(57)【要約】【課題】暗いときほど受信装置が受信しにくくなることを軽減する照明光通信装置を提供する。【解決手段】照明光通信装置は、光源５３に直列に接続され、通信信号に従って光源５３を流れる電流を断続することにより照明光を変調する変調回路１と、調光率を指示する調光信号に応じて可変の出力電流を前記光源５３に供給し、一定の調光率の下で出力電流の平均を一定に保つ電源回路５２と、調光率が第１のしきい値を下回ったとき、人が知覚できない速度で周期的なオフ期間であって光源５３を流れる電流を遮断するオフ期間を通信信号に挿入するように信号源５を制御する信号制御回路９とを備える。【選択図】図１Ａ
2019193109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を発する光源と、
二値の通信信号を発生する信号源と、
前記光源に直列に接続され、前記通信信号に従って前記光源を流れる電流を断続することにより前記照明光を変調する変調回路と、
調光率を指示する調光信号に応じて可変の出力電流を前記光源に供給し、一定の調光率の下で出力電流の平均を一定に保つ電源回路と、
前記調光率が第１のしきい値を下回ったとき、人が知覚できない速度で周期的なオフ期間であって前記光源を流れる電流を遮断するオフ期間を前記通信信号に挿入するように前記信号源を制御する信号制御回路と、を備える
照明光通信装置。
【請求項２】
前記信号制御回路は、前記調光率が第１のしきい値よりオフセット値だけ異なる第２のしきい値を上回ったとき、オフ期間の挿入を停止するように前記信号源５を制御する
請求項１に記載の照明光通信装置。
【請求項３】
前記信号制御回路は、前記調光率が小さいほど前記オフ期間を長くするように前記信号源を制御する
請求項１または２に記載の照明光通信装置。
【請求項４】
前記信号制御回路は、
前記調光率の前記第１のしきい値に低下したとき前記オフ期間の長さをゼロとするように前記信号源を制御する
請求項１から３のいずれか１項に記載の照明光通信装置。
【請求項５】
前記電源回路は、前記調光率が第１のしきい値以上のとき、出力電流の平均を一定に保つ定電流動作モードで動作し、前記調光率が第１のしきい値より小さいとき、出力電圧の平均を一定に保つ低電圧動作モードで動作する
請求項１から４のいずれか１項に記載の照明光通信装置。
【請求項６】
前記調光信号は、調光率に応じたパルス幅のパルスを有し、
前記信号制御回路は、
前記調光信号に含まれるパルスをトリガーに、基準パルス幅を有する基準パルスを発生する基準信号源と、
前記調光信号のパルスと前記基準パルスとの論理積をとる論理積回路と、
前記調光信号のパルスと前記論理積回路の出力パルスとの排他的論理和をとる排他的論理和回路とを備え、
前記信号制御回路は、前記排他的論理和回路の出力信号に生じるパルスの幅に応じて前記オフ期間の長さを決定する
請求項１から５のいずれか１項に記載の照明光通信装置。
【請求項７】
前記基準パルス幅は、前記第１のしきい値が示す調光率に対応し、
前記信号制御回路は、前記排他的論理和回路の出力信号にパルスが生じていないとき、前記調光率が前記第１のしきい値より大きいと判定し、前記排他的論理和回路の出力信号にパルスが生じていれば、前記調光率が前記第１のしきい値より小さいと判定する
請求項６に記載の照明光通信装置。
【請求項８】
前記信号制御回路は、前記論理積回路の出力信号を、前記調光信号として前記電源回路に供給する
請求項６または７に記載の照明光通信装置。
【請求項９】
前記信号制御回路は、さらに、
前記論理積回路の出力信号と前記排他的論理和回路の出力信号とに基づいて、前記調光率が前記第１のしきい値以上のときに前記調光信号を出力し、前記調光率が前記第１のしきい値よりも小さいときに前記基準パルス幅よりも大きいパルス幅の信号を生成する信号生成回路を備え、
前記信号制御回路は、前記信号生成回路により生成された信号を、前記調光信号として前記電源回路に供給する
請求項６または７に記載の照明光通信装置。
【請求項１０】
前記信号制御回路は、さらに、前記調光率が前記第１のしきい値よりも小さいときに、前記通信信号の平均パルス幅を変更することによって、前記通信信号の平均デューティ比を変更するよう前記信号源を制御する
請求項１から９のいずれか１項に記載の照明光通信装置。
【請求項１１】
前記オフ期間を含む前記通信信号の平均的な周波数は、人にちらつきを知覚させない範囲で可変である
請求項１から１０のいずれか１項に記載の照明光通信装置。
【請求項１２】
前記オフ期間を含む前記通信信号の平均的な周波数は、１００Ｈｚ以上である
請求項１から１１のいずれか１項に記載の照明光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光を変調することにより可視光通信を行う照明光通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、発光ダイオード（ＬＥＤ、Light Emitting Diode）を光源として備える照明器具において、光源を流れる電流を断続することによって照明光の変調を行う照明光通信装置を開示している。この照明光通信装置は、照明光の明るさを安定させるために、光源を流れる電流の平均値を一定に制御する定電流フィードバック制御を行う電源回路を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１３９２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術によれば、調光機能によって照明光を暗くするほど受信装置が受信しにくくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、暗いときほど受信装置が受信しにくくなることを軽減する照明光通信装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明の一態様における照明光通信装置は、照明光を発する光源と、二値の通信信号を発生する信号源と、前記光源に直列に接続され、前記通信信号に従って前記光源を流れる電流を断続することにより前記照明光を変調する変調回路と、調光率を指示する調光信号に応じて可変の出力電流を前記光源に供給し、一定の調光率の下で出力電流の平均を一定に保つ電源回路と、前記調光率が第１のしきい値を下回ったとき、人が知覚できない速度で周期的なオフ期間であって前記光源を流れる電流を遮断するオフ期間を前記通信信号に挿入するように前記信号源を制御する信号制御回路とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る照明光通信装置によれば、暗いときほど受信装置が受信しにくくなることを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、実施の形態１に係る照明光通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施の形態１に係る変調回路の構成例を示す回路図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、実施の形態１に係る変調回路の他の構成例を示す回路図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る照明光通信装置における調光率とＬＥＤ電流の特性の一例を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、実施の形態１に係る通信信号の波形およびオフ期間の例を示す模式図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａに対応するＬＥＤ電流の波形およびオフ期間の例を示す模式図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る信号制御回路の具体的な構成例を示す回路図である。
