(57)【要約】  第１のデータに低速のデジタル変調を施す第１の変調部と、第２のデータに、高速のデジタル変調を施す第２の変調部と、第１の変調部の出力信号に応じて可視光を発光／消光させて、第１のデータを伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光の強度を変えて、第２のデータを伝える赤外光信号を可視光信号と並行して送信する第２の光送信部とを備える。
2008050729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光と赤外光とを用いて送信データを送信する光送信装置であって、
第１のデータに低速のデジタル変調を施す第１の変調部と、
第２のデータに、高速のデジタル変調を施す第２の変調部と、
前記第１の変調部の出力信号に応じて前記可視光を発光／消光させて、前記第１のデータを伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、
前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光の強度を変えて、前記第２のデータを伝える赤外光信号を前記可視光信号と並行して送信する第２の光送信部とを備える、光送信装置。
【請求項２】
前記第２の変調部が施す前記高速のデジタル変調は、標準変調又は前記標準変調よりもデータ転送速度の高い高速転送変調であり、
前記第２の光送信部に、前記可視光信号の発光期間には、前記標準変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させ、前記可視光信号の消光期間には、前記高速転送変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させる制御部を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の光送信装置。
【請求項３】
前記第１のデータ及び前記第２のデータは、それぞれ、前記制御部によって、前記送信データが分けられたものであることを特徴とする、請求項２に記載の光送信装置。
【請求項４】
拡散符号を生成する拡散符号生成部を更に備え、
前記第１のデータは、前記拡散符号であり、
前記第２のデータは、前記送信データであり、
前記第２の変調部は、前記送信データに、前記標準変調又は前記高速転送変調を施した後に、前記拡散符号を用いて拡散することを特徴とする、請求項２に記載の光送信装置。
【請求項５】
前記第１の変調部は、前記拡散符号に前記低速のデジタル変調を施した後に、低周波数帯域の電気信号にし、
前記第２の変調部は、前記送信データに前記拡散をした後に、前記低周波数帯域と重ならない高周波数帯域の電気信号にすることを特徴とする、請求項４に記載の光送信装置。
【請求項６】
前記第１のデータは、前記光送信装置が設置されている位置を示す情報であることを特徴とする、請求項３に記載の光送信装置。
【請求項７】
前記拡散符号は、前記光送信装置が設置されている位置に割り当てられる固有のものであることを特徴とする、請求項４又は５に記載の光送信装置。
【請求項８】
前記第２のデータは、前記送信データであり、
前記第１のデータは、前記送信データに施す前記高速のデジタル変調に用いられるクロック信号を生成するための基本周波数信号であることを特徴とする、請求項１に記載の光送信装置。
【請求項９】
前記第２の変調部が施す前記高速のデジタル変調は、標準変調又は前記標準変調よりデータ転送速度の高い高速転送変調であり、
前記第２の光送信部に、前記可視光信号の発光期間には、前記標準変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させ、前記可視光信号の消光期間には、前記高速転送変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させる制御部を更に備える、請求項８に記載の光送信装置。
【請求項１０】
前記第１の光送信部は、三原色の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、前記三原色の可視光の少なくとも１つを発光／消光させて、前記第１のデータを伝える前記可視光信号を送信することを特徴とする、請求項１に記載の光送信装置。
【請求項１１】
可視光と赤外光とを用いて光送信装置と光受信装置との間で送信データを伝送する光空間伝送システムであって、
前記光送信装置は、
第１のデータに低速のデジタル変調を施す第１の変調部と、
第２のデータに、高速の標準デジタル変調又は前記高速の標準デジタル変調よりデータ転送速度の高い高速転送デジタル変調を施す第２の変調部と、
前記第１の変調部の出力信号に応じて前記可視光を発光／消光させて、前記第１のデータを伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、
前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光の強度を変えて、前記第２のデータを伝える赤外光信号を送信する第２の光送信部と、
前記送信データを前記第１のデータと前記第２のデータとに分け、前記第２の光送信部に、前記可視光信号の発光期間には、前記高速の標準デジタル変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させ、前記可視光信号の消光期間には、前記高速転送デジタル変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させる制御部とを備え、
前記光受信装置は、
前記可視光信号を受信する第１の光受信部と、
前記赤外光信号を受信する第２の光受信部と、
前記第１の光受信部の出力信号から前記第１のデータを復調する第１の復調部と、
前記第２の光受信部の出力信号から前記第２のデータを復調する第２の復調部と、
前記第１のデータと前記第２のデータとを合わせて前記送信データを復元するデータ処理部とを備える、光空間伝送システム。
【請求項１２】
前記第１の光送信部は、三原色の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、前記三原色の可視光の少なくとも１つを発光／消光させて、前記第１のデータを伝える前記可視光信号を送信することを特徴とする、請求項１１に記載の光空間伝送システム。
【請求項１３】
前記光受信装置は、光信号によって、前記光送信装置に前記送信データの伝送開始を要求する伝送要求信号を送信する第３の光送信部を更に備え、
前記光送信装置は、前記伝送要求信号を受信する第３の光受信部を更に備え、
前記制御部は、前記伝送要求信号に従って、前記送信データの伝送を開始することを特徴とする、請求項１１に記載の光空間伝送システム。
【請求項１４】
可視光と赤外光とを用いて光送信装置と光受信装置との間で送信データを伝送する光空間伝送システムであって、
前記光送信装置は、
拡散符号を生成する拡散符号生成部と、
前記拡散符号に低速のデジタル変調を施す第１の変調部と、
前記送信データに、高速の標準デジタル変調又は前記高速の標準デジタル変調よりデータ転送速度の高い高速転送デジタル変調を施し、前記拡散符号を用いて拡散する第２の変調部と、
前記第１の変調部の出力信号に応じて前記可視光を発光／消光させて、前記拡散符号を伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、
前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光の強度を変えて、前記送信データを伝える赤外光信号を送信する第２の光送信部と、
前記第２の光送信部に、前記可視光信号の発光期間には、前記高速の標準デジタル変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させ、前記可視光信号の消光期間には、前記高速転送デジタル変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させる制御部とを備え、
前記光受信装置は、
前記可視光信号を受信する第１の光受信部と、
前記赤外光信号を受信する第２の光受信部と、
前記第１の光受信部の出力信号から前記拡散符号を復調する第１の復調部と、
前記第２の光受信部の出力信号を前記拡散符号によって逆拡散する逆拡散部と、
前記逆拡散部の出力信号から前記送信データを復調する第２の復調部とを備える、光空間伝送システム。
【請求項１５】
前記第１の光送信部は、三原色の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、前記三原色の可視光の少なくとも１つを発光／消光させて、前記拡散符号を伝える前記可視光信号を送信することを特徴とする、請求項１４に記載の光空間伝送システム。
【請求項１６】
前記光受信装置は、光信号によって、前記光送信装置に前記送信データの伝送開始を要求する伝送要求信号を送信する第３の光送信部を更に備え、
前記光送信装置は、前記伝送要求信号を受信する第３の光受信部を更に備え、
前記制御部は、前記伝送要求信号に従って、前記送信データの伝送を開始することを特徴とする、請求項１４に記載の光空間伝送システム。
【請求項１７】
可視光と赤外光とを用いて光送信装置と光受信装置との間で送信データを伝送する光空間伝送システムであって、
前記光送信装置は、
拡散符号を生成する拡散符号生成部と、
前記拡散符号に低速のデジタル変調を施し、低周波数帯域の電気信号にする第１の変調部と、
前記送信データに、高速の標準デジタル変調又は前記高速の標準デジタル変調よりデータ転送速度の高い高速転送デジタル変調を施し、前記拡散符号を用いて拡散し、前記低周波数帯域と重ならない高周波数帯域の電気信号にする第２の変調部と、
前記第１の変調部の出力信号に応じて前記可視光を発光／消光させて、前記拡散符号を伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、
前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光の強度を変えて、前記送信データを伝える赤外光信号を送信する第２の光送信部と、
前記第２の光送信部に、前記可視光信号の発光期間には、前記高速の標準デジタル変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させ、前記可視光信号の消光期間には、前記高速転送デジタル変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させる制御部とを備え、
前記光受信装置は、
前記可視光信号及び前記赤外光信号を受信する第１の光受信部と、
前記低周波数帯域の電気信号を抽出する第１のフィルタ部と、
前記高周波数帯域の電気信号を抽出する第２のフィルタ部と、
前記第１のフィルタ部の出力信号から前記拡散符号を復調する第１の復調部と、
前記第２のフィルタ部の出力信号を前記拡散符号によって逆拡散する逆拡散部と、
前記逆拡散部の出力信号から前記送信データを復調する第２の復調部とを備える、光空間伝送システム。
【請求項１８】
前記第１の光送信部は、三原色の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、前記三原色の可視光の少なくとも１つを発光／消光させて、前記拡散符号を伝える前記可視光信号を送信することを特徴とする、請求項１７に記載の光空間伝送システム。
【請求項１９】
前記光受信装置は、光信号によって、前記光送信装置に前記送信データの伝送開始を要求する伝送要求信号を送信する第３の光送信部を更に備え、
前記光送信装置は、前記伝送要求信号を受信する第２の光受信部を更に備え、
前記制御部は、前記伝送要求信号に従って、前記送信データの伝送を開始することを特徴とする、請求項１７に記載の光空間伝送システム。
【請求項２０】
前記第１のデータは、前記光送信装置が設置されている位置を示す情報であることを特徴とする、請求項１１に記載の光空間伝送システム。
【請求項２１】
前記拡散符号は、前記光送信装置が設置されている位置に割り当てられる固有のものであることを特徴とする、請求項１４又は１７に記載の光空間伝送システム。
【請求項２２】
可視光と赤外光とを用いて光送信装置と光受信装置との間で送信データを伝送する光空間伝送システムであって、
前記光送信装置は、
クロック信号を生成するための基本周波数信号に低速のデジタル変調を施す第１の変調部と、
前記送信データに、前記基本周波数信号から生成された前記クロック信号を用いて、高速の標準デジタル変調又は前記高速の標準デジタル変調よりデータ転送速度の高い高速転送デジタル変調を施す第２の変調部と、
前記第１の変調部の出力信号に応じて前記可視光を発光／消光させて、前記基本周波数信号を伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、
前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光の強度を変えて、前記送信データを伝える赤外光信号を送信する第２の光送信部と、
前記第２の光送信部に、前記可視光信号の発光期間には、前記高速の標準デジタル変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させ、前記可視光信号の消光期間には、前記高速転送デジタル変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させる制御部とを備え、
前記光受信装置は、
前記可視光信号を受信する第１の光受信部と、
前記赤外光信号を受信する第２の光受信部と、
前記第１の光受信部の出力信号から前記基本周波数信号を復調する第１の復調部と、
前記基本周波数信号から前記クロック信号を生成し、当該クロック信号を用いて、前記第２の光受信部の出力信号から前記送信データを復調する第２の復調部とを備える、光空間伝送システム。
【請求項２３】
前記第１の光送信部は、三原色の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、前記三原色の可視光の少なくとも１つを発光／消光させて、前記基本周波数信号を伝える前記可視光信号を送信することを特徴とする、請求項２２に記載の光空間伝送システム。
【請求項２４】
前記光受信装置は、光信号によって、前記光送信装置に前記送信データの伝送開始を要求する伝送要求信号を送信する第３の光送信部を更に備え、
前記光送信装置は、前記伝送要求信号を受信する第３の光受信部を更に備え、
前記制御部は、前記伝送要求信号に従って、前記送信データの伝送を開始することを特徴とする、請求項２２に記載の光空間伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を無線信号として使用する光空間伝送技術等に関し、より特定的には、可視光及び赤外光の双方を使用した、光空間伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、照明に用いる可視光と照明には用いない赤外光とを照射する光源を使用して、送信する情報を可視光及び赤外光に含めて通信を行う照明光通信装置がある。このような照明光通信装置の一例が、特許文献１に記載されている。図１４は、特許文献１の照明光通信装置６００の構成を示す図である。以下に、図１４を用いて、照明光通信装置６００の動作について簡単に説明する。まず、照明の点灯時に照明光（可視光）を用いて通信を行うときは、照明光通信装置６００は、スイッチ５１２及び５１３を接続状態にする。そして、光変調部５１１は、送信する情報を変調した信号を作成する。そして、電力分配器５１５は、この信号を、照明を行うための電力の波形に重畳させて照明部５１６を駆動する。このことによって、照明光通信装置６００は、照明動作に通信動作を含めて、可視光を用いた光通信を行うことができる。一方、照明の消灯時に通信を行うときは、照明光通信装置６００は、スイッチ５１２及び５１３を切断状態にして、スイッチ５１４を接続状態にする。そして、光変調部５１１は、赤外光を照射する通信部５１７を駆動する。このことによって、照明光通信装置６００は、照明の消灯時にも赤外光を用いて光通信を行うことができる。【０００３】
上記した通り、照明光通信装置６００は、照明の点灯時だけでなく、消灯時にも消灯状態を保ったまま通信を行うことができる。なお、照明部５１６と通信部５１７とを一体化した１つの発光素子によって構成できるので、コンパクトなシステム構成が可能である。
【特許文献１】特開２００４−２８２３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の照明光通信装置を用いる照明光通信システムには、以下の理由によって、照明の点灯時には低速でしか光通信をできないという問題がある。
（１）照明光通信で使用する波長帯域（可視光帯域）は、一般に、光受信装置が備えるシリコン系受光素子による受光感度が悪いので、高速通信が困難である。
