(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の特定の場所へ、且つ、複数の特定の場所から、可視光及びデータを通信するための可視光通信（ＶＬＣ）システムを備える航空機照明システムであって、
航空機の客室内にある複数の特定の場所に設けられた照明ユニット、
前記航空機の一元化された場所に配置された少なくとも１つの光源照明アレイであって、
各々が可視光を生成するように構成された、前記少なくとも１つの光源照明アレイの複数の照明要素であって、少なくとも約１００メガヘルツの速度での変調のために構成された、複数の照明要素と、
データ送信目的で各々が少なくとも約１００メガヘルツの周波数で変調している可視光を検出するように構成された複数の光検出デバイスとを備える、少なくとも１つの光源照明アレイ、及び
前記光源照明アレイと通信する端部を有し、且つ光及びデータを前記照明ユニットに提供するように適合されたプラスチック光ファイバー（ＰＯＦ）ケーブル
を備え、
前記ＰＯＦケーブルが、前記複数の照明要素によって生成された可視光を前記複数の特定の場所にある前記照明ユニットへ送信するように適合され、且つ可視光を前記複数の特定の場所から前記複数の光検出デバイスへ送信するように適合され、
前記ＰＯＦケーブルが、複数のファイバーコアを含み、
前記複数の照明要素のうちの各々が、前記ＰＯＦケーブルの前記複数のファイバーコアのうちの１つに対応し、前記複数の光検出デバイスのうちの各々が、前記ＰＯＦケーブルの前記複数のファイバーコアのうちの１つに対応し、
前記複数の照明要素が、表を下にした構成で基板の表面上に直接的に取り付けられ、前記照明要素の光放射要素が、前記ＰＯＦケーブルの前記端部と対向するように配置されている、航空機照明システム。
【請求項２】
前記複数の照明要素が、同じタイプであり、少なくとも単一色の可視光を生成する、請求項１に記載の航空機照明システム。
【請求項３】
前記複数の照明要素が、少なくとも２つの異なる色の可視光を生成するように構成されている、請求項１に記載の航空機照明システム。
【請求項４】
前記ＰＯＦケーブルと通信する光回路を更に備える、請求項１に記載の航空機照明システム。
【請求項５】
前記光回路が、光スイッチ、光カプラー及びマルチプレクサのうち少なくとも１つを含む、請求項４に記載の航空機照明システム。
【請求項６】
前記光源照明アレイが、微小画素化された発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイと垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）要素のアレイとを含む群から選択される、請求項１に記載の航空機照明システム。
【請求項７】
可視光通信（ＶＬＣ）システムを使用してデータを通信する方法であって、
航空機の一元化された場所に配置された光源照明アレイの複数の照明要素であって、各々が少なくとも約１００メガヘルツの速度での変調のために構成された、複数の照明要素によって可視光を生成すること、
前記可視光をプラスチック光ファイバー（ＰＯＦ）ケーブルの端部へ通信すること、
前記複数の照明要素によって生成された前記可視光を、前記ＰＯＦケーブルによって、前記航空機の客室内にある複数の特定の場所に設けられた照明ユニットへ送信すること、及び
前記ＰＯＦケーブルによって、前記複数の特定の場所から光源照明アレイの部分である複数の光検出デバイスへ、可視光を送信すること
を含み、
前記光検出デバイスが、各々、少なくとも約１００メガヘルツの周波数で変調している可視光を検出するように構成されており、
前記ＰＯＦケーブルが、複数のファイバーコアを含み、
前記複数の照明要素のうちの各々が、前記ＰＯＦケーブルの前記複数のファイバーコアのうち１つに対応し、前記複数の光検出デバイスのうちの各々が、前記ＰＯＦケーブルの前記複数のファイバーコアのうちの１つに対応し、
前記複数の照明要素が、表を下にした構成で基板の表面上に直接的に取り付けられ、前記照明要素の光放射要素が、前記ＰＯＦケーブルの前記端部と対向するように配置されている、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示のシステムは、照明システムに関し、特に、光源照明アレイ、及び、光源照明アレイによって生成された可視光を複数の特定の場所へ送信するためのプラスチック光ファイバー（ＰＯＦ）、を有する照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
可視光通信（ＶＬＣ）は、発光体が可視光を使用して情報を無線送信する技術である。ＶＬＣを適用することによって、電子機器が、互いに無線通信できる。ＶＬＣは、無線周波数（ＲＦ）傍受に対して安全であり、比較的低い電力の可視光発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザ照明を調節することによって実行され得る。これらの特性のために、ＲＦベースの機器の使用が制限され、ＬＥＤ照明が既に存在する航空機内で、ＶＬＣを無線通信媒体として使用することは殊に有利であり得る。