【図５】図５は、図４の信号制御回路における各部の信号の波形を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態１に係る照明光通信装置の変形例を示すブロック図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施の形態１に係る照明光通信装置の処理例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施の形態２に係る照明光通信装置における調光率とＬＥＤ電流の特性例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態３に係る照明光通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】図９は、実施の形態３に係る信号制御回路の具体的な構成例を示す回路図である。
【図１０】図１０は、実施の形態３に係る照明光通信装置における調光率とＬＥＤ電流の特性の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態３に係るＬＥＤ電流の波形およびオフ期間の例を示す模式図である。
【図１２】図１２は、実施の形態４に係る信号制御回路の具体的な構成例を示す回路図である。
【図１３】図１３は、実施の形態４に係る信号制御回路における各部の信号の波形を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態５に係るＬＥＤ電流の波形およびオフ期間の例を示す模式図である。
【図１５】図１５は、実施の形態５に係る照明光通信装置の処理例を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、比較例に係る照明光通信装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、比較例に係る照明光通信装置の断続信号および負荷電流の波形を示す説明図である。
【図１８】図１８は、比較例に係る照明光通信装置の平均デューティ比に対するＬＥＤピーク電流の特性を示す図である。
【図１９】図１９は、比較例に係る照明光通信装置の調光率に対するＬＥＤピーク電流の特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した照明光通信装置に関し、以下の問題が生じることを見出した。
【００１０】
図１６は、本発明者の知見に係る比較例の照明光通信装置の構成例を示すブロック図である。同図の照明光通信装置は、変調回路１、電源回路５２、平滑コンデンサ６５および光源５３を備える。また、電源回路５２は、整流ブリッジ６２、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４およびフィードバック回路６７を備える。
【００１１】
光源５３は、照明光を発する1つ以上のＬＥＤを含む。
【００１２】
変調回路１は、スイッチ１１を有し、照明光に通信信号（同図の断続信号）を重畳する変調を行う。照明光への通信信号の重畳は、スイッチ１１の断続による。つまり、変調回路１は、光源５３を流れる電流を断続することによって、照明光を変調する。
【００１３】
同図の照明光通信装置は、商用電源からの交流電圧を整流ブリッジ６２で全波整流し、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４に入力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ６４の出力端子間に平滑コンデンサ６５が接続されている。また平滑コンデンサ６５と並列に、照明光を発する発光ダイオードを含む光源５３と、断続信号に応じて当該光源５３の電流を断続する変調回路１と、電流検出抵抗７３から成る直列回路が形成される。電流検出抵抗７３の電圧降下は、演算増幅器６９などで構成されるフィードバック回路６７を介してＤＣ-ＤＣコンバータ６４に負帰還される。電流検出抵抗７３の電圧降下はフィードバック回路６７の入力抵抗６８を介して演算増幅器６９の負入力端子に入力され、正入力端子には基準電圧源７２の基準電圧が入力され、エラーアンプとして動作する。
【００１４】
上記演算増幅器６９の負入力端子と出力端子間には利得調整用の抵抗７１および積分コンデンサ７０が接続され、その結果、上記の発光ダイオードを含む光源５３を流れる電流、即ち上記電流検出抵抗７３の電圧降下の平均値が、上記基準電圧源７２の基準電圧に応じた値になるように平均化制御される。このような制御によれば、変調回路１によって光源５３の電流を断続した場合の平均電流値と、断続しない場合の平均電流値を略同一とすることができるので、断続信号の有無に係わらず照明光を一定に維持することができる。
【００１５】
このようなＤＣ−ＤＣコンバータ６４を用いて照明光を変調する可視光通信を行う場合、光源５３と直列に接続された変調回路１は、通信信号（断続信号）に従ってスイッチ１１を断続する。
【００１６】
次に、比較例において断続信号とＬＥＤ電流について説明する。
【００１７】
図１７は、比較例に係る照明光通信装置の断続信号および負荷電流の波形を示す説明図である。同図の横軸は時間軸である。（ａ）断続信号の縦軸は二値の信号レベル（例えば電圧など）を示す。断続信号は、通信信号であり、例えば、ＩＤ信号や送信すべきデータを含む。（ｂ）ＬＥＤ電流の縦軸は電流を示す。ＬＥＤ電流は、光源５３を流れる電流であり、スイッチ１１により断続され、同図のようにパルス状になる。照明光は、人の目には、同図の平均値に対応する明るさと感じられるが、実際には、高速な断続信号に従って点灯（発光）と消灯（非発光）を繰り返す。スイッチ１１がＬＥＤ電流を断続している場合でも、電源回路５２におけるフィードバック制御によって、ＬＥＤ電流の平均値は一定に保たれる。
【００１８】
次に、調光機能および断続信号の平均デューティ比によってＬＥＤ電流がどのように変化するのかを説明する。調光機能は、照明光の明るさを調整する機能である。断続信号のデューティ比は、断続信号の１サイクルの時間中のスイッチ１１のオンにする時間の割り合いをいう。図１７では、デューティ比は１サイクル時間に対するハイレベル時間の割合をいう。平均デューティ比は、単位時間または通信信号の単位送信ブロックに対する合計オン時間の割り合いをいう。
