(57)【要約】【課題】自然光の影響を低減し、通信能力を向上させること。【解決手段】太陽等の光源１０からの自然光Ｆを所定の透過率で透過させ、透過光Ｆ’を出射する透過率可変板２１と、伝送すべきデジタル信号（「０」および「１」の組み合わせの信号）に応じて変調信号Ｓを透過率可変板２１へ供給し、この透過率可変板２１における透過率を可変する変調部２２と、透過率可変板２１から出射された透過光Ｆ’を受光部３１で受信する受信装置３０とを備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然光を所定の透過率で透過させ、透過光を受信装置へ出射する透過率可変手段と、
伝送すべき信号に応じて前記透過率を変化させる透過率制御手段と、
を備えたことを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記自然光を電気エネルギに変換し、該電気エネルギを前記透過率制御手段へ供給する電力供給手段、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
自然光を所定の透過率で透過させ、透過光を受信装置へ出射する透過率可変手段と、伝送すべき信号に応じて前記透過率を変化させる透過率制御手段とを有する送信装置から前記透過光を受信する受信手段、
を備えたことを特徴とする受信装置。
【請求項４】
前記透過光を電気エネルギに変換し、該電気エネルギを前記受信手段へ供給する電力供給手段、を備えたことを特徴とする請求項３に記載の受信装置。
【請求項５】
自然光を所定の透過率で透過させ、透過光を出射する透過率可変手段と、
伝送すべき信号に応じて前記透過率を変化させる透過率制御手段と、
前記透過光を受信する受信手段と、
を備えたことを特徴とする光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を媒体として通信を行うための送信装置、受信装置および光通信システムに関するものであり、特に、自然光の影響を低減し、通信能力を向上させることができる送信装置、受信装置および光通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、可視光の周波数帯（３８０〜７８０ｎｍ）を用いて無線通信を行うという可視光通信システムが検討されている（非特許文献１参照）。
【０００３】
この可視光通信システムは、可視光を発光しかつ応答速度が速い照明として白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いて、可視光の強弱を超高速で変化させることにより、デジタルデータを送信するシステムであり、照明設備（例えば、白色ＬＥＤがアレイ状に配置されたオフィス照明設備）を通信設備として用いるためのシステムとして注目されている。
【０００４】
【非特許文献１】「白色ＬＥＤ照明を用いた照明光通信の提案」  小峯敏彦、田中裕一、春山真一郎、中川正雄、信学技報 OCS 2001-71
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の可視光通信システムで用いられる照明設備からの可視光の光強度は、自然光の光強度と比較して非常に弱い。例えば、かかる照明設備からの可視光の照度が７００ルクスであるのに対して、晴天時における自然光の照度は、窓際で数千〜数万ルクスにも達する。
【０００６】
従って、自然光が屋内に入射する環境では、自然光が照明設備からの可視光に影響を与え、通信能力が極めて低くなるという問題があった。例えば、デジタルデータの「０」に相当する光強度を有する可視光が発せられた際に受信装置に自然光が入り込んだ場合には、受信装置で「０」を「１」と誤認識してしまい、通信能力が低下する。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、自然光の影響を低減し、通信能力を向上させることができる送信装置、受信装置および光通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、自然光を所定の透過率で透過させ、透過光を受信装置へ出射する透過率可変手段と、伝送すべき信号に応じて前記透過率を変化させる透過率制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、自然光を所定の透過率で透過させ、透過光を受信装置へ出射する透過率可変手段と、伝送すべき信号に応じて前記透過率を変化させる透過率制御手段とを有する送信装置から前記透過光を受信する受信手段、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、自然光を所定の透過率で透過させ、透過光を出射する透過率可変手段と、伝送すべき信号に応じて前記透過率を変化させる透過率制御手段と、前記透過光を受信する受信手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、自然光を所定の透過率で透過させ、透過光を出射し、伝送すべき信号に応じて透過率を変化させ、自然光自体を用いた通信を実現する構成としたので、自然光の影響を低減し、通信能力を向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる送信装置、受信装置および光通信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１】
【００１３】
図１は、本発明にかかる実施例１の構成を示す図である。同図には、光源１０、送信装置２０および受信装置３０から構成され、自然光を利用して通信を行うための光通信システムが図示されている。この光通信システムにおいて、光源１０は、自然光Ｆを発する太陽である。
【００１４】
送信装置２０は、光源１０からの自然光Ｆを用いて光送信を行うための装置であり、透過率可変板２１および変調部２２から構成されている。透過率可変板２１は、変調部２２から供給される変調信号Ｓ（電圧）に基づいて、透過率が変化する光学的特性を有する板であり、光源１０と受光部３１との間に設けられている。