【０００３】
ＬＥＤベースの照明システムは、例えば、白熱照明又は蛍光照明などの他のタイプの照明システムを超えた、幾つかのエネルギー及び信頼性に関する利点を提供し得る。したがって、あるタイプの航空機は、客室内の照明のためにＬＥＤベースの照明システムを利用し得る。ＬＥＤベースの照明システムが、他のタイプの照明システムを超えた幾つかの利点を提供する一方で、従来のタイプのＬＥＤ照明システムも欠点を有している。例えば、従来のＬＥＤ照明モジュールは、適正な接合部温度を維持し、それによって、ＬＥＤによって放射される光が色を変化させないようにするために、比較的大きなヒートシンクを必要とし得る。更に、航空機が、通常、数多くのＬＥＤ照明モジュールを含むことは理解されるべきである。これは、ＬＥＤ照明モジュールが、航空機の客室内の天井又は個々の座席の領域に対して提供されるからである。したがって、何百もの個別のＬＥＤ照明モジュールが、潜在的に、航空機の客室内で使用され得る。各ＬＥＤ照明モジュールは、照明モジュールにおいて個別の電力及び制御配線並びに電子機器を必要とする。結果として、客室に光を当てるための従来のＬＥＤ照明システムは、設置、パッケージ、及び維持のために比較的高価となり得る。最後に、従来のタイプのＬＥＤ照明システムは、ＶＬＣをサポートすることができない。これは、従来のＬＥＤが、変調周波数において非常に制限され、ＶＬＣをサポートするのに十分速く変調され得ないからである。
【発明の概要】
【０００４】
本開示の照明システムは、上述の課題を克服することができ、電力、制御、変調、及びヒートシンクを、単一の場所へと統合する。したがって、本開示の照明システムは、各々が個別の電力及び制御配線並びに電子機器を必要とする、航空機の客室内の何百もの個々のＬＥＤ照明モジュールを必要とし得ない。結果として、客室に光を当てるための本開示の照明システムは、現在利用可能な幾つかの照明システムと比較して、設置、パッケージ、動作、及び維持に費用がかからないだろう。これは、本開示の照明システムが、可視光を送信するために、プラスチック光ファイバー（ＰＯＦ）ケーブルなどの、受動素子のみを必要とするからである。
【０００５】
一態様では、複数の特定の場所へ光を送信するための照明システムが開示される。該照明システムは、少なくとも１つの光源照明アレイ及びＰＯＦケーブルを含み得る。光源照明アレイは、複数の照明要素を備え得る。複数の照明要素は、各々が可視光を生成するように構成され得る。ＰＯＦケーブルは、照明アレイと通信する端部を有し得る。ＰＯＦケーブルは、照明アレイによって生成された可視光を特定の場所へ送信し得る。
【０００６】
別の一態様では、可視光及びデータを複数の特定の場所へ且つ複数の特定の場所から通信するための可視光通信（ＶＬＣ）システムが開示される。ＶＬＣシステムは、少なくとも１つの光源照明アレイ及びＰＯＦケーブルを含む。無線データ通信のための光源照明アレイは、複数の照明要素及び複数の光検出デバイスを備える。照明要素は、各々が可視光を生成するように構成され、少なくとも約１００メガヘルツ（ＭＨｚ）の速度での変調のために構成される。光検出デバイスは、各々が、少なくとも約１００ＭＨｚの周波数で変調する可視光を検出するように構成される。ＰＯＦケーブルは、光源照明アレイと通信する端部を有し得る。ＰＯＦケーブルは、複数の照明要素によって生成された可視光を、照明のために特定の場所へ送信し、無線データ通信のために、可視光を特定の場所から複数の光検出デバイスへ送信する。
【０００７】
更に別の一態様では、可視光通信（ＶＬＣ）システムを使用してデータを通信する方法が開示される。該方法は、複数の照明要素によって可視光を生成することを含む。複数の照明要素は、各々が、少なくとも約１００ＭＨｚの速度での変調のために構成され得る。該方法は、可視光をＰＯＦの端部へ通信することも含み得る。該方法は、複数の照明要素によって生成された可視光を、ＰＯＦケーブルによって、複数の特定の場所へ送信することも含み得る。
【０００８】
本開示の方法及びシステムの他の目的及び利点は、下記の記載、添付図面、及び添付の特許請求の範囲から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】航空機及び本開示の照明システムの図である。
【図２】図１で示された航空機の客室の図である。
【図３】図１の本開示の照明システムで使用される、マルチコアプラスチック光ファイバー（ＰＯＦ）ケーブルの概略断面図である。
【図４Ａ】図１で示された照明システム内で使用される例示的な照明アレイの概略図であり、可視光が二方向へ送信される。
【図４Ｂ】（セクション４Ｂ‐４Ｂに沿って切り取られた）図４ＡのＰＯＦケーブルの断面図である。
【図４Ｃ】図４Ａで示された照明アレイの代替的なアプローチの概略図であり、可視光が一方向においてのみ送信又は受信される。
【図４Ｄ】図４Ａで示された照明アレイの代替的なアプローチの概略図であり、可視光が一方向においてのみ送信又は受信される。
