを更に有してもよく、前記制御スイッチは、前記スイッチコントローラによって制御可能である。

例えば、前記スイッチコントローラは、前記制御スイッチを使用して前記位相カットを作成するよう構成されてもよい。

前記照明スイッチは、前記スイッチコントローラ及び直列に接続される前記スイッチと並列に接続される第２制御スイッチを有してもよい。前記スイッチコントローラは、前記第２制御スイッチを使用して前記位相カットを作成し、前記制御スイッチを開いて前記動作電流を受け取るよう構成されてもよい。

前記位相カットを作成するためにこの追加の並列接続される第２スイッチを使用することの利点は、前記スイッチコントローラがその処理を完了する前に前記ユーザが前記機械スイッチを再度操作する状況において、更なるロバスト性を供給することである。これは、前記機械スイッチの２回目の操作は、それと直列に接続される前記制御スイッチが前記動作電流を受け取るために開いたままにされている限り、効果がないからである。

前記照明コントローラは、無線送信された前記メッセージに応じて、前記照明デバイスの少なくとも１つの発光デバイスを制御するよう構成されてもよい。

例えば、前記照明コントローラは、前記無線送信されたメッセージに応じて、前記少なくとも１つの発光デバイスによって発せられる光の光度及び／又は色度を変えるよう構成されてもよい。

他の例においては、前記照明コントローラは、前記無線送信されたメッセージに応じて、前記少なくとも１つの発光デバイスを作動又は停止させるよう構成されてもよい。

その代わりに又は加えて、前記照明システムは、例えば同等のやり方で、前記メッセージに応答するよう構成される第２照明デバイスを有してもよい。

前記コントローラの各々は、例えば、列挙されている動作を実行するよう構成される１つ以上のマイクロコントローラを含むことができる。例えば、前記動作は、そのマイクロコントローラのマイクロプロセッサ上で実行されるコードによって実施されてもよい。他の例においては、この機能の少なくとも一部は、関連するコントローラの専用回路によって実施され得る。

本発明の第２の態様は、２線式照明システム用の照明スイッチであり、相線又は中性線に接続するための第１接続と、接続電線を介して照明デバイスに接続するための第２接続と、スイッチコントローラと、前記スイッチコントローラに接続される機械スイッチと、無線送信機とを有する照明スイッチであって、前記スイッチコントローラが、ユーザによる前記機械スイッチの操作に応じて、前記接続電線においてブリーダ作動信号を生成し、結果として生じる、前記照明デバイスのブリーダによって前記電線中に誘導される動作電流を使用して、前記無線送信機からメッセージを送信するよう構成される照明スイッチを対象にする。

好ましくは、前記第１接続は、前記相線に接続するための相接続であり、前記第２接続は、（前記接続電線が切替相線である）切替相接続である。

本発明の第３の態様は、２線式照明システム用の照明スイッチを制御する方法であって、前記照明スイッチのスイッチコントローラによって、ユーザによる前記照明スイッチの機械スイッチの操作に応じて、前記照明スイッチ及び照明デバイスに接続される接続電線においてブリーダ作動信号を生成するステップと、結果として生じる、前記接続電線、及び前記照明スイッチに接続される相線又は中性線中に前記照明デバイスのブリーダによって誘導される動作電流を使用して、前記照明スイッチの無線送信機からメッセージを送信するステップとを実施することを含む方法を対象にする。

第２又は第３の態様の実施例においては、第１の態様に関して開示されている機能のうちのいずれかが実施され得る。

本発明の別の態様は、コンピュータ可読記憶媒体（例えば、磁気、光学若しくは固体記憶装置、又はそれらの任意の組み合わせ）に記憶されるコードであって、照明スイッチのスイッチコントローラにおいて実行されるときに、開示されている前記機能のいずれかを実施するよう構成されるコードを有するコンピュータプログラムを対象にする。

本発明をより良い理解のために、また、本発明の実施例がどのように実施され得るかを示すために、例として以下の図に対する参照がなされる。
３線式照明システムの或る特定の原理を示す概略的な回路図を示す。 ２線式照明システムの或る特定の原理を示す概略的な回路図を示す。 第１の例示的なスマートスイッチを含む２線式照明システムの非常に概略的なブロック図を示す。 第２の例示的なスマートスイッチの非常に概略的なブロック図を示す。

