(57)【要約】【課題】照明装置または光表示装置が放射する可視光を通信に利用する通信システムであって、通信に要する電力消費の低減が可能な通信システムを提供すること。【解決手段】第１の通信装置１と第２の通信装置２とからなる通信システムであり、第１の通信装置１は、展示パネル５上に可視光を放射するＬＥＤアレイ６と、ＬＥＤアレイ６の構成要素であるＬＥＤの一部が放射する可視光を強度変調する変調器３とを有し、第２の通信装置２は、変調器３によって強度変調されたＬＥＤの放射光を電気信号に変換する光検出器７を有することを特徴とする通信システムを構成する。【選択図】    図１
2005236667.tif 000002
【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って、前記第１の通信装置は、可視光を放射する発光ダイオード、可視光を放射するレーザーダイオードの一方または両方を光源として複数個有し、前記光源は第１の群と第２の群とに分けられ、前記第１の群に属する光源は信号によって強度変調された可視光を放射する通信用の光源であり、前記第２の群に属する光源は照明手段の構成要素または光表示手段の構成要素であり、前記第２の通信装置は前記通信用の光源が放射する可視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】
前記第１の通信装置において、赤色光を放射する発光ダイオード、青色光を放射する発光ダイオードおよび緑色光を放射する発光ダイオードが前記通信用の光源として同一パッケージ内に封止されていることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記信号がデジタル信号であることを特徴とする請求項１または２記載の通信システム。
【請求項４】
前記デジタル信号の伝送符号形式がＲＺ符号を用いる伝送符号形式であることを特徴とする請求項３記載の通信システム。
【請求項５】
前記第１の通信装置において、第１の発光色の発光ダイオードがクロック信号によって強度変調された可視光を放射し、前記第１の発光色とは異なる第２の発光色の発光ダイオードがデータ信号によって強度変調された可視光を放射することを特徴とする請求項３または４記載の通信システム。
【請求項６】
Ｎを２以上の整数とし、前記第１の通信装置において、速度Ｖの信号を電気的分離手段により、速度Ｖ／Ｎの信号Ｎ本に分離し、該Ｎ本の速度Ｖ／Ｎの信号を、それぞれ、Ｎ個の相異なる発光色の前記通信用の光源である発光ダイオードでＮ本の信号光に変換し、前記第２の通信機において、前記Ｎ本の信号光を、それぞれ、Ｎ本の電気信号に変換し、該電気信号から前記Ｎ本の速度Ｖ／Ｎの信号を抽出し、多重化して前記速度Ｖの信号を再生することを特徴とする請求項３記載の通信システム。
【請求項７】
前記第１の通信装置において、音声信号を、前記通信用の光源が放射する可視光のパルスの粗密またはパルス幅の大小の形で前記第２の通信装置へ送信し、前記第２の通信装置において、前記通信用の光源が放射する可視光を、可聴周波数範囲内における光電変換効率が可聴周波数を超える周波数範囲における光電変換効率よりも高い前記光電変換手段で信号電流に変換し、該信号電流を直接イヤホンに入力することを特徴とする請求項３記載の通信システム。
【請求項８】
前記第１の通信装置において、前記通信用の光源の発光強度を変調するための信号を電力線経由で取得することを特徴とする請求項１または２記載の通信システム。
【請求項９】
前記第２の通信装置において、前記光電変換手段の出力である電気信号を入力とする低域遮断フィルタまたは周波数５０Ｈｚの成分と周波数６０Ｈｚの成分とを遮断するノッチフィルタが設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の通信システム。
【請求項１０】
前記第２の通信装置を、眼鏡、ゴーグル、ヘルメットを含む頭部装着具と一体化して一体化物とし、人が該一体化物を頭部に装着し、その人の視野中において、該一体化物に設けられた照準と、前記第１の通信装置の前記通信用の光源の像とを重ね合わせたときに、前記第２の通信装置の前記光電変換手段に入射する、前記通信用の光源が放射する可視光の量が最大となるように、前記光電変換手段を前記一体化物に配置したことを特徴とする請求項１または２記載の通信システム。
【請求項１１】
前記第２の通信装置をカメラ付き携帯端末と一体化して一体化物とし、操作者が前記カメラ付き携帯端末のカメラ映像画面中において、該画面中に設けられた照準と前記第１の通信装置の前記通信用の光源の像とを重ね合わせたときに、前記第２の通信装置の前記光電変換手段に入射する、前記通信用の光源が放射する可視光の量が最大となるように、前記光電変換手段を前記一体化物に配置したことを特徴とする請求項１または２記載の通信システム。
【請求項１２】
