(57)【要約】【課題】設置場所を限定せずに安定した可視光通信を実現することができる可視光通信照明装置および可視光通信照明システムを提供することを課題とする。【解決手段】本発明にかかる可視光通信照明システム１００は、可視光で照明を行うと共に可視光通信で情報を発信する可視光通信照明装置１０２と、可視光通信照明装置１０２で発信した情報を受信して出力する受信装置１０４と、で構成される。そして、可視光通信照明装置１０２は、可視光を発して照明を行う発光部１０２ａと、発光部１０２ａを変調して可視光通信で情報を発信する変調部１０２ｂと、発光部１０２ａで発した可視光を拡散する光拡散部１０２ｃと、光拡散部１０２ｃで拡散した可視光を透過すると共に、発光部１０２ａ、変調部１０２ｂおよび光拡散部１０２ｃを保護する保護部１０２ｄと、を備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光を発して照明を行う発光手段と、前記発光手段を変調して可視光通信で情報を発信する変調手段と、を備えた可視光通信照明装置において、
前記発光手段で発した可視光を拡散する光拡散手段と、
前記光拡散手段で拡散した可視光を透過すると共に、前記発光手段、前記変調手段および前記光拡散手段を保護する保護手段と、
をさらに備え、
前記光拡散手段で拡散した可視光は前記保護手段を透過して床面または地面から放射されること、
を特徴とする可視光通信照明装置。
【請求項２】
可視光を発して照明を行う発光手段と前記発光手段を変調して可視光通信で情報を発信する変調手段とを備えた可視光通信照明装置と、前記可視光通信照明装置で発信した情報を受信して出力する受信装置と、で構成された可視光通信照明システムにおいて、
前記可視光通信照明装置は、
前記発光手段で発した可視光を拡散する光拡散手段と、
前記光拡散手段で拡散した可視光を透過すると共に、前記発光手段、前記変調手段および前記光拡散手段を保護する保護手段と、
をさらに備え、
前記発光手段、前記変調手段、前記光拡散手段および前記保護手段は床面または地面に設置され、前記光拡散手段で拡散した可視光は前記保護手段を透過して床面または地面から放射されること、
を特徴とする可視光通信照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源で可視光を発して照明を行うと共に光源を変調して可視光通信で情報を発信する可視光通信照明装置および可視光通信照明システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、目に見える波長領域の光（可視光）を無線通信に用いる可視光通信という技術がある。この技術を用いれば、例えば照明器具から可視光通信で情報を送信することが可能となる。また、利用者は、所持した受信機を介して、照明器具から発信された情報を視聴することが可能となる。また、この技術を用いた場合、可視光の届く範囲（エリア）が通信可能範囲であるので、通信可能範囲を視覚的に簡単に知ることができる。なお、可視光通信を利用した関連技術として、例えば特許文献１や特許文献２、特許文献３などがある。特許文献１は、光信号を伝搬させることにより離れた地点間で通信を行う光空間通信装置に関するものである。また、特許文献２は、読取対象のカードに可視光と非可視光を照射しカードの表面で反射する反射光を検出してカードから情報を読み取る身分証明書確認システムに関するものである。さらに、特許文献３は、１つの送信装置を用いて複数の受信装置のうちの１つに対して可視光でデータを送信して遠隔的に操作を行う遠隔データ通信システム等に関するものである。
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−２２１７１０号公報
【特許文献２】特開２００２−０５６４３９号公報
【特許文献３】特開２００３−１６３６３３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、一般的に、屋外や施設などで用いる照明器具は、例えば利用者の身長に比べて高い位置に設置されることが多い。よって、天井やその他の高い位置に設置される照明器具で可視光通信を実現する場合、照明器具が照らす範囲が広いので、床面や地面の各所に存在する設置物（特に利用者の身長よりも高い設置物）に因り当該設置物の影が作られることがある。つまり、通信可能範囲が狭められたり分断されたりすることがある。ゆえに、天井やその他の高い位置に設置される照明器具で可視光通信を実現する場合、安定した可視光通信を実現することが困難になる虞があった、という問題点があった。