待機電力損失が無視できるほど小さいスマートブリーダと組み合わせて動作する２線式レトロフィットスマートスイッチ（２ａ、２ｂ）の例を以下に記載する。これは、スマートスイッチ内に特別な２線式電力供給ユニットを有し、ブリーダがデフォルトで無効にされることによって、達成される。ユーザがスマートスイッチの機械スイッチを押すとき（及びそのときだけ）、スマートスイッチの電力供給ユニットが短時間作動され、これがスマートスイッチのスイッチコントローラを作動させる。

この点において、スマートランプは、機械スイッチが押されていることを検出し、それに応じて、スマートスイッチの電力供給ユニット及びスイッチコントローラを作動させるために必要とされる電力を供給するそのブリーダを作動させるようコンフィギュレーションされてもよい。他の例においては、スマートランプによって（例えば、それのＥＭＩフィルタコンデンサを介して）引き出される小さな漏れ電流は、このポイントにあるブリーダの作動を必要とせずにスマートスイッチの電力供給ユニット及びスイッチユニットを最初に作動させるのに十分であり得る。

いずれにせよ、スイッチコントローラのマイクロプロセッサが給電されるとすぐに、マイクロプロセッサがそれ自体の電力供給の制御を引き継ぐ。マイクロプロセッサは、例えば、適切な無線メッセージを送信することによって、機械スイッチが押されたことを、ランプ、別のスマートランプ又はより広くは照明システムに通知するための、あらゆる要求される処理を実施することができるが、ソフトウェアアップデートのダウンロード及びインストールのようなより複雑な動作を実施することもできる。終了時、マイクロプロセッサは、著しい待機電力の消費を防止するために、それ自身及び２線式電力供給システム全体を再び無効にする。スマートランプには、依然として、スマートスイッチを介して主電源電圧が供給されるが、スイッチ自体の２線式電力供給ユニットは、それが待機損失を被るのを防止するために給電されないことに留意されたい。

図２は、スマートスイッチ２ａ及びスマートランプ４を含む２線式照明システムの概略的なブロック図を示している。スマートスイッチ２ａは、図１Ｂのスイッチポイント１１２に取り付けられ、スマートランプ４は、図１Ｂの照明ポイント１０４に取り付けられる。

スマートスイッチ２ａは、相接続ＰＣ、切替相接続ＳＰＣ、２線式供給ユニット２０２、スイッチコントローラ２０４、機械スイッチＳ１（第１スイッチ）、制御スイッチＳ２（第２スイッチ）、及びスイッチコントローラ２３２に接続される無線ＲＦ（無線周波数）送信機Ｔｘを有する。この送信機Ｔｘは、例えば、スイッチが無線でメッセージの送信及び受信の両方をすることができるように無線送受信機の一部であってもよい（が、これは必須ではない）。

相接続ＰＣは、相線Ｐに接続され、従って、主電圧源１０６に接続される。切替相接続ＳＰＣは、切替相線ＳＰに接続され、切替相線ＳＰにはスマートランプ４も接続される。

スイッチコントローラ２０４は、各々が２線式供給ユニット２０２の異なる電源コネクタに接続される２つの電源コネクタを有する。従って、スイッチコントローラ２０４は、供給ユニット２０２によって供給される電流を受け取るために供給ユニット２０２と直列に接続される。供給ユニット２０２は、コネクタＰＣ及びＳＰＣの間に接続され、従って、切替相線ＳＰが接地に接続される場合及びときには、主電源電圧にわたって（即ち、主電圧源１０６と接地との間に）に接続される。従って、この状態においては、供給ユニット２０２は、主電源から電流を引き出すことによってスイッチコントローラ２０４に電力を供給することができる。スイッチコントローラ２０４は、例えば電流又は電圧調整を使用して、スイッチコントローラ２０４に供給される電力量を調整する。例えば、位相カット電圧調整を使用する。

図２Ａにおいて示されているように、スイッチコントローラは、供給ユニット２０２及び無線送信機Ｔｘに接続されるプロセッサ（マイクロプロセッサ）２３２と、プロセッサ２３２に接続されるメモリ２３４とを有する。メモリ２３４は、プロセッサ２３２上で実行するためのコード２３６を保持する。プロセッサ２３２は、最初に電源が投入されるときに（即ち、スイッチコントローラ２０４からの電流の最初の受け取りに応じて）、コード２３６の一部を自動的にフェッチし、実行し、下で詳細に記載されている、コード２３６の一部によって規定されている或る特定の動作をそれに自動的に実施させるようにコンフィギュレーションされる。即ち、プロセッサ２３２に電源が投入されるとすぐにこれらの動作が自動的に実施されるようにコンフィギュレーションされる。今のところ、これらの動作は、切替相線ＳＰにおけるブリーダ作動信号の生成を含むと言えば十分だろう。