（２）照明用光源（白色ＬＥＤ等）に必要とされる高出力性と高速応答性とは、互いに両立しないトレードオフの関係にある。そして、照明機器に通信機能を付加して構成される照明光通信システムでは、照明機能が通信機能よりも優先されるので、高速応答性よりも高出力性を優先した光源が用いられる。このために、高速通信は困難である。【０００５】
それ故に、本発明の目的は、照明の点灯時でも、大幅な通信速度の高速化が可能な可視光及び赤外光を用いた光空間伝送システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、可視光と赤外光とを用いて送信データを送信する光送信装置に向けられている。そして上記目的を達成させるために、本発明の光送信装置は、第１のデータに低速のデジタル変調を施す第１の変調部と、第２のデータに、高速のデジタル変調を施す第２の変調部と、第１の変調部の出力信号に応じて可視光を発光／消光させて、第１のデータを伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、第２の変調部の出力信号に応じて赤外光の強度を変えて、第２のデータを伝える赤外光信号を可視光信号と並行して送信する第２の光送信部とを備える。【０００７】
また、好ましくは、第２の変調部が施す高速のデジタル変調は、標準変調又は標準変調よりもデータ転送速度の高い高速転送変調であり、第２の光送信部に、可視光信号の発光期間には、標準変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させ、可視光信号の消光期間には、高速転送変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させる制御部を更に備える。【０００８】
また、第１のデータ及び第２のデータは、それぞれ、制御部によって、送信データが分けられたものであってもよい。【０００９】
また、拡散符号を生成する拡散符号生成部を更に備え、第１のデータは、拡散符号であり、第２のデータは、送信データであり、第２の変調部は、送信データに、標準変調又は高速転送変調を施した後に、拡散符号を用いて拡散してもよい。【００１０】
また、第１の変調部は、拡散符号に低速のデジタル変調を施した後に、低周波数帯域の電気信号にし、第２の変調部は、送信データに拡散をした後に、低周波数帯域と重ならない高周波数帯域の電気信号にしてもよい。【００１１】
また、第１のデータは、光送信装置が設置されている位置を示す情報であってもよいし、拡散符号は、光送信装置が設置されている位置に割り当てられる固有のものであってもよい。【００１２】
また、第２のデータは、送信データであり、第１のデータは、送信データに施す高速のデジタル変調に用いられるクロック信号を生成するための基本周波数信号であってもよい。【００１３】
また、第２の変調部が施す高速のデジタル変調は、標準変調又は標準変調よりデータ転送速度の高い高速転送変調であり、第２の光送信部に、可視光信号の発光期間には、標準変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させ、可視光信号の消光期間には、高速転送変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させる制御部を更に備えてもよい。【００１４】
また、第１の光送信部は、三原色の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、三原色の可視光の少なくとも１つを発光／消光させて、第１のデータを伝える可視光信号を送信してもよい。【００１５】
本発明は、可視光と赤外光とを用いて光送信装置と光受信装置との間で送信データを伝送する光空間伝送システムにも向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の光空間伝送システムは、光送信装置と光受信装置とを備え、光送信装置は、第１のデータに低速のデジタル変調を施す第１の変調部と、第２のデータに、高速の標準デジタル変調又は高速の標準デジタル変調よりデータ転送速度の高い高速転送デジタル変調を施す第２の変調部と、第１の変調部の出力信号に応じて可視光を発光／消光させて、第１のデータを伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、第２の変調部の出力信号に応じて赤外光の強度を変えて、第２のデータを伝える赤外光信号を送信する第２の光送信部と、送信データを第１のデータと第２のデータとに分け、第２の光送信部に、可視光信号の発光期間には、高速の標準デジタル変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させ、可視光信号の消光期間には、高速転送デジタル変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させる制御部とを備え、光受信装置は、可視光信号を受信する第１の光受信部と、赤外光信号を受信する第２の光受信部と、第１の光受信部の出力信号から第１のデータを復調する第１の復調部と、第２の光受信部の出力信号から第２のデータを復調する第２の復調部と、第１のデータと第２のデータとを合わせて送信データを復元するデータ処理部とを備える。【００１６】
また、第１の光送信部は、三原色の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、三原色の可視光の少なくとも１つを発光／消光させて、第１のデータを伝える可視光信号を送信してもよい。【００１７】
また、光受信装置は、光信号によって、光送信装置に送信データの伝送開始を要求する伝送要求信号を送信する第３の光送信部を更に備え、光送信装置は、伝送要求信号を受信する第３の光受信部を更に備え、制御部は、伝送要求信号に従って、送信データの伝送を開始してもよい。【００１８】
また、上記目的を達成させるために、本発明の光空間伝送システムは、光送信装置と光受信装置とを備え、光送信装置は、拡散符号を生成する拡散符号生成部と、拡散符号に低速のデジタル変調を施す第１の変調部と、送信データに、高速の標準デジタル変調又は高速の標準デジタル変調よりデータ転送速度の高い高速転送デジタル変調を施し、拡散符号を用いて拡散する第２の変調部と、第１の変調部の出力信号に応じて可視光を発光／消光させて、拡散符号を伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、第２の変調部の出力信号に応じて赤外光の強度を変えて、送信データを伝える赤外光信号を送信する第２の光送信部と、第２の光送信部に、可視光信号の発光期間には、高速の標準デジタル変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させ、可視光信号の消光期間には、高速転送デジタル変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させる制御部とを備え、光受信装置は、可視光信号を受信する第１の光受信部と、赤外光信号を受信する第２の光受信部と、第１の光受信部の出力信号から拡散符号を復調する第１の復調部と、第２の光受信部の出力信号を拡散符号によって逆拡散する逆拡散部と、逆拡散部の出力信号から送信データを復調する第２の復調部とを備えてもよい。【００１９】
また、第１の光送信部は、三原色の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、三原色の可視光の少なくとも１つを発光／消光させて、拡散符号を伝える可視光信号を送信してもよい。【００２０】
また、光受信装置は、光信号によって、光送信装置に送信データの伝送開始を要求する伝送要求信号を送信する第３の光送信部を更に備え、光送信装置は、伝送要求信号を受信する第３の光受信部を更に備え、制御部は、伝送要求信号に従って、送信データの伝送を開始してもよい。【００２１】
また、上記目的を達成させるために、本発明の光空間伝送システムは、光送信装置と光受信装置とを備え、光送信装置は、拡散符号を生成する拡散符号生成部と、拡散符号に低速のデジタル変調を施し、低周波数帯域の電気信号にする第１の変調部と、送信データに、高速の標準デジタル変調又は高速の標準デジタル変調よりデータ転送速度の高い高速転送デジタル変調を施し、拡散符号を用いて拡散し、低周波数帯域と重ならない高周波数帯域の電気信号にする第２の変調部と、第１の変調部の出力信号に応じて可視光を発光／消光させて、拡散符号を伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、第２の変調部の出力信号に応じて赤外光の強度を変えて、送信データを伝える赤外光信号を送信する第２の光送信部と、第２の光送信部に、可視光信号の発光期間には、高速の標準デジタル変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させ、可視光信号の消光期間には、高速転送デジタル変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させる制御部とを備え、光受信装置は、可視光信号及び赤外光信号を受信する第１の光受信部と、低周波数帯域の電気信号を抽出する第１のフィルタ部と、高周波数帯域の電気信号を抽出する第２のフィルタ部と、第１のフィルタ部の出力信号から拡散符号を復調する第１の復調部と、第２のフィルタ部の出力信号を拡散符号によって逆拡散する逆拡散部と、逆拡散部の出力信号から送信データを復調する第２の復調部とを備えてもよい。【００２２】
また、第１の光送信部は、三原色の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、三原色の可視光の少なくとも１つを発光／消光させて、拡散符号を伝える可視光信号を送信してもよい。【００２３】
また、光受信装置は、光信号によって、光送信装置に送信データの伝送開始を要求する伝送要求信号を送信する第３の光送信部を更に備え、光送信装置は、伝送要求信号を受信する第２の光受信部を更に備え、制御部は、伝送要求信号に従って、送信データの伝送を開始してもよい。【００２４】
また、第１のデータは、光送信装置が設置されている位置を示す情報であってもよいし、拡散符号は、光送信装置が設置されている位置に割り当てられる固有のものであってもよい。【００２５】
また、上記目的を達成させるために、本発明の光空間伝送システムは、光送信装置と光受信装置とを備え、光送信装置は、クロック信号を生成するための基本周波数信号に低速のデジタル変調を施す第１の変調部と、送信データに、基本周波数信号から生成されたクロック信号を用いて、高速の標準デジタル変調又は高速の標準デジタル変調よりデータ転送速度の高い高速転送デジタル変調を施す第２の変調部と、第１の変調部の出力信号に応じて可視光を発光／消光させて、基本周波数信号を伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、第２の変調部の出力信号に応じて赤外光の強度を変えて、送信データを伝える赤外光信号を送信する第２の光送信部と、第２の光送信部に、可視光信号の発光期間には、高速の標準デジタル変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させ、可視光信号の消光期間には、高速転送デジタル変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させる制御部とを備え、光受信装置は、可視光信号を受信する第１の光受信部と、赤外光信号を受信する第２の光受信部と、第１の光受信部の出力信号から基本周波数信号を復調する第１の復調部と、基本周波数信号からクロック信号を生成し、当該クロック信号を用いて、第２の光受信部の出力信号から送信データを復調する第２の復調部とを備えてもよい。【００２６】
また、第１の光送信部は、三原色の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、三原色の可視光の少なくとも１つを発光／消光させて、基本周波数信号を伝える可視光信号を送信してもよい。【００２７】
また、光受信装置は、光信号によって、光送信装置に送信データの伝送開始を要求する伝送要求信号を送信する第３の光送信部を更に備え、光送信装置は、伝送要求信号を受信する第３の光受信部を更に備え、制御部は、伝送要求信号に従って、送信データの伝送を開始してもよい。
【発明の効果】
【００２８】
上記のように、可視光及び赤外光を用いた本発明の光空間伝送システムによれば、照明の点灯時であっても、可視光通信に並行して高速通信が可能な赤外光通信を行うことができるので、大幅な通信速度の高速化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る光空間伝送システム１００の構成例を示す図である。
【図２】図２は、光空間伝送システム１００の第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号波形と、第２の変調部１１４が出力する赤外光用変調信号波形とを示す図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係る光空間伝送システム２００の構成例を示す図である。
【図４】図４は、光空間伝送システム２００の第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号波形と、第２の変調部１１４が出力する赤外光用変調信号波形とを示す図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施形態に係る光空間伝送システム３００の構成例を示す図である。
【図６】図６は、光空間伝送システム３００の第１の変調部１１３が出力する電気信号（可視光用変調信号）のスペクトルを示す図である。
【図７】図７は、光空間伝送システム３００の拡散部３１１が出力する電気信号（拡散された赤外光用変調信号）のスペクトルを示す図である。
【図８】図８は、光空間伝送システム３００の光受信部４２０が出力する電気信号（可視光変調信号及び拡散された赤外光用変調信号）のスペクトルを示す図である。
【図９】図９は、本発明の第４の実施形態に係る光空間伝送システム４００の構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、光空間伝送システム４００において、第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号波形と、第２の変調部４５３が出力する赤外光用変調信号波形とを示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第５の実施形態に係る光空間伝送システム５００の構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、光空間伝送システム５００において、第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号波形と、第２の変調部４６０が出力する赤外光用変調信号波形とを示す図である。
【図１３】図１３は、第１の実施形態の光空間伝送システム１００に伝送要求信号を伝送する機能を加えた構成例を示す図である。
【図１４】図１４は、特許文献１の照明光通信装置６００の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１１    光変調部
１２、１３、１４    スイッチ
１５    電力分配器
１６    照明部
１７    通信部
１００、２００、３００、４００、５００    光空間伝送システム
１１０、３１２、４５０    光送信装置
１１１    第１の光送信部
１１２    第２の光送信部
１１３    第１の変調部
１１４、４５３、４６０    第２の変調部
１１５、２１５、４５２    制御部
１２０、３２１、４２３、４５１    光受信装置
１２１    第１の光受信部
１２２    第２の光受信部
１２３    第１の復調部
１２４、４５４    第２の復調部
１２５    データ処理部
１６０    第３の光送信部
１６１    第３の光受信部
１６２    外部インターフェイス部
３１０    拡散符号生成部
３１１    拡散部
３１３    送信データ変調器
３２０    逆拡散部
４２１    第１のフィルタ部
４２２    第２のフィルタ部
４５５    発振器
４５６、４５８    クロック生成器
４５７、４６１    送信データ変調器
４５９    復調器
５１１    光変調部
５１２〜５１４    スイッチ
５１５    電力分配器
５１６    照明部
５１７    通信部
６００    照明光通信装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の実施形態についての説明に際して、一般的な可視光通信及び赤外光通信の特徴を簡単に説明する。まず、既に説明した通り、可視光通信に用いられる可視光は、データ通信に使用されるだけでなく、照明用途としても用いられという特徴がある。また、一般に、照明用途として用いられる可視光を照射する光源には、蛍光灯及び白色ＬＥＤ等が使用される。そして、蛍光灯及び白色ＬＥＤ等には、赤外光通信用のＬＥＤ及び半導体レーザ等の光源と比較して、変調速度が遅い（高速通信に不向き）という特徴がある。一方、赤外光通信に用いられる赤外光は、目に見えない波長の光であるので、照明用途としては使用されない。しかし、赤外光を照射する赤外線通信用のＬＥＤ及び半導体レーザ等の光源は、変調速度が速い（高速通信に向く）という特徴がある。【００３２】
