(57)【要約】【課題】送信先を局所的にポインティング可能であり、受信端末からのアップストリームの情報を低消費電力で送信する通信装置を構成要素の１つとする通信システムを提供すること。【解決手段】太陽または地上光源である光源３からの可視光を、レンズ４と凹面鏡５経由で光シャッター６に導き、光シャッター６の開閉によって、強度変調し、信号光として送出する第１の通信装置１と、第１の通信装置１が送出する信号光を、集光レンズ７で集光し、受光器８に入射させ、受光器８によって電気信号に変換する第２の通信装置２とからなる通信システムを構成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の通信装置と第２の通信装置とからなる通信システムであり、前記第１の通信装置は外部から入射する可視光を信号によって強度変調し信号光として送出する手段を有し、前記第２の通信装置は前記第１の通信装置が送出する前記信号光を電気信号に変換する光電変換手段を有することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
第１の通信装置と第２の通信装置とからなる通信システムであり、前記第１の通信装置は、前記第２の通信装置に備えられ可視光を放射する光源が放射する可視光を信号によって強度変調し信号光として送出する手段を有し、前記第２の通信装置は、上記光源に加えて、前記第１の通信装置が送出する前記信号光を電気信号に変換する光電変換手段を有することを特徴とする通信システム。
【請求項３】
前記第２の通信装置が、前記光源から放射される可視光の前記光電変換手段への直接入射を妨げる遮光物を有することを特徴とする請求項２記載の通信システム。
【請求項４】
前記第１の通信装置が、前記光源から放射される可視光を検知する受光部を有し、前記受光部からの検知信号により、自動的に、前記光源から放射される可視光を信号によって強度変調し信号光として送出することを特徴とする請求項２または３記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、照明光（可視光）に変調をかけて送信し、受信側で受信し復調することによって通信を行うことは考えられていた。これについては、例えば、下記特許文献１、２、３等の例がある。特許文献１および２は、蛍光灯のアーク電流に振幅変調等の変調をかけることで照明光である光にデータを重畳させるというものであるが、昨今、発光ダイオード（ＬＥＤ）の技術進展によって、蛍光灯や電球は、エネルギー効率が高く、耐久性に優れたＬＥＤに置き換わりつつあり、卓上ランプや信号機などでは既にＬＥＤが実用化されており、可視光ＬＥＤを用いて通信を行うことも可能となっている。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第３９００４０４号公報
【特許文献２】特開平１１−１２７１７０号公報
【特許文献３】特開２００３−３１８８３６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、これらの発明は、照明光に情報を乗せるというダウンストリームの情報伝送への適用として考えられたものであり、受信者側からの情報を発信するアップストリームの通信を行う手段を提供するものではなかった。
【０００５】
受信端末側の電源を用いてアップストリームの情報を送信する手段としては、図６に示すようなレーザーポインターのような微弱な可視レーザー光を用いて、送信機側へのアップストリーム情報を送信する手段が考えられる。図６において、受信端末９に備えられたポインター形式の可視光レーザー１７が発する可視光に受信端末９側の信号による強度変調を施して信号光とし、その信号光を送信機１５に備えられた受光器１８に向けて放射し、受光器１８はその信号光を電気信号に変換し、その電気信号に含まれる受信端末９側の信号をパーソナルコンピュータ等で構成される制御部１１が抽出する。制御部１１は、送信機１５に備えられた光源１６を駆動するための電流を供給する。光源１６は可視光を放射する発光ダイオード（ＬＥＤ）の配列からなる。制御部１１から光源１６に供給される電流は、必要に応じて、ダウンストリームの情報伝送のために、送信機側信号によって変調され、強度変調された照明光が光源１６から放射される。
【０００６】
また、ＩＤ情報を送出する手段としては、電波を用いたＲＦ−ＩＤタグ等の製品が存在する。
【０００７】
しかしながら、指向性を持たせるために微弱可視光レーザーを使用した場合、微弱ではあってもレーザーを駆動するには、２０ｍＡ以上の電流が必要であり、受信端末は、その小型化や電池交換、充電頻度を少なくする観点から省電力化が強く要求されており、消費電力は出来る限り小さくする必要がある。
【０００８】
また、ＲＦ−ＩＤタグでは電波は見ることが出来ないため、ＩＤを送信したい対象が、近距離の場合は、接触などの手段によって、１対１に対応付けることが可能であるが、距離が遠くなり、ＩＤ送信源が複数ある場合、輻輳制御などの複雑な処理が必要となる。また、ＲＦ-ＩＤタグでは、信号送出先のエリアを局所的に限定することが困難である。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、送信先を局所的にポインティング可能であり、受信端末からのアップストリームの情報を低消費電力で送信する通信装置を構成要素の１つとする通信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】