【００１９】
図１８は、比較例に係る照明光通信装置の平均デューティ比に対するＬＥＤピーク電流の特性を示す図である。同図の横軸は、断続信号の平均デューティ比を示す。縦軸のＬＤＥピーク電流は、光源５３の流れる電流のピーク値（つまりハイレベル区間の電流値）を示す。縦軸の単位は、平均デューティ比が１００％かつ調光率１００％のとき（断続しないときの最も明るいとき）のＬＥＤ電流を１とする倍率を示す。同図では、調光率が１００％、８０％、６０％、４０％、２０％、１０％の場合のそれぞれのＬＥＤピーク電流の特性を示している。
【００２０】
同図のように、平均デューティ比が一定であれば、調光率が小さいほどＬＥＤピーク電流は小さくなる。例えば、平均デューティ比６０％では、調光率２０％のときの、ＬＥＤピーク電流は１＊０．２／０．６＝０．３３倍である。平均デューティ比８０％では、調光率２０％のときの、ＬＥＤピーク電流は１＊０．２／０．８＝０．２５倍である。
【００２１】
このように、調光率が小さいほど、つまり、調光により照明光が暗いほど、ＬＥＤピーク電流は小さくなる。ＬＥＤピーク電流が小さいほど、変調された照明光の明暗の差が小さくなり、つまり、変調された照明光の信号強度およびＳ／Ｎ比が小さくなる。そうすると、受信装置において受信しにくくなり、受信不良を生じさせるという問題がある。
【００２２】
また、図１９は、比較例に係る照明光通信装置の調光率に対するＬＥＤピーク電流の特性を示す図である。同図の横軸は、調光率を示す。縦軸は図１８と同じである。
【００２３】
同図では、平均デューティ比（図中のＤと表記）が１００％、８０％、６０％、４０％、２０％、１０％の場合のそれぞれのＬＥＤピーク電流の特性を示している。
【００２４】
同図において、図１８と同様に、同じ平均デューティ比では、調光率が小さいほどＬＥＤピーク電流は小さくなっている。例えば、平均デューティ比６０％では、調光率２０％のときの、ＬＥＤピーク電流は１＊０．２／０．６＝０．３３倍である。平均デューティ比６０％では、調光率１０％のときの、ＬＥＤピーク電流は１＊０．１／０．６＝０．１７倍である。ＬＥＤピーク電流が０．３３倍、０．１７倍など小さくなるほど、変調された照明光のＳ／Ｎ比が劣化する。こうして、暗いほど照明光のＳ／Ｎ比が劣化する。照明光のＳ／Ｎ比の劣化により受信装置が受信しにくくなるという問題がある。
【００２５】
このような課題を解決するために、本発明の一態様における照明光通信装置は、照明光を発する光源と、二値の通信信号を発生する信号源５と、前記光源に直列に接続され、前記通信信号に従って前記光源を流れる電流を断続することにより前記照明光を変調する変調回路と、調光率を指示する調光信号に応じて可変の出力電流を前記光源に供給し、一定の調光率の下で出力電流の平均を一定に保つ電源回路と、前記調光率が第１のしきい値を下回ったとき、人が知覚できない速度で周期的なオフ期間であって前記光源を流れる電流を遮断するオフ期間を前記通信信号に挿入するように前記信号源を制御する信号制御回路とを備える。
【００２６】
この構成によれば、前記通信信号へのオフ期間の挿入によって、オフ期間を含めた通信信号の平均デューティ比を小さくする。図１９に示したように、平均デューティ比が小さいほど、ＬＥＤピーク電流は大きくなる。これにより、変調された照明光のＳ／Ｎ比が向上し、暗いときほど受信しにくくなることを軽減することができる。例えば、受信装置における暗い照明光の従来の受信限界よりも、もっと暗い照明光でも正常な受信を可能にする。また例えば、受信装置における暗い照明光での受信エラーを低減することができる。
【００２７】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示す。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップおよびステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明する。また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密な寸法を表すものではない。
【００２８】
［１．１  照明光通信装置の構成例］
図１Ａは、実施の形態１に係る照明光通信装置の構成例を示すブロック図である。同図の照明光通信装置は、電源回路５２、光源５３、変調回路１、調光器３、信号源５および信号制御回路９を備える。電源回路５２は、整流ブリッジ６２、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４、平滑コンデンサ６５、フィードバック回路６７、および電流検出抵抗７３を備える。フィードバック回路６７は、入力抵抗６８、演算増幅器６９、コンデンサ７０、抵抗７１、および基準電圧源７２を備える。
【００２９】
電源回路５２は、調光率を指示する調光信号に応じて可変の出力電流を光源５３に供給し、一定の調光率の下で出力電流の平均を一定に保つ制御を行う。具体的には、電源回路５２は、商用電源からの交流電圧を整流ブリッジ６２で全波整流し、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４に入力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ６４の出力端子間に平滑コンデンサ６５が接続されている。また平滑コンデンサ６５と並列に、照明光を発する発光ダイオードを含む光源５３と、断続信号に応じて当該光源５３の電流を断続する変調回路１と、電流検出抵抗７３から成る直列回路が形成される。電流検出抵抗７３の電圧降下は、演算増幅器６９などで構成されるフィードバック回路６７を介してＤＣ-ＤＣコンバータ６４に負帰還される。電流検出抵抗７３の電圧降下はフィードバック回路６７の入力抵抗６８を介して演算増幅器６９の負入力端子に入力され、正入力端子には基準電圧源７２の基準電圧が入力され、エラーアンプとして動作する。
【００３０】
上記演算増幅器６９の負入力端子と出力端子間には利得調整用の抵抗７１および積分コンデンサ７０が接続され、その結果、上記の発光ダイオードを含む光源５３を流れる電流、即ち上記電流検出抵抗７３の電圧降下の平均値が、上記基準電圧源７２の基準電圧に応じた値になるように平均化制御される。このような制御によれば、変調回路１によって光源５３の電流を断続した場合の平均電流値と、断続しない場合の平均電流値を略同一とすることができるので、断続信号の有無に係わらず照明光を一定に維持することができる。
【００３１】
光源５３は、照明光を発する１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。なお、光源５３は、発光ダイオードの代わりに有機ＥＬ発光素子、またはレーザ発光素子を備えていてもよい。
【００３２】
変調回路１は、信号源５からの通信信号（断続信号とも呼ぶ）に従って断続するスイッチ１１を有し、照明光に通信信号を重畳する変調を行う。そのため、変調回路１は、光源５３に直列に接続され、信号源５からの通信信号に従って光源５３を流れる電流を断続することにより照明光を変調する。
【００３３】