この例においては、プロセッサ２３２及びメモリ２３４は、マイクロコントローラにおいて実施される。

図２に戻ると、第１及び第２スイッチＳ１、Ｓ２は、スイッチ接続ＰＣ、ＳＰＣの間に、スイッチコントローラ２０４及び供給ユニット２０２と並列に、互いに直列に接続されている。第１スイッチＳ１は、ユーザ８によって操作可能であり、即ち、手動操作スイッチであり、この例においては機械スイッチである。

対照的に、第２スイッチＳ２は、スイッチコントローラ２０４によって自動的に制御される。この目的のため、スイッチコントローラ２０４は、第２スイッチＳ２の制御入力に接続される制御出力を有する。第２スイッチＳ２は、例えば、トランジスタであってもよく、制御入力は、（ＦＥＴの場合は）ゲート端子であってもよく、又は（バイポーラトランジスタの場合は）ベース端子であってもよい。従って、スイッチコントローラ２０４は、第２スイッチＳ２を自動的に開閉することができる。

第１及び第２スイッチＳ１、Ｓ２は、両方とも、デフォルトで閉じられるようにコンフィギュレーションされる。即ち、第１スイッチＳ１は、ユーザ８による操作がない場合、閉じたままであり、同様に、スイッチＳ２は、制御入力において如何なる制御信号もない場合（例えば、その制御入力における電圧が、論理０に対応するゼロである場合は）、閉じたままである。即ち、スイッチＳ１のデフォルト状態及びマイクロプロセッサ制御スイッチＳ２のデフォルト非給電状態は、閉じた状態である（これは、適切な構成要素の選択及び電子回路の設計によって構成され得る）。

従って、両方のスイッチＳ１、Ｓ２が閉じられるデフォルト状態においては、スイッチ接続ＰＣ、ＳＰＣの間にゼロ抵抗経路（即ち、短絡回路）が形成される。即ち、並列に接続される供給ユニット２０２の電気抵抗よりも著しく小さい、無視できるほど小さい電気抵抗しか持たない。従って、デフォルト待機モードと呼ばれるこのデフォルト状態においては、切替相線ＳＰが接地に接続されているときであっても、供給ユニット２０２の両端の電圧は実質的にゼロである（即ち、無視できるほど小さい）。このように、デフォルト待機モードにおいては、スマートスイッチ２ａ内の２線式電力供給ユニット２０２は、切替相線ＳＰが、現在、接地されているか否かにかかわらず、停止される。

スイッチコントローラ２０４は、無線送信機Ｔｘにも接続される。従って、スイッチコントローラ２０４は、そうするために利用可能な十分な電力があれば、ＲＦ信号によって搬送される無線メッセージを送信するよう無線送信機Ｔｘを制御することができる。送信機Ｔｘも、供給ユニット２０２によって給電されることができ、いずれにしても、最終的には、主電源１０６によって給電される。スイッチコントローラ２０４は、下記の動作を経て、必要なときに送信に必要な電力を得るよう、スマートランプ４と協働する。

スマートランプ４に目を向けると、スマートランプ４は、ドライバ２１２と、ドライバ２１２に接続される照明コントローラ２１４と、制御スイッチＳ３（第３スイッチ）、及びスイッチＳ３と直列に接続される負荷Ｌを含むブリーダ２１６と、好ましくはＬＥＤである少なくとも１つの発光デバイス２１８と、別の制御スイッチＳ４（第４スイッチ）と、無線受信機Ｒｘとを有する。この受信機Ｒｘは、例えば、ランプ４が無線でメッセージの送信及び受信の両方をすることができるように無線送受信機の一部であってもよい（が、これは必須ではない）。

発光デバイス２１８は、スイッチＳ４が閉じられるときに、光源２１８が、光源２１８に発光させる電力をドライバ２１２から受け取ることができるように、スイッチＳ４を介してドライバ２１２に接続される。照明コントローラ２１４は、ドライバ２１２にも接続され、ドライバ２１２によって駆動され、発光デバイス２１８に発光を開始及び停止させるようスイッチＳ４を選択的に開閉することができるようにスイッチＳ４の制御入力に接続される制御出力を有する。照明コントローラ２１４は、下記の機能を実施するマイクロコントローラも含む。