上記した特徴から、照明の点灯時に、可視光通信と、高速通信が可能な赤外光通信とを同時に行うことによって、通信速度の大幅な高速化が可能とも思われる。しかし、可視光通信に用いられる可視光は、赤外光通信を妨害する背景光となるので、一般に、可視光通信と赤外光通信とを同時に行うことによっては、大幅な通信速度の高速化はできない。しかし、以下に説明する本発明の実施形態に係る光空間伝送システムでは、照明の点灯時に可視光通信と赤外光通信とを同時に行うことによって、大幅な通信速度の高速化が可能となる。【００３３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光空間伝送システム１００の構成例を示す図である。図１に示す通り、光空間伝送システム１００は、光伝送装置１１０と光受信装置１２０とで構成される。光伝送装置１１０は、制御部１１５と第１の変調部１１３と第２の変調部１１４と第１の光送信部１１１と第２の光送信部１１２で構成される。光受信装置１２０は、第１の光受信部１２１と第２の光受信部１２２と第１の復調部１２３と第２の復調部１２４とデータ処理部１２５とで構成される。【００３４】
図２は、第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号波形と、第２の変調部１１４が出力する赤外光用変調信号波形とを示す図である。図２には、一例として、第１の変調部１１３は２値デジタル変調を行い、第２の変調部１１４は２値デジタル変調又は４値デジタル変調を行う場合の波形を示している。以下では、図１及び図２を参照して、光空間伝送システム１００の動作について説明する。【００３５】
まず、光送信装置１１０の動作について説明する。光送信装置１１０から光受信装置１２０に送信するデータ（以下、送信データという）が、制御部１１５に入力される。次に、制御部１１５は、送信データに含まれるデータを、高速通信が要求されないデータ（以下、低速データという）と高速通信が要求されるデータ（以下、高速データという）とに分ける。なお、制御部１１５が送信データを分けるための基準は、これには限られず、制御部１１５は、他の基準によって送信データを分けてもよい。次に、制御部１１５は、低速データを可視光を用いて通信するために第１の変調部１１３に出力し、高速データを赤外光を用いて通信するために第２の変調部１１４に出力する。次に、第１の変調部１１３は、図２の上段に示す通りに、低速データを、２値デジタル変調する。一方で、第２の変調部１１４は、図２の下段に示す通りに、高速データを、２値デジタル変調又は４値デジタル変調する。ここで、制御部１１５は、図２に示す通り、第１の変調部１１３が変調した２値デジタル変調信号が「０」となる期間に同期して、第２の変調部１１４が４値デジタル変調を行うように、第２の変調部１１４を制御する。同様に、制御部１１５は、第１の変調部１１３が変調した２値デジタル変調信号が「１」となる期間に同期して、第２の変調部１１４が２値デジタル変調を行うように、第２の変調部１１４を制御する。このことによって、図２に示す通り、第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号波形と第２の変調部１１４が出力する赤外光用変調信号波形とが同期する。次に、第１の光送信部１１１は、第１の変調部１１３から入力する電気信号（可視光用変調信号）を光信号へ変換（以下、電光変換という）して可視光の光信号（以下、可視光信号という）として空間に送信する。同時に、第２の光送信部１１２は、第２の変調部１１４から入力する電気信号（赤外光用変調信号）を電光変換して赤外光の光信号（以下、赤外光信号という）として空間に送信する。このとき、第１の光送信部１１１及び第２の光送信部１１２は、上記した、可視光用変調信号と赤外光用変調信号との同期を維持して電光変換を行い、可視光信号と赤外光信号とをそれぞれ送信する。【００３６】
ここで、図２の上段に示す通り、可視光用変調信号である２値デジタル変調信号が「１」の期間には、第１の光送信部１１１が照射する可視光は発光状態（以下、ＯＮという）となる。また、可視光用変調信号である２値デジタル変調信号が「０」の期間には、第１の光送信部１１１が照射する可視光は消光状態（以下、ＯＦＦという）となる。このことによって、可視光信号は、光送信装置１１０から光受信装置１２０に送信される。また、図２の下段に示す通り、赤外光用変調信号において、４値デジタル変調の期間には、赤外光が４段階の強度で照射されることによって赤外光信号は光受信装置１２０に送信され、２値デジタル変調の期間には、赤外光が２段階の強度で照射されることによって赤外光信号は光受信装置１２０に送信される。【００３７】
上記した動作によって、光送信装置１１０は、制御部１１５によって、可視光通信を行うための可視光がＯＮの期間には、２値デジタル変調された赤外光信号を送信し、可視光通信を行うための可視光がＯＦＦの期間には、可視光がＯＮの期間の２値デジタル変調よりもデータ転送速度の高い４値デジタル変調された赤外光信号を送信する。【００３８】
次に、光受信装置１２０の動作について説明する。第１の光受信部１２１は、可視光信号を受信して、光信号から電気信号へ変換（以下、光電変換という）する。次に、第１の復調部１２３は、光電変換された電気信号（可視光用変調信号）を復調して、低速データを得る。一方で、第２の光受信部１２２は、赤外光信号を受信して、光電変換する。次に、第２の復調部１２４は、光電変換された電気信号（赤外光用変調信号）を復調して、高速データを得る。次に、データ処理部１２５は、低速データと高速データとを合わせて送信データを復元する。【００３９】
以上に説明した通り、光空間伝送システム１００は、可視光通信を行うための可視光がＯＮの期間には、所要信号対雑音電力比（以下、ＳＮＲという）が小さくても通信可能である多値数が少ない変調方式（データ転送速度は低いが雑音耐性は高い標準変調方式；例えば、上記で説明した２値デジタル変調方式）を用いて赤外光信号を送信する。一方で、光空間伝送システム１００は、可視光通信を行うための可視光がＯＦＦの期間には、ＳＮＲが小さいと通信できない多値数が多い変調方式（データ転送速度は高いが雑音耐性は低い高速変調方式；例えば、上記で説明した４値デジタル変調方式）を用いて赤外光信号を送信する。【００４０】
このことによって、光空間伝送システム１００は、赤外光通信を妨害する背景光である可視光がＯＮの期間には、可視光の影響を受けにくい変調方式を用いて赤外光信号を送信し、赤外光通信を妨害する背景光である可視光がＯＦＦの期間には、高速通信が可能な多値数が多い変調方式を用いて赤外光信号を送信する。この結果として、光空間伝送システム１００は、照明の点灯時においても、可視光通信と並行して高速で赤外光通信を行えるために、大幅な通信速度の高速化を実現できる。【００４１】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る光空間伝送システム２００の構成例を示す図である。図３に示す通り、光空間伝送システム２００は、光送信装置３１２と光受信装置３２１とによって構成される。光送信装置３１２は、第１の実施形態の光空間伝送システム１００が備える光送信装置１１０（図１を参照）に対して、制御部１１５の代りに制御部２１５を備え、拡散符号生成部３１０を更に備える。また、光送信装置３１２が備える第２の変調部１１４は、送信データ変調器３１３及び拡散部３１１を含む。光受信装置３２１は、光空間伝送システム１００が備える光受信装置１２０に対して、逆拡散部３２０を更に備え、データ処理部１２５を備えない。なお、図３の光空間伝送システム２００において、図１の光空間伝送システム１００と同様の構成要素については、同一の参照符号を付して、詳しい説明は省略する。図４は、第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号波形と、第２の変調部１１４が出力する赤外光用変調信号波形とを示す図である。図４には、第１の実施形態で説明した図２と同様に、一例として、第１の変調部１１３は２値デジタル変調を行い、第２の変調部１１４は２値デジタル変調又は４値デジタル変調を行う場合の波形を示している。以下では、図３及び図４を参照して、光空間伝送システム２００の動作について説明する。【００４２】
まず、光送信装置３１２の動作について説明する。拡散符号生成部３１０は、拡散符号を生成して、制御部２１５と第１の変調部１１３と拡散部３１１とに出力する。次に、第１の変調部１１３は、入力した拡散符号を２値デジタル変調する（図４の上段を参照）。一方で、制御部２１５は、光送信装置１１０の外部から送信データを入力して、第２の変調部１１４に出力し、第２の変調部１１４が備える送信データ変調器３１３は、送信データを２値デジタル変調及び４値デジタル変調する（図４の下段を参照）。ここで、制御部２１５は、拡散符号生成部３１０から入力した拡散符号に基づいて、図４に示す通り、第１の変調部１１３が変調する２値デジタル変調信号が「０」となる期間に同期して、第２の変調部１１４（送信データ変調器３１３）が４値デジタル変調を行うように、第２の変調部１１４を制御する。同様に、制御部２１５は、拡散符号生成部３１０から入力した拡散符号に基づいて、第１の変調部１１３が変調する２値デジタル変調信号が「１」となる期間に同期して、第２の変調部１１４（送信データ変調器３１３）が２値デジタル変調を行うように、第２の変調部１１４を制御する。このことによって、図４に示す通り、第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号（２値デジタル変調信号）と送信データ変調器３１３が出力する赤外光用変調信号（２値デジタル変調又は４値デジタル変調の信号）とが同期する。次に、拡散部３１１は、拡散符号生成部３１０から入力する拡散符号によって、赤外光用変調信号を拡散する。次に、第１の光送信部１１１は、可視光用変調信号を電光変換して、可視光信号として空間に送信する。同時に、第２の光送信部１１２は、拡散された赤外光用変調信号を電光変換して、赤外光信号として空間に送信する。このとき、第１の光送信部１１１及び第２の光送信部１１２は、既に説明した、可視光用変調信号と赤外光用変調信号との同期を維持して電光変換を行い、可視光信号と赤外光信号とをそれぞれ送信する。【００４３】
上記した動作によって、光送信装置３１２は、制御部１１５によって、可視光通信を行うための可視光がＯＮの期間には、２値デジタル変調の赤外光信号を送信し、可視光通信を行うための可視光がＯＦＦの期間には、可視光がＯＮの期間の２値デジタル変調よりもデータ転送速度の高い４値デジタル変調の赤外光信号を送信する。【００４４】
次に、光受信装置３２１の動作について説明する。第１の復調部１２３は、第１の光受信部１２１が可視光信号を受信して得た電気信号（可視光用変調信号）を復調して、拡散符号を得る。一方で、逆拡散部３２０は、第２の光受信部１２２が赤外光信号を受信して得た電気信号（拡散された赤外光用電気信号）を入力された後に、第１の復調部１２３が得た拡散符号を用いて、当該電気信号を逆拡散する。このことによって、逆拡散部３２０は、赤外光用変調信号を得る。次に、第２の復調部１２４は、赤外光用変調信号を復調して送信データを復元する。【００４５】
以上に説明した通り、光空間伝送システム２００は、第１の実施形態の光空間伝送システム１００と同様に、可視光のＯＮ／ＯＦＦ期間に同期して赤外光通信の変調方式を切替えることによって、照明の点灯時においても高速通信を可能とする。更に、光空間伝送システム２００では、拡散処理を用いて送信データの通信を行うので、赤外光用変調信号について拡散利得が得られる。このことによって、拡散利得が得られた分だけ赤外光通信の雑音耐性が高くなるので、光空間伝送システム２００が行う赤外光通信に用いる変調方式には、第１の実施形態の光空間伝送システム１００が行う赤外光通信に用いる変調方式よりも大きいＳＮＲを必要とする変調方式（より高速通信が可能な変調方式）を採用することができる。この結果として、光空間伝送システム２００は、第１の実施形態の光空間伝送システム１００よりも更に高速通信を実現できる。【００４６】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る光空間伝送システム３００の構成例を示す図である。図５に示す通り、光空間伝送システム３００は、光送信装置３１２と光受信装置４２３とで構成される。光受信装置４２３は、第２の実施形態の光空間伝送システム２００が備える光受信装置３２１（図３を参照）に対して、第１の光受信部１２１及び第２の光受信部１２２の代りに、光受信部４２０と第１のフィルタ部４２１と第２のフィルタ部４２２とを備える。なお、図５の光空間伝送システム３００において、第２の実施形態の光空間伝送システム２００と同様の構成要素については、同一の参照符号を付して、詳しい説明は省略する。以下では、図５を参照して、光空間伝送システム３００の動作について説明する。【００４７】
まず、光送信装置３１２の動作について説明する。光空間伝送システム３００の光送信装置３１２は、光空間伝送システム２００の光送信装置３１２に対して、第１の変調部１１３及び第２の変調部１１４の動作が若干異なる。以下に、第１の変調部１１３及び第２の変調部１１４の動作について説明する。図６は、第１の変調部１１３が出力する電気信号（可視光用変調信号）のスペクトルを示す図である。図７は、拡散部３１１が出力する電気信号（拡散された赤外光用変調信号）のスペクトルを示す図である。第１の変調部１１３は、図６に示す通り、出力する電気信号（可視光用変調信号）のスペクトルが、比較的低い周波数帯域に存在するように変調を行う。一方で、第２の変調部１１４は、図７に示す通り、拡散部３１１が出力する電気信号（拡散された赤外光用変調信号）のスペクトルが、図６の可視光用変調信号のスペクトルと重ならないように、比較的高い周波数帯域に存在するように変調を行う。その他は、第２の実施形態の光空間伝送システム２００と同様の動作を行って、光送信装置３１２は、可視光信号と赤外光信号とを光受信装置４２３へ送信する。【００４８】
次に、光受信装置４２３の動作について説明する。光受信部４２０は、可視光信号と赤外光信号とを受信して、光電変換する。図８は、光受信部４２０が出力する電気信号（可視光変調信号及び拡散された赤外光用変調信号）のスペクトルを示す図である。ここで、図８に示す通り、光受信部４２０が出力する電気信号において、可視光変調信号のスペクトルが存在する周波数帯域と拡散された赤外光用変調信号のスペクトルが存在する周波数帯域とは、異なる。次に、第１のフィルタ部４２１は、光受信部４２０が出力する電気信号（可視光変調信号及び拡散された赤外光用変調信号）を入力して、低周波数帯域に存在する可視光変調信号を抽出する。一方で、第２のフィルタ部４２２は、光受信部４２０が出力する電気信号を入力して、高周波数帯域に存在する拡散された赤外光変調信号を抽出する。その他は、第２の実施形態の光空間伝送システム２００の光受信装置３２１と同様の動作を行って、光受信装置４２３は、光送信装置３１２に入力された送信データを復元する。【００４９】
以上に説明した通り、光空間伝送システム３００は、第２の実施形態の光空間伝送システム２００と同様に、拡散処理を用いて送信データの通信を行うので第１の実施形態の光空間伝送システム１００よりも更に高速通信を可能とする。更に、光空間伝送システム３００では、光送信装置３１２が、電気的に異なる周波数帯域の可視光用変調信号及び拡散された赤外光用変調信号を光電変換して光信号を送信する。このことによって、光空間伝送システム３００では、光受信装置４２３が、光信号を受信後にフィルタを用いて可視光用変調信号と拡散された赤外光用変調信号とを分離することができる。この結果として、光空間伝送システム３００は、第２の実施形態の光空間伝送システム２００と異なり、１つの光受信部によって光信号を受信できる。【００５０】
（第４の実施形態）
第１の実施形態の光空間伝送システム１００では説明を省略したが、光送信装置１１０の第２の変調部１１４は、クロック信号を用いて変調を行い、光受信装置１２０の第２の復調部１２４もまた、クロック信号を用いて復調を行う。そして、光空間伝送システム１００では、第２の変調部１１４と第２の復調部１２４とは、それぞれ、個別にクロック信号を生成して変調及び復調を行う。この様に、送信側と受信側とで別々に生成したクロック信号を用いて変調及び復調をそれぞれ行う場合には、受信側で復調誤りの可能性が高まる。これは、送信側のクロック信号の周波数と受信側のクロック信号の周波数との微差、及び復調時の受信側のクロック信号と受信信号との同期誤差が復調時の信号判定の誤り率を高めるからである。この復調誤りの可能性は、光空間伝送システム１００において、可視光の発光期間に赤外光信号が送信される場合に、更に高まり、問題となる。これは、既に説明した通り、可視光は、赤外光信号の伝送に対して、妨害光として作用するからである。なお、光空間伝送システム１００において、クロック信号は、光送信装置１１０及び光受信装置１２０の外部で生成されても良いし、内部で生成されても良いし、更には、第２の変調部１１４及び第２の復調部１２４の内部で生成されても良い。以下では、説明の便宜のために、光空間伝送システム１００のクロック信号は、第２の変調部１１４及び第２の復調部１２４がそれぞれ含む発信器及びクロック生成器（図１には図示せず）によってそれぞれ生成されるものとする。【００５１】