調光器３は、調光率を指示する調光信号を出力する。調光率は、照明光の明るさを示し、例えば、０％（非点灯）〜１００％（最も明るい点灯）で表される。調光器３は、例えば、ユーザによる調光操作を受け付ける回転式またはスライド式のつまみを有し、つまみの位置に応じた調光信号を出力する。また、調光器３は、外部コントローラからの信号に基づいて調光信号を出力してもよい。
【００３４】
信号源５は、二値の通信信号を発生する。２値の通信信号は、照明光通信装置に固有のＩＤを繰り返すＩＤ信号であってもよいし、外部から入力された信号に基づく信号であってもよい。
【００３５】
信号制御回路９は、調光率が第１のしきい値を下回ったとき、人が知覚できない速度で周期的なオフ期間であって光源５３を流れる電流を遮断するオフ期間を通信信号に挿入するように信号源５を制御する。通信信号へのオフ期間の挿入は、オフ期間を含めた通信信号の平均デューティ比を小さくし、ＬＥＤ電流のピーク値を大きくする。なお、「調光率が第１のしきい値を下回ったとき」というのは、「調光率が減少してきて第１のしきい値より小さくなったとき」という意味である。「調光率が第１のしきい値を上回ったとき」というのは、「調光率が増加してきて第１のしきい値より大きくなったとき」という意味である。信号制御回路９は、ＬＥＤ電流のピーク値を大きくすることによって、変調された照明光のＳ／Ｎ比を向上させることができる。また、第１のしきい値は、例えば、照明光が暗いことによって受信装置における通信信号の受信が困難になり始める暗さに対応する照明率の値としてよい。また、オフ期間を含む通信信号の平均的な周波数は、人にちらつきを知覚させない範囲で可変とする。例えば、オフ期間を含む通信信号の平均的な周波数は、１００Ｈｚ以上としてもよい。
【００３６】
なお、「人に知覚できない速度で周期的な」というのは、例えば、周波数でいえば５００Ｈｚ以上の周波数でもよい。ここで、「人が知覚できない速度で周期的な」は「人にちらつきを知覚させない」ことを意味している。ＬＥＤ照明のちらつき対策については、例えば、電気用品安全法(PSE)の解説書類である、「電気用品安全法の改正政省令施行について（平成２４年７月１日から施行）」（経済産業省商務流通グループ製品安全課による）に基準が示されている。同解説書類２８頁の「光出力のちらつき（フリッカー）対策」では、「光出力はちらつきを感じないものであること」に相当する効果をもたらす周波数を次のように解釈している。すなわち、同解説書類においては、「光出力はちらつきを感じないものであること」を満たすのは、（１）繰り返し周波数が１００Ｈｚ以上で光出力に欠落部がない、（２）繰り返し周波数が５００Ｈｚ以上、のいずれかと解釈されている。
【００３７】
本実施の形態の照明光光通信装置では、１００％変調（つまり点灯と消灯との組み合わせた変調）を採用するので、上記（２）に該当する場合が多いと考えられる。そのため、本実施の形態における照明光通信装置は、上記（２）を満たすように動作してもよい。
【００３８】
すなわち、本実施の形態の照明光通信装置における、「調光率が第１のしきい値を下回ったとき、人が知覚できない速度で周期的なオフ期間であって光源５３を流れる電流を遮断するオフ期間を通信信号に挿入する」という動作は、言い換えると、「調光率が第１のしきい値を下回ったとき、人がちらつきを感じない速度で周期的なオフ期間であって光源５３を流れる電流を遮断することに相当するオフ期間を通信信号に挿入する」という動作でもある。このとき、オフ期間を含む通信信号の平均的な周波数は、５００Ｈｚ以上であってもよい。
【００３９】
次に、変調回路１の回路例について説明する。変調回路１は、例えば図１Ｂまたは図１Ｃのような回路構成としてもよい。
【００４０】
図１Ｂは、実施の形態１に係る変調回路１の構成例を示す回路図である。同図の変調回路１は、スイッチトランジスタであるスイッチ１１およびバッファ回路１３を備える。信号源５の断続信号は、バッファ回路１３でより高い駆動能力の信号に変換されてスイッチ１１のゲートに入力される。変調回路１は、図１Ｂのような簡単な回路構成としてもよい。
【００４１】
図１Ｃは、実施の形態１に係る変調回路の他の構成例を示す回路図である。同図の変調回路１は、スイッチ１１、電流検出抵抗１５、演算増幅器１６、基準電圧源１７および入力抵抗１８を備える。
【００４２】
スイッチ１１は、トランジスタであり、ＬＥＤ電流を断続する機能とＬＥＤ電流を制限する機能を兼用している。つまり、このトランジスタは、ＬＥＤ電流を断続するだけでなく、ゲート電圧に応じた抵抗値を有しこれによりＬＥＤ電流を制限する。
【００４３】
演算増幅器１６は、電流検出抵抗１５の電位（および断続信号からの入力抵抗１８の電位）と基準電圧源１７の基準電位との誤差に応じたゲート電圧を生成してスイッチ１１のゲートに供給する。
【００４４】
電流検出抵抗１５は、ＬＥＤ電流の大きさを検出するための抵抗である。
【００４５】
抵抗１９は、電流検出抵抗１５の電位を演算増幅器１６の負入力端子に伝える入力抵抗である。
【００４６】
入力抵抗１８は、信号源５から入力される通信信号（断続信号）を演算増幅器１６の負入力端子に伝える入力抵抗である。
【００４７】
基準電圧源１７は、基準電位を演算増幅器１６の正入力端子に入力する。基準電位は、例えば、所定値（例えば、ＬＥＤ電流の立ち下がりエッジにおける高い方の値）に対応するように設定される。
【００４８】
図１Ｃの変調回路１によれば、スイッチ１１における光源５３を流れる電流を制限する機能は、電流波形に生じるオーバーシュートを抑制することができる。
【００４９】
［１．２  照明光通信装置の動作］
次に、実施の形態１に係る照明光通信装置の動作について説明する。
【００５０】
図２は、実施の形態１に係る照明光通信装置における調光率とＬＥＤ電流の特性の一例を示す図である。同図において横軸は、調光率を１００分率で示す。縦軸のＬＥＤ電流は、光源５３を流れる電流を示す。縦軸のＬＥＤ電流の値は、調光率１００％におけるＬＥＤ電流の平均値を１とした場合の倍率を示す。
【００５１】
同図では、平均デューティ比が６５％の通信信号によって照明光を変調しているものとする。図中の点線は、ＬＥＤ電流の平均値を示し、照明光の明るさに比例する。図中の太線は、ＬＥＤ電流のピーク値を示す。また、破線および区間（ａ）の太線は、比較例の変調回路１におけるＬＥＤ電流のピーク値を示す。同図のＴｈ１は、第１のしきい値の一例であり、受信装置が受信しにくくなる暗い領域のおおよその境界に相当する。
【００５２】
区間（ａ）は、調光率が第１のしきい値Ｔｈ１よりも大きい調光範囲である。また、区間（ｂ）は、調光率が第１のしきい値Ｔｈ１よりも小さい領域である。信号制御回路９は、調光率が第１のしきい値Ｔｈ１を下回ったとき、人が知覚できない速度で周期的なオフ期間であって光源５３を流れる電流を遮断するオフ期間を通信信号に挿入するように信号源５を制御する。したがって、区間（ａ）はオフ期間が挿入されていない調光範囲である。区間（ｂ）はオフ期間が挿入される調光範囲である。
【００５３】
区間（ａ）では、ＬＥＤ電流のピーク値は調光率に比例して変化する。これに対して、区間（ｂ）では、オフ期間の挿入によってＬＥＤ電流のピーク値は調光率に関わらずほぼ一定レベルに調整されている。