【図４Ｅ】（セクション４Ｅ‐４Ｅに沿って切り取られた）図４Ｃ‐図４ＤのＰＯＦケーブルの断面図である。
【図５Ａ】図４Ａで示された照明アレイの代替的な一実施例の概略図である。
【図５Ｂ】（セクション５Ｂ‐５Ｂに沿って切り取られた）図５ＡのＰＯＦケーブルの断面図である。
【図５Ｃ】図５Ａで示された照明アレイの代替的なアプローチの概略図であり、可視光が一方向においてのみ送信又は受信される。
【図５Ｄ】図５Ａで示された照明アレイの代替的なアプローチの概略図であり、可視光が一方向においてのみ送信又は受信される。
【図５Ｅ】（セクション５Ｅ‐５Ｅに沿って切り取られた）図５Ｃ‐図５ＤのＰＯＦケーブルの断面図である。
【図６】例示的な波長分割多重化（ＷＤＭ）光ネットワークの概略図である。
【図７】例示的な空間分割多重化（ＳＤＭ）光ネットワークの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１‐図２で示されるように、本開示の一態様による照明システム１０が、航空機２０内で採用され得る。照明システム１０は、（図４Ａで示される）１以上の照明アレイ２４又は（図５Ａで示される）１以上の照明アレイ１２４と同様に、１以上のマルチコアプラスチック光ファイバー（ＰＯＦ）ケーブル２２を含み得る。１つのアプローチでは、照明システム１０が、航空機２０の客室２６の内装に光を当てるために使用され得る。照明システム１０は、航空機２０の客室２６内に配置された乗客読書用ライトを発光させるためにも使用され得る。照明システム１０は、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）標準８０２．１５．７に基づいた、可視光通信（ＶＬＣ）システムをサポートするためにも使用され得る。照明アレイ２４（図４Ａ参照）又は照明アレイ１２４（図５Ａ参照）は、航空機２０の一元化された場所に配置され得る。例えば、照明アレイ２４、１２４は、航空機２０の電気／電子（Ｅ／Ｅ）ベイ３０内に配置され得る。照明アレイ２４、１２４は、一元化された可視光源として働き、ＰＯＦケーブル２２は、以下でより詳細に説明されるように、航空機２０内の多数の場所へ可視光を送信するために使用され得る。
【００１１】
図２を参照すると、単一のＰＯＦケーブル２２が、航空機２０の客室２６内に配置された読書用照明ユニット３２の単一のコラムに、光及び無線データ通信を提供し得る。図２で示されているように、読書用ライトの３つのコラムが存在し、それらは、Ｃ１、Ｃ２、及びＣ３としてラベルが付けられている。示されている実施例では、ＰＯＦケーブル２２が、コラムＣ１内の照明ユニット３２に光及び無線データを提供する。しかし、光及び無線データは、更なるＰＯＦケーブルを通して、照明ユニット３２の残りのコラムＣ２及びＣ３へ供給され得ることに留意されたい。照明ユニット３２は、各々が、航空機２０の客室２６内に配置された特定の座席３４に対応し、それらへ可視光を提供する。例えば、図２で示されているように、（可視光を送信するよう駆動されるように示されている）一番奥の照明ユニット３２は、示されている座席３４のうちの１つに可視光を提供するために使用され得る。ＰＯＦケーブル２２は、航空機２０の天井領域３６内で、座席３４の上方に経路指定され得る。特に、ＰＯＦケーブル２２は、航空機２０の乗客サービスユニット（ＰＳＵ）４０及び環境制御システム（ＥＣＳ）配管４２の上方に経路指定され得る。
【００１２】
図１‐図２は航空機２０内で採用される照明システム１０を示しているが、当業者は、照明システム１０が、遠隔照明ユニットが照明及び／又はデータサービスを様々な場所へ提供する、様々な照明又は無線通信の用途で使用され得ることを理解するだろう。例えば、照明システム１０は、事務所又は住居などの建物内で使用され得る。別の１つのアプローチでは、照明システム１０が、例えば、バス、列車、又は船舶などの輸送体内でも使用され得る。
【００１３】
１つのアプローチでは、ＰＯＦケーブル２２が、各々、多数のプラスチックファイバーを含み得る。図３は、例示的なＰＯＦケーブル２２の断面図である。図３で見られるように、ＰＯＦケーブル２２は、プラスチックジャケット５２内に含まれている、複数の離散したファイバーコア要素５０を含み得る。各ファイバーコア要素５０は、以下でより詳細に説明されるように、可視光を送信及び受信するために使用され得る。例示的な１つのアプローチでは、ファイバーコア要素５０が、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）から構築され得る。１つのアプローチでは、ＰＯＦケーブル２２が、航空機２０などの構造体内での設置のために必要とされる３次元の柔軟性を有する、概して円筒形状のマルチファイバー光ケーブルであり得る。特に、ＰＯＦケーブル２２は、照明システム１０が採用され得る航空機又は他の構造体内で、通常、見られる比較的狭い空間へと曲げられ又はさもなければ操作され得る。更に、ＰＯＦケーブル２２は、ガラス光ファイバーケーブルなどの幾つかの他のタイプの光ファイバーケーブルと比較して、比較的低い弾性係数のみならず伸長による破壊に対する比較的高い抵抗性も含み得る。したがって、ＰＯＦケーブル２２は、殊に、光ファイバーケーブルが設置又は使用の際に伸長され得る、航空機２０（図１参照）又は任意の他の用途で使用されるのに適切である。更に、概して円筒形状のマルチファイバーケーブルは、比較的狭い空間又は曲げが見られ得る、ケーブルの３次元の経路指定を可能にし得る。それとは異なり、平坦なマルチファイバーケーブルは、そのような機能を持たない。
