(57)【要約】【課題】可視光通信信号の混信を簡単な構成で防止することができる可視光通信用受信器と可視光通信システムを提供することを目的とする。【解決手段】本体１０と；前記本体１０に配設され、可視光領域に感度を持つ受光素子１３と；前記受光素子１３の前面側に設けられた集光手段１１と；前記本体１０に配設され、前記受光素子１３が受光した可視光に重畳されたデータを復調する受信手段１４と；を具備したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と；
前記本体に配設され、可視光領域に感度を持つ受光素子と；
前記受光素子の前面に設けられた集光手段と；
前記本体に配設され、前記受光素子が受光した可視光に重畳されたデータを復調する受信手段と；
を具備したことを特徴とする可視光通信用受信器。
【請求項２】
可視光信号の発信源となる放電ランプが少なくとも一つの輝線スペクトルを有する放電媒体を有し、前記受光素子の前面側に放電媒体の輝線スペクトルの波長の透過率が他の可視光領域の波長の透過率に比べて高い光透過手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の可視光通信用受信器。
【請求項３】
水銀を放電媒体とする放電ランプからの可視光信号を受信し、４０５ｎｍまたは４３６ｎｍの少なくとも一方を含む青色領域の波長の透過率が青色領域以外の可視光領域の波長の透過率に比べて高い光透過手段を具備したことを特徴とする請求項１または２に記載の可視光通信用受信器。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一に記載の可視光通信用受信器と；
照明光に可視光信号を重畳する照明器具と；
を具備したことを特徴とする可視光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光通信信号を受信する可視光通信用受信器及び可視光通信用受信器を用いた可視光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明器具から照射される照明光を変調させることよってデータを重畳するとともに、可視光を受信した受信器において、変調された可視光信号からデータを復調することによって照明器具と受信器との間で可視光通信を行う技術が知られている。
このような可視光通信技術は、可視光領域を伝送媒体とするため照明光を利用することができるとともに、通信範囲を視覚的に認識することができる。
【０００３】
しかしながら、オフィスや会議室等では照明器具は一部屋に複数台配設され、隣接する照明器具の照明領域は重複するように設置される。このため、隣接する照明器具の照明光が重複する領域では可視光信号が混信してしまい、受信器側で正確に可視光信号からデータを復調することができない場合がある。
【０００４】
このような不具合を解消するために、例えば照明光の到達範囲が重複する複数の照明器具においてデータを重畳させるための変調周波数を違いに異ならせた光伝送システムがある（例えば、特許文献１参照）。
そして、受信器側ではバンドパスフィルタによって周波数成分を選択的に復調回路に出力することで混信を防止するができる。
【特許文献１】特開２００５−１７６２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、蛍光ランプのように動作周波数帯が限られる器具を多数使用する場合、それら全てを区別するように周波数を割り当てると、その周波数の差は小さくなってしまい、受信側での判別が難しくなる。
【０００６】
本願発明は、上記課題に鑑みなされたもので、可視光通信信号の混信を簡単な構成で防止することができる可視光通信用受信器と可視光通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る可視光通信用受信器は、本体と；前記本体に配設され、可視光領域に感度を持つ受光素子と；前記受光素子の前面に設けられた集光手段と；前記本体に配設され、前記受光素子が受光した可視光に重畳されたデータを復調する受信手段と；を具備したことを特徴とする。
【０００８】
集光手段は、例えば狭角レンズで構成されており所定の立体角に含まれる光を受光素子に集光するものである。その他同様の効果を持つ光学系であってもよいし、それらを組合せたものであってもよい。
【０００９】
受信手段とは、可視光信号に重畳されたデータを復調することができる全ての手段をいい、例えば周波数変調された可視光からデータを復調するものであってもよい。
【００１０】
本発明の請求項２に係る可視光通信用受信器は、請求項１において、可視光信号の発信源となる放電ランプが少なくとも一つの輝線スペクトルを有する放電媒体を有し、前記受光素子の前面側に放電媒体の輝線スペクトルの波長の透過率が他の可視光領域の波長の透過率に比べて高い光透過手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
光透過手段とは、例えば光学特性が波長毎に異なる薄膜等のフィルタであってもよい。また、光透過手段の配設位置は受光素子の前面側であれば集光手段の前面側、集光手段と受光素子との間であってもよいし、集光手段自体に設けたものであってもよい。
【００１２】
本発明の請求項３に係る可視光通信用受信器は、請求項１または２において、水銀を放電媒体とする放電ランプからの可視光信号を受信し、４０５ｎｍまたは４３６ｎｍの少なくとも一方を含む青色領域の波長の透過率が青色領域以外の可視光領域の波長の透過率に比べて高い光透過手段を具備したことを特徴とする。
青色領域とは、例えば４００ｎｍ〜５００ｎｍ程度の可視光領域をいい、他の可視光領域とは例えば５００ｎｍ以上の可視光領域をいう。
また、光透過手段は、４０５ｎｍまたは４３６ｎｍの少なくとも一方の波長のみが他の可視光の波長よりも高い透過率であることが望ましい。
【００１３】
本発明の請求項４に係る可視光通信システムは、請求項１ないし３のいずれか一に記載の可視光通信用受信器と；照明光に可視光信号を重畳する照明器具と；を具備したことを特徴とする
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、所定の範囲に照射される照明光の強度を増大させ、所望の検知領域から照射された光の成分を取り出すことができるので混信を防止することができる。また、受信する光の強度が増大するため通信距離を拡張することができる。