前記第２の通信装置が、前記光電変換手段あるいは前記光電変換手段とは別に設置された太陽電池を電力供給源の少なくとも一部として利用することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに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】
発光ダイオード（ＬＥＤ）を照明光として利用すると共に、照明光に変調をかけて送信し、これを受信側で受信し復調することによって、通信を行う考えがある。例えば、下記特許文献１に記載の「光空間伝送装置」において、ＬＥＤによる照明光全体に対して強度変調をかけることで、照明と同時に通信を行う考えが示されている。この強度変調の方法は、ＬＥＤを駆動するための電流を変化させることでＬＥＤの発光強度を変化させることによるアナログ的な変調を用いている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２９０３３５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、照明装置全体が通信機能を兼ねるという発想においては、ＬＥＤ照明は、数ｍｍ直径のＬＥＤを複数個をアレイ状に配列することによって照明装置やサインを構成し、すべてのＬＥＤを駆動するための電流を変調する必要があり、変調回路が消費する電力は、照明装置全体が放射する光エネルギーの増大に伴って増大する。
【０００５】
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、照明装置または光表示装置が放射する可視光を通信に利用する通信システムであって、通信に要する電力消費の低減が可能な通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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って、前記第１の通信装置は、可視光を放射する発光ダイオード、可視光を放射するレーザーダイオードの一方または両方を光源として複数個有し、前記光源は第１の群と第２の群とに分けられ、前記第１の群に属する光源は信号によって強度変調された可視光を放射する通信用の光源であり、前記第２の群に属する光源は照明手段の構成要素または光表示手段の構成要素であり、前記第２の通信装置は前記通信用の光源が放射する可視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。
【０００７】
また、本発明においては、請求項２に記載のように、
前記第１の通信装置において、赤色光を放射する発光ダイオード、青色光を放射する発光ダイオードおよび緑色光を放射する発光ダイオードが前記通信用の光源として同一パッケージ内に封止されていることを特徴とする請求項１記載の通信システムを構成する。
【０００８】
また、本発明においては、請求項３に記載のように、
前記信号がデジタル信号であることを特徴とする請求項１または２記載の通信システムを構成する。
【０００９】
また、本発明においては、請求項４に記載のように、
前記デジタル信号の伝送符号形式がＲＺ符号を用いる伝送符号形式であることを特徴とする請求項３記載の通信システムを構成する。
【００１０】
また、本発明においては、請求項５に記載のように、
前記第１の通信装置において、第１の発光色の発光ダイオードがクロック信号によって強度変調された可視光を放射し、前記第１の発光色とは異なる第２の発光色の発光ダイオードがデータ信号によって強度変調された可視光を放射することを特徴とする請求項３または４記載の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６に記載のように、
Ｎを２以上の整数とし、前記第１の通信装置において、速度Ｖの信号を電気的分離手段により、速度Ｖ／Ｎの信号Ｎ本に分離し、該Ｎ本の速度Ｖ／Ｎの信号を、それぞれ、Ｎ個の相異なる発光色の前記通信用の光源である発光ダイオードでＮ本の信号光に変換し、前記第２の通信機において、前記Ｎ本の信号光を、それぞれ、Ｎ本の電気信号に変換し、該電気信号から前記Ｎ本の速度Ｖ／Ｎの信号を抽出し、多重化して前記速度Ｖの信号を再生することを特徴とする請求項３記載の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７に記載のように、
前記第１の通信装置において、音声信号を、前記通信用の光源が放射する可視光のパルスの粗密またはパルス幅の大小の形で前記第２の通信装置へ送信し、前記第２の通信装置において、前記通信用の光源が放射する可視光を、可聴周波数範囲内における光電変換効率が可聴周波数を超える周波数範囲における光電変換効率よりも高い前記光電変換手段で信号電流に変換し、該信号電流を直接イヤホンに入力することを特徴とする請求項３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８に記載のように、