照明コントローラ２１４は、無線受信機Ｒｘにも接続され、故に、別のデバイスから無線で送信されたメッセージを受信することができる。

照明コントローラ２１４は、ブリーダ２１６にも接続される。照明コントローラ２１４は、とりわけ、ブリーダ２１６のスイッチＳ３の制御入力に接続される第２制御出力を有し、故に、ブリーダ２１６を停止及び作動させるようスイッチＳ３を選択的に開閉することができる。

スイッチＳ２、Ｓ３は、例えば、スイッチＳ１と同様のやり方で実施されるトランジスタであってもよい。

ドライバ２１２は、切替相線ＳＰと中性線Ｎとの間に接続される。ブリーダ２１６も、それらの同じ電線ＳＰ、Ｎの間に並列に、即ち、ドライバ２１２と並列に接続される。

ランプ４は、デフォルトでブリーダ２１６が停止している（即ち、スイッチＳ３が開いている）ようにコンフィギュレーションされる。照明コントローラ２１４は、切替相線ＳＰにも接続され、これは、スマートスイッチ２ａによって切替相線ＳＰにおいて生成されたブリーダ作動信号を照明コントローラ２１４が検出することを可能にする。ブリーダ作動信号は、無線メッセージの送信などの相対的に大量の電力を必要とする動作をスイッチコントローラ２０４が実施する必要があるときに、ブリーダ２１６を作動させるために、スマートスイッチ２ａのスイッチコントローラ２０４によって生成される。

ブリーダ作動信号は、切替相線ＳＰを介して供給されるＡＣ主電源電圧の位相カットの形をとる。照明コントローラ２１４は、位相カットが存在する限り、ブリーダ２１６をアクティブなままにする（即ち、スイッチＳ３を閉じたままにする）。

ブリーダ２１６が停止しており（スイッチＳ３が開いており）、ＬＥＤ２１８が発光していない（スイッチＳ４が開いている）ときであっても、スマートランプ４のドライバ２１２は、例えばそれの１つ以上のＥＭＩフィルタによって、（前述のように、デフォルトで閉じている）スマートスイッチ２ａのスイッチＳ１及びＳ２を介して、依然として、主電源１０６から少量の電流を引き出すことに留意されたい。スマートランプ４によって引き出されるこの電流は漏れ電流と呼ばれる。スマートスイッチ２ａに戻ると、ユーザ８がスイッチＳ１を押す（又はその他の場合は、作動させる）とき、スマートスイッチ２の両端の電圧が上昇し始め、２線式供給ユニット２０２の両端の電圧が上昇し始め、とりわけ、２線式供給ユニット２０２を作動させる。スイッチＳ１を開くことで、接続ＰＣ、ＳＰＣの間のゼロ抵抗経路が取り除かれ、それによって、スマートランプ４によって引き出される漏れ電流が供給ユニット２０２に供給される。これは、電力供給ユニット２０２を充電し、これは、電力供給ユニット２０２が、照明コントローラ２０４を作動させるのに十分な電力を供給すること可能にする。

機械スイッチＳ１は、ユーザが引き続き機械スイッチＳ１を押しているかどうかにかかわらず、数百ミリ秒以内に跳ね返る（又はその他の場合は、自動的に閉じる）ように設計される。これは、２線式電力供給ユニット２０２が始動することは可能にするが、スマートランプ４がドロップアウトし始めるほど長い間主電源から切り離されることは防止する。ドロップアウトは、それが機能を失い始めるほど長い間主電源から切り離されることを意味する。主電源からのこの短い、数百msの切断は、従来の機構を使用して、簡単にスマートランプ４においてバッファされることができ、故に、その機能は悪影響を受けない。