【００５４】
次に、通信信号へのオフ期間の挿入について説明する。
【００５５】
図３Ａは、実施の形態１に係る通信信号の波形およびオフ期間の例を示す模式図である。また、図３Ｂは、図３Ａに対応するＬＥＤ電流の波形およびオフ期間の例を示す模式図である。
【００５６】
図３Ａの通信信号（ａ）は、図２の区間（ａ）に対応する通信信号を示す。通信信号（ａ）にはオフ期間が挿入されていない。図３ＢのＬＥＤ電流（ａ）は、通信信号（ａ）に対応し、例えば、図２の調光率５０％のときのＬＥＤ電流の波形を模式的に示す。
【００５７】
通信信号（ｂ１）は、図２の（ｂ１）点に対応する通信信号を示す。通信信号（ｂ１）にはオフ期間Ｒが挿入されている。オフ期間Ｒの挿入により通信信号（ｂ１）の平均デューティ比が小さくなっている。図３ＢのＬＥＤ電流（ｂ１）は、図２の（ｂ１）点におけるＬＥＤ電流を示す。
【００５８】
図３Ａの通信信号（ｂ２）は、図２の（ｂ２）点に対応する通信信号を示す。通信信号（ｂ２）にはオフ期間Ｒが挿入されている。図３ＢのＬＥＤ電流（ｂ２）は、図２の（ｂ２）点におけるＬＥＤ電流を示す。通信信号（ｂ２）には、通信信号（ｂ１）のオフ期間よりも長いオフ期間Ｒが挿入されている。つまり、通信信号（ｂ２）の平均デューティ比は、通信信号（ｂ１）の平均デューティ比よりも小さくなっている。これにより、図３Ｂに示すように、ＬＥＤ電流（ｂ１）とＬＥＤ電流（ｂ２）のピーク値が同じレベルになっている。ＬＥＤ電流（ｂ１）とＬＥＤ電流（ｂ２）のピーク値を同じレベルにするために、図２の区間（ｂ）において信号制御回路９は光率が小さいほどオフ期間を長くするように信号源５を制御している。
【００５９】
図３Ａ、図３Ｂに示したように、信号制御回路９は、通信信号へのオフ期間の挿入によって、オフ期間を含めた通信信号の平均デューティ比を小さくする。平均デューティ比が小さいほど、ＬＥＤピーク電流は大きくなる。これにより、変調された照明光のＳ／Ｎ比が向上し、暗いときほど受信しにくくなることを軽減することができる。例えば、受信装置における暗い照明光の従来の受信限界よりも、もっと暗い照明光でも正常な受信を可能にする。また例えば、受信装置における暗い照明光での受信エラーを低減することができる。
【００６０】
［１．３  信号制御回路の構成例］
次に、信号制御回路９を簡単な回路により構成する例について説明する。
【００６１】
図４は、実施の形態１に係る信号制御回路の具体的な構成例を示す回路図である。図５は、図４の信号制御回路における各部の信号の波形を示す図である。図５中の信号Ａ、信号Ｂ、信号Ｃ、信号Ｄは、図４のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄにおける信号を意味する。図５中のＷＡ、ＷＢ、ＷＣは、信号Ａ、信号Ｂ、信号Ｃのそれぞれのパルス幅を意味する。図５の区間Ｄ１は、調光率が第１のしきい値よりも大きい場合（明るい場合）に対応する。区間Ｄ２は、調光率が第１のしきい値よりも小さい場合（暗い場合）に対応する。
【００６２】
図４において、信号制御回路９は、基準信号源４１、ＡＮＤ回路４２およびＥＸＯＲ回路４３を備える。なお、調光信号は、調光率に応じたパルス幅ＷＡのパルスを有するものとする。パルス幅ＷＡは調光率に比例して小さくなるものとする。つまり、調光率が小さいほどパルス幅ＷＡが大きくなるものとする。
【００６３】
基準信号源４１は、調光信号（信号Ａ）に含まれるパルスをトリガーに、上記の第１のしきい値が示す調光率に対応するパルス幅ＷＢを有する基準パルス（信号Ｂ）を発生する。
【００６４】
ＡＮＤ回路４２は、調光信号（信号Ａ）のパルスと基準パルス（信号Ｂ）との論理積をとる。ＡＮＤ回路４２の出力信号（信号Ｃ）のパルス幅ＷＣは、パルス幅ＷＡとパルス幅ＷＢのうち小さい方と同じになる。
【００６５】
ＥＸＯＲ回路４３は、調光信号（信号Ａ）のパルスと、論理積つまりＡＮＤ回路４２の出力信号（信号Ｃ）との排他的論理和をとる。
【００６６】
このように構成された調光判別回路４において、ＥＸＯＲ回路４３の出力信号（信号Ｄ）におけるパルスの有無は、調光率が第１のしきい値より小さいか否かを示す。つまり、ＥＸＯＲ回路４３は、しきい値判定を行っている。
【００６７】
また、ＥＸＯＲ回路４３の出力信号（信号Ｄ）にパルスが含まれる場合、そのパルス幅ＷＤは、調光率に対応する。言い換えれば、ＥＸＯＲ回路４３の出力信号のパルス幅ＷＤは調光率に比例する（言い換えればパルス幅ＷＤは調光率が小さいほど大きくなる）。さらに言い換えれば、ＥＸＯＲ回路４３の出力信号のパルス幅ＷＤは、調光率が小さいほどオフ期間を長くするための制御信号として利用可能である。
【００６８】
図４の回路例のように信号制御回路９は簡単な論理回路を中心に構成され、オフ期間の長さの決定を容易にすることができ、調光率が第１のしきい値より小さいか否かを判定するしきい値判定を容易にすることができる。
【００６９】
［１．４  照明光通信装置の変形例］
次に、実施の形態１に係る照明光通信装置の変形例について説明する。
【００７０】
図６Ａは、実施の形態１に係る照明光通信装置の変形例を示すブロック図である。同図の照明光通信装置は、図１Ａと比べて、信号源５および信号制御回路９がマイコン８によって構成されている点が異なっている。以下、異なる点を中心に説明する。
【００７１】
マイコン８は、プログラムを記憶するメモリ、プログラムを実行するプロセッサ、ＡＤ（Analog-Digital）変換回路、ＤＡ（Digital-Analog）変換回路、入出力ポート等を備えるいわゆるマイクロコンピュータまたはマイクロコントローラである。マイコン８は、信号源５および信号制御回路９の機能の全部または一部をソフトウェアにより実現する。機能の一部をソフトウェアで実現する場合、機能の残部は、マイコン８内にハードウェア（つまり回路）として備えてもよいし、マイコン８外部の回路として照明光通信装置に備えてもよい。
【００７２】
図６Ｂは、実施の形態１に係る照明光通信装置の処理例を示すフローチャートである。同図のフローチャートは、調光率が所定範囲内にあるとき、通信信号にオフ期間を挿入する処理例を示す。所定範囲は、例えば図２の区間（ｂ）でよい。マイコン８は、調光信号に変化があるか否かを判定する（Ｓ６１）。この調光信号は、マイコン８が判別可能であればよく、デジタル信号であっても、アナログ信号であってよい。
【００７３】
調光信号に変化がないと判定した場合、マイコン８は、Ｓ６１の判定に戻る。調光信号に変化があると判定した場合、マイコン８は、調光率が所定範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ８２）。
【００７４】
調光率が所定範囲内にあると判定した場合、マイコン８は、ＬＥＤ電流のピーク値が所望のレベルになるように、調光率および平均デューティ比に応じて、オフ期間の長さを決定し、決定した長さのオフ期間を通信信号に周期的に挿入する（Ｓ６３）。
【００７５】
一方、調光率が所定範囲内にないと判定した場合、マイコン８は、通信信号にオフ期間を挿入していれば挿入を停止する（Ｓ６４）。
【００７６】