前記第１の通信装置において、前記通信用の光源の発光強度を変調するための信号を電力線経由で取得することを特徴とする請求項１または２記載の通信システムを構成する。
【００１４】
また、本発明においては、請求項９に記載のように、
前記第２の通信装置において、前記光電変換手段の出力である電気信号を入力とする低域遮断フィルタまたは周波数５０Ｈｚの成分と周波数６０Ｈｚの成分とを遮断するノッチフィルタが設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の通信システムを構成する。
【００１５】
また、本発明においては、請求項１０に記載のように、
前記第２の通信装置を、眼鏡、ゴーグル、ヘルメットを含む頭部装着具と一体化して一体化物とし、人が該一体化物を頭部に装着し、その人の視野中において、該一体化物に設けられた照準と、前記第１の通信装置の前記通信用の光源の像とを重ね合わせたときに、前記第２の通信装置の前記光電変換手段に入射する、前記通信用の光源が放射する可視光の量が最大となるように、前記光電変換手段を前記一体化物に配置したことを特徴とする請求項１または２記載の通信システムを構成する。
【００１６】
また、本発明においては、請求項１１に記載のように、
前記第２の通信装置をカメラ付き携帯端末と一体化して一体化物とし、操作者が前記カメラ付き携帯端末のカメラ映像画面中において、該画面中に設けられた照準と前記第１の通信装置の前記通信用の光源の像とを重ね合わせたときに、前記第２の通信装置の前記光電変換手段に入射する、前記通信用の光源が放射する可視光の量が最大となるように、前記光電変換手段を前記一体化物に配置したことを特徴とする請求項１または２記載の通信システムを構成する。
【００１７】
また、本発明においては、請求項１２に記載のように、
前記第２の通信装置が、前記光電変換手段あるいは前記光電変換手段とは別に設置された太陽電池を電力供給源の少なくとも一部として利用することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の通信システムを構成する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の実施により、照明装置または光表示装置が放射する可視光を通信に利用する通信システムであって、通信に要するする電力消費の低減が可能な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】
【００１９】
従来の、照明装置全体が通信機能を兼ねるという発想において、ＬＥＤ照明は、数ｍｍ直径のＬＥＤを複数個をアレイ状に配列することによって照明装置やサインを構成している。
【００２０】
これに対して、本発明においては、照明装置または光表示装置が有する複数の光源の一部分が信号によって強度変調された可視光を放射し、その強度変調を受けた可視光が光電変換手段によって電気信号に変換されることによって、通信が行われる。このように、同一の装置内で、照明専用または光表示専用の光源を設け、通信機能は一部の光源が分担をすることで、通信に要する電力消費を低減することが可能となり、更に実現できる機能を拡張することができる。
【００２１】
また、データの送受信をデジタル符号で行えば、データの多重分離やスクランブル等の論理操作の自由度を増すことができる。
【００２２】
以下に本発明を、実施の形態例によって説明する。
【００２３】
（実施の形態例１）
本発明の第１の実施の形態例を図１に示す。図において、第１の通信装置１は変調器３とＬＥＤドライバ４と展示パネル５とを有し、展示パネル５には、光源として、可視光を放射する発光ダイオード（ＬＥＤ）が配列してなるＬＥＤアレイ６が備えられている。第２の通信装置２は光検出器７と増幅器８と復調器９とを有する。
【００２４】
変調器３は、たとえば、展示パネル５上の絵画についての解説の音声信号に基づいて、ＬＥＤアレイ６を構成するＬＥＤのうちの第１の群に属する通信用の光源であるＬＥＤ（図２中、通信用ＬＥＤとして示されている）を駆動するための電流を変調する。ＬＥＤドライバ４はＬＥＤアレイ６を構成するＬＥＤ、すなわち、第１の群に属するＬＥＤと、その残りである第２の群に属する光源であるＬＥＤとを駆動するための電流を出力する。第１の群に属するＬＥＤを駆動するための電流は信号によって変調されているので、第１の群に属するＬＥＤは信号によって強度変調された可視光を放射する。
【００２５】
第２の群に属する光源であるＬＥＤ（図２中、照明用ＬＥＤとして示されている）は照明手段の構成要素または光表示手段の構成要素である。
【００２６】