スイッチＳ１は、例えば、通常は照明を作動させるために短時間だけ押される機械的な押しボタンスイッチであり得る。

２線式電力供給ユニット２０２が初めて充電されたとき、幾つかの実施例においては、スイッチコントローラ２０４のマイクロコントローラが起動するだろう。前記マイクロコントローラは、それに応じて、切替相線ＳＰを介してランプ４に供給される主電源電圧において小さな位相カットをスイッチＳ２を用いて自動的に作成し、それによって、機械スイッチＳ１が跳ね返ったときのスマートスイッチ２ａのための電力供給生成を確実にするための、上述のブリーダ作動信号を生成する。位相カットとは、主電源電圧の各ゼロ交差の直前又は直後の或る期間の間、主電源電圧を（ゼロに）カットすることを指す。しかしながら、この段階ではマイクロコントローラの電源投入は必須ではない。例えば、位相カットは、マイクロコントローラと並行して動作する照明コントローラ２０４の他の回路によって作成されてもよい。

この位相カットは、スマートランプ４内の照明コントローラ２１４によって検出及び認識され、これは、それに応じて、ブリーダ２１６を作動させる。これは、ブリーダ２１６に、負荷Ｌを介して電流（動作電流）を引き出させ、これは、位相カット時間枠の間、即ち、位相カットが持続する限り、スイッチコントローラ２０４のマイクロプロセッサによって使用するのに十分な電力を供給する。

スイッチコントローラ２０４のマイクロプロセッサは、動作電流を使用して、任意の種類のプログラムを実行することができる、又は無線送信機Ｔｘを介して照明システムの１つ以上の（例えば、複数の）スマートランプ４、４'若しくは照明システムの制御ノード１０（例えば、ブリッジ又は無線ルータ）と通信することができる。今や、スイッチコントローラ２０４が、それ自身の電力供給を制御しているので、前記マイクロプロセッサは、それが必要とする限り、そうすることができる。

例えば、スイッチコントローラ２０４は、無線送信機Ｔｘを使用してスマートランプ４にメッセージを送信してもよい。これは、前記スマートランプ４の無線受信機Ｒｘで受信するために前記スマートランプ４に直接送信されてもよく、又は他の例においては、中央制御ノード１０を介して、若しくは照明システムの１つ以上の他のスマートランプ４'を介して（例えばZigBeeを使用して）、中継されてもよい。しかしながら、スマートスイッチ２ａと、スマートスイッチ２ａが期せずして電気的に接続されるスマートランプ４との間の無線通信をこれを限定するものは何もないことに留意することは重要である。例えば、メッセージは、そこで処理するために中央ノード１０に送信されてもよく、又はスマートスイッチ２ａがバインドされている異なるスマートランプ４'に送信されてもよい。特に、スイッチが期せずして電気的に接続されるスマートランプを制御するという要件はないが、実際には、スイッチがそうすることは便利であり得る。

メッセージは、例えば、スマートランプ４及び／又は別のスマートランプ４'に、その発光デバイス２１８によって発せられる光の（光度又は色度などの）特性を変更させることができる、又はより簡単なケースでは、単に、その発光デバイス２１８を作動又は停止させることができる。

中央制御ノード１０は必須ではないことに留意されたい。スイッチは、その代わりに、例えばBluetoothを使用して、ランプ４／４'と直接通信することができる。

スイッチコントローラ２０４のマイクロプロセッサがそれらの動作を完了したとき、前記動作が何であれ、前記マイクロプロセッサは、その電力供給を遮断するために位相カットを停止させる。これは、照明コントローラ２１４内のマイクロプロセッサによって認識され、これは、ブリーダ２１６を無効にし、それによって、動作電流を終了させて過剰な待機損失を防止する。即ち、スイッチコントローラ２０４は、その作業が終わるときに位相カット機構を停止させ、第１スイッチＳ１の開放が検出されるたびに位相カット機構を始動させる。

図３は、スマートスイッチ２ｂの別の例を示しており、これは、スマートスイッチ２ａとほぼ同じであるが、以下に説明する幾らかの違いがある。図２／２Ａ及び３においては対応する特徴を示すために同じ参照符号が使用されており、図２／２Ａのスイッチ２ａに関するそれらの特徴に関する全ての説明は、図３のスイッチ２ｂに等しく当てはまり、またその逆も当てはまる。

スマートスイッチ２ｂは追加の制御スイッチＳ５（第５のスイッチ）を含み、スイッチＳ５はまた、切替接続ＰＣ及びＳＰＣの間に並列に、スイッチＳ１及びＳ２と並列に、且つ供給ユニット２０２と並列に、接続される。スイッチＳ５は、スイッチコントローラ２０４の第２制御出力に接続される制御入力を有し、故に、スイッチコントローラ２０４によって同じやり方で制御（開閉）されることができる。この第５スイッチＳ５は、スイッチＳ２の代わりに位相カットを制御するために使用される。