【００１４】
図４Ａは、単一の照明アレイ２４、ＰＯＦケーブル２２の端部６０、及び焦点レンズ光アレイ６２の側面断面図である。照明アレイ２４は、基板７０、複数の照明要素７２Ａ〜７２Ｄ、及び複数の光検出デバイス７４Ａ〜７４Ｄを含み得る。照明要素７２Ａ〜７２Ｄは、ＰＯＦケーブル２２のファイバーコア要素５０のうちの１つを介して送信される可視光を生成するように構成された任意のタイプの光源であり得る。照明システム１０がＶＬＣ機能も含むならば、照明要素７２Ａ〜７２Ｄは、データ送信目的で、少なくとも約１００メガヘルツ（ＭＨｚ）の周波数で変調されることも可能である。図４Ａで示されている例示的なアプローチでは、照明アレイ２４が、（マイクロＬＥＤアレイとも呼ばれる）微小画素化された（ｍｉｃｒｏ‐ｐｉｘｅｌａｔｅｄ）発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイであり、各照明要素７２Ａ〜７２Ｄは画素と呼ばれ得る。代替的に、別の１つのアプローチでは、照明アレイ２４が、垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）要素のアレイであり得る。
【００１５】
光検出デバイス７４Ａ〜７４Ｄは、可視光を検出するように構成された任意のタイプのデバイスを含み得る。１つのアプローチでは、光検出デバイス７４Ａ〜７４Ｄは、データ送信目的で、少なくとも約１００ＭＨｚの周波数で変調された光を検出することができる。少なくとも約１００ＭＨｚの周波数で変調している可視光を検出することができる光検出デバイスの、ある実施例は、例えば、金属‐半導体‐金属の光検出器（ＭＳＭ検出器）又はシリコン（Ｓｉ）光検出器を含む。以下でより詳細に説明されるように、１つのアプローチでは、客室２６（図２参照）内に配置されたＶＬＣ可能デバイスによって生成された可視光が、ＰＯＦケーブル２２を介して、光検出デバイス７４Ａ〜７４Ｄへ通信され得る。したがって、図４Ａで示されている実施例では、照明アレイ２４が、光源として使用され得るだけではなく、同様に無線通信媒体としても使用され得る。
【００１６】
図４Ａで示されている実施例では、光検出デバイス７４Ａ〜７４Ｄが、交互方式で（すなわち、照明要素が光検出デバイスに取り囲まれる方式で）、基板７０上に配置され得る。図４Ｂは、セクションライン４Ｂ‐４Ｂに沿って切り取られたＰＯＦケーブル２２の断面図であり、ファイバーコア要素５０が、個別の列Ｒ１及びＲ２に配置され得る。「Ｘ」は、照明アレイ２４へ向かって方向付けられた可視光として指定され（すなわち、ファイバーコア要素５０が、光を、光検出器７４Ａ〜７４Ｄのうちの１つへ送信し）、「Ｏ」は、照明アレイ２４から離れるように方向付けられた可視光として指定される（すなわち、ファイバーコア要素５０が、光を、照明要素７２Ａ〜７２Ｄのうちの１つから送信する）。図４Ａと図４Ｂの両方を参照すると、同じ列内で互いに直接的に隣接して配置されたファイバーコア要素５０は、反対の方向へ送信される可視光を有する。例えば、照明要素７２Ａ〜７２Ｄのうちの１つから光を送信する列Ｒ１内に配置された（「Ｏ」として指定された）ファイバーコア要素５０は、光検出デバイス７４Ａ〜７４Ｄのうちの１つへ光を送信する（「Ｘ」として指定された）ファイバーコア要素５０と直接的に隣接する。図４Ｂは、単一の列内に４つのファイバーコア要素５０のみを示しているが、当業者は、各ファイバーコア要素５０が、照明要素７２Ａ〜７２Ｄ又は光検出デバイス７４Ａ〜７４Ｄのうちの１つと位置合わせされ得ることを容易に理解するだろう。
【００１７】
図４Ｃ〜図４Ｅは、同じ列内の照明要素の全て又は光検出デバイスの全てが、１つの方向においてのみ光を送信し得る、照明アレイ２４の代替的な配置を示している。例えば、図４Ｃは、照明要素７２Ａ〜７２Ｈの１つの列の図であり、図４Ｄは、光検出デバイス７４Ａ〜７４Ｈの１つの列の図であり、且つ、図４Ｅは、セクションライン４Ｅ‐４Ｅに沿って切り取られた、ＰＯＦケーブル２２の断面図である。図４Ｅで見られるように、照明要素７２Ａ〜７２Ｈと光検出デバイス７４Ａ〜７４Ｈは、一連の交互な列において配置され、それによって、同じ列内の互いに隣接するファイバーコア要素５０が、ただ１つの方向においてのみ光を送信し得る。図４Ｃ〜図４Ｅで示された配置は、送信デバイス（照明要素７２Ａ〜７２Ｄ）と受信デバイス（光検出デバイス７４Ａ〜７４Ｄ）との間のクロストークの量を実質的に低減又は除去し得る。
【００１８】