第４の実施形態に係る光空間伝送システム４００は、送信データを赤外光によって伝送する一方で送信側のクロック信号に関する情報（基準周波数信号）を可視光によって伝送する。このことによって、光空間伝送システム４００は、上記した復調時の信号判定の誤り率を低減して、照明点灯時の高速通信を可能にする。【００５２】
図９は、本発明の第４の実施形態に係る光空間伝送システム４００の構成例を示す図である。図９に示す通り、光空間伝送システム４００は、光送信装置４５０と光受信装置４５１とで構成される。光送信装置４５０は、第１の実施形態の光空間伝送システム１００が備える光送信装置１１０（図１を参照）に対して、第２の変調部１１４の代わりに第２の変調部４５３を備え、また、制御部１１５を備えない。光受信装置４５１は、第１の実施形態の光空間伝送システム１００が備える光受信装置１２０（図１を参照）に対して、第２の復調部１２４の代わりに第２の復調部４５４を備え、また、データ処理部１２５を備えない。第２の変調部４５３は、光送信装置１１０の第２の変調部１１４と同様に、発振器４５５とクロック生成器４５６と送信データ変調器４５７とを含む。第２の復調部４５４は、第２の復調部１２４と同様にクロック生成器４５８及び復調器４５９を含むが、第２の復調部１２４とは異なり発振器は含まない。なお、第１の実施形態ではクロック信号についての説明を省略したので、図１には、第２の変調部１１４及び第２の復調部１２４それぞれの内部装置である発信器等を図示していない。また、光空間伝送システム４００において、第１の実施形態の光空間伝送システム１００と同様の構成要素については、同様の参照符号を付して、詳細な説明は省略する。【００５３】
図１０は、光空間伝送システム４００において、第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号波形と、第２の変調部４５３が出力する赤外光用変調信号波形とを示す図である。図１０には、一例として、第１の変調部１１３は２値デジタル変調を行い、第２の変調部４５３は４値デジタル変調を行う場合の波形を示している。以下では、図９及び図１０を参照して、光空間伝送システム４００の動作について説明する。【００５４】
まず、光送信装置４５０の動作について説明する。送信データは、第２の変調部４５３の送信データ変調器４５７に入力される。発信器４５５は、所定の基準周波数を有する信号（以下、基準周波数信号という）を生成し、第１の変調部１１３及びクロック生成器４５６に出力する。第１の変調部１１３は、基準周波数信号を変調して可視光用変調信号（図１０の上段を参照）を生成し、第１の光送信部１１１に出力する。第１の光送信部１１１は、第１の変調部１１３の出力信号を電光変換して可視光信号を放射する。一方、クロック生成器４５６は、基準周波数信号の周波数を高めて（高速化して）クロック信号を生成し、送信データ変調器４５７に出力する。送信データ変調器４５７は、送信データを、クロック生成器４５６から入力されたクロック信号を用いてデジタル変調して赤外光用変調信号（図１０の下段を参照）を生成し、第２の光送信部１１２に出力する。第２の光送信部１１２は、第２の変調部４５３の出力信号を電光変換して赤外光信号を放射する。【００５５】
上記した動作によって、光送信装置４５０は、光受信装置４５１に、クロック信号の生成に用いられる比較的低速な信号である基準周波数信号を可視光によって送信し、当該クロック信号を用いて高速変調された送信データを赤外光によって送信する。【００５６】
次に、光受信装置４５１の動作について説明する。第１の光受信部１２１は、可視光信号を受信して、光電変換する。次に、第１の復調部１２３は、光電変換された電気信号（可視光用変調信号）を復調して、基準周波数信号を得て、第２の復調部４５４のクロック生成器４５８に出力する。一方で、第２の光受信部１２２は、赤外光信号を受信して光電変換し、第２の復調部４５４の復調器４５９に出力する。次に、第２の復調部４５４のクロック生成器４５８は、入力された基準周波数信号の周波数を高めて（高速化して）クロック信号を生成し、復調器４５９に出力する。復調器４５９は、第２の光受信部１２２から入力された赤外光用変調信号を、クロック生成器４５８から入力されたクロック信号を用いて復調し、送信データを復元する。ここで、赤外光用変調信号とクロック信号とが同期して復調器４５９に入力されるように、光空間伝送システム４００全体として調整がなされている。【００５７】
以上に説明した通り、光空間伝送システム４００は、送信側で送信データの変調に使用するクロック信号の生成に用いる基準周波数信号を受信側に送信し、受信側で、受信した当該基準周波数信号を用いてクロック信号を生成し、当該クロック信号を使用して送信データを復調する。このことによって、光空間伝送システム４００は、送信側のクロック信号の周波数と受信側のクロック信号の周波数との微差をなくし、復調時の受信側のクロック信号と受信信号との同期誤差による復調時の信号判定を精度良く行うことができるので、信号判定の誤り率を低減することができる。従って、光空間伝送システム４００は、赤外光通信を妨害する背景光である可視光がＯＦＦの期間だけでなくＯＮの期間にも、高速通信が可能な多値数が多い変調方式を用いて赤外光信号を送信することができる。この結果として、光空間伝送システム４００は、照明の点灯時においても、可視光通信と並行して高速で赤外光通信を行えるために、大幅な通信速度の高速化を実現できる。【００５８】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、第４の実施形態の光空間伝送システム４００に、第１の実施形態と同様に、可視光通信を行うための可視光がＯＮの期間には、データ転送速度は低いが雑音耐性は高い標準変調方式を用いて赤外光信号を伝送し、可視光通信を行うための可視光がＯＦＦの期間には、データ転送速度は高いが雑音耐性は低い高速変調方式を用いて赤外光信号を伝送する機能を加えた光空間伝送システム５００について説明する。【００５９】
図１１は、本発明の第５の実施形態に係る光空間伝送システム５００の構成例を示す図である。光空間伝送システム５００は、第４の実施形態の光空間伝送システム４００（図９を参照）に対して、第２の変調部４５３の代わりに第２の変調部４６０を備え、また、制御部４５２を更に備える。第２の変調部４６０は、第２の変調部４５３に対して、送信データ変調器４５７の代わりに送信データ変調器４６１を含む。なお、光空間伝送システム５００において、第４の実施形態の光空間伝送システム４００と同様の構成要素には同様の参照符号を付して、詳細な説明は省略する。【００６０】
図１２は、光空間伝送システム５００において、第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号波形と、第２の変調部４６０が出力する赤外光用変調信号波形とを示す図である。図１２には、一例として、第１の変調部１１３は２値デジタル変調を行い、第２の変調部４６０は２値デジタル変調又は４値デジタル変調を行う場合の波形を示している。以下では、図１１及び図１２を参照して、光空間伝送システム５００の動作について説明する。【００６１】
制御部４５２は、光送信装置４５０の外部から送信データを入力され、当該送信データを第２の変調部４６０の送信データ変調器４６１に出力する。送信データ変調器４６１は、第１の実施形態と同様に（図２を参照）、図１２の下段に示す通り、送信データを、２値デジタル変調又は４値デジタル変調する。また、制御部４５２は、発振器４５５から基準周波数信号を入力される。そして、制御部４５２は、第１の実施形態と同様に、図１２に示す通り、第１の変調部１１３が変調した２値デジタル変調信号が「０」となる期間に同期して、送信データ変調器４６１が４値デジタル変調を行うように、送信データ変調器４６１を制御する。同様に、制御部４５２は、第１の変調部１１３が変調した２値デジタル変調信号が「１」となる期間に同期して、送信データ変調器４６１が２値デジタル変調を行うように、送信データ変調器４６１を制御する。このことによって、図１２に示す通り、第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号波形と第２の変調部４６０が出力する赤外光用変調信号波形とが同期する。また、第１の実施形態と同様に、第１の光送信部１１１及び第２の光送信部１１２は、既に説明した通り、可視光用変調信号と赤外光用変調信号との同期を維持して電光変換を行い、可視光信号と赤外光信号とをそれぞれ送信する。【００６２】
上記した第５の実施形態の光空間伝送システム５００によれば、第４の実施形態の光空間伝送システム４００と同様に、送信側のクロック信号の周波数と受信側のクロック信号の周波数との微差をなくし、復調時の受信側のクロック信号と受信信号との同期誤差による復調時の信号判定を精度良く行うことができるので、信号判定の誤り率を低減することができる。これに加えて、光空間伝送システム５００によれば、第１の実施形態の光空間伝送システム１００と同様に、妨害光となる可視光のＯＮ／ＯＦＦに応じて赤外光信号の変調方式を切替えることによって、更に、復調時の信号判定の誤り率を低減することができる。この結果として、第５の実施形態の光空間伝送システム５００は、より安定した高速通信を確保することができる。【００６３】
なお、以上に説明した第１〜第５の実施形態において、光送信装置は光受信部を更に備え、光受信装置は光送信部を更に備えて、送信データの伝送開始を要求する信号（以下、伝送要求信号という）を光受信装置から光送信装置に送信できる構成としてもよい。以下では、第１の実施形態の光空間伝送システム１００を例に挙げて簡単に説明する。図１３は、第１の実施形態の光空間伝送システム１００に伝送要求信号を伝送する機能を加えた構成例を示す図である。図１３に示す通り、光送信装置１１０は第３の光受信部１６１を更に備え、光受信装置１２０は第３の光送信部１６０を更に備える。ここで、第１の実施形態では説明の便宜上省略していたが、外部インターフェイス部１６２は、外部装置（図示せず）と光送信装置１１０と連結し、また、外部装置から送信データを制御部１１５に入力する。第３の光送信部１６０は、ユーザ等によって伝送要求信号を入力され、当該伝送要求信号を電光変換し光信号にして第３の光受信部１６１に送信する。第３の光受信部１６１は、第３の光送信部１６０から送信された光信号を受信して、当該光信号を光電変換して伝送要求信号を復元する。ここで、第３の光送信部１６０が送信する光信号は、可視光信号には限られず、赤外光信号であってもよい。次に、第３の光受信部１６１は、伝送要求信号を外部インターフェイス部１６２に入力する。外部インターフェイス部１６２に接続された外部装置は、伝送要求信号に従って、送信データを外部インターフェイス部１６２に入力する。次に、外部インターフェイス部１６２を介して、送信データは、外部装置から制御部１１５に入力されて、送信データの伝送が開始される。以上に説明した通り、第１〜第５の実施形態において、伝送要求信号に従って、送信データの伝送が開始される構成としてもよい。なお、伝送要求信号の代わりに、他の信号を光受信部から光送信部へ送信してもよい。また、伝送要求信号は第３の光受信部１６１から制御部１１５に入力されて、伝送要求信号を入力された制御部１１５が外部装置に送信データを出力させることによって、送信データの伝送が開始されてもよい。また、伝送要求信号を伝送するために第３の光送信部１６０と第３の光受信部１６１とを設けて光空間伝送を行う構成としているが、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＲＦ−ＩＤ、無線ＬＡＮ等の電波を用いた無線伝送を行う構成としてもよい。【００６４】
また、上記した第１〜第５の実施形態において、第１の変調部１１３及び第２の変調部１１４、４５３及び４６０が行う多値変調としては、搬送波を使用した位相、振幅、周波数等をＭ値に変調するＭ−ＰＳＫ、Ｍ−ＡＳＫ、Ｍ−ＦＳＫや、振幅及び位相を変調するＱＡＭ等の変調方式や、搬送波を用いないでデジタル信号の振幅値を多値化した多値デジタル変調方式等、いずれの変調を用いてもよい。【００６５】
また、上記した第１、２、４及び５の実施形態において、第１の光受信部１２１は赤外光信号を受信せず、第２の光受信部１２２は可視光信号を受信しないことが好ましい。【００６６】
また、上記した第１、２、４及び５の実施形態において、可視光を受信する第１の光受信部１２１と赤外光を受信する第２の光受信部１２２の受光感度を向上させて、より安定した高速通信を行うために、第１の光受信部１２１と光送信装置１１０との間に赤外光を除去する光フィルタを挿入し、第２の光受信部１２２と光送信装置１１０との間に、可視光を除去する光フィルタを挿入してもよい。また、光空間伝送に関する一般的な光学系（集光レンズ等）を用いて、より安定した高速通信を行ってもよい。【００６７】
また、上記した第１〜第５の実施形態において、第１の光送信部１１１が照射する可視光は照明として用いられることが前提であるので、可視光信号には、ＰＰＭ（パルス位置変調：Ｐｕｌｓｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を施すことが好ましい。このことによって、可視光のＯＮ／ＯＦＦ動作において、ＯＦＦ動作が多数連続することで肉眼に感じられる「照明のチカチカ感」を防止することができる。【００６８】
また、上記した第１〜３及び５の実施形態では、赤外光通信において、変調方式の多値数を切替えることによって大幅な高速通信を可能としたが、変調速度を切替えることによって大幅な高速通信を可能としてもよい。例えば、赤外光信号は、全て２値デジタル変調のみを施されたものとして、可視光がＯＮの期間は変調速度を遅くし、可視光がＯＦＦの期間は変調速度を速くすることによって、大幅な高速通信が可能となる。【００６９】
また、上記した第１の実施形態において、送信データに含まれる低速データは、光送信装置１１０が設置されている位置を示す位置情報であってもよい。このことによって、当該光送信装置１１０から可視光信号を受信した光受信装置１２０の位置を特定することができる。【００７０】
また、光送信装置１１０等に備えられる制御部１１５等にメモリを設けて、低速データ、高速データ等を含む送信データを一旦当該メモリに保存する構成としてもよい。外部インターフェイス部１６２（図１３を参照）と外部装置（図示せず）とをインターネット等を介して接続する場合、接続状態が時間的に変化し、伝送速度が変動する可能性がある。しかし、この様な構成にして送信データを一旦メモリに保存することによって、外部接続状況に影響されず、安定した伝送を実現できる。【００７１】
また、上記した第２及び第３の実施形態において、光送信装置３１２が複数設置されている場合に、各光送信装置３１２が備える各拡散符号生成部３１０が生成する各拡散符号が、各光送信装置３１２の各設置位置にそれぞれ固有に割り当てられてもよい。このことによって、光送信装置３１２から可視光信号を受信した光受信装置の位置を特定することができる。また、以上では、各光送信装置３１２が備える各拡散符号生成部３１０が、各拡散符号を生成する構成としている。しかし、各光送信装置３１２は、拡散符号生成部３１０の代わりに拡散符号を蓄える拡散符号用メモリを備えて、外部インターフェイス部１６２（図３及び図５には図示せず、図１３を参照）から拡散符号を入力して蓄積してもよい。このことによって、各光送信装置３１２で使用する拡散符号を外部から設定・変更等することが可能となる。【００７２】
また、上記した第１〜第５の実施形態において、第１の光送信部１１１は、三原色（赤、青、緑）の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、当該三原色の可視光のうちの少なくとも１つを発光／消光させることによって、可視光信号を光受信装置に送信してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明に係る光空間伝送システムは、可視光に照明機能及び低速通信機能を持たせつつ、赤外光に高速通信機能をもたせるので、高速な光無線通信システム等への適用として有用である。また、映像信号や音声信号の伝送等の用途への適用も可能である。また、照明機能を有するため、電気信号による無線伝送システムにはない通信範囲が明示できる点や、配光設計により、スポット的な使用も可能となるため、多数の光送信装置を設置することにより、詳細な位置情報の提供やデパート、駅等の公共用途での位置に依存した情報提供等への応用にも有用である。