第２の通信装置２における光電変換手段である光検出器７は、第１の群に属する通信用の光源であるＬＥＤが放射する可視光を電気信号に変換し出力する。その電気信号は増幅器８で増幅され、復調器９で復調され、たとえば、展示パネル５上の絵画についての解説の再生音声信号として出力される。
【００２７】
通信用の光源であるＬＥＤは、照明手段を兼ねることも可能であるが、照明手段に限らず、図１に示すように展示物の作品名を示すサイン灯のようなものであってもよい。第２の通信装置２は、例えば可視光受光部を備えた携帯端末であるとすると、その受光部によって、通信用の光源からの信号光を電気信号に変換し、その電気信号を、増幅、復調して音声信号を再生し、展示物の解説の音声として外部に出力することができる。
【００２８】
また、近年開発が盛んな高輝度の可視光ＬＥＤは、視野角を絞る構成で製造されることも多く、これらのＬＥＤを用いると、レーザダイオード（ＬＤ）ほど、広がり角を抑えることはできないが、図２に示すように光強度が強め合うように光源を配置し、見かけ上の送信パワーを上昇させたり、送信エリアをスポット的に絞ることができる。したがって、図２に示したように、ＬＥＤアレイ６を照明目的の部分と通信目的の部分に分割して、機能を分担させることが可能となる。
【００２９】
白色も含めた可視光領域のＬＥＤまたはレーザー照明を面上あるいは立体的に敷き詰めた照明器具または、看板、信号、ランプ、街灯、電子機器の表示装置、広告板横に設けられた発光源において、照明の手段または送信範囲や送信チャネルを色として認識するための手段をかねる前記ＬＥＤにおいて、スポット照明となりうるよう前記ＬＥＤの発光視野角が限定された複数のＬＥＤを用いて限定範囲の照度を向上させるか、または前記ＬＥＤの一部を照明の目的に利用し、残りの部分を通信のために使用し、前記通信のためのＬＥＤからの送信信号を変調光として送信し、受信側で前記変調信号を受信、復調する通信システムを、上記のように構成することが可能となる。
【００３０】
上記したように可視光源という、それ自体が、照明、サイン等々必要とされる設備のあるところに、その本来の設備設置の目的に付加する形で、その本来の目的である照明、サイン等のライトとしての機能の一部を通信に利用することができるため、最初から、照明、サイン装置と通信装置とを同じハードウエアとして製造でき、製造費や設置および運用等のコストを下げることが可能であるとともに、すべての光源を通信手段として利用した場合と比較して、通信に要する電力消費の低減が可能となる。
【００３１】
また、通信に用いる光が可視光であるため、通信用の光源が動作しているか否かを視認できたり、明るさや色として、送信信号の強弱や送信範囲等を視認可能となり、至近距離通信手段としてのユーザビリティーに優れる。
【００３２】
また、本来環境の中にある可視光波長であり且つ、発光スペクトルが分散しているＬＥＤを用いるため、人体への影響や、電子機器への影響はきわめて小さいと推定され、送信出力を上げることに比較的制約が少ないため、環境や人体に対する負荷が小さい通信を実現することが可能となる。
【００３３】
また、上記したように、送信パワーをスポット的に集めることによって、送信パワーの強いエリアと弱いエリアを作り出すことができ、パワーの強いエリアを作り出すことで、通信距離を伸ばすことができる。また、このような、強度の差を作り出すことによって、同一発光色のＬＥＤを使用しながら、強度の強められた部分を通信用エリアとし、それ以外の強度の弱い部分を照明として使用することができ、通信装置の高性能化およびアプリケーションを拡大することができる。  なお、上記のＬＥＤに代えて、レーザーダイオードを用いてもよい。
【００３４】
上記通信用の光源からの光が、目視によって、ちらついて見えないようにする方法を以下に説明する。肉眼は２０Ｈｚ以上で強度変調されている可視光についてはちらつきを感じないことと、ＬＥＤおよびレーザーダイオードにおいては放射光強度が駆動電流とほぼ直線関係にあることとから、一定の直流成分と２０Ｈｚ以上の交流成分とからなり通信用の光源を絶えず発光状態に保つような電流で通信用の光源を駆動すればよいことが分かる。このような電流を発生するには、信号から直流成分を含めて２０Ｈｚ未満の交流成分をハイパスフィルタによって除去して得る交流信号に一定の直流成分を重ねて定符号信号とし、その定符号信号に比例し、かつ、光源が発光するためのしきい値電流よりも常に大きいような電流を作り出せばよい。このような電流で光源を駆動すれば、光源が放射する光のちらつきは肉眼では感知されず、光源は駆動電流の直流成分によって決まる一定の明るさで発光しているように見える。
【００３５】
（実施の形態例２）