図４Ａに戻って参照すると、１つのアプローチでは、基板７０が例えばシリコンなどの半導体基板であり得る。照明要素７２Ａ〜７２Ｄ及び光検出デバイス７４Ａ〜７４Ｄは、フリップチップ（ｆｌｉｐｐｅｄ  ｃｈｉｐ）技術を使用して、基板７０の表面７８に取り付けられ、（図示せぬ）各照明要素７２Ａ〜７２Ｄの光の放射及び検出フィーチャが、基板７０の１つの側面上でＰＯＦケーブル２２の端部６０と対向するように方向付けられる。フリップチップ技術は、照明要素７２Ａ〜７２Ｄ及び光検出デバイス７４Ａ〜７４Ｄなどの半導体デバイスを、互いに、及び、基板７０上に配置された他の送信及び受信デバイスに電気的に相互接続するために使用され得る。特に、フリップチップ技術を使用するときに、照明要素７２Ａ〜７２Ｄ及び光検出デバイス７４Ａ〜７４Ｄは、表を下にした（ｆａｃｅ‐ｄｏｗｎ）構成で、基板７０の表面７８上に直接的に取り付けられ得る。フリップチップ技術を使用して照明要素７２Ａ〜７２Ｄ及び光検出デバイス７４Ａ〜７４Ｄを基板７０の表面７８上に直接的に接合することは、基板７０がデバイス支持体と同様にヒートシンクとして働き得るので、パッケージングにおける柔軟性を提供し得る。特に、基板７０は、照明要素７２Ａ〜７２Ｄ及び光検出デバイス７４Ａ〜７４Ｄによって生成される熱を消散させ得る。更に、基板７０は、照明要素７２Ａ〜７２Ｄ及び光検出デバイス７４Ａ〜７４Ｄに対する支持も提供し得る。
【００１９】
焦点レンズ光アレイ６２が、ＰＯＦケーブル２２の端部６０と照明アレイ２４との間に配置され得る。焦点レンズ光アレイ６２は、各マイクロレンズ８０が単一の照明要素７２又は光検出器７４のいずれかに対応するところの、マイクロレンズ８０のアレイを含み得る。マイクロレンズ８０は、照明要素７２のうちの１つによって生成された光を、ＰＯＦケーブル２２のファイバーコア要素５０のうちの対応する１つに集中させ得る。代替的に、マイクロレンズ８０は、ＰＯＦケーブル２２のファイバーコア要素５０のうちの１つの端部６０から受信した光を、光検出器要素７４に集中させ得る。したがって、ＰＯＦケーブル２２の個別のファイバーコア５０は、照明要素７２のうちの１つによって生成された可視光を送信するために使用され得る。代替的に、個別のファイバーコア５０は、客室２６（図２参照）の内装から光検出器要素７４のうちの１つへ、可視光を送信するためにも使用され得る。
【００２０】
図４Ａ〜図４Ｅで示されている電気回路及びＰＯＦケーブルは、航空機２０の客室２６（図２参照）内に配置される１以上のＶＬＣ可能デバイスにおいても採用され得ることを、当業者は容易に理解するだろう。例えば、図２は、以下でより詳細に説明される、乗客によって保持される携帯型の電子機器２００（例えば、タブレットコンピュータ）、座席３４のアームレスト２０４に沿って配置された航空機照明コントローラ２０２、及び座席に据え付けられたタブレットディスプレイ２０６を示す。
【００２１】
１つのアプローチでは、マイクロＬＥＤ又はＶＣＳＥＬ照明要素７２Ａ〜７２Ｄが、（図示せぬ）相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）電子機器によって調節され得る。更に、ＣＭＯＳ電子機器は、（図示せぬ）トランスインピーダンスデバイスに接続された光受信機へと統合され、光検出デバイスになる。ＣＭＯＳ電子機器は、直接的に基板７０に取り付けられ得る。１つのアプローチでは、ＣＭＯＳ光送受信機が、送信機及び受信機回路の両方を含み、ＣＭＯＳ電子機器が、送信機において信号を送信し受信機において信号を処理し得る。特に、ＣＭＯＳ電子機器は、送信元の送信機（例えば、照明要素７２Ａ〜７２Ｄ）において１以上の光信号を直接的に変調させ、且つ、送り先の受信機（例えば、光検出器要素７４Ａ〜７４Ｄ）において検出された光信号を処理するために使用され得る。１つのアプローチでは、ＣＭＯＳ電子機器が、ＶＬＣ標準（すなわち、ＩＥＥＥ標準８０２．１５．７）に従って、照明要素７２Ａ〜７２Ｄを調節するために使用され得る。ＣＭＯＳ電子機器は、光検出デバイス７４Ａ〜７４Ｄによって検出された可視光に応じて、ＶＬＣ標準に従って、照明要素７２Ａ〜７２Ｄを制御し又は調節し得る。光検出デバイス７４Ａ〜７４Ｄによって検出された可視光は、（図２で示されている）航空機２０の客室内２６に配置された、携帯型の電子機器２００、航空機照明コントローラ２０２、又は座席に据え付けられたタブレットディスプレイ２０６によって生成された可視光であり得る。
【００２２】
図４Ａ〜図４Ｅで示されている実施例では、照明アレイ２４の照明要素７２Ａ〜図７２Ｄが、各々、同じ色の光を生み出すために実質的に同じ周波数の可視光を放射する。例えば、照明要素７２Ａ〜７２Ｄは、各々が、青色の光を放射する青い窒化ガリウム（ＧａＮ）のマイクロＬＥＤであり得る。したがって、各ＬＥＤが実質的に同じ周波数の光を放射するので、空間的な多重化（ｓｐａｔｉａｌ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）が、可視光を照明アレイ２４へ且つ照明アレイ２４から送信するために使用され得る。図４Ａは、照明要素７２Ａ〜７２Ｄを、同じ色の光を放射するように示しているが、照明アレイ２４は、各々が異なる色の光を放射する照明要素７２も含み得ることが理解されるべきである。それについては、以下に及び図５Ａでより詳細に説明される。