【００１０】
本発明においては、上記目的を達成するために、請求項１に記載のように、
第１の通信装置と第２の通信装置とからなる通信システムであり、前記第１の通信装置は外部から入射する可視光を信号によって強度変調し信号光として送出する手段を有し、前記第２の通信装置は前記第１の通信装置が送出する前記信号光を電気信号に変換する光電変換手段を有することを特徴とする通信システムを構成する。
【００１１】
また、本発明においては、請求項２に記載のように、
第１の通信装置と第２の通信装置とからなる通信システムであり、前記第１の通信装置は、前記第２の通信装置に備えられ可視光を放射する光源が放射する可視光を信号によって強度変調し信号光として送出する手段を有し、前記第２の通信装置は、上記光源に加えて、前記第１の通信装置が送出する前記信号光を電気信号に変換する光電変換手段を有することを特徴とする通信システムを構成する。
【００１２】
また、本発明においては、請求項３に記載のように、
前記第２の通信装置が、前記光源から放射される可視光の前記光電変換手段への直接入射を妨げる遮光物を有することを特徴とする請求項２記載の通信システムを構成する。
【００１３】
また、本発明においては、請求項４に記載のように、
前記第１の通信装置が、前記光源から放射される可視光を検知する受光部を有し、前記受光部からの検知信号により、自動的に、前記光源から放射される可視光を信号によって強度変調し信号光として送出することを特徴とする請求項２または３記載の通信システムを構成する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施により、送信先を局所的にポインティング可能であり、受信端末からのアップストリームの情報を低消費電力で送信する通信装置を構成要素の１つとする通信システムを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る通信システムにおいては、アップストリームの情報伝達を、構成要素の１つである通信装置に外部から入射する可視光を強度変調してアップストリームの信号光として送出する。可視光を用いているので、送信先を局所的にポインティング可能であり、受信端末からのアップストリームの情報（例えば、受信端末のＩＤ情報）を照明光等の光エネルギーを再利用して送信するので、受信端末側で消費する電力を削減することが可能となる。
【００１６】
以下に、本発明を、実施の形態例によって説明する。
【００１７】
（実施の形態例１）
本発明に係る第１の実施の形態例を図１に示す。図１において、１は第１の通信装置であり、２は第２の通信装置である。第１の通信装置１には、外部から入射する可視光（図１においては、太陽または地上光源である光源３からの可視光）のエネルギーを受光するためのレンズ４、集光および反射のための凹面鏡５、および、この集光された反射光を通過させたり遮断したりする機械式シャッターあるいは電気的に透明度が変化する液晶シャッターのような光シャッター６が備えられている。太陽または地上光源である光源３からの可視光はレンズ４、凹面鏡５を経由して光シャッター６に達し、光シャッター６の開閉によって強度変調を受け、信号光として第１の通信装置１外部へ送出される。光シャッター６の開閉は、例えば、ＩＤなどの個別情報をデジタルコード化した信号に従って行われる。このようにして、レンズ４、凹面鏡５および光シャッター６は、外部から入射する可視光を信号によって強度変調し信号光として送出する手段を構成する。
【００１８】
コード化した信号の一例を図２に示す。
【００１９】
第２の通信装置２には、上記信号光を集光する集光レンズ７と、上記信号光を電気信号に変換する光電変換手段である受光器８とが備えられている。第２の通信装置２に入射する上記信号光は集光レンズ７によって集光され、受光器８に入射し、受光器８によって電気信号に変換される。
【００２０】
以上説明したように、本実施の形態例によれば、第１の通信装置１は、環境に存在する光エネルギーを再利用して、ＩＤなどの個別情報を送信することが出来、第１の通信装置１には、特別に発光部を設ける必要が無く、第１の通信装置１の構成を簡略化すると共にその消費電力を削減することが出来る。
【００２１】
また、更に、信号光が可視光であるという特性を利用しているため、レーザーポインターと同様に送信先のエリアを局所的に限定することが可能で、前記ＩＤなどの送信源が複数存在し、伝送距離が長い場合でも人間が送信先を光のスポットとして認識可能であり、したがって送信先のエリアを限定し、送信先を選定することが出来る。
【００２２】
（実施の形態例２）
本発明に係る第２の実施の形態例を、図３を用いて説明する。図３において、図１と共通するものには同一の符号を付し、その説明を省略する。図３に示すように、本実施の形態例においては、第１の通信装置１は受信端末９と一体化されている。また、第２の通信装置２は送信機としての役割も果たす。
【００２３】
第２の通信装置２には、可視光を放射する光源１０として、送信機側ＬＥＤアレイ（ＬＥＤアレイは発光ダイオードの配列を表す）が備えられている。光源１０が放射する可視光は、第１の通信装置１に入射し、第１の通信装置１によって強度変調を受けて信号光となり、第２の通信装置２に送り返され、受光器８によって電気信号に変換される。