このように、マイコン８によっても、調光率が所定範囲内にあるとき、通信信号にオフ期間を挿入することができる。
【００７７】
なお、マイコン８は、ＬＥＤ電流のピーク値、調光率、平均デューティ比およびオフ期間の長さを対応付けたテーブルデータを予め記憶しておき、ステップＳ６３でテーブルデータの参照することによってオフ期間の長さを決定してもよい。
【００７８】
以上のように実施の形態１に係る照明光通信装置は、照明光を発する光源５３と、二値の通信信号を発生する信号源５と、光源５３に直列に接続され、通信信号に従って光源５３を流れる電流を断続することにより照明光を変調する変調回路１と、調光率を指示する調光信号に応じて可変の出力電流を光源５３に供給し、一定の調光率の下で出力電流の平均を一定に保つ電源回路５２と、調光率が第１のしきい値を下回ったとき、人が知覚できない速度で周期的なオフ期間であって光源５３を流れる電流を遮断するオフ期間を通信信号に挿入するように信号源５を制御する信号制御回路９とを備える。
【００７９】
これによれば、調光率が第１のしきい値を下回ったとき例えば、調光により照明光がある明るさよりも暗くなったときに変調された照明光のＳ／Ｎ比の劣化を軽減することができる。というのは、出力電流の平均が一定に保たれるので、オフ期間を挿入することによってＬＥＤ電流のピーク値は維持または上昇することができる。ＬＥＤ電流のピーク値の維持または上昇により、照明光の断続による変調のＳ／Ｎ比の劣化を少なくとも軽減することができる。
【００８０】
ここで、信号制御回路９は、調光率が小さいほどオフ期間を長くするように信号源５を制御してもよい。
【００８１】
これによれば、調光率が小さいほどオフ期間を長くすることによって、調光率が小さくなることによるＬＥＤ電流のピーク値の低下を抑制または防止することができる。
【００８２】
ここで、信号制御回路９は、調光率の第１のしきい値に低下したときオフ期間の長さをゼロとするように信号源５を制御してもよい。
【００８３】
これによれば、オフ期間の長さをゼロから徐々に長くすることによって、ＬＥＤ電流のピーク値をほぼ一定レベルに保つ、あるいは、一定レベル以上に維持することができる。
【００８４】
ここで、調光信号は、調光率に応じたパルス幅のパルスを有し、信号制御回路９は、調光信号に含まれるパルスをトリガーに、基準パルス幅を有する基準パルスを発生する基準信号源４１と、調光信号のパルスと基準パルスとの論理積をとるＡＮＤ回路４２と、調光信号のパルスとＡＮＤ回路４２の出力パルスとの排他的論理和をとるＥＸＯＲ回路４３とを備え、信号制御回路９は、ＥＸＯＲ回路４３の出力信号に生じるパルスの幅に応じてオフ期間の長さを決定してもよい。
【００８５】
これによれば、信号制御回路９は簡単な論理回路を中心に構成され、オフ期間の長さ決定を容易にすることができる。
【００８６】
ここで、上記の基準パルス幅は、第１のしきい値が示す調光率に対応し、信号制御回路９は、ＥＸＯＲ回路４３の出力信号にパルスが生じていないとき、調光率が第１のしきい値より大きいと判定し、ＥＸＯＲ４３の出力信号にパルスが生じていれば、調光率が第１のしきい値より小さいと判定してもよい。
【００８７】
これによれば、信号制御回路９は簡単な論理回路を中心に構成され、調光率が第１のしきい値より大きいか小さいかを判定するしきい値判定を容易にすることができる。
【００８８】
ここで、オフ期間を含む通信信号の平均的な周波数は、人にちらつきを知覚させない範囲で可変であるとしてもよい。
【００８９】
ここで、オフ期間を含む通信信号の平均的な周波数は、１００Ｈｚ以上であるとしてもよい。
【００９０】
なお、「人に知覚できない速度で周期的な」というのは、上述したように、周波数でいえば５００Ｈｚ以上の周波数でもよい。
【００９１】
（実施の形態２）
実施の形態２では、実施の形態１における第１のしきい値近傍において、オフ期間の挿入と挿入停止との動作にいわゆるヒステリシス特性を持たせる例について説明する。
【００９２】
［２．１  照明光通信装置の構成例］
実施の形態２に係る照明光通信装置は、実施の形態１に係る照明光通信装置とほぼ同じである。ただし、実施の形態１に係る照明光通信装置に対して、第１のしきい値近傍において、オフ期間の挿入と挿入停止との動作にいわゆるヒステリシス特性を持たせる機能が追加されている。
【００９３】
［２．２  照明光通信装置の動作］
次に、実施の形態２に係る照明光通信装置の動作について説明する。
【００９４】
図７は、実施の形態２に係る照明光通信装置における調光率とＬＥＤ電流の特性例を示す図である。同図は、図２の第１のしきい値Ｔｈ１の近傍の拡大した部分に対応する。図７の横軸は調光率を示す。縦軸はＬＥＤ電流のピーク値を示す。
【００９５】
しきい値ＴＢ１としきい値ＴＢ２はオフセット値だけ異なっている。オフセット値は、例えば、調光率の数％でよい。しきい値ＴＢ１からしきい値ＴＢ２までの範囲は、図２の第１のしきい値Ｔｈ１を含むものとする。例えば、しきい値ＴＢ１は第１のしきい値Ｔｈ１と同じでよい。
【００９６】
図７に示すように、信号制御回路９は、調光率がしきい値ＴＢ１を下回ったとき、人が知覚できない速度で周期的なオフ期間であって光源５３を流れる電流を遮断するオフ期間を通信信号に挿入するように信号源５を制御する。ただし、同図は、オフ期間の長さが非ゼロの固定値である場合を示している。また、信号制御回路９は、調光率がしきい値ＴＢ１よりオフセット値だけ異なるしきい値ＴＢ２を上回ったとき、オフ期間の挿入を停止するように信号源５を制御する。
【００９７】
図７によれば、オフ期間の挿入開始時の調光率ＴＢ１と、オフ期間の挿入停止時の調光率ＴＢ２とが異なるので、調光率とオフ期間の関係は、いわゆるヒステリシス特性を有する。その結果、オフ期間の挿入開始および停止によるばたつきを防止することができる。
【００９８】
なお、図７で図示している部分よりも調光率が低い部分では、例えばしきい値ＴＢ１より所定値だけ低い部分では、調光率が小さくなるのに応じてオフ期間の長さを大きくしてもよい。こうすれば、しきい値ＴＢ１より所定値だけ低い部分では、図２の区間（ｂ）のように電流ピーク値を一定にすることができる。
【００９９】
以上のように実施の形態２に係る照明光通信装置において、信号制御回路９は、調光率が第１のしきい値よりオフセット値だけ異なる第２のしきい値を上回ったとき、オフ期間の挿入を停止するように信号源５を制御する。
【０１００】
これによれば、実施の形態１における効果に加えて、次の効果がある。すなわち、オフ期間の挿入開始時の調光率と、オフ期間の挿入停止時の調光率とが異なるので、調光率とオフ期間の関係は、いわゆるヒステリシス特性を有する。その結果、オフ期間の挿入開始および停止によるばたつきを防止することができる。
【０１０１】
（実施の形態３）
実施の形態３では、暗い調光範囲における電源回路５２の出力電圧を実施の形態１よりも高い定電圧に保つことにより、暗い調光領域においてＬＥＤ電流のピーク値を実施の形態１よりも高くできる構成例について説明する。
【０１０２】
［３．１  照明光通信装置の構成例］