【００２３】
空間分割多重化（ＳＤＭ）は、マルチコアファイバーケーブルの３次元空間が、光学コアの間のクロストークなしに、多数の分離した光チャネルを独立した平行な光学コアへと多重化することをサポートするために使用される送信技術である。光カプラー又はマルチプレクサが、光カプラー又は多重化回路４３０として、例示的な１つのＳＤＭ光ネットワーク４００へと組み込まれ、それは図７で示されている。光カプラー又は多重化回路４３０は、マルチプルファイバーコア要素の出力を単一のファイバーコア要素へと結合し、又は１つのファイバーコア要素からマルチプルファイバーコア要素へのファンアウト（ｆａｎ‐ｏｕｔ）又は送信を可能にするために使用され得る。これらのマルチプルファイバーコア要素は、パッシブ光ネットワークの部分であり得る。光スイッチは、スイッチ光ネットワーク（ｓｗｉｔｃｈｅｄ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｎｅｔｗｏｒｋ）において、１つのファイバーコア要素から別の１つのファイバーコア要素へのスイッチングを可能にするために使用され得る。
【００２４】
３次元の光ファンアウト技術は、英国リビングストンのＯｐｔｏｓｃｒｉｂｅ  Ｌｔｄ．から購入可能である。３次元の光ファンアウト技術は、マルチコアファイバーケーブルのインターフェースを、ＳＤＭ光ネットワークの光カプラー又は光マルチプレクサに、光学的に相互接続させるために使用され得る。例えば、図７を参照すると、３次元の光ファンアウト技術は、光カプラー又は多重化回路４３０を、１以上のマルチコアＰＯＦケーブル４４０、４４２、及び４４４に、光学的に相互接続させるために使用され得る。
【００２５】
今度は図５Ａを参照すると、照明アレイ１２４、ＰＯＦケーブル１２２の端部１６０、及び焦点レンズ光アレイ１６２の、別の１つの代替的な図が示されている。照明アレイ１２４は、基板１７０、複数の照明要素１７２Ａ〜１７２Ｄ、及び複数の光検出デバイス１７４Ａ〜１７４Ｄを含み得る。図５Ａで示されている実施例では、各照明要素１７２が、異なる色の光を生み出すために、異なる周波数の可視光を放射する。例えば、照明要素１７２Ａは赤色の光を放射し、照明要素１７２Ｂは青色の光を放射し、照明要素１７２Ｃは緑色の光を放射し、且つ、照明要素１７２Ｄは黄色の光を放射する。したがって、照明アレイ１２４は、異なる周波数の可視光を生成し、波長分割多重化（ＷＤＭ）が、送信技術として使用され得る。
【００２６】
ＷＤＭ光ネットワークでは、光波長マルチプレクサが、単一のファイバーコア要素の出力からの異なる色の光を結合させ、その出力を別の１つのファイバーコア要素へ挿入するために使用され得る。同様に、光波長デマルチプレクサが、単一のファイバーコア要素からの異なる色の光を分離させ、様々な色を他のファイバーコア要素へ挿入するために使用され得る。代替的に、波長光学フィルターが、特定の色のデバイス又はサービスをサポートするために、ファイバーコア要素内の光の特定の色を選択するために使用され得る。これらの要素は、例えば、図６で示されるＷＤＭ光ネットワーク３００などの、例示的な１つのＷＤＭ光ネットワークの部分であり得る。
【００２７】
図５Ａを続けて参照すると、光検出デバイス１７４Ａは赤色の光を検出し、光検出デバイス１７４Ｂは青色の光を検出し、光検出デバイス１７４Ｃは緑色の光を検出し、且つ、光検出デバイス１７４Ｄは黄色の光を検出する。図４Ａで示されたアプローチと同様に、照明要素１７２Ａ〜１７２Ｄと光検出デバイス１７４Ａ〜１７４Ｄは、互いに対して交互な方式で（すなわち、照明要素が光検出デバイスに取り囲まれる方式で）、基板１７０上に配置され得る。図５Ｂは、セクションライン５Ｂ‐５Ｂに沿って切り取られたＰＯＦケーブル１２２の断面図であり、ファイバーコア要素１５０が、個別の列Ｒ１及びＲ２に配置され得る。
【００２８】
図５Ｃ〜図５Ｅは、同じ列内の照明要素の全て又は光検出デバイスの全てが、１つの方向においてのみ光を送信し得る、照明アレイ１２４の代替的な配置を示している。例えば、図５Ｃは、照明要素１７２Ａ〜１７２Ｈの１つの列の図であり、図５Ｄは、光検出デバイス１７４Ａ〜１７４Ｈの１つの列の図であり、且つ、図５Ｅは、セクションライン５Ｅ‐５Ｅに沿って切り取られた、ＰＯＦケーブル１２２の断面図である。図５Ｃで見られるように、同じ色の照明要素１７２の全てが、同じ色の光の信号の間のクロストークを実質的に低減又は除去するために、互いから周期的配列で分離され得る。図５Ｅは、照明要素１７２Ａ〜１７２Ｈと光検出デバイス１７４Ａ〜１７４Ｈが、一連の交互な列において配置され、それによって、同じ列Ｒ１内及びＲ２内の互いに隣接するファイバーコア要素１５０が、ただ１つの方向においてのみ光を送信することを示している。図４Ｅで示されたアプローチと同様に、図５Ｅで示されている配置は、送信デバイス（照明要素１７２Ａ〜１７２Ｄ）と受信デバイス（光検出デバイス１７４Ａ〜１７４Ｄ）との間のクロストークの量を実質的に低減させ又は除去し得る。
【００２９】