【００１５】
この透過率可変板２１は、例えば、液晶パネル等である。変調信号Ｓは、伝送すべきデジタル信号の「０」、「１」に対応する信号であり、自然光Ｆに変調をかけ、透過光Ｆ’を生成するための信号である。変調部２２は、変調信号Ｓに基づいて、透過率可変板２１の透過率を変化させるための制御を行う。
【００１６】
すなわち、透過率可変板２１は、変調信号Ｓが「０」の場合、「０」に対応する透過率とされ、入射する自然光Ｆを該透過率で透過させ、「０」に対応する透過光Ｆ’を出射させる。一方、変調信号Ｓが「１」の場合、透過率可変板２１は、「１」に対応する透過率とされ、入射する自然光Ｆを該透過率で透過させ、「１」に対応する透過光Ｆ’を出射させる。
【００１７】
具体的には、図２に示したように、自然光Ｆの光強度をＰ、透過光Ｆ’の光強度をＰ’とし、変調信号Ｓが「１」の場合、透過率可変板２１は、同図に示した「１」に対応する
光強度Ｐ’のスペクトルとなるような透過率で透過光Ｆ’を出射させる。一方、変調信号Ｓが「０」の場合、透過率可変板２１は、同図に示した「０」に対応する光強度Ｐ’のスペクトルとなるように透過率を落とし透過光Ｆ’を出射させる。
【００１８】
なお、一実施例においては、図２に示したように、透過率可変板２１を透過する光に対して全波長に亘って、所定の透過率を落とすことにより、「０」と「１」とを区別する構成例について説明したが、図３に示したように、全波長のうち特定波長Δλｋだけ透過率を落とすことにより「０」と「１」とを区別する構成例としてもよい。
【００１９】
図４は、自然光Ｆの光強度Ｐと、変調信号Ｓに基づいて変調（図２または図３参照）された透過光Ｆ’の光強度Ｐ’とを時間軸で表した図である。同図に示したように、透過光Ｆ’は、自然光Ｆに対して、単位時間Δｔの間隔をおいて、「１」または「０」に対応する光強度Ｐ’に変調されている。
【００２０】
図１に戻り、受信装置３０は、例えば、透過光Ｆ’（図４参照）を受信する装置であり、受光部３１を有している。受光部３１は、透過光Ｆ’を受光し、受信信号に変換する素子であり、例えば、フォトトランジスタである。
【００２１】
上記構成において、変調部２２が透過率可変板２１へ変調信号Ｓを供給すると、透過率可変板２１の透過率は、変調信号Ｓに対応して変化する。これにより、光源１０からの自然光Ｆは、透過率可変板２１を透過する際に変調信号Ｓに応じて変調され、透過光Ｆ’とされる。この透過光Ｆ’は、受信装置３０の受光部３１により受光された後、受信信号に変換される。
【００２２】
以上説明したように、実施例１によれば、自然光Ｆを所定の透過率で透過させ、透過光Ｆ’を受信装置３０へ出射する透過率可変板２１と、伝送すべき信号に応じて透過率を可変する変調部２２とを備え、自然光Ｆ自体を用いた通信を実現する構成としたので、自然光Ｆの影響を低減し、通信能力を向上させることができる。
【００２３】
また、実施例１によれば、自然光Ｆを利用しているため伝送電力を不要とすることができる。
【００２４】
また、実施例１によれば、電磁波と異なり、人体に対して安全な自然光Ｆを用いた光通信システムを実現することができる。
【００２５】
また、実施例１によれば、照明光通信を用いる空間で、自然光Ｆを室内に導入するという昼光照明も行うことができ、照明電力を低減することができる。
【００２６】
また、実施例１によれば、従来の可視光通信システムにおける既存の受信装置を利用することができるため、導入コストを低減することができる。
【実施例２】
【００２７】
図５は、本発明にかかる実施例２の構成を示す図である。同図においては、図１の各部に対応する部分に同一の符号を付け、その説明を省略する。図５においては、太陽電池パネル２３および太陽電池パネル３２が新たに設けられている。太陽電池パネル２３は、透過率可変板２１に設けられており、自然光Ｆを電気エネルギに変換し、変調部２２へ供給する。すなわち、変調部２２は、太陽電池パネル２３からの電気エネルギにより駆動される。
【００２８】
一方、太陽電池パネル３２は、受信装置３０に設けられており、透過光Ｆ’を電気エネルギに変換し、受信装置３０へ供給する。すなわち、受信装置３０は、太陽電池パネル３２からの電気エネルギにより駆動される。
【００２９】
以上説明したように、実施例２によれば、太陽電池パネル２３、太陽電池パネル３２を設けたことにより、壁コンセント等からの駆動電力を不要とする送信装置２０、受信装置３０を実現することができる。
【００３０】
以上本発明にかかる実施例１および２について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成例はこれらの実施例１および２に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００３１】
例えば、実施例１および２において、光源１０（図１および図５参照）は可視光であればよく、太陽に代えて、白色ＬＥＤ等の照明設備を用いる構成例としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように、本発明にかかる送信装置、受信装置および光通信システムは、自然光を用いた光通信に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明にかかる実施例１の構成を示す図である。
【図２】図１に示した自然光Ｆおよび透過光Ｆ’の光特性を示す図である。
【図３】図１に示した自然光Ｆおよび透過光Ｆ’の光特性を示す図である。
【図４】図１に示した自然光Ｆおよび透過光Ｆ’の時間軸上での光特性を示す図である。
【図５】本発明にかかる実施例２の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  光源
２０  送信装置
２１  透過率可変板
２２  変調部
２３  太陽電池パネル
３０  受信装置
３１  受光部
３２  太陽電池パネル
【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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