図８は、実施の形態３に係る照明光通信装置の構成例を示すブロック図である。同図は、図１Ａと比べて、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４に調光信号の代わりに修正調光信号が入力される点と、信号制御回路９がＤＣ−ＤＣコンバータ６４に修正調光信号を出力する点とが異なっている。以下異なる点を中心に説明する。
【０１０３】
ＤＣ−ＤＣコンバータ６４は、調光率が第１のしきい値以上のとき、出力電流の平均を一定に保つ定電流動作モードで動作する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４は、調光率が第１のしきい値よりも小さいとき、実質的に出力電圧が一定つまり出力電圧の平均が一定になるよう、定電圧動作を行う定電圧動作モードで動作するものとする。
【０１０４】
信号制御回路９が出力する修正調光信号は、調光率が第１のしきい値よりも大きいとき、調光信号と同じであり、調光率が第１のしきい値よりも小さいとき、第１のしきい値と同じ値である。つまり、修正調光信号は、調光率が第１のしきい値よりも小さいときに、第１のしきい値と同じ調光率を示す信号である。信号制御回路９は、調光率が第１のしきい値よりも小さくなったとき、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４を定電圧動作モードに移行するよう指示を出す。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４は、定電圧動作モードに移行する。このモード時には、定電圧動作のため、平均デューティ比が小さくなるほどＬＥＤ電流の平均値が小さくなるが、ＬＥＤ電流のピーク値は平均デューティ比にかかわらず一定値となる。また、信号制御回路９は、第１のしきい値よりも小さい調光範囲において、ＬＥＤ電流の平均値が調光率の明るさに対応するように、オフ期間を挿入する。
【０１０５】
電源回路５２は、調光信号の代わりに修正調光信号が入力されるので、調光信号が示す調光率が第１のしきい値よりも小さいときでも、第１のしきい値と同じ調光率に対応する出力電圧を維持する。
【０１０６】
次に、修正調光信号を出力する信号制御回路９の回路例について説明する。
【０１０７】
図９は、実施の形態３に係る信号制御回路９の具体的な構成例を示す回路図である。同図の信号制御回路９は、図４と同じ回路構成であるが、ＡＮＤ回路４２の出力信号を修正調光信号として電源回路５２に出力している点が異なっている。
【０１０８】
ＡＮＤ回路４２は、調光信号（信号Ａ）のパルスと基準パルス（信号Ｂ）との論理積をとる。調光信号（信号Ａ）のパルス幅ＷＡは、調光率が小さいほど大きいものとする。図５に示したように、ＡＮＤ回路４２の出力信号（信号Ｃ）のパルス幅ＷＣは、パルス幅ＷＡとパルス幅ＷＢのうち小さい方と同じになる。言い換えれば、パルス幅ＷＣは、調光率が第１のしきい値より大きいとき調光信号のパルス幅ＷＡと同じになり、調光率が第１のしきい値より小さいとき基準パルスのパルス幅ＷＢと同じになる。基準パルスのパルス幅ＷＢは、第１のしきい値の調光率を示す。
【０１０９】
［３．２  照明光通信装置の動作例］
次に、実施の形態３に係る照明光通信装置の動作について説明する。
【０１１０】
図１０は、実施の形態３に係る照明光通信装置における調光率とＬＥＤ電流の特性の一例を示す図である。同図は、図２と比べて、調光率が第１のしきい値Ｔｈ１より小さく調光範囲が異なっている。以下、異なっている点を中心に説明する。
【０１１１】
調光率が第１のしきい値Ｔｈ１より小さい調光範囲では、電源回路５２に修正調光信号が入力されるとともに、信号制御回路９からの指示により、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４が定電圧動作モードに移行する結果、電源回路５２の出力電圧は定電圧になっている。
【０１１２】
調光率が第１のしきい値Ｔｈ１より小さい調光範囲では、実施の形態１よりも高い電圧に保たれているので、ＬＥＤ電流のピーク値を実施の形態１よりも高く設定することができる。実施の形態３では、図１０に示すように、第１のしきい値Ｔｈ１より小さい調光範囲においてＬＥＤ電流のピーク値を、１．０倍の高さに設定してもよいし、１．５倍に設定してもよい。また、実施の形態と同じ（区間（ｂ））に設定してもよい。
【０１１３】
図１１は、実施の形態３に係るＬＥＤ電流の波形およびオフ期間の例を示す模式図である。同図のＬＥＤ電流（ａ）は、図１０の区間（ａ）の例えば調光率５０％のときのＬＥＤ電流の波形を示す。ＬＥＤ電流（ａ）にはオフ期間が挿入されていない。
【０１１４】
ＬＥＤ電流（ｂ１）、ＬＥＤ電流（ｂ３）、ＬＥＤ電流（ｂ４）は、図１０の（ｂ１）点、（ｂ３）点、（ｂ４）点に対応する。
【０１１５】
ＬＥＤ電流（ｂ１）は、図３ＢのＬＥＤ電流（ｂ１）と同じである。ＬＥＤ電流（ｂ３）では、ピーク値が１．０倍になっている。また、ＬＥＤ電流（ｂ４）では、ピーク値が１．５倍になっている。
【０１１６】
図１１のように、実施の形態３に係る照明光通信装置によれば、第１のしきい値よりも小さい調光範囲で光源５３にはより高い定電圧が印加され、ＬＥＤの電流ピーク値をより高くすることができる。
【０１１７】
以上のように実施の形態３に係る信号制御回路９では、電源回路５３は、調光率が第１のしきい値以上のとき、出力電流の平均を一定に保つ定電流動作モードで動作し、調光率が第１のしきい値より小さいとき、出力電圧の平均を一定に保つ低電圧動作モードで動作する。
【０１１８】
ここで、論理積回路４２の出力信号を、調光信号として電源回路５２に供給してもよい。
【０１１９】
これによれば、暗い調光領域における従来の可視光通信の限界よりももっと暗い調光領域でも可視光通信することができる。
【０１２０】
より詳しく説明すると、電源回路５２には、ＡＮＤ回路４２の出力信号が修正された調光信号として供給される。また、信号制御回路９からの指示により、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４が定電圧動作モードに移行する。そうすると、調光率が第１のしきい値よりも小さいとき、電源回路５２の出力電圧は一定に保たれる。また、定電圧動作モードのため、ＬＥＤ電流のピーク値は平均デューティ比にかかわらず一定値となる。その結果、従来の可視光通信の限界よりももっと暗い調光領域において、オフ期間の挿入によって調光するとともに、光源５３に流れる電流（ＬＥＤ電流）のピーク値を高く一定に保つことができる、これにより、従来の可視光通信の限界よりももっと暗い調光領域におけるＳ／Ｎ比を格段に向上させることができる。
【０１２１】
このように、調光率が第１のしきい値よりも小さいとき、電源回路５２には修正された調光信号つまり基準パルス幅と同じ調光率を示す修正調光信号が入力される。調光率が第１のしきい値よりも小さいとき、元の調光信号が示す調光率を実現する制御は信号制御回路９によるオフ期間の挿入によって行われる。
【０１２２】
なお、実施の形態３に係る照明光通信装置と、実施の形態２に係る照明光通信装置とを組み合わせた構成としてもよい。
【０１２３】
（実施の形態４）
実施の形態４では、暗い調光範囲における電源回路５２の出力電圧を定電圧に保ち、かつ、定電圧のレベルを制御可能にし、暗い調光領域においてＬＥＤ電流のピーク値を高くできる構成例について説明する。