図２及び図５Ａを参照すると、ＷＤＭは、マルチプルＶＬＣ可能デバイスが航空機２０の客室２６内に配置されるならば、殊に有用であり得る。特に、特定の波長又は色の光が、航空機２０の客室２６内に配置されたユニークなＶＬＣ可能デバイスに割り当てられ得る。例えば、図２は、乗客によって保持される携帯型の電子デバイス２００（例えば、タブレットコンピュータ）、座席３４のアームレスト２０４に沿って配置された航空機照明コントローラ２０２、及び座席に据え付けられたタブレットディスプレイ２０６を示している。ＷＤＭが使用されるならば、その後、照明システム１０は、干渉することなしに、第１の色の光を使用して携帯型の電子機器２００と無線通信し、第２の色の光を使用して航空機照明コントローラ２０２と無線通信し、且つ、同時に第３の色の光を使用して座席に据え付けられたタブレットディスプレイ２０６と無線通信する。各異なった色の光は独自の周波数で効果を及ぼすからである。例えば、携帯型の電子機器２０２は、赤色の光２１０を使用して航空機２０内の照明システム１０と通信し、航空機照明コントローラ２０２は、青色の光２１２を使用して照明システム１０と通信し、且つ、座席に据え付けられたタブレットディスプレイ２０６は、緑色の光２１４を使用して通信する。
【００３０】
図２を参照すると、１つのアプローチでは、照明システム１０の各照明ユニット３２が、（図示せぬ）１以上のレンズを含み得る。レンズは、プラスチックなどの透明な材料から構築され、通過する光の可視光線を集中させ且つ反射を最小化するように形作られ得る。レンズは、ＰＯＦケーブル２２の（図２では示されていない）端部と通信し得る。したがって、客室２６内に存在する可視光は、レンズによって集められ、ＰＯＦケーブル１２２の端部１６０（図５Ａ参照）に集中されるか又は通信され得る。可視光は、ＰＯＦケーブル１２２を介して送信され、光検出デバイス１７４〜１７４Ｄ（図５Ａ参照）のうちの１以上に戻され得る。１つのアプローチでは、１以上の拡散用レンズ又はフライアイレンズのようなレンズが使用され、客室２６内の可視光がＰＯＦケーブル２２に送信されるときに、照明ユニット３２が経験し得る任意の見通し線問題を克服することができる。特に、拡散用レンズ又はフライアイレンズのようなレンズの使用は、個々人が客室２６内を動き回るときに、照明ユニット３２が経験し得る、任意の見通し線妨害を低減させ又は除去することができる。
【００３１】
今度は図６を参照すると、可視光を送信するための例示的なＷＤＭ光ネットワーク３００の概略図が示されている。ＷＤＭ光ネットワーク３００は、ＶＬＣ機能も含み得る。ＷＤＭ光ネットワーク３００は、照明アレイ３１０を含み、照明アレイ３１０は、緑色の照明要素のアレイ３１２、青色の照明要素のアレイ３１４、及び赤色の照明要素のアレイ３１６を含み得る。
【００３２】
ＷＤＭ光ネットワーク３００は、光カプラー又は多重化回路３３０も含み、それは、様々な照明アレイ３１２、３１４、及び３１６の間で共同利用される。特に、緑色の照明要素のアレイ３１２、青色の照明要素のアレイ３１４、及び赤色の照明要素のアレイ３１６は、各々が、それぞれのＰＯＦケーブルを使用して光回路３３０と通信し得る。例えば、緑色の照明要素のアレイ３１２は、ＰＯＦケーブル３３２を使用して光回路３３０に可視光を送信し、青色の照明要素のアレイ３１４は、ＰＯＦケーブル３３４を使用して光回路３３０に可視光を送信し、且つ、赤色の照明要素のアレイ３１６は、ＰＯＦケーブル３３６を使用して光回路３３０に可視光を送信し得る。ＰＯＦケーブル３３２、３３４、及び３３６は、通常、実装されるときにマルチファイバーケーブルであるが、各色の光を送信するために使用される単一のファイバーコアが同様に使用され得ることを、当業者は理解するだろう。示される実施例では、緑色の照明要素のアレイ３１２が、ビデオ及び音声サービスを通信するために、ＶＬＣ標準（すなわち、ＩＥＥＥ標準８０２．１５．７）に従って調節され得る。同様に、青色の照明要素のアレイ３１４は、データサービスを通信するためにＶＬＣ標準に従って調節され、赤色の照明要素のアレイ３１６は、照明制御（すなわち、減光、及び図２で示された客室２６内の照明ユニット３２のオン／オフ制御）を通信するためにＶＬＣ標準に従って調節され得る。
【００３３】
図６で示されているアプローチでは、各ＰＯＦケーブル３４０は、航空機２０内の照明ユニットのコラム３２に対応し、照明ユニットのコラム３２は、図６において「客室＃１」、「客室＃２」、「客室＃５」としてラベルが付けられ得る。光回路３３０は、照明要素アレイ３１２、３１４、及び３１６のうちの１以上によって生成された可視光を、ＰＯＦケーブル３４０を通して、複数の特定の場所へ送信するように構成され得る。特に、複数の特定の場所は、客室２６内に配置された照明ユニット３２であり得る。
【００３４】