【００２４】
第１の通信装置１は、光シャッター６によって、可視光を送信機側（第２の通信装置２側）へ戻すか戻さないかを操作することが出来る。この速度は、通信速度に比較して非常にゆっくりとしたミリ秒から秒の単位で光の強度変化として送信することにより、光源１０が放射する可視光が送信機側の信号によって強度変調を受けていたとしても、その送信機側信号の影響を受けることなく、ＩＤなどの単純な情報を送信機側へ送信することが出来る。
【００２５】
パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等で構成される制御部１１は、光源１０を駆動するための電流を送信機側の信号によって変調する機能、受光器８の出力である電気信号から、ＩＤなどの受信端末９側の情報を抽出する機能等を有する。制御部１１から光源１０に供給される電流は、必要に応じて、ダウンストリームの情報伝送のために、送信機側信号によって変調され、強度変調された照明光が光源１０から放射される。
【００２６】
以上説明したように、可視光通信送信機側からの光信号を再利用して、ＩＤなどの受信端末側の情報を送信することが出来、受信側に特別に発光部を設ける必要が無く、受信端末の構成を簡略化すると共に通信のための光エネルギーに送信側の光エネルギーを利用しているため受信端末の消費電力を削減することが出来る。
【００２７】
（実施の形態例３）
本発明に係る第３の実施の形態例を、図４を用いて説明する。図４において、図１または図３と共通するものには同一の符号を付し、その説明を省略する。図４に示すように、実施の形態例２で述べたように送信機側からの光を反射して、再度送信機側に送る際に、送信機側の受光器８において、送信機側の光源１０からの光が直接受光器８に入射して、受信端末９側からの信号光を受光する際のノイズとならないように、第２の通信装置２には、送信側発光部（光源１０）からの直接光を遮蔽するフード１２を設ける。フード１２は、光源１０が放射する可視光が受光器８に直接入射することを妨げる遮光物である。
【００２８】
以上説明したように、フード１２によって、送信機側（第２の通信装置２側）からの直接光の影響を低減できるため、受信端末９側からの光信号のＳＮ比を向上させることが可能となる。
【００２９】
（実施の形態例４）
本発明に係る第４の実施の形態例を、図５を用いて説明する。図５において、図１または図３と共通するものには同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態例２と同様に送信側からの光を反射することで、受信端末側のＩＤ情報を送信機側へ送出する仕組みは、同じであるが、ここでは、送信機からの光が届かない場所にある場合は、受信側は、待機モードにあり、受信光を検知すると、そのエネルギーをトリガーにして動作モードに移行すると共にＩＤ等の受信端末側からの情報も自動送信する。このようなモードの移行は、第１の通信装置１に備えられた受光部１４に、送信機側の光源１０が放射する可視光が集光レンズ１３を通して入射したときに、それに応じて、受光部１４が出力する検知信号によって自動的に行われる。上記のモードの移行が行われると、送信機側は、第１の通信装置１が第２の通信装置２からの信号を受信可能なエリアにあることを検知し、送信機側からの情報送信を開始する。
【００３０】
以上説明したように、第１の通信装置１が、第２の通信装置２からの信号を受信可能なエリアにあることを自動的に検知し、それによって、第１の通信装置１は動作モードに移行し、さらに動作モードに移行したときにＩＤ情報などを自動送信するため、これらに関わるユーザーの操作が不要となりユーザビリティーが向上する。
【００３１】
なお、本実施の形態例に、第３の実施の形態例におけるフード１２を付加すれば、第３の実施の形態例と同様に、フード１２によって、送信機側（第２の通信装置２側）からの直接光の影響を低減できるため、受信端末９側からの光信号のＳＮ比を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施の形態例を説明する図である。
【図２】可視光を強度変調するためのコード化した信号の一例を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態例を説明する図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態例を説明する図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態例を説明する図である。
【図６】受信端末からのアップストリームの情報伝達を行う方法の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…第１の通信装置、２…第２の通信装置、３…太陽または地上光源、４…レンズ、５…凹面鏡、６…光シャッター、７…集光レンズ、８…受光器、９…受信端末、１０…光源、１１…制御部、１２…フード、１３…集光レンズ、１４…受光部、１５…送信機、１６…光源、１７…可視光レーザー、１８…受光器。
【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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