【０００５】
また、壁に設置された照明器具で可視光通信を実現する場合、利用者が受信機を壁に近づけることで安定した可視光通信を実現することは可能であるが、その反面、安定した可視光通信を行える場所が壁から近い範囲に限定されてしまう、という問題点があった。特に、映画館やコンサートホールなどの大空間において、当該問題点は顕著であった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、設置場所を限定せずに安定した可視光通信を実現することができる可視光通信照明装置および可視光通信照明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】
上記目的を達成するために、本発明にかかる請求項１に記載の可視光通信照明装置は、可視光を発して照明を行う発光手段と、前記発光手段を変調して可視光通信で情報を発信する変調手段と、を備えた可視光通信照明装置において、前記発光手段で発した可視光を拡散する光拡散手段と、前記光拡散手段で拡散した可視光を透過すると共に、前記発光手段、前記変調手段および前記光拡散手段を保護する保護手段と、をさらに備え、前記光拡散手段で拡散した可視光は前記保護手段を透過して床面または地面から放射されること、を特徴とする。
【０００８】
また、本発明は可視光通信照明システムに関するものであり、本発明にかかる請求項２に記載の可視光通信照明システムは、可視光を発して照明を行う発光手段と前記発光手段を変調して可視光通信で情報を発信する変調手段とを備えた可視光通信照明装置と、前記可視光通信照明装置で発信した情報を受信して出力する受信装置と、で構成された可視光通信照明システムにおいて、前記可視光通信照明装置は、前記発光手段で発した可視光を拡散する光拡散透過手段と、前記光拡散手段で拡散した可視光を透過すると共に、前記発光手段、前記変調手段および前記光拡散手段を保護する保護手段と、をさらに備え、前記発光手段、前記変調手段、前記光拡散手段および前記保護手段は床面または地面に設置され、前記光拡散手段で拡散した可視光は前記保護手段を透過して床面または地面から放射されること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる可視光通信照明装置によれば、発光手段で発した可視光を光拡散手段で拡散し、保護手段で、光拡散手段で拡散した可視光を透過すると共に、発光手段、変調手段および光拡散手段を保護する。そして、光拡散手段で拡散した可視光は保護手段を透過して床面または地面から放射される。したがって、設置場所を限定せずに安定した可視光通信を実現することができるという効果を奏する。特に、本装置は大規模施設や屋外などで好適に用いることができる。また、本装置は、ロボットなどの運行制御に好適に用いることができる。
【００１０】
また、本発明にかかる可視光通信照明システムによれば、可視光通信照明装置は、発光手段で発した可視光を光拡散手段で拡散し、保護手段で、光拡散手段で拡散した可視光を透過すると共に、発光手段、変調手段および光拡散手段を保護する。そして、発光手段、変調手段、光拡散手段および保護手段は床面または地面に設置され、光拡散手段で拡散した可視光は保護手段を透過して床面または地面から放射される。したがって、設置場所を限定せずに安定した可視光通信を実現することができるという効果を奏する。特に、本システムは大規模施設や屋外などで好適に用いることができる。また、本システムは、ロボットなどの運行制御に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる可視光通信照明装置および可視光通信照明システムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１２】