【図１】
2008050729.tif 000003
【図２】
2008050729.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年1月13日(2009.1.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を無線信号として使用する光空間伝送技術等に関し、より特定的には、可視光及び赤外光の双方を使用した、光空間伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、照明に用いる可視光と照明には用いない赤外光とを照射する光源を使用して、送信する情報を可視光及び赤外光に含めて通信を行う照明光通信装置がある。このような照明光通信装置の一例が、特許文献１に記載されている。図１４は、特許文献１の照明光通信装置６００の構成を示す図である。以下に、図１４を用いて、照明光通信装置６００の動作について簡単に説明する。まず、照明の点灯時に照明光（可視光）を用いて通信を行うときは、照明光通信装置６００は、スイッチ５１２及び５１３を接続状態にする。そして、光変調部５１１は、送信する情報を変調した信号を作成する。そして、電力分配器５１５は、この信号を、照明を行うための電力の波形に重畳させて照明部５１６を駆動する。このことによって、照明光通信装置６００は、照明動作に通信動作を含めて、可視光を用いた光通信を行うことができる。一方、照明の消灯時に通信を行うときは、照明光通信装置６００は、スイッチ５１２及び５１３を切断状態にして、スイッチ５１４を接続状態にする。そして、光変調部５１１は、赤外光を照射する通信部５１７を駆動する。このことによって、照明光通信装置６００は、照明の消灯時にも赤外光を用いて光通信を行うことができる。
【０００３】
上記した通り、照明光通信装置６００は、照明の点灯時だけでなく、消灯時にも消灯状態を保ったまま通信を行うことができる。なお、照明部５１６と通信部５１７とを一体化した１つの発光素子によって構成できるので、コンパクトなシステム構成が可能である。
【特許文献１】特開２００４−２８２３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の照明光通信装置を用いる照明光通信システムには、以下の理由によって、照明の点灯時には低速でしか光通信をできないという問題がある。
（１）照明光通信で使用する波長帯域（可視光帯域）は、一般に、光受信装置が備えるシリコン系受光素子による受光感度が悪いので、高速通信が困難である。
（２）照明用光源（白色ＬＥＤ等）に必要とされる高出力性と高速応答性とは、互いに両立しないトレードオフの関係にある。そして、照明機器に通信機能を付加して構成される照明光通信システムでは、照明機能が通信機能よりも優先されるので、高速応答性よりも高出力性を優先した光源が用いられる。このために、高速通信は困難である。
【０００５】
それ故に、本発明の目的は、照明の点灯時でも、大幅な通信速度の高速化が可能な可視光及び赤外光を用いた光空間伝送システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、可視光と赤外光とを用いて送信データを送信する光送信装置に向けられている。そして上記目的を達成させるために、本発明の光送信装置は、第１のデータに低速のデジタル変調を施す第１の変調部と、第２のデータに、高速のデジタル変調を施す第２の変調部と、第１の変調部の出力信号に応じて可視光を発光／消光させて、第１のデータを伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、第２の変調部の出力信号に応じて赤外光の強度を変えて、第２のデータを伝える赤外光信号を可視光信号と並行して送信する第２の光送信部とを備える。
【０００７】
また、好ましくは、第２の変調部が施す高速のデジタル変調は、標準変調又は標準変調よりもデータ転送速度の高い高速転送変調であり、第２の光送信部に、可視光信号の発光期間には、標準変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させ、可視光信号の消光期間には、高速転送変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させる制御部を更に備える。
【０００８】
また、第１のデータ及び第２のデータは、それぞれ、制御部によって、送信データが分けられたものであってもよい。
【０００９】
また、拡散符号を生成する拡散符号生成部を更に備え、第１のデータは、拡散符号であり、第２のデータは、送信データであり、第２の変調部は、送信データに、標準変調又は高速転送変調を施した後に、拡散符号を用いて拡散してもよい。
【００１０】
また、第１の変調部は、拡散符号に低速のデジタル変調を施した後に、低周波数帯域の電気信号にし、第２の変調部は、送信データに拡散をした後に、低周波数帯域と重ならない高周波数帯域の電気信号にしてもよい。
【００１１】
また、第１のデータは、光送信装置が設置されている位置を示す情報であってもよいし、拡散符号は、光送信装置が設置されている位置に割り当てられる固有のものであってもよい。
【００１２】
また、第２のデータは、送信データであり、第１のデータは、送信データに施す高速のデジタル変調に用いられるクロック信号を生成するための基本周波数信号であってもよい。
【００１３】
また、第２の変調部が施す高速のデジタル変調は、標準変調又は標準変調よりデータ転送速度の高い高速転送変調であり、第２の光送信部に、可視光信号の発光期間には、標準変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させ、可視光信号の消光期間には、高速転送変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させる制御部を更に備えてもよい。
【００１４】
また、第１の光送信部は、三原色の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、三原色の可視光の少なくとも１つを発光／消光させて、第１のデータを伝える可視光信号を送信してもよい。
【００１５】
本発明は、可視光と赤外光とを用いて光送信装置と光受信装置との間で送信データを伝送する光空間伝送システムにも向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の光空間伝送システムは、光送信装置と光受信装置とを備え、光送信装置は、第１のデータに低速のデジタル変調を施す第１の変調部と、第２のデータに、高速の標準デジタル変調又は高速の標準デジタル変調よりデータ転送速度の高い高速転送デジタル変調を施す第２の変調部と、第１の変調部の出力信号に応じて可視光を発光／消光させて、第１のデータを伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、第２の変調部の出力信号に応じて赤外光の強度を変えて、第２のデータを伝える赤外光信号を送信する第２の光送信部と、送信データを第１のデータと第２のデータとに分け、第２の光送信部に、可視光信号の発光期間には、高速の標準デジタル変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させ、可視光信号の消光期間には、高速転送デジタル変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させる制御部とを備え、光受信装置は、可視光信号を受信する第１の光受信部と、赤外光信号を受信する第２の光受信部と、第１の光受信部の出力信号から第１のデータを復調する第１の復調部と、第２の光受信部の出力信号から第２のデータを復調する第２の復調部と、第１のデータと第２のデータとを合わせて送信データを復元するデータ処理部とを備える。
【００１６】
また、第１の光送信部は、三原色の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、三原色の可視光の少なくとも１つを発光／消光させて、第１のデータを伝える可視光信号を送信してもよい。
【００１７】
また、光受信装置は、光信号によって、光送信装置に送信データの伝送開始を要求する伝送要求信号を送信する第３の光送信部を更に備え、光送信装置は、伝送要求信号を受信する第３の光受信部を更に備え、制御部は、伝送要求信号に従って、送信データの伝送を開始してもよい。
【００１８】
また、上記目的を達成させるために、本発明の光空間伝送システムは、光送信装置と光受信装置とを備え、光送信装置は、拡散符号を生成する拡散符号生成部と、拡散符号に低速のデジタル変調を施す第１の変調部と、送信データに、高速の標準デジタル変調又は高速の標準デジタル変調よりデータ転送速度の高い高速転送デジタル変調を施し、拡散符号を用いて拡散する第２の変調部と、第１の変調部の出力信号に応じて可視光を発光／消光させて、拡散符号を伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、第２の変調部の出力信号に応じて赤外光の強度を変えて、送信データを伝える赤外光信号を送信する第２の光送信部と、第２の光送信部に、可視光信号の発光期間には、高速の標準デジタル変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させ、可視光信号の消光期間には、高速転送デジタル変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させる制御部とを備え、光受信装置は、可視光信号を受信する第１の光受信部と、赤外光信号を受信する第２の光受信部と、第１の光受信部の出力信号から拡散符号を復調する第１の復調部と、第２の光受信部の出力信号を拡散符号によって逆拡散する逆拡散部と、逆拡散部の出力信号から送信データを復調する第２の復調部とを備えてもよい。
【００１９】
また、第１の光送信部は、三原色の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、三原色の可視光の少なくとも１つを発光／消光させて、拡散符号を伝える可視光信号を送信してもよい。
【００２０】
また、光受信装置は、光信号によって、光送信装置に送信データの伝送開始を要求する伝送要求信号を送信する第３の光送信部を更に備え、光送信装置は、伝送要求信号を受信する第３の光受信部を更に備え、制御部は、伝送要求信号に従って、送信データの伝送を開始してもよい。
【００２１】
また、上記目的を達成させるために、本発明の光空間伝送システムは、光送信装置と光受信装置とを備え、光送信装置は、拡散符号を生成する拡散符号生成部と、拡散符号に低速のデジタル変調を施し、低周波数帯域の電気信号にする第１の変調部と、送信データに、高速の標準デジタル変調又は高速の標準デジタル変調よりデータ転送速度の高い高速転送デジタル変調を施し、拡散符号を用いて拡散し、低周波数帯域と重ならない高周波数帯域の電気信号にする第２の変調部と、第１の変調部の出力信号に応じて可視光を発光／消光させて、拡散符号を伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、第２の変調部の出力信号に応じて赤外光の強度を変えて、送信データを伝える赤外光信号を送信する第２の光送信部と、第２の光送信部に、可視光信号の発光期間には、高速の標準デジタル変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させ、可視光信号の消光期間には、高速転送デジタル変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させる制御部とを備え、光受信装置は、可視光信号及び赤外光信号を受信する第１の光受信部と、低周波数帯域の電気信号を抽出する第１のフィルタ部と、高周波数帯域の電気信号を抽出する第２のフィルタ部と、第１のフィルタ部の出力信号から拡散符号を復調する第１の復調部と、第２のフィルタ部の出力信号を拡散符号によって逆拡散する逆拡散部と、逆拡散部の出力信号から送信データを復調する第２の復調部とを備えてもよい。
【００２２】
また、第１の光送信部は、三原色の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、三原色の可視光の少なくとも１つを発光／消光させて、拡散符号を伝える可視光信号を送信してもよい。
【００２３】
また、光受信装置は、光信号によって、光送信装置に送信データの伝送開始を要求する伝送要求信号を送信する第３の光送信部を更に備え、光送信装置は、伝送要求信号を受信する第２の光受信部を更に備え、制御部は、伝送要求信号に従って、送信データの伝送を開始してもよい。
【００２４】
また、第１のデータは、光送信装置が設置されている位置を示す情報であってもよいし、拡散符号は、光送信装置が設置されている位置に割り当てられる固有のものであってもよい。
【００２５】
また、上記目的を達成させるために、本発明の光空間伝送システムは、光送信装置と光受信装置とを備え、光送信装置は、クロック信号を生成するための基本周波数信号に低速のデジタル変調を施す第１の変調部と、送信データに、基本周波数信号から生成されたクロック信号を用いて、高速の標準デジタル変調又は高速の標準デジタル変調よりデータ転送速度の高い高速転送デジタル変調を施す第２の変調部と、第１の変調部の出力信号に応じて可視光を発光／消光させて、基本周波数信号を伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、第２の変調部の出力信号に応じて赤外光の強度を変えて、送信データを伝える赤外光信号を送信する第２の光送信部と、第２の光送信部に、可視光信号の発光期間には、高速の標準デジタル変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させ、可視光信号の消光期間には、高速転送デジタル変調を施された第２の変調部の出力信号に応じて赤外光信号を発光させる制御部とを備え、光受信装置は、可視光信号を受信する第１の光受信部と、赤外光信号を受信する第２の光受信部と、第１の光受信部の出力信号から基本周波数信号を復調する第１の復調部と、基本周波数信号からクロック信号を生成し、当該クロック信号を用いて、第２の光受信部の出力信号から送信データを復調する第２の復調部とを備えてもよい。
【００２６】
また、第１の光送信部は、三原色の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、三原色の可視光の少なくとも１つを発光／消光させて、基本周波数信号を伝える可視光信号を送信してもよい。
【００２７】
また、光受信装置は、光信号によって、光送信装置に送信データの伝送開始を要求する伝送要求信号を送信する第３の光送信部を更に備え、光送信装置は、伝送要求信号を受信する第３の光受信部を更に備え、制御部は、伝送要求信号に従って、送信データの伝送を開始してもよい。
【発明の効果】
【００２８】
上記のように、可視光及び赤外光を用いた本発明の光空間伝送システムによれば、照明の点灯時であっても、可視光通信に並行して高速通信が可能な赤外光通信を行うことができるので、大幅な通信速度の高速化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施形態についての説明に際して、一般的な可視光通信及び赤外光通信の特徴を簡単に説明する。まず、既に説明した通り、可視光通信に用いられる可視光は、データ通信に使用されるだけでなく、照明用途としても用いられという特徴がある。また、一般に、照明用途として用いられる可視光を照射する光源には、蛍光灯及び白色ＬＥＤ等が使用される。そして、蛍光灯及び白色ＬＥＤ等には、赤外光通信用のＬＥＤ及び半導体レーザ等の光源と比較して、変調速度が遅い（高速通信に不向き）という特徴がある。一方、赤外光通信に用いられる赤外光は、目に見えない波長の光であるので、照明用途としては使用されない。しかし、赤外光を照射する赤外線通信用のＬＥＤ及び半導体レーザ等の光源は、変調速度が速い（高速通信に向く）という特徴がある。
【００３０】
上記した特徴から、照明の点灯時に、可視光通信と、高速通信が可能な赤外光通信とを同時に行うことによって、通信速度の大幅な高速化が可能とも思われる。しかし、可視光通信に用いられる可視光は、赤外光通信を妨害する背景光となるので、一般に、可視光通信と赤外光通信とを同時に行うことによっては、大幅な通信速度の高速化はできない。しかし、以下に説明する本発明の実施形態に係る光空間伝送システムでは、照明の点灯時に可視光通信と赤外光通信とを同時に行うことによって、大幅な通信速度の高速化が可能となる。
【００３１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光空間伝送システム１００の構成例を示す図である。図１に示す通り、光空間伝送システム１００は、光伝送装置１１０と光受信装置１２０とで構成される。光伝送装置１１０は、制御部１１５と第１の変調部１１３と第２の変調部１１４と第１の光送信部１１１と第２の光送信部１１２で構成される。光受信装置１２０は、第１の光受信部１２１と第２の光受信部１２２と第１の復調部１２３と第２の復調部１２４とデータ処理部１２５とで構成される。