スイッチ２ａと同様に、デフォルト待機モードにおいては、スマートスイッチ２ｂ内の２線式電力供給ユニット２０２は停止される。機械スイッチＳ１のデフォルト状態及びスイッチＳ２のデフォルト非給電状態は、スマートスイッチ２ａの場合と同様に、閉じた状態であるが、位相カットを制御するために使用されるスイッチＳ５は、デフォルトでは開いている（これは、電子回路の設計によって規定される）。

ユーザ８がスイッチＳ１を押すとき、上記のように、スマートスイッチユニットの両端の電圧が上昇し始め、特別な２線式電力供給ユニット２０２が作動するだろう。２線式電力供給ユニット２０２が初めて充電されたとき、スイッチコントローラ２０４のマイクロコントローラは、起動し、ユーザがスイッチＳ１を放す（即ち、閉じる）ことによって２線式電力供給ユニットが停止されないようにスイッチＳ２を開く。即ち、スイッチＳ１が閉じることで２線式電力供給ユニットが短絡されるのを防止するよう、スイッチＳ２が開かれる。

スマートスイッチ２ｂのマイクロプロセッサは、スイッチＳ２を開くのと同時に、機械スイッチＳ１が跳ね返ったときの電力供給生成を確実にするために、同じやり方ではあるが、スイッチＳ５を使用して、小さな位相カットを作成する。

ＰＣ及びＳＰＣに直接接続されるスイッチＳ５の更なる利点は、ユーザ８によるスイッチＳ１の別の操作が、以前の操作によって引き起こされたプロセスを停止させないことである。これは、ユーザ８が、状況によっては、意図せずに、通信中の或る時点においてスイッチＳ１を再び押すことによって、動作を中断させることができる場合があるスイッチ２ａの場合は対照的である。このように、追加のスイッチＳ５はスマートスイッチ２ｂのロバスト性を向上させる。

その後の動作は上記のとおりであり、スイッチコントローラ２０４は、完了時にスイッチＳ２を閉じてその電力供給を遮断する。

上記の実施例はほんの一例として記載されていることは理解されるであろう。当業者は、請求項に記載の発明を実施する際に、図面、明細及び添付の請求項の研究から、開示されている実施例に対する他の変形を、理解し、達成し得る。

例えば、上記の例においては、スイッチコントローラ２０４及び照明コントローラ２１４の各々の機能は、ソフトウェアで（各々のマイクロコントローラにおいて実行されるコードによって）実施されているが、その代わりに、この機能の一部又は全部が、専用ハードウェアで、例えば、当該コントローラの特定用途向け集積回路又は適切にコンフィギュレーションされたＦＰＧＡによって、実施されてもよい。

別の例として、上記では、機械スイッチＳ１は、動かされると自動的にその初期状態に戻るように付勢されている特別な機械的スイッチであるが、他の例においては、これは、スイッチコントローラによってユーザからの入力に応じて制御される制御スイッチでもあってもよい。例えば、漏れ電流はこれを可能にするのに十分であり得る。

請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数の存在を除外しない。請求項において列挙されている幾つかの要素の機能を、単一のプロセッサ又は他のユニットが果たしてもよい。単に、特定の手段が、互いに異なる従属請求項において挙げられているという事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように用いられることができないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又は他のハードウェアの一部として供給される光学式記憶媒体又は固体媒体のような適切な媒体上に記憶及び／又は分散されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムを介するような他の形態で分散されてもよい。請求項における如何なる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されてはならない。

Claims (15)