【０１２４】
［４．１  照明光通信装置の構成例］
図１２は、実施の形態４に係る信号制御回路の具体的な構成例を示す回路図である。同図は、図９と比較して、信号生成回路４４が追加されている点が異なっている。以下、異なっている点を中心に説明する。
【０１２５】
信号生成回路４４は、ＡＮＤ回路４２の出力信号とＥＸＯＲ回路４３の出力信号とに基づいて、調光率が第１のしきい値以上のときに調光信号と同じ信号を出力し、調光率が第１のしきい値よりも小さいときに、第１のしきい値よりも大きい調光率を示すパルス幅の信号を生成する、生成した信号を、修正調光信号として電源回路５２に出力する。
【０１２６】
［４．２  照明光通信装置の動作例］
次に、実施の形態４に係る照明光通信装置の動作について説明する。
【０１２７】
図１３は、実施の形態４に係る信号制御回路における各部の信号の波形を示す図である。同図は、図５と比べて、信号Ｅが追加されている点が異なっている。
【０１２８】
信号Ｅは、修正調光信号であり、調光率が第１のしきい値よりも大きいとき、調光信号と同じパルス幅ＷＡの信号になる。また、修正調光信号は、調光率が第１のしきい値よりも小さいとき、第１のしきい値よりも大きい調光率を示すパルス幅ＷＥの信号になる。パルス幅ＷＥが示す調光率は、調光率が第１のしきい値よりも小さいときの電源回路５２が出力する定電圧のレベルを決定付ける。パルス幅ＷＥを設定することによって定電圧のレベルを所望するレベルに制御することができる。
【０１２９】
電源回路５２は、調光率が第１のしきい値よりも小さいとき、実際の調光率よりも大きいものとして動作し、出力電圧を、パルス幅ＷＥに対応するレベルの定電圧にする。
【０１３０】
以上のように実施の形態４に係る信号制御回路９１は、ＡＮＤ回路４２の出力信号とＥＸＯＲ回路４３の出力信号とに基づいて、調光率が第１のしきい値以上のときに調光信号を出力し、調光率が第１のしきい値よりも小さいときに、基準パルス幅（つまり、第１のしきい値が示す調光率に対応するパルス幅）よりも大きいパルス幅の信号を生成する信号生成回路４４を備え、信号制御回路９は、信号生成回路４４により生成された信号を、調光信号として電源回路５２に供給する。
【０１３１】
これによれば、実施の形態３の効果に加えて、暗い調光領域における電源回路５２の定電圧のレベルを所望のレベルに設定することができる。これにより、ＬＥＤ電流のピーク値をより容易に設定することができる。
【０１３２】
（実施の形態５）
実施の形態５では、通信信号のパルス幅を変更することによって通信信号の平均デューティ比を変更する照明光通信装置の例について説明する。
【０１３３】
［５．１  照明光通信装置の構成例］
実施の形態５に係る照明光通信装置は、実施の形態１の変形例に係る照明光通信装置とほぼ同じである。ただし、実施の形態１の変形例に係る照明光通信装置に対して、通信信号のパルス幅を変更する機能が追加されている。
【０１３４】
［５．２  照明光通信装置の動作例］
次に、実施の形態５に係る照明光通信装置の動作について説明する。
【０１３５】
図１４は、実施の形態４に係るＬＥＤ電流の波形およびオフ期間の例を示す模式図である。
【０１３６】
同図のＬＥＤ電流（ｂ４）は、実施の形態３の図１１に示したものを比較用に再掲している。図１４のＬＥＤ電流（ｂ５）は、ＬＥＤ電流（ｂ４）の代替するＬＥＤ電流の波形を示している。すなわち、ＬＥＤ電流（ｂ５）の休止期間およびピーク値は、ＬＥＤ電流（ｂ４）と同じである。
【０１３７】
ＬＥＤ電流（ｂ５）は、ＬＥＤ電流（ｂ４）と比べて、パルス幅が小さくなっている。
【０１３８】
図１５は、実施の形態５に係る照明光通信装置の処理例を示すフローチャートである。同図は、図６Ａに示した照明光通信装置の変形例におけるマイコン８による処理例を示す。同図のフローチャートは、調光率が所定範囲内にあるとき、通信信号にオフ期間を挿入し、かつ、パルス幅を変更する処理例を示す。所定範囲は、例えば図１０の区間（ｂ）でよい。
【０１３９】
まず、マイコン８は、調光信号に変化があるか否かを判定する（Ｓ５１）。この調光信号は、マイコン８が判別可能であればよく、デジタル信号であっても、アナログ信号であってよい。
【０１４０】
調光信号に変化がないと判定した場合、マイコン８は、Ｓ５１の判定に戻る。調光信号に変化があると判定した場合、マイコン８は、調光率が所定範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ５２）。
【０１４１】
調光率が所定範囲内にあると判定した場合、マイコン８は、ＬＥＤ電流の平均値が所望のレベルになるように、調光率および平均デューティ比に応じて、オフ期間の長さおよび周期と、パルス幅とを決定する（Ｓ５３）。さらに、決定した長さおよび周期のオフ期間を通信信号にし、（Ｓ５４）、通信信号のパルス幅を決定したパルス幅に設定する（Ｓ５５）。
【０１４２】
一方、調光率が所定範囲内にないと判定した場合、マイコン８は、通信信号にオフ期間を挿入していれば元に戻す（Ｓ６４）。ここで、元に戻すというのは、オフ期間の挿入を停止し、パルス幅を元に戻すことである。
【０１４３】
このように、実施の形態５に係る照明光通信装置は、調光率が所定範囲内にあるとき、通信信号にオフ期間を挿入するとともに、パルス幅を変更することによって、暗い調光範囲においても、ＬＥＤ電流のピーク値を一定に保ちつつ、調光率に応じて、ＬＥＤ電流の平均値をより小さい値に、大きい自由度で設定することができる。
【０１４４】
なお、マイコン８は、ＬＥＤ電流のピーク値、調光率、平均デューティ比、オフ期間の長さ、通信信号のパルス幅を対応付けたテーブルデータを予め記憶しておき、ステップＳ５３でテーブルデータを参照することによってオフ期間の長さおよび通信信号のパルス幅を決定してもよい。
【０１４５】
以上のように実施の形態５に係る信号制御回路９は、さらに、調光率が第１のしきい値よりも小さいときに、通信信号のパルス幅を変更することによって、通信信号の平均デューティ比を変更するよう信号源を制御する。
【０１４６】
これによれば、信号制御回路９は、パルス幅を変更することによってＬＥＤ電流のピーク値を一定に保ちつつ、ＬＥＤ電流の平均値を増減することができる。また、信号制御回路９は、休止期間の長さと、パルス幅とを組み合わせることによって、ＬＥＤ電流の平均値の設定の自由度が大きくなる。
【０１４７】
以上、本開示の一つまたは複数の態様に係る照明光通信装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれてもよい。
【符号の説明】
【０１４８】
１    変調回路
５    信号源
９    信号制御回路
４１    基準信号源
４２    ＡＮＤ回路（論理積回路）
４３    ＥＸＯＲ回路（排他的論理和回路）
４４    信号生成回路
５２    電源回路
５３    光源
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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