光回路３３０は、（図示せぬ）光スイッチ及び／又は光カプラー若しくはマルチプレクサを含み得る。光スイッチは、ＰＯＦケーブル３３２、３３４、及び３３６内の信号が、互いの間で選択的にスイッチされることを可能にする。例えば、航空機２０（図１参照）は、ムード照明機能を有し、１つの特定の色の光（例えば、赤色の光）のみが、客室２６（図２参照）の至る所へ送信され得る。例えば、光スイッチは、赤色の照明要素のアレイ３１６によって生成された赤色の可視光のみが、航空機２０（図２参照）の客室２６へ送信されることを、選択的に可能にし得る。光カプラー又はマルチプレクサは、アレイ３１２、３１４、及び３１６によって生成された異なる色の光を共に組み合わせ又は結合し、白色光を生成し得る。その後、白色光は、ＰＯＦケーブル３４０を介して、照明ユニット３２へ送信され得る。図６で示されているアプローチでは、照明ユニット３２が、各々、（図示せぬ）単一のレンズを採用する。単一のレンズは、ＰＯＦケーブル３４０の（図示せぬ）端部から送信された可視光を拡散させるために使用され得る。単一のレンズは、客室２６内の可視光を集め、その可視光をＰＯＦケーブル３４０の端部へ集中させるためにも使用され得る（ＰＯＦケーブル３４０の端部は、図６で示されていない）。
【００３５】
図７は、可視光を送信するための例示的なＳＤＭ光ネットワーク４００の概略図である。ＳＤＭ光ネットワーク４００は、ＶＬＣ機能も含み得る。ＳＤＭ光ネットワーク４００は、照明アレイ４１０を含み、照明アレイ４１０は、緑色の照明要素のアレイ４１２、青色の照明要素のアレイ４１４、及び赤色の照明要素のアレイ４１６を含み得る。光回路が、各照明アレイに対して割り当てられ、緑色の照明要素のアレイ４１２は、ＰＯＦケーブル４３２を使用して光回路４３１に可視光を送信し、青色の照明要素のアレイ４１４は、ＰＯＦケーブル４３４を使用して光回路４３３に可視光を送信し、且つ、赤色の照明要素のアレイ４１６は、ＰＯＦケーブル４３６を使用して光回路４３５に可視光を送信し得る。
【００３６】
光回路４３１、４３３、及び４３５は、各々が、客室２６（図２参照）内に配置された複数の照明ユニット３２と通信し得る。しかし、図６で示されたアプローチとは異なって、アレイ４１２、４１４、及び４１６によって生成された異なる色の光は、マルチプレクサを用いて共に組み合わされて白色光を生成し得ない。しかし、異なる色を空間的に分離させることができない航空機２０の乗客にとって、照明ユニット３２によって生成された光は、照明のための光の三原色（ＲＧＢ）の白色光として現れる。データ通信のために、ＰＯＦケーブル４４０は、光回路４３１から各照明ユニット３２へ緑色の光を送信する。同様に、ＰＯＦケーブル４４２は、光回路４３３から各照明ユニット３２へ青色の光を送信し、ＰＯＦケーブル４４４は、光回路４３５から各照明ユニット３２へ赤色の光を送信する。図７で示されているアプローチでは、照明ユニット３２が、各々、（図示せぬ）３つの離散したレンズを採用し、ＲＧＢの白い可視光を生成し得る。携帯型の電子機器２００、航空機照明コントローラ２０２、及び座席に据え付けられたタブレットディスプレイ２０６は、全て、赤色、青色、又は緑色において動作するデータリンクのための色フィルターを使用し得る。
【００３７】
図１〜図７の全体を参照すると、本開示の照明システム１０は、様々な用途で使用され得るインテリジェントなＬＥＤベースの照明システムを提供する。現在購入することができる従来のＬＥＤベースの照明システムは、各々が比較的大きなヒートシンク、パッケージング、及び配線を必要とする多くの個別のＬＥＤ照明モジュールを含み得る。対照的に、本開示の照明システム１０は、（図２で示された）客室２６内に配置された各照明ユニット３２に可視光を提供する、遠隔に配置された照明アレイを採用し得る。言い換えると、本開示の照明システム１０は、各個別の照明ユニット３２のために多数のヒートシンク及び配線を必要としない。したがって、本開示の照明システム１０は、航空機の客室の壁又は天井内に配置されたアクティブな電子機器を含む必要なしに、航空機の客室内の様々な場所に分散される可視光を生成する一元化された光源（すなわち、照明アレイ）を含む。
【００３８】
照明システム１０は、同様に、ＶＬＣ機能も含み、それによって、航空機が客室内に配置された１以上の電子機器と無線通信することを可能にする。したがって、照明システム１０は、航空機に照明及びデータ通信を提供するための従来のアプローチと比較して、より少ない配線、ヒートシンク、ケーブル、及びコネクタを利用する、より単純で軽くてより費用効果に優れたシステムを提供し得る。最後に、本開示の照明システムは、既存の搭載システムとの高められた調和、低減された設置及び保守費用、低減された無線周波数（ＲＦ）曝露による高められた乗客及び乗務員の安全性、及びより少ない電磁干渉（ＥＭＩ）を提供し得る。
【００３９】
本明細書に記載の装置及び方法の形態は本開示の好ましい態様を構成しており、本開示は、装置及び方法のこれらの詳細な形態に限定されず、それらに対する変更は本発明の範囲から逸脱することなくなされ得ることを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６】
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【図７】
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