請求項２の発明によれば、輝線スペクトルを有する放電媒体を可視光信号の発信源とした場合に通信感度を向上させることができる。
請求項３の発明によれば、水銀を放電媒体として用いた放電ランプで可視光通信を行った場合に通信感度を向上させることができる。
請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれか一記載の可視光通信用受信器を用いた可視光通信システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１は、本発明の可視光通信用受信器を用いた可視光通信システムの説明図、図２は各光源から出力される可視光通信信号及びその強度を示す説明図、図３は本発明の可視光通信用受信器が受信する信号及びその強度を示す説明図である。
【００１７】
図１に示すように、可視光通信用受信器１は、所定間隔で配設された照明器具としての蛍光ランプを光源とする３つのランプＬ１、Ｌ２、Ｌ３のうち、ランプＬ２の直下に設置されている。
【００１８】
ランプＬ１、Ｌ２、Ｌ３は互いに５０ｃｍ間隔で離間して天井面に配設されており、ランプＬ２は可視光通信用受信器１から２ｍの高さに配設されている。そして、各ランプはそれぞれ図示しない制御端末器によって点灯制御されている。また、制御端末器は所望のデータをランプの点灯周波数を変調することによってランプの照明光に重畳することができるように構成されている。
【００１９】
可視光通信用受信器１は、箱状に形成されて前面側に開口部を有する本体１０、本体１０の開口部を臨むように設けられた集光手段としての狭角レンズ１１、狭角レンズ１１の前面側に設けられた光透過手段としての光フィルタ１２、狭角レンズ１１の背面側に設けられた受光素子１３、受光素子１３で受光した可視光から可視光通信信号として重畳されたデータを復調する受信手段としての受信回路１４を有している。
狭角レンズ１１は、全視野角が４°に設定されており、２ｍの高さにおいて天井面を平面視したときに直径約１５ｃｍの領域から照射される光を主に集光する。
【００２０】
また、狭角レンズ１１の前面側には４００ｎｍ〜５００ｎｍの透過率が他の可視光領域よりも透過率が高い光フィルタ１２が設けられている。本実施形態の光フィルタ１２では、４０５ｎｍ及び４３６ｎｍにおける透過率が５００ｎｍ以上の可視光の波長領域に比べて２倍以上に構成されている。
受光素子１３は、フォトダイオードであり４００〜７００ｎｍの可視光領域に受光感度を有している。
このように構成された可視光通信用受信器１の作用について図２、図３を用いて説明する。
【００２１】
ランプＬ１、Ｌ２、Ｌ３から図２に示すようなデータが可視光に重畳されて送信されている。縦軸は可視光の強度を示しており、各ランプＬ１、Ｌ２、Ｌ３はそれぞれ同程度の強度で信号を出力している。また、横軸はデータが送信されている時間を示し、説明の便宜上ランプＬ１、Ｌ２、Ｌ３から連続的にデータが送信されている状態を示している。
各データは、４つの区分によって一つの信号を形成しており、ランプＬ１、Ｌ２、Ｌ３はそれぞれ異なる信号を送信している。
可視光通信用受信器１に到達した可視光は、まずフィルタによって４００ｎｍ〜５００ｎｍの領域の波長が選択されて狭角レンズ１１に入射する。
【００２２】
そして、狭角レンズ１１は、視野角４°以内の範囲の光を背面に配設された受光素子１３に集光するため、受光素子１３は自己の検知面積より広い範囲の照射光を検出することができるため狭角レンズ１１を設けていない場合に比べて受信強度が高くなる。さらに、狭角レンズ１１では、視野角４°以外から照射された可視光を取り除き、４°以内から照射された光の強度を相対的に増加させる。
このため、図３に示すように可視光通信用受信器１で受信するデータの強度は
ランプＬ２のデータの強度が最も高くなる。
そして、受信回路１４は、強度が最も高いデータ、つまりここではランプＬ２から送出された可視光通信信号を復調し、データを得ることができる。
【００２３】
このように、本願発明の可視光通信用受信器１によれば、狭角レンズ１１によって受光素子１３に入射される可視光を増加させるとともに、狭角レンズ１１の設定された視野角内外との強度差を積極的に設定することによって、隣接して設けられたランプからの可視光通信信号に強度差を設けることができ、所望のデータを得ることができ、可視光通信信号の混信を防止することができるとともに可視光通信の通信可能距離を長くすることができる。
【００２４】
一方、蛍光ランプの放電媒体には一般に水銀が放電媒体として使用されるが、水銀は４０５ｎｍ及び４３６ｎｍに鋭いピークがある輝線スペクトルを有している。このピーク波長の輝線は点灯周波数に比べて十分に早い速度で出射されるため、周波数変調させても信号として確実に取り出すことができる。本実施形態では光源として水銀を放電媒体として使用する蛍光ランプを可視光信号の発信源として使用するとともに、受光素子１１の前面側に４００〜５００ｎｍの波長領域の透過率が高い光フィルタ１２を設けたので、水銀の輝線を信号として取り出すことができる。このため、ノイズとデータとのＳ／Ｎ比が向上し受信感度が向上する。また、４０５ｎｍ又は４３６ｎｍのうち少なくともいずれか一方の透過率が他の可視光領域の波長よりも高い光フィルタ１２を使用すればさらに受信感度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】可視光通信用受信器を用いた可視光通信システムの説明図。
【図２】各ランプから出力される可視光通信信号及びその強度を示す説明図。
【図３】可視光通信用受信器が受信する信号及びその強度を示す説明図。
【符号の説明】
【００２６】
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３…照明器具としてのランプ
１…可視光通信用受信器
１０…本体
１１…集光手段
１２…光透過手段
１３…受光素子
１４…受信回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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