まず、本実施例の可視光通信照明システム１００の構成について、図１から図４、および図９を参照して説明する。図１は、本実施例の可視光通信照明システム１００の構成の一例を示す図である。また、図２から図４、および図９は、本実施例の可視光通信照明システム１００の構成の別の一例を示す図である。
図１に示すように、可視光通信照明システム１００は、可視光で照明を行うと共に可視光通信で情報（以下では可視光情報と記す場合がある）を発信する可視光通信照明装置１０２と、可視光通信照明装置１０２で発信した情報を受信して出力する受信装置１０４と、で構成される。なお、可視光通信照明システム１００は、可視光通信照明装置１０２と有線または無線で通信可能に接続され、可視光情報を可視光通信照明装置１０２へ送信する送信装置をさらに含めて構成されてもよい。
【００１３】
可視光通信照明装置１０２は発光部１０２ａと変調部１０２ｂと光拡散部１０２ｃと保護部１０２ｄとを備える。発光部１０２ａは可視光を発して照明を行う。発光部１０２ａは、具体的には１つまたは複数からなるＬＥＤである。変調部１０２ｂは、発光部１０２ａを変調して可視光通信で可視光情報を発信する。光拡散部１０２ｃは、発光部１０２ａで発した可視光を拡散する。光拡散部１０２ｃは、具体的には光拡散アクリルである。保護部１０２ｄは、光拡散部１０２ｃで拡散した可視光を透過すると共に、可視光通信照明装置１０２を構成する各部（例えば発光部１０２ａ、変調部１０２ｂおよび光拡散部１０２ｃ）を保護する。保護部１０２ｄは、外部からの衝撃に耐えられる強度を有した（耐衝撃性の高い）透明な部材であり、具体的には透明強化ガラスや床材用ポリカーボネートなどである。なお、可視光通信照明装置１０２は、図９に示すように、発光部１０２ａと光拡散部１０２ｃと保護部１０２ｄとを備え、外部から入力された変調信号に基づいて発光部１０２ａを変調して可視光通信で可視光情報を発信してもよい。
【００１４】
ここで、可視光通信照明装置１０２は、図２に示すように、発光部１０２ａで発した可視光を光拡散部１０２ｃへ導く導光部１０２ｅをさらに備えてもよい。また、可視光通信照明装置１０２は、光拡散部１０２ｃおよび保護部１０２ｄを、図３に示すように、光拡散部１０２ｃおよび保護部１０２ｄの機能を併せ持つ光拡散保護部１０２ｆで代替してもよい。なお、光拡散部１０２ｃの機能と保護部１０２ｄの機能と導光部１０２ｅの機能とのうち少なくとも２つの機能を併せ持つ部材で、当該部材の機能に関連する各部を代替してもよい。
【００１５】
また、可視光通信照明装置１０２は、図４に示すように、本装置（具体的には発光部１０２ａおよび変調部１０２ｂ）へ電源を供給する電源供給部１０２ｇ（具体的には太陽電池やバッテリーなど）をさらに備えてもよい。これにより、可視光通信照明装置１０２へ電源を供給する配線の設置工事を省くことができる。なお、図４において電源供給部１０２ｇは太陽電池である。これにより、長期間にわたって可視光通信照明装置１０２を継続的に稼動させることができるので、メンテナンスの頻度を効果的に削減することができる。
【００１６】
また、可視光通信照明装置１０２は、周辺の明るさを検知する検知部（具体的には光センサ）と、当該検知部で検知した明るさに関する情報に基づいて発光部１０２ａで発する可視光の明るさを調整する調整部と、をさらに備えてもよい。これにより、周囲が明るい時（例えば昼間）には発光部１０２ａで発する可視光を明るくし、周囲が暗い時（例えば夜間）には発光部１０２ａで発する可視光を暗くすることができるので、視認性や通信速度を常に保つことができる。
【００１７】
また、可視光通信照明装置１０２は、複数の発光部１０２ａを並べて設置することで、所望のサインや所望の図形などを表示することができる（図６参照）。そして、可視光通信照明装置１０２は、発光部１０２ａの稼動状態（発光のＯＮ／ＯＦＦ）を制御する稼動制御部をさらに備えてもよい。これにより、複数の発光部１０２ａを並べて設置した場合には、表示するサイン（例えばＣＩ（Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）マーク）や図形を必要に応じて変化させたり、表示するサイン全体や図形全体を点滅させたりすることができる。その結果、情報を視覚的に伝達する役割を発光部１０２ａに付加させたり、可視光情報の発信状況（具体的には、可視光情報が発信中であるか否か）を利用者に知らせたりすることができる。また、可視光通信照明装置１０２は、発光部１０２ａを用いて表示するサインや図形などに関する情報や可視光情報などを記憶する記憶部（具体的にはメモリ装置）をさらに備えてもよい。また、可視光通信照明システム１００が送信装置を含んで構成された場合、可視光通信照明装置１０２は、送信装置から送信された可視光情報を受信する受信部をさらに備える。