1. 第１電線に接続される照明デバイスであって、照明コントローラ、及び前記照明コントローラによって制御可能なブリーダを含む照明デバイスと、
   第２電線に接続される照明スイッチであって、無線送信機、スイッチコントローラ、及び前記スイッチコントローラに接続される機械スイッチを含む照明スイッチと、
   前記照明スイッチを前記照明デバイスに接続する接続電線とを有する２線式照明システムであって、
   前記第１及び第２電線が、主電源システムの両端に接続され、
   前記スイッチコントローラが、ユーザによる前記機械スイッチの操作に応じて、前記接続電線においてブリーダ作動信号を生成するよう構成され、
   前記照明コントローラが、前記ブリーダ作動信号に従って前記電線中に動作電流を誘導するように前記ブリーダを作動させるよう構成され、前記スイッチコントローラが、前記動作電流を使用して前記無線送信機からメッセージを送信するよう構成される２線式照明システム。
2. 前記スイッチコントローラが、前記ブリーダが停止しているときに前記照明デバイスによって前記電線中に誘導される漏れ電流によって給電されて前記ブリーダ作動信号を生成するよう構成され、前記漏れ電流が、前記動作電流より小さい大きさを有する請求項１に記載の２線式照明システム。
3. 前記機械スイッチの前記操作が、前記接続電線を介して前記照明デバイスに供給される主電源電圧のドロップアウトをもたらし、前記照明コントローラが、前記主電源のドロップアウトに応じて前記電線中に初期電流を誘導するように前記ブリーダを作動させるよう構成され、
   前記スイッチコントローラが、前記初期電流によって給電されて、前記ブリーダをアクティブなままにするよう前記ブリーダ作動信号を生成するよう構成される請求項１に記載の２線式照明システム。
4. 前記ブリーダ作動信号が、前記接続電線を介して前記照明デバイスに供給される主電源電圧における位相カットである請求項１、２又は３に記載の２線式照明システム。
5. 前記機械スイッチが、前記スイッチコントローラと並列に接続され、前記機械スイッチの前記操作が、前記漏れ電流又は前記初期電流を前記スイッチコントローラに供給するように前記機械スイッチを開く請求項１若しくは２、又は請求項１若しくは２に従属するいずれかの請求項に記載の２線式照明システム
6. 前記照明スイッチが、前記機械スイッチと直列に接続される制御スイッチを更に有し、前記制御スイッチが、前記スイッチコントローラによって制御可能である請求項４又は５に記載の２線式照明システム。
7. 前記スイッチコントローラが、前記制御スイッチを使用して前記位相カットを作成するよう構成される請求項６に記載の２線式照明システム。
8. 前記照明スイッチが、前記スイッチコントローラ及び直列に接続される前記スイッチと並列に接続される第２制御スイッチを有し、前記スイッチコントローラが、前記第２制御スイッチを使用して前記位相カットを作成し、前記制御スイッチを開いて前記動作電流を受け取るよう構成される請求項６に記載の２線式照明システム。
9. 前記照明コントローラが、無線送信された前記メッセージに応じて、前記照明デバイスの少なくとも１つの発光デバイスを制御するよう構成される請求項１乃至８のいずれか一項に記載の２線式照明システム。
10. 前記照明コントローラが、前記無線送信されたメッセージに応じて、前記少なくとも１つの発光デバイスによって発せられる光の光度及び／又は色度を変えるよう構成される請求項９に記載の２線式照明システム。
11. 前記照明コントローラが、前記無線送信されたメッセージに応じて、前記少なくとも１つの発光デバイスを作動又は停止させるよう構成される請求項９に記載の２線式照明システム。
12. ２線式照明システム用の照明スイッチであり、
    相線又は中性線に接続するための第１接続と、
    接続電線を介して照明デバイスに接続するための第２接続と、
    スイッチコントローラと、
    前記スイッチコントローラに接続される機械スイッチと、
    無線送信機とを有する照明スイッチであって、
    前記スイッチコントローラが、ユーザによる前記機械スイッチの操作に応じて、前記接続電線においてブリーダ作動信号を生成し、結果として生じる、前記照明デバイスのブリーダによって前記電線中に誘導される動作電流を使用して、前記無線送信機からメッセージを送信するよう構成される照明スイッチ。
13. ２線式照明システム用の照明スイッチを制御する方法であって、前記照明スイッチのスイッチコントローラによって、
    ユーザによる前記照明スイッチの機械スイッチの操作に応じて、前記照明スイッチ及び照明デバイスに接続される接続電線においてブリーダ作動信号を生成するステップと、
    結果として生じる、前記接続電線、及び前記照明スイッチに接続される相線又は中性線中に前記照明デバイスのブリーダによって誘導される動作電流を使用して、前記照明スイッチの無線送信機からメッセージを送信するステップとを実施することを含む方法。
14. 前記ブリーダ作動信号が、前記接続電線を介して前記照明デバイスに供給される主電源電圧における位相カットである請求項１３に記載の方法。
15. コンピュータ可読記憶媒体に記憶されるコンピュータプログラムであって、照明スイッチのスイッチコントローラにおいて実行されるときに、請求項１４又は１５に記載の方法を実施するよう構成されるコンピュータプログラム。

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