【００３２】
図２は、第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号波形と、第２の変調部１１４が出力する赤外光用変調信号波形とを示す図である。図２には、一例として、第１の変調部１１３は２値デジタル変調を行い、第２の変調部１１４は２値デジタル変調又は４値デジタル変調を行う場合の波形を示している。以下では、図１及び図２を参照して、光空間伝送システム１００の動作について説明する。
【００３３】
まず、光送信装置１１０の動作について説明する。光送信装置１１０から光受信装置１２０に送信するデータ（以下、送信データという）が、制御部１１５に入力される。次に、制御部１１５は、送信データに含まれるデータを、高速通信が要求されないデータ（以下、低速データという）と高速通信が要求されるデータ（以下、高速データという）とに分ける。なお、制御部１１５が送信データを分けるための基準は、これには限られず、制御部１１５は、他の基準によって送信データを分けてもよい。次に、制御部１１５は、低速データを可視光を用いて通信するために第１の変調部１１３に出力し、高速データを赤外光を用いて通信するために第２の変調部１１４に出力する。次に、第１の変調部１１３は、図２の上段に示す通りに、低速データを、２値デジタル変調する。一方で、第２の変調部１１４は、図２の下段に示す通りに、高速データを、２値デジタル変調又は４値デジタル変調する。ここで、制御部１１５は、図２に示す通り、第１の変調部１１３が変調した２値デジタル変調信号が「０」となる期間に同期して、第２の変調部１１４が４値デジタル変調を行うように、第２の変調部１１４を制御する。同様に、制御部１１５は、第１の変調部１１３が変調した２値デジタル変調信号が「１」となる期間に同期して、第２の変調部１１４が２値デジタル変調を行うように、第２の変調部１１４を制御する。このことによって、図２に示す通り、第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号波形と第２の変調部１１４が出力する赤外光用変調信号波形とが同期する。次に、第１の光送信部１１１は、第１の変調部１１３から入力する電気信号（可視光用変調信号）を光信号へ変換（以下、電光変換という）して可視光の光信号（以下、可視光信号という）として空間に送信する。同時に、第２の光送信部１１２は、第２の変調部１１４から入力する電気信号（赤外光用変調信号）を電光変換して赤外光の光信号（以下、赤外光信号という）として空間に送信する。このとき、第１の光送信部１１１及び第２の光送信部１１２は、上記した、可視光用変調信号と赤外光用変調信号との同期を維持して電光変換を行い、可視光信号と赤外光信号とをそれぞれ送信する。
【００３４】
ここで、図２の上段に示す通り、可視光用変調信号である２値デジタル変調信号が「１」の期間には、第１の光送信部１１１が照射する可視光は発光状態（以下、ＯＮという）となる。また、可視光用変調信号である２値デジタル変調信号が「０」の期間には、第１の光送信部１１１が照射する可視光は消光状態（以下、ＯＦＦという）となる。このことによって、可視光信号は、光送信装置１１０から光受信装置１２０に送信される。また、図２の下段に示す通り、赤外光用変調信号において、４値デジタル変調の期間には、赤外光が４段階の強度で照射されることによって赤外光信号は光受信装置１２０に送信され、２値デジタル変調の期間には、赤外光が２段階の強度で照射されることによって赤外光信号は光受信装置１２０に送信される。
【００３５】
上記した動作によって、光送信装置１１０は、制御部１１５によって、可視光通信を行うための可視光がＯＮの期間には、２値デジタル変調された赤外光信号を送信し、可視光通信を行うための可視光がＯＦＦの期間には、可視光がＯＮの期間の２値デジタル変調よりもデータ転送速度の高い４値デジタル変調された赤外光信号を送信する。
【００３６】
次に、光受信装置１２０の動作について説明する。第１の光受信部１２１は、可視光信号を受信して、光信号から電気信号へ変換（以下、光電変換という）する。次に、第１の復調部１２３は、光電変換された電気信号（可視光用変調信号）を復調して、低速データを得る。一方で、第２の光受信部１２２は、赤外光信号を受信して、光電変換する。次に、第２の復調部１２４は、光電変換された電気信号（赤外光用変調信号）を復調して、高速データを得る。次に、データ処理部１２５は、低速データと高速データとを合わせて送信データを復元する。
【００３７】
以上に説明した通り、光空間伝送システム１００は、可視光通信を行うための可視光がＯＮの期間には、所要信号対雑音電力比（以下、ＳＮＲという）が小さくても通信可能である多値数が少ない変調方式（データ転送速度は低いが雑音耐性は高い標準変調方式；例えば、上記で説明した２値デジタル変調方式）を用いて赤外光信号を送信する。一方で、光空間伝送システム１００は、可視光通信を行うための可視光がＯＦＦの期間には、ＳＮＲが小さいと通信できない多値数が多い変調方式（データ転送速度は高いが雑音耐性は低い高速変調方式；例えば、上記で説明した４値デジタル変調方式）を用いて赤外光信号を送信する。
【００３８】
このことによって、光空間伝送システム１００は、赤外光通信を妨害する背景光である可視光がＯＮの期間には、可視光の影響を受けにくい変調方式を用いて赤外光信号を送信し、赤外光通信を妨害する背景光である可視光がＯＦＦの期間には、高速通信が可能な多値数が多い変調方式を用いて赤外光信号を送信する。この結果として、光空間伝送システム１００は、照明の点灯時においても、可視光通信と並行して高速で赤外光通信を行えるために、大幅な通信速度の高速化を実現できる。
【００３９】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る光空間伝送システム２００の構成例を示す図である。図３に示す通り、光空間伝送システム２００は、光送信装置３１２と光受信装置３２１とによって構成される。光送信装置３１２は、第１の実施形態の光空間伝送システム１００が備える光送信装置１１０（図１を参照）に対して、制御部１１５の代りに制御部２１５を備え、拡散符号生成部３１０を更に備える。また、光送信装置３１２が備える第２の変調部１１４は、送信データ変調器３１３及び拡散部３１１を含む。光受信装置３２１は、光空間伝送システム１００が備える光受信装置１２０に対して、逆拡散部３２０を更に備え、データ処理部１２５を備えない。なお、図３の光空間伝送システム２００において、図１の光空間伝送システム１００と同様の構成要素については、同一の参照符号を付して、詳しい説明は省略する。図４は、第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号波形と、第２の変調部１１４が出力する赤外光用変調信号波形とを示す図である。図４には、第１の実施形態で説明した図２と同様に、一例として、第１の変調部１１３は２値デジタル変調を行い、第２の変調部１１４は２値デジタル変調又は４値デジタル変調を行う場合の波形を示している。以下では、図３及び図４を参照して、光空間伝送システム２００の動作について説明する。
【００４０】
まず、光送信装置３１２の動作について説明する。拡散符号生成部３１０は、拡散符号を生成して、制御部２１５と第１の変調部１１３と拡散部３１１とに出力する。次に、第１の変調部１１３は、入力した拡散符号を２値デジタル変調する（図４の上段を参照）。一方で、制御部２１５は、光送信装置１１０の外部から送信データを入力して、第２の変調部１１４に出力し、第２の変調部１１４が備える送信データ変調器３１３は、送信データを２値デジタル変調及び４値デジタル変調する（図４の下段を参照）。ここで、制御部２１５は、拡散符号生成部３１０から入力した拡散符号に基づいて、図４に示す通り、第１の変調部１１３が変調する２値デジタル変調信号が「０」となる期間に同期して、第２の変調部１１４（送信データ変調器３１３）が４値デジタル変調を行うように、第２の変調部１１４を制御する。同様に、制御部２１５は、拡散符号生成部３１０から入力した拡散符号に基づいて、第１の変調部１１３が変調する２値デジタル変調信号が「１」となる期間に同期して、第２の変調部１１４（送信データ変調器３１３）が２値デジタル変調を行うように、第２の変調部１１４を制御する。このことによって、図４に示す通り、第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号（２値デジタル変調信号）と送信データ変調器３１３が出力する赤外光用変調信号（２値デジタル変調又は４値デジタル変調の信号）とが同期する。次に、拡散部３１１は、拡散符号生成部３１０から入力する拡散符号によって、赤外光用変調信号を拡散する。次に、第１の光送信部１１１は、可視光用変調信号を電光変換して、可視光信号として空間に送信する。同時に、第２の光送信部１１２は、拡散された赤外光用変調信号を電光変換して、赤外光信号として空間に送信する。このとき、第１の光送信部１１１及び第２の光送信部１１２は、既に説明した、可視光用変調信号と赤外光用変調信号との同期を維持して電光変換を行い、可視光信号と赤外光信号とをそれぞれ送信する。
【００４１】
上記した動作によって、光送信装置３１２は、制御部１１５によって、可視光通信を行うための可視光がＯＮの期間には、２値デジタル変調の赤外光信号を送信し、可視光通信を行うための可視光がＯＦＦの期間には、可視光がＯＮの期間の２値デジタル変調よりもデータ転送速度の高い４値デジタル変調の赤外光信号を送信する。
【００４２】
次に、光受信装置３２１の動作について説明する。第１の復調部１２３は、第１の光受信部１２１が可視光信号を受信して得た電気信号（可視光用変調信号）を復調して、拡散符号を得る。一方で、逆拡散部３２０は、第２の光受信部１２２が赤外光信号を受信して得た電気信号（拡散された赤外光用電気信号）を入力された後に、第１の復調部１２３が得た拡散符号を用いて、当該電気信号を逆拡散する。このことによって、逆拡散部３２０は、赤外光用変調信号を得る。次に、第２の復調部１２４は、赤外光用変調信号を復調して送信データを復元する。
【００４３】
以上に説明した通り、光空間伝送システム２００は、第１の実施形態の光空間伝送システム１００と同様に、可視光のＯＮ／ＯＦＦ期間に同期して赤外光通信の変調方式を切替えることによって、照明の点灯時においても高速通信を可能とする。更に、光空間伝送システム２００では、拡散処理を用いて送信データの通信を行うので、赤外光用変調信号について拡散利得が得られる。このことによって、拡散利得が得られた分だけ赤外光通信の雑音耐性が高くなるので、光空間伝送システム２００が行う赤外光通信に用いる変調方式には、第１の実施形態の光空間伝送システム１００が行う赤外光通信に用いる変調方式よりも大きいＳＮＲを必要とする変調方式（より高速通信が可能な変調方式）を採用することができる。この結果として、光空間伝送システム２００は、第１の実施形態の光空間伝送システム１００よりも更に高速通信を実現できる。
【００４４】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る光空間伝送システム３００の構成例を示す図である。図５に示す通り、光空間伝送システム３００は、光送信装置３１２と光受信装置４２３とで構成される。光受信装置４２３は、第２の実施形態の光空間伝送システム２００が備える光受信装置３２１（図３を参照）に対して、第１の光受信部１２１及び第２の光受信部１２２の代りに、光受信部４２０と第１のフィルタ部４２１と第２のフィルタ部４２２とを備える。なお、図５の光空間伝送システム３００において、第２の実施形態の光空間伝送システム２００と同様の構成要素については、同一の参照符号を付して、詳しい説明は省略する。以下では、図５を参照して、光空間伝送システム３００の動作について説明する。
【００４５】
まず、光送信装置３１２の動作について説明する。光空間伝送システム３００の光送信装置３１２は、光空間伝送システム２００の光送信装置３１２に対して、第１の変調部１１３及び第２の変調部１１４の動作が若干異なる。以下に、第１の変調部１１３及び第２の変調部１１４の動作について説明する。図６は、第１の変調部１１３が出力する電気信号（可視光用変調信号）のスペクトルを示す図である。図７は、拡散部３１１が出力する電気信号（拡散された赤外光用変調信号）のスペクトルを示す図である。第１の変調部１１３は、図６に示す通り、出力する電気信号（可視光用変調信号）のスペクトルが、比較的低い周波数帯域に存在するように変調を行う。一方で、第２の変調部１１４は、図７に示す通り、拡散部３１１が出力する電気信号（拡散された赤外光用変調信号）のスペクトルが、図６の可視光用変調信号のスペクトルと重ならないように、比較的高い周波数帯域に存在するように変調を行う。その他は、第２の実施形態の光空間伝送システム２００と同様の動作を行って、光送信装置３１２は、可視光信号と赤外光信号とを光受信装置４２３へ送信する。
【００４６】
次に、光受信装置４２３の動作について説明する。光受信部４２０は、可視光信号と赤外光信号とを受信して、光電変換する。図８は、光受信部４２０が出力する電気信号（可視光変調信号及び拡散された赤外光用変調信号）のスペクトルを示す図である。ここで、図８に示す通り、光受信部４２０が出力する電気信号において、可視光変調信号のスペクトルが存在する周波数帯域と拡散された赤外光用変調信号のスペクトルが存在する周波数帯域とは、異なる。次に、第１のフィルタ部４２１は、光受信部４２０が出力する電気信号（可視光変調信号及び拡散された赤外光用変調信号）を入力して、低周波数帯域に存在する可視光変調信号を抽出する。一方で、第２のフィルタ部４２２は、光受信部４２０が出力する電気信号を入力して、高周波数帯域に存在する拡散された赤外光変調信号を抽出する。その他は、第２の実施形態の光空間伝送システム２００の光受信装置３２１と同様の動作を行って、光受信装置４２３は、光送信装置３１２に入力された送信データを復元する。
【００４７】
以上に説明した通り、光空間伝送システム３００は、第２の実施形態の光空間伝送システム２００と同様に、拡散処理を用いて送信データの通信を行うので第１の実施形態の光空間伝送システム１００よりも更に高速通信を可能とする。更に、光空間伝送システム３００では、光送信装置３１２が、電気的に異なる周波数帯域の可視光用変調信号及び拡散された赤外光用変調信号を光電変換して光信号を送信する。このことによって、光空間伝送システム３００では、光受信装置４２３が、光信号を受信後にフィルタを用いて可視光用変調信号と拡散された赤外光用変調信号とを分離することができる。この結果として、光空間伝送システム３００は、第２の実施形態の光空間伝送システム２００と異なり、１つの光受信部によって光信号を受信できる。
【００４８】
（第４の実施形態）
第１の実施形態の光空間伝送システム１００では説明を省略したが、光送信装置１１０の第２の変調部１１４は、クロック信号を用いて変調を行い、光受信装置１２０の第２の復調部１２４もまた、クロック信号を用いて復調を行う。そして、光空間伝送システム１００では、第２の変調部１１４と第２の復調部１２４とは、それぞれ、個別にクロック信号を生成して変調及び復調を行う。この様に、送信側と受信側とで別々に生成したクロック信号を用いて変調及び復調をそれぞれ行う場合には、受信側で復調誤りの可能性が高まる。これは、送信側のクロック信号の周波数と受信側のクロック信号の周波数との微差、及び復調時の受信側のクロック信号と受信信号との同期誤差が復調時の信号判定の誤り率を高めるからである。この復調誤りの可能性は、光空間伝送システム１００において、可視光の発光期間に赤外光信号が送信される場合に、更に高まり、問題となる。これは、既に説明した通り、可視光は、赤外光信号の伝送に対して、妨害光として作用するからである。なお、光空間伝送システム１００において、クロック信号は、光送信装置１１０及び光受信装置１２０の外部で生成されても良いし、内部で生成されても良いし、更には、第２の変調部１１４及び第２の復調部１２４の内部で生成されても良い。以下では、説明の便宜のために、光空間伝送システム１００のクロック信号は、第２の変調部１１４及び第２の復調部１２４がそれぞれ含む発信器及びクロック生成器（図１には図示せず）によってそれぞれ生成されるものとする。
【００４９】
第４の実施形態に係る光空間伝送システム４００は、送信データを赤外光によって伝送する一方で送信側のクロック信号に関する情報（基準周波数信号）を可視光によって伝送する。このことによって、光空間伝送システム４００は、上記した復調時の信号判定の誤り率を低減して、照明点灯時の高速通信を可能にする。
【００５０】