【００１８】
また、可視光通信照明装置１０２が備える各部は、光拡散部１０２ｃで拡散した可視光が保護部１０２ｄを透過して床面（地面）から放射されるように、床面（地面）に適宜設置（埋設）される。具体的には、可視光通信照明装置１０２が備える各部は、図１から図４で示したように設置（埋設）される。
【００１９】
受信装置１０４は、可視光通信照明装置１０２で発信した可視光情報を受信して出力する。受信装置１０４は、可視光情報を文字や音声や画像（静止画像や動画像などを含む）などで再生する再生機能を有する。受信装置１０４は、可視光を受光する受光部１０４ａと、再生機能で再生した文字や画像を表示するための表示領域１０４ｂおよび／または再生機能で再生した音声を聴くためのヘッドフォン１０４ｃと、を備えている。なお、表示領域１０４ｂには、文字や画像（静止画像や動画像などを含む）の他に、図形やサインも表示可能である。受信装置１０４は、具体的には、現在普及している携帯型端末に光通信用受信機能を付加したものでもよい。これにより、受信装置１０４の開発コストを大幅に削減することができる。
【００２０】
以上の構成において、可視光通信照明装置１０２で、可視光を用いて可視光情報を発信するまでの過程を、図１を参照して説明する。
（１）変調部１０２ｂで、発光部１０２ａを変調して、可視光情報（具体的には記憶部に予め格納した可視光情報）を可視光通信で発信する。
（２）光拡散部１０２ｃで、発光部１０２ａで発した可視光を拡散する。
（３）保護部１０２ｄで、光拡散部１０２ｃで拡散した可視光を透過する。
以上の過程を経て、可視光は床面または地面から放射される。そして、可視光情報は、可視光を用いて床面または地面から発信される。
そして、受信装置１０４は、受光部１０４ａを介して、可視光通信照明装置１０２から発信された可視光情報を受信する。そして、受信装置１０４は、可視光情報を文字表示領域１０４ｂに文字や画像（静止画像や動画像などを含む）などで表示したり、ヘッドフォン１０４ｃを介して音声で再生したりする。
【００２１】
以上説明したように、可視光通信照明システム１００において、可視光通信照明装置１０２は、発光部１０２ａと変調部１０２ｂと光拡散部１０２ｃと保護部１０２ｄとを備える。なお、発光部１０２ａ、変調部１０２ｂ、光拡散部１０２ｃおよび保護部１０２ｄは床面または地面に設置（埋設）される。そして、光拡散部１０２ｃで拡散した可視光は保護部１０２ｄを透過して床面または地面から放射され、可視光情報は当該可視光を用いて発信される。つまり、可視光情報は床面または地面から上向きに発信される。これにより、設置場所を限定せずに安定した可視光通信を実現することができる。特に、本システムは大規模施設や屋外などで好適に用いることができる。また、本システムは、ロボットなどの運行制御に好適に用いることができる。詳しく述べると、可視光通信照明装置１０２は床面または地面に設置されるので、設置物の影になることがなく、ロボットなど背の低い物の運行制御に適している。
【００２２】
また、通信可能位置や通信可能範囲を示す場合、可視光通信装置の設置場所にサインポールなどを立てることで対応することができる。しかし、建築物の意匠（デザイン）は建物ごとに異なるため、全ての建物に適合する汎用性のあるサインポールを設計することは困難である。さらに、サインポールを立てることで、人の動線を妨げてしまう可能性がある。ところが、本システムを用いれば、建築物の意匠（デザイン）を乱すことなく、また設置場所を選ばす、さらに人の動線を妨げることなく、通信可能位置や通信可能範囲を利用者に対して示すことができる。詳しく述べると、可視光通信照明装置１０２の設置位置（床面または地面）を一般の照明器具の設置位置（天井や壁）と変えたことで、建築物の意匠（デザイン）を乱すことなく、また設置場所を選ばす、さらに人の動線を妨げることなく、通信可能位置や通信可能範囲を利用者に簡単に知らせることができる。
【００２３】
また、可視光通信照明装置１０２の各部を１つの筐体に収納することで、可視光通信照明装置１０２をユニット化してもよい。具体的には、図５および図６に示すように、可視光通信照明装置１０２を構成する各部材を、図示の如く、ケースに収納して下地および押さえ金物で固定することで、可視光通信照明装置１０２をユニット化してもよい。これにより、現場における可視光通信照明装置１０２の設置が容易になるので、可視光通信照明装置１０２の施工時間を短縮することができ、その結果、工期を短縮することができる。ここで、図５において、透明強化ガラスや床材用ポリカーボネートは保護部１０２ｄに対応する部材であり、導光拡散アクリルおよび導光拡散用シートは光拡散部１０２ｃの機能と導光部１０２ｅの機能とを併せ持つ部材である。また、図６において、拡散透過性強化ガラスや床材用ポリカーボネートは光拡散部１０２ｃの機能と保護部１０２ｄの機能とを併せ持つ部材である。
【００２４】
また、可視光通信照明装置１０２を、図７や図８に示すように、複数並べて設置することで、オープンスペースのような一定の広がりを表現したり（図７参照）、歩行者エリアなど線上の形を表現したり（図８参照）することができる。さらに、複数並べた可視光通信照明装置１０２のそれぞれで発信する可視光情報や表示する図形・サインを異なるものに変えることにより、可視光通信照明装置１０２の設置場所に依存した可視光情報を送信したり、設置場所に依存した図形・サインを表示したりすることができる。なお、複数並べた可視光通信照明装置１０２のそれぞれにおいて、発信する可視光情報や表示する図形・サインは、同じでもよく、また異なってもよい。また、可視光通信照明装置１０２は、必ずしも可視光情報を発信しなくてもよい。例えば可視光情報を発信する必要のない場合には、可視光通信照明装置１０２は単に可視光を発してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上のように、本発明にかかる可視光通信照明装置および可視光通信照明システムは、具体的には、照明装置を設置する空港や駅、大規模施設、街頭、イベント会場などで好適に実施することができ、極めて有用である。また、本発明にかかる可視光通信照明装置および可視光通信照明システムは、具体的には、ロボットの運行制御に好適に実施することができ、極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】可視光通信照明システム１００の構成の一例を示す図である。
【図２】可視光通信照明システム１００の構成の別の一例を示す図である。
【図３】可視光通信照明システム１００の構成の別の一例を示す図である。
【図４】可視光通信照明システム１００の構成の別の一例を示す図である。
【図５】可視光通信照明装置１０２の実施態様の一例を示す図である。
【図６】可視光通信照明装置１０２の実施態様の別の一例を示す図である。
【図７】可視光通信照明システム１００の実施態様の一例を示す図である。
【図８】可視光通信照明システム１００の実施態様の別の一例を示す図である。
【図９】可視光通信照明システム１００の構成の別の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１００  可視光通信照明システム
１０２  可視光通信照明装置
１０２ａ  発光部
１０２ｂ  変調部
１０２ｃ  光拡散部
１０２ｄ  保護部
１０２ｅ  導光部
１０２ｆ  光拡散保護部
１０２ｇ  電源供給部
１０４  受信装置
【図１】
2006217080.tif 000003
【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】
2006217080.tif 000009
【図８】
2006217080.tif 000010
【図９】
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