図９は、本発明の第４の実施形態に係る光空間伝送システム４００の構成例を示す図である。図９に示す通り、光空間伝送システム４００は、光送信装置４５０と光受信装置４５１とで構成される。光送信装置４５０は、第１の実施形態の光空間伝送システム１００が備える光送信装置１１０（図１を参照）に対して、第２の変調部１１４の代わりに第２の変調部４５３を備え、また、制御部１１５を備えない。光受信装置４５１は、第１の実施形態の光空間伝送システム１００が備える光受信装置１２０（図１を参照）に対して、第２の復調部１２４の代わりに第２の復調部４５４を備え、また、データ処理部１２５を備えない。第２の変調部４５３は、光送信装置１１０の第２の変調部１１４と同様に、発振器４５５とクロック生成器４５６と送信データ変調器４５７とを含む。第２の復調部４５４は、第２の復調部１２４と同様にクロック生成器４５８及び復調器４５９を含むが、第２の復調部１２４とは異なり発振器は含まない。なお、第１の実施形態ではクロック信号についての説明を省略したので、図１には、第２の変調部１１４及び第２の復調部１２４それぞれの内部装置である発信器等を図示していない。また、光空間伝送システム４００において、第１の実施形態の光空間伝送システム１００と同様の構成要素については、同様の参照符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００５１】
図１０は、光空間伝送システム４００において、第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号波形と、第２の変調部４５３が出力する赤外光用変調信号波形とを示す図である。図１０には、一例として、第１の変調部１１３は２値デジタル変調を行い、第２の変調部４５３は４値デジタル変調を行う場合の波形を示している。以下では、図９及び図１０を参照して、光空間伝送システム４００の動作について説明する。
【００５２】
まず、光送信装置４５０の動作について説明する。送信データは、第２の変調部４５３の送信データ変調器４５７に入力される。発信器４５５は、所定の基準周波数を有する信号（以下、基準周波数信号という）を生成し、第１の変調部１１３及びクロック生成器４５６に出力する。第１の変調部１１３は、基準周波数信号を変調して可視光用変調信号（図１０の上段を参照）を生成し、第１の光送信部１１１に出力する。第１の光送信部１１１は、第１の変調部１１３の出力信号を電光変換して可視光信号を放射する。一方、クロック生成器４５６は、基準周波数信号の周波数を高めて（高速化して）クロック信号を生成し、送信データ変調器４５７に出力する。送信データ変調器４５７は、送信データを、クロック生成器４５６から入力されたクロック信号を用いてデジタル変調して赤外光用変調信号（図１０の下段を参照）を生成し、第２の光送信部１１２に出力する。第２の光送信部１１２は、第２の変調部４５３の出力信号を電光変換して赤外光信号を放射する。
【００５３】
上記した動作によって、光送信装置４５０は、光受信装置４５１に、クロック信号の生成に用いられる比較的低速な信号である基準周波数信号を可視光によって送信し、当該クロック信号を用いて高速変調された送信データを赤外光によって送信する。
【００５４】
次に、光受信装置４５１の動作について説明する。第１の光受信部１２１は、可視光信号を受信して、光電変換する。次に、第１の復調部１２３は、光電変換された電気信号（可視光用変調信号）を復調して、基準周波数信号を得て、第２の復調部４５４のクロック生成器４５８に出力する。一方で、第２の光受信部１２２は、赤外光信号を受信して光電変換し、第２の復調部４５４の復調器４５９に出力する。次に、第２の復調部４５４のクロック生成器４５８は、入力された基準周波数信号の周波数を高めて（高速化して）クロック信号を生成し、復調器４５９に出力する。復調器４５９は、第２の光受信部１２２から入力された赤外光用変調信号を、クロック生成器４５８から入力されたクロック信号を用いて復調し、送信データを復元する。ここで、赤外光用変調信号とクロック信号とが同期して復調器４５９に入力されるように、光空間伝送システム４００全体として調整がなされている。
【００５５】
以上に説明した通り、光空間伝送システム４００は、送信側で送信データの変調に使用するクロック信号の生成に用いる基準周波数信号を受信側に送信し、受信側で、受信した当該基準周波数信号を用いてクロック信号を生成し、当該クロック信号を使用して送信データを復調する。このことによって、光空間伝送システム４００は、送信側のクロック信号の周波数と受信側のクロック信号の周波数との微差をなくし、復調時の受信側のクロック信号と受信信号との同期誤差による復調時の信号判定を精度良く行うことができるので、信号判定の誤り率を低減することができる。従って、光空間伝送システム４００は、赤外光通信を妨害する背景光である可視光がＯＦＦの期間だけでなくＯＮの期間にも、高速通信が可能な多値数が多い変調方式を用いて赤外光信号を送信することができる。この結果として、光空間伝送システム４００は、照明の点灯時においても、可視光通信と並行して高速で赤外光通信を行えるために、大幅な通信速度の高速化を実現できる。
【００５６】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、第４の実施形態の光空間伝送システム４００に、第１の実施形態と同様に、可視光通信を行うための可視光がＯＮの期間には、データ転送速度は低いが雑音耐性は高い標準変調方式を用いて赤外光信号を伝送し、可視光通信を行うための可視光がＯＦＦの期間には、データ転送速度は高いが雑音耐性は低い高速変調方式を用いて赤外光信号を伝送する機能を加えた光空間伝送システム５００について説明する。
【００５７】
図１１は、本発明の第５の実施形態に係る光空間伝送システム５００の構成例を示す図である。光空間伝送システム５００は、第４の実施形態の光空間伝送システム４００（図９を参照）に対して、第２の変調部４５３の代わりに第２の変調部４６０を備え、また、制御部４５２を更に備える。第２の変調部４６０は、第２の変調部４５３に対して、送信データ変調器４５７の代わりに送信データ変調器４６１を含む。なお、光空間伝送システム５００において、第４の実施形態の光空間伝送システム４００と同様の構成要素には同様の参照符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００５８】
図１２は、光空間伝送システム５００において、第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号波形と、第２の変調部４６０が出力する赤外光用変調信号波形とを示す図である。図１２には、一例として、第１の変調部１１３は２値デジタル変調を行い、第２の変調部４６０は２値デジタル変調又は４値デジタル変調を行う場合の波形を示している。以下では、図１１及び図１２を参照して、光空間伝送システム５００の動作について説明する。
【００５９】
制御部４５２は、光送信装置４５０の外部から送信データを入力され、当該送信データを第２の変調部４６０の送信データ変調器４６１に出力する。送信データ変調器４６１は、第１の実施形態と同様に（図２を参照）、図１２の下段に示す通り、送信データを、２値デジタル変調又は４値デジタル変調する。また、制御部４５２は、発振器４５５から基準周波数信号を入力される。そして、制御部４５２は、第１の実施形態と同様に、図１２に示す通り、第１の変調部１１３が変調した２値デジタル変調信号が「０」となる期間に同期して、送信データ変調器４６１が４値デジタル変調を行うように、送信データ変調器４６１を制御する。同様に、制御部４５２は、第１の変調部１１３が変調した２値デジタル変調信号が「１」となる期間に同期して、送信データ変調器４６１が２値デジタル変調を行うように、送信データ変調器４６１を制御する。このことによって、図１２に示す通り、第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号波形と第２の変調部４６０が出力する赤外光用変調信号波形とが同期する。また、第１の実施形態と同様に、第１の光送信部１１１及び第２の光送信部１１２は、既に説明した通り、可視光用変調信号と赤外光用変調信号との同期を維持して電光変換を行い、可視光信号と赤外光信号とをそれぞれ送信する。
【００６０】
上記した第５の実施形態の光空間伝送システム５００によれば、第４の実施形態の光空間伝送システム４００と同様に、送信側のクロック信号の周波数と受信側のクロック信号の周波数との微差をなくし、復調時の受信側のクロック信号と受信信号との同期誤差による復調時の信号判定を精度良く行うことができるので、信号判定の誤り率を低減することができる。これに加えて、光空間伝送システム５００によれば、第１の実施形態の光空間伝送システム１００と同様に、妨害光となる可視光のＯＮ／ＯＦＦに応じて赤外光信号の変調方式を切替えることによって、更に、復調時の信号判定の誤り率を低減することができる。この結果として、第５の実施形態の光空間伝送システム５００は、より安定した高速通信を確保することができる。
【００６１】
なお、以上に説明した第１〜第５の実施形態において、光送信装置は光受信部を更に備え、光受信装置は光送信部を更に備えて、送信データの伝送開始を要求する信号（以下、伝送要求信号という）を光受信装置から光送信装置に送信できる構成としてもよい。以下では、第１の実施形態の光空間伝送システム１００を例に挙げて簡単に説明する。図１３は、第１の実施形態の光空間伝送システム１００に伝送要求信号を伝送する機能を加えた構成例を示す図である。図１３に示す通り、光送信装置１１０は第３の光受信部１６１を更に備え、光受信装置１２０は第３の光送信部１６０を更に備える。ここで、第１の実施形態では説明の便宜上省略していたが、外部インターフェイス部１６２は、外部装置（図示せず）と光送信装置１１０と連結し、また、外部装置から送信データを制御部１１５に入力する。第３の光送信部１６０は、ユーザ等によって伝送要求信号を入力され、当該伝送要求信号を電光変換し光信号にして第３の光受信部１６１に送信する。第３の光受信部１６１は、第３の光送信部１６０から送信された光信号を受信して、当該光信号を光電変換して伝送要求信号を復元する。ここで、第３の光送信部１６０が送信する光信号は、可視光信号には限られず、赤外光信号であってもよい。次に、第３の光受信部１６１は、伝送要求信号を外部インターフェイス部１６２に入力する。外部インターフェイス部１６２に接続された外部装置は、伝送要求信号に従って、送信データを外部インターフェイス部１６２に入力する。次に、外部インターフェイス部１６２を介して、送信データは、外部装置から制御部１１５に入力されて、送信データの伝送が開始される。以上に説明した通り、第１〜第５の実施形態において、伝送要求信号に従って、送信データの伝送が開始される構成としてもよい。なお、伝送要求信号の代わりに、他の信号を光受信部から光送信部へ送信してもよい。また、伝送要求信号は第３の光受信部１６１から制御部１１５に入力されて、伝送要求信号を入力された制御部１１５が外部装置に送信データを出力させることによって、送信データの伝送が開始されてもよい。また、伝送要求信号を伝送するために第３の光送信部１６０と第３の光受信部１６１とを設けて光空間伝送を行う構成としているが、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＲＦ−ＩＤ、無線ＬＡＮ等の電波を用いた無線伝送を行う構成としてもよい。
【００６２】
また、上記した第１〜第５の実施形態において、第１の変調部１１３及び第２の変調部１１４、４５３及び４６０が行う多値変調としては、搬送波を使用した位相、振幅、周波数等をＭ値に変調するＭ−ＰＳＫ、Ｍ−ＡＳＫ、Ｍ−ＦＳＫや、振幅及び位相を変調するＱＡＭ等の変調方式や、搬送波を用いないでデジタル信号の振幅値を多値化した多値デジタル変調方式等、いずれの変調を用いてもよい。
【００６３】
また、上記した第１、２、４及び５の実施形態において、第１の光受信部１２１は赤外光信号を受信せず、第２の光受信部１２２は可視光信号を受信しないことが好ましい。
【００６４】
また、上記した第１、２、４及び５の実施形態において、可視光を受信する第１の光受信部１２１と赤外光を受信する第２の光受信部１２２の受光感度を向上させて、より安定した高速通信を行うために、第１の光受信部１２１と光送信装置１１０との間に赤外光を除去する光フィルタを挿入し、第２の光受信部１２２と光送信装置１１０との間に、可視光を除去する光フィルタを挿入してもよい。また、光空間伝送に関する一般的な光学系（集光レンズ等）を用いて、より安定した高速通信を行ってもよい。
【００６５】
また、上記した第１〜第５の実施形態において、第１の光送信部１１１が照射する可視光は照明として用いられることが前提であるので、可視光信号には、ＰＰＭ（パルス位置変調：Ｐｕｌｓｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を施すことが好ましい。このことによって、可視光のＯＮ／ＯＦＦ動作において、ＯＦＦ動作が多数連続することで肉眼に感じられる「照明のチカチカ感」を防止することができる。
【００６６】
また、上記した第１〜３及び５の実施形態では、赤外光通信において、変調方式の多値数を切替えることによって大幅な高速通信を可能としたが、変調速度を切替えることによって大幅な高速通信を可能としてもよい。例えば、赤外光信号は、全て２値デジタル変調のみを施されたものとして、可視光がＯＮの期間は変調速度を遅くし、可視光がＯＦＦの期間は変調速度を速くすることによって、大幅な高速通信が可能となる。
【００６７】
また、上記した第１の実施形態において、送信データに含まれる低速データは、光送信装置１１０が設置されている位置を示す位置情報であってもよい。このことによって、当該光送信装置１１０から可視光信号を受信した光受信装置１２０の位置を特定することができる。
【００６８】
また、光送信装置１１０等に備えられる制御部１１５等にメモリを設けて、低速データ、高速データ等を含む送信データを一旦当該メモリに保存する構成としてもよい。外部インターフェイス部１６２（図１３を参照）と外部装置（図示せず）とをインターネット等を介して接続する場合、接続状態が時間的に変化し、伝送速度が変動する可能性がある。しかし、この様な構成にして送信データを一旦メモリに保存することによって、外部接続状況に影響されず、安定した伝送を実現できる。
【００６９】
また、上記した第２及び第３の実施形態において、光送信装置３１２が複数設置されている場合に、各光送信装置３１２が備える各拡散符号生成部３１０が生成する各拡散符号が、各光送信装置３１２の各設置位置にそれぞれ固有に割り当てられてもよい。このことによって、光送信装置３１２から可視光信号を受信した光受信装置の位置を特定することができる。また、以上では、各光送信装置３１２が備える各拡散符号生成部３１０が、各拡散符号を生成する構成としている。しかし、各光送信装置３１２は、拡散符号生成部３１０の代わりに拡散符号を蓄える拡散符号用メモリを備えて、外部インターフェイス部１６２（図３及び図５には図示せず、図１３を参照）から拡散符号を入力して蓄積してもよい。このことによって、各光送信装置３１２で使用する拡散符号を外部から設定・変更等することが可能となる。
【００７０】
また、上記した第１〜第５の実施形態において、第１の光送信部１１１は、三原色（赤、青、緑）の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、当該三原色の可視光のうちの少なくとも１つを発光／消光させることによって、可視光信号を光受信装置に送信してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明に係る光空間伝送システムは、可視光に照明機能及び低速通信機能を持たせつつ、赤外光に高速通信機能をもたせるので、高速な光無線通信システム等への適用として有用である。また、映像信号や音声信号の伝送等の用途への適用も可能である。また、照明機能を有するため、電気信号による無線伝送システムにはない通信範囲が明示できる点や、配光設計により、スポット的な使用も可能となるため、多数の光送信装置を設置することにより、詳細な位置情報の提供やデパート、駅等の公共用途での位置に依存した情報提供等への応用にも有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る光空間伝送システム１００の構成例を示す図である。
【図２】図２は、光空間伝送システム１００の第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号波形と、第２の変調部１１４が出力する赤外光用変調信号波形とを示す図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係る光空間伝送システム２００の構成例を示す図である。
【図４】図４は、光空間伝送システム２００の第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号波形と、第２の変調部１１４が出力する赤外光用変調信号波形とを示す図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施形態に係る光空間伝送システム３００の構成例を示す図である。
【図６】図６は、光空間伝送システム３００の第１の変調部１１３が出力する電気信号（可視光用変調信号）のスペクトルを示す図である。
【図７】図７は、光空間伝送システム３００の拡散部３１１が出力する電気信号（拡散された赤外光用変調信号）のスペクトルを示す図である。
【図８】図８は、光空間伝送システム３００の光受信部４２０が出力する電気信号（可視光変調信号及び拡散された赤外光用変調信号）のスペクトルを示す図である。
【図９】図９は、本発明の第４の実施形態に係る光空間伝送システム４００の構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、光空間伝送システム４００において、第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号波形と、第２の変調部４５３が出力する赤外光用変調信号波形とを示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第５の実施形態に係る光空間伝送システム５００の構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、光空間伝送システム５００において、第１の変調部１１３が出力する可視光用変調信号波形と、第２の変調部４６０が出力する赤外光用変調信号波形とを示す図である。
【図１３】図１３は、第１の実施形態の光空間伝送システム１００に伝送要求信号を伝送する機能を加えた構成例を示す図である。
【図１４】図１４は、特許文献１の照明光通信装置６００の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１１    光変調部
１２、１３、１４    スイッチ
１５    電力分配器
１６    照明部
１７    通信部
１００、２００、３００、４００、５００    光空間伝送システム
１１０、３１２、４５０    光送信装置
１１１    第１の光送信部
１１２    第２の光送信部
１１３    第１の変調部
１１４、４５３、４６０    第２の変調部
１１５、２１５、４５２    制御部
１２０、３２１、４２３、４５１    光受信装置
１２１    第１の光受信部
１２２    第２の光受信部
１２３    第１の復調部
１２４、４５４    第２の復調部
１２５    データ処理部
１６０    第３の光送信部
１６１    第３の光受信部
１６２    外部インターフェイス部
３１０    拡散符号生成部
３１１    拡散部
３１３    送信データ変調器
３２０    逆拡散部
４２１    第１のフィルタ部
４２２    第２のフィルタ部
４５５    発振器
４５６、４５８    クロック生成器
４５７、４６１    送信データ変調器
４５９    復調器
５１１    光変調部
５１２〜５１４    スイッチ
５１５    電力分配器
５１６    照明部
５１７    通信部
６００    照明光通信装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光と赤外光とを用いて送信データを送信する光送信装置であって、
第１のデータに低速のデジタル変調を施す第１の変調部と、
第２のデータに、高速のデジタル変調を施す第２の変調部と、
前記第１の変調部の出力信号に応じて前記可視光を発光／消光させて、前記第１のデータを伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、
前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光の強度を変えて、前記第２のデータを伝える赤外光信号を前記可視光信号と並行して送信する第２の光送信部とを備える、光送信装置。
【請求項２】
前記第２の変調部が施す前記高速のデジタル変調は、標準変調又は前記標準変調よりもデータ転送速度の高い高速転送変調であり、
前記第２の光送信部に、前記可視光信号の発光期間には、前記標準変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させ、前記可視光信号の消光期間には、前記高速転送変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させる制御部を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の光送信装置。
【請求項３】
前記第１のデータ及び前記第２のデータは、それぞれ、前記制御部によって、前記送信データが分けられたものであることを特徴とする、請求項２に記載の光送信装置。
【請求項４】
拡散符号を生成する拡散符号生成部を更に備え、
前記第１のデータは、前記拡散符号であり、
前記第２のデータは、前記送信データであり、
前記第２の変調部は、前記送信データに、前記標準変調又は前記高速転送変調を施した後に、前記拡散符号を用いて拡散することを特徴とする、請求項２に記載の光送信装置。
【請求項５】
前記第１の変調部は、前記拡散符号に前記低速のデジタル変調を施した後に、低周波数帯域の電気信号にし、
前記第２の変調部は、前記送信データに前記拡散をした後に、前記低周波数帯域と重ならない高周波数帯域の電気信号にすることを特徴とする、請求項４に記載の光送信装置。
【請求項６】
前記第１のデータは、前記光送信装置が設置されている位置を示す情報であることを特徴とする、請求項３に記載の光送信装置。
【請求項７】
前記拡散符号は、前記光送信装置が設置されている位置に割り当てられる固有のものであることを特徴とする、請求項４又は５に記載の光送信装置。
【請求項８】
前記第２のデータは、前記送信データであり、
前記第１のデータは、前記送信データに施す前記高速のデジタル変調に用いられるクロック信号を生成するための基本周波数信号であることを特徴とする、請求項１に記載の光送信装置。
【請求項９】
前記第２の変調部が施す前記高速のデジタル変調は、標準変調又は前記標準変調よりデータ転送速度の高い高速転送変調であり、
前記第２の光送信部に、前記可視光信号の発光期間には、前記標準変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させ、前記可視光信号の消光期間には、前記高速転送変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させる制御部を更に備える、請求項８に記載の光送信装置。
【請求項１０】
前記第１の光送信部は、三原色の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、前記三原色の可視光の少なくとも１つを発光／消光させて、前記第１のデータを伝える前記可視光信号を送信することを特徴とする、請求項１に記載の光送信装置。
【請求項１１】
可視光と赤外光とを用いて光送信装置と光受信装置との間で送信データを伝送する光空間伝送システムであって、
前記光送信装置は、
第１のデータに低速のデジタル変調を施す第１の変調部と、
第２のデータに、高速の標準デジタル変調又は前記高速の標準デジタル変調よりデータ転送速度の高い高速転送デジタル変調を施す第２の変調部と、
前記第１の変調部の出力信号に応じて前記可視光を発光／消光させて、前記第１のデータを伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、
前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光の強度を変えて、前記第２のデータを伝える赤外光信号を送信する第２の光送信部と、
前記送信データを前記第１のデータと前記第２のデータとに分け、前記第２の光送信部に、前記可視光信号の発光期間には、前記高速の標準デジタル変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させ、前記可視光信号の消光期間には、前記高速転送デジタル変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させる制御部とを備え、
前記光受信装置は、
前記可視光信号を受信する第１の光受信部と、
前記赤外光信号を受信する第２の光受信部と、
前記第１の光受信部の出力信号から前記第１のデータを復調する第１の復調部と、
前記第２の光受信部の出力信号から前記第２のデータを復調する第２の復調部と、
前記第１のデータと前記第２のデータとを合わせて前記送信データを復元するデータ処理部とを備える、光空間伝送システム。
【請求項１２】
前記第１の光送信部は、三原色の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、前記三原色の可視光の少なくとも１つを発光／消光させて、前記第１のデータを伝える前記可視光信号を送信することを特徴とする、請求項１１に記載の光空間伝送システム。
【請求項１３】
前記光受信装置は、光信号によって、前記光送信装置に前記送信データの伝送開始を要求する伝送要求信号を送信する第３の光送信部を更に備え、
前記光送信装置は、前記伝送要求信号を受信する第３の光受信部を更に備え、
前記制御部は、前記伝送要求信号に従って、前記送信データの伝送を開始することを特徴とする、請求項１１に記載の光空間伝送システム。
【請求項１４】
可視光と赤外光とを用いて光送信装置と光受信装置との間で送信データを伝送する光空間伝送システムであって、
前記光送信装置は、
拡散符号を生成する拡散符号生成部と、
前記拡散符号に低速のデジタル変調を施す第１の変調部と、
前記送信データに、高速の標準デジタル変調又は前記高速の標準デジタル変調よりデータ転送速度の高い高速転送デジタル変調を施し、前記拡散符号を用いて拡散する第２の変調部と、
前記第１の変調部の出力信号に応じて前記可視光を発光／消光させて、前記拡散符号を伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、
前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光の強度を変えて、前記送信データを伝える赤外光信号を送信する第２の光送信部と、
前記第２の光送信部に、前記可視光信号の発光期間には、前記高速の標準デジタル変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させ、前記可視光信号の消光期間には、前記高速転送デジタル変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させる制御部とを備え、
前記光受信装置は、
前記可視光信号を受信する第１の光受信部と、
前記赤外光信号を受信する第２の光受信部と、
前記第１の光受信部の出力信号から前記拡散符号を復調する第１の復調部と、
前記第２の光受信部の出力信号を前記拡散符号によって逆拡散する逆拡散部と、
前記逆拡散部の出力信号から前記送信データを復調する第２の復調部とを備える、光空間伝送システム。
【請求項１５】
前記第１の光送信部は、三原色の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、前記三原色の可視光の少なくとも１つを発光／消光させて、前記拡散符号を伝える前記可視光信号を送信することを特徴とする、請求項１４に記載の光空間伝送システム。
【請求項１６】
前記光受信装置は、光信号によって、前記光送信装置に前記送信データの伝送開始を要求する伝送要求信号を送信する第３の光送信部を更に備え、
前記光送信装置は、前記伝送要求信号を受信する第３の光受信部を更に備え、
前記制御部は、前記伝送要求信号に従って、前記送信データの伝送を開始することを特徴とする、請求項１４に記載の光空間伝送システム。
【請求項１７】
可視光と赤外光とを用いて光送信装置と光受信装置との間で送信データを伝送する光空間伝送システムであって、
前記光送信装置は、
拡散符号を生成する拡散符号生成部と、
前記拡散符号に低速のデジタル変調を施し、低周波数帯域の電気信号にする第１の変調部と、
前記送信データに、高速の標準デジタル変調又は前記高速の標準デジタル変調よりデータ転送速度の高い高速転送デジタル変調を施し、前記拡散符号を用いて拡散し、前記低周波数帯域と重ならない高周波数帯域の電気信号にする第２の変調部と、
前記第１の変調部の出力信号に応じて前記可視光を発光／消光させて、前記拡散符号を伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、
前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光の強度を変えて、前記送信データを伝える赤外光信号を送信する第２の光送信部と、
前記第２の光送信部に、前記可視光信号の発光期間には、前記高速の標準デジタル変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させ、前記可視光信号の消光期間には、前記高速転送デジタル変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させる制御部とを備え、
前記光受信装置は、
前記可視光信号及び前記赤外光信号を受信する第１の光受信部と、
前記低周波数帯域の電気信号を抽出する第１のフィルタ部と、
前記高周波数帯域の電気信号を抽出する第２のフィルタ部と、
前記第１のフィルタ部の出力信号から前記拡散符号を復調する第１の復調部と、
前記第２のフィルタ部の出力信号を前記拡散符号によって逆拡散する逆拡散部と、
前記逆拡散部の出力信号から前記送信データを復調する第２の復調部とを備える、光空間伝送システム。
【請求項１８】
前記第１の光送信部は、三原色の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、前記三原色の可視光の少なくとも１つを発光／消光させて、前記拡散符号を伝える前記可視光信号を送信することを特徴とする、請求項１７に記載の光空間伝送システム。
【請求項１９】
前記光受信装置は、光信号によって、前記光送信装置に前記送信データの伝送開始を要求する伝送要求信号を送信する第３の光送信部を更に備え、
前記光送信装置は、前記伝送要求信号を受信する第２の光受信部を更に備え、
前記制御部は、前記伝送要求信号に従って、前記送信データの伝送を開始することを特徴とする、請求項１７に記載の光空間伝送システム。
【請求項２０】
前記第１のデータは、前記光送信装置が設置されている位置を示す情報であることを特徴とする、請求項１１に記載の光空間伝送システム。
【請求項２１】
前記拡散符号は、前記光送信装置が設置されている位置に割り当てられる固有のものであることを特徴とする、請求項１４又は１７に記載の光空間伝送システム。
【請求項２２】
可視光と赤外光とを用いて光送信装置と光受信装置との間で送信データを伝送する光空間伝送システムであって、
前記光送信装置は、
クロック信号を生成するための基本周波数信号に低速のデジタル変調を施す第１の変調部と、
前記送信データに、前記基本周波数信号から生成された前記クロック信号を用いて、高速の標準デジタル変調又は前記高速の標準デジタル変調よりデータ転送速度の高い高速転送デジタル変調を施す第２の変調部と、
前記第１の変調部の出力信号に応じて前記可視光を発光／消光させて、前記基本周波数信号を伝える可視光信号を送信する第１の光送信部と、
前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光の強度を変えて、前記送信データを伝える赤外光信号を送信する第２の光送信部と、
前記第２の光送信部に、前記可視光信号の発光期間には、前記高速の標準デジタル変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させ、前記可視光信号の消光期間には、前記高速転送デジタル変調を施された前記第２の変調部の出力信号に応じて前記赤外光信号を発光させる制御部とを備え、
前記光受信装置は、
前記可視光信号を受信する第１の光受信部と、
前記赤外光信号を受信する第２の光受信部と、
前記第１の光受信部の出力信号から前記基本周波数信号を復調する第１の復調部と、
前記基本周波数信号から前記クロック信号を生成し、当該クロック信号を用いて、前記第２の光受信部の出力信号から前記送信データを復調する第２の復調部とを備える、光空間伝送システム。
【請求項２３】
前記第１の光送信部は、三原色の可視光をそれぞれ放射する発光ダイオードを同時に駆動させて白色光を放射し、前記三原色の可視光の少なくとも１つを発光／消光させて、前記基本周波数信号を伝える前記可視光信号を送信することを特徴とする、請求項２２に記載の光空間伝送システム。
【請求項２４】
前記光受信装置は、光信号によって、前記光送信装置に前記送信データの伝送開始を要求する伝送要求信号を送信する第３の光送信部を更に備え、
前記光送信装置は、前記伝送要求信号を受信する第３の光受信部を更に備え、
前記制御部は、前記伝送要求信号に従って、前記送信データの伝送を開始することを特徴とする、請求項２２に記載の光空間伝送システム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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