本発明の第２の実施の形態例におけるＬＥＤアレイ６を図３に示す。図３に示すように、ＬＥＤアレイ６の一部に照明の役割を持たせ、残りの部分に通信の機能を持たせる考えは、実施の形態例１に同じであるが、通信の目的に用いる部分の発光色が白色以外では問題となる場合、ＬＥＤアレイ６を構成する個々のＬＥＤの構成を、図３に示すように、赤、青、緑の３原色の要素を同一パッケージ内に有し、赤、緑、青が同時に発光するときは、見かけ上、白色照明となるようにし、通信用のＬＥＤにも照明用光源の役割を与える。もちろん、必要であれば、白色とはせず、例えば、緑色のみを発光させ、送信が行われていることや、送信エリアを視認する用途に利用してもよい。また、通信用のＬＥＤの赤、青、緑の発光量を調節することで、照明の目的のＬＥＤが作り出す白の色調とは、やや変化をつけることで、極端に色をつけることなく、明るさの濃淡程度で、通信光の届いているエリアを視認することができる。また、前記３原色のＬＥＤの３原色の発光量を調節することで、模様や文字、ＬＥＤアレイが大面積の場合には、画像を表示する目的に使用する。
【００３６】
上記したように、ＬＥＤアレイ６を構成する個々のＬＥＤに光の３原色を有する部品を用いることで、通信光と照明光のエリアを分割しつつも見かけ上は、両者共に照明用の白色光とすることができ、照明としての違和感を無くすことができる。また、３原色を要素として持つＬＥＤを使用することで、発光色の色調を調節することが可能となり、場合によっては画像や文字等の情報を表示でき、照明、通信の機能に加えて表示の機能も同時に実現することができる。
【００３７】
なお、本実施の形態例においても、一定の直流成分と２０Ｈｚ以上の交流成分とからなり通信用の光源であるＬＥＤを絶えず発光状態に保つような電流で通信用の光源であるＬＥＤを駆動すれば、強度変調を受けた光源からの光に、目視によっては、ちらつきを感じなくなる。
【００３８】
（実施の形態例３）
本発明の第３の実施の形態例における第１の通信装置１を図４に示す。図４において、図１に示したものと同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。本実施の形態例においては、実施の形態例１または２における情報の送受信にデジタル信号を用いる。すなわち、変調器３は、ＬＥＤアレイ６中の通信用の光源であるＬＥＤを駆動するための電流をデジタル信号によって変調し、通信用の光源であるＬＥＤはデジタル信号によって強度変調された可視光を放射する。
【００３９】
本実施の形態例においては、信号の多重化等の論理処理を容易にすると共に、ノイズに対して耐性のある伝送を行うことが可能となる。
【００４０】
（実施の形態例４）
本発明の第４の実施の形態例における第１の通信装置１を図５に示す。図５において、図１に示したものと同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。本実施の形態例においては、伝送符号形式として、ノイズ耐性の強いＲＺ符号を用いる。すなわち、実施の形態例３におけるデジタル信号としてＲＺパルスを用い、ＬＥＤアレイ６中の通信用の光源であるＬＥＤからＲＺパルスによって強度変調された可視光を放射する。
【００４１】
（実施の形態例５）
本発明の第５の実施の形態例における、送信機である、第１の通信装置１を図６に示す。図６において、図１に示したものと同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。本実施の形態例においては、ＬＥＤアレイ６中の通信用のＬＥＤが放射する可視光の色に少なくとも２種類があり、第１の発光色のＬＥＤがクロック信号によって強度変調された可視光を放射し、第１の発光色とは異なる第２の発光色のＬＥＤがデータ信号によって強度変調された可視光を放射する。このようにして放射された可視光は、それぞれの発光色の光を選択的に検知する光検知器７によって、それぞれ、電気信号に変換される。
【００４２】
可視光ＬＥＤによって至近距離で情報を伝送する場合、ＬＥＤは複数用意することが可能であることから、上記のように、ＬＥＤ配列を構成する、ある部分のＬＥＤからはクロック信号を伝送し、別のある部分のＬＥＤからはデータ信号を伝送することができる。
【００４３】
デジタル信号を伝送する場合、受信側すなわち第２の通信装置２側で、データとクロックとの両方を同時に受信していれば、Ｄ−ＦＦ（Ｄ−ｔｙｐｅ  Ｆｌｉｐ  Ｆｌｏｐ）等の手段を用いて送信デジタルデータを識別再生することができる。また、デジタルパルスがＮＲＺ符号等の場合、クロックのパルス幅は、データのパルス幅の１／２となり、高速特性を要求されるが、このことが装置構成上の負荷となる場合は、１／２周期だけ遅延した１／２分周クロックをそれぞれ送信し、受信側でＥＸＯＲを取り、１／１速度のクロックを再生するか、１／２速度で送信されてきた１本のクロック信号に受信側で１／２周期分の遅延を持たせた受信クロック信号と遅延をかける以前のクロック信号とのＥＸＯＲをとることで、１／１速度クロック信号を再生することができる。
【００４４】
上記したように、クロックを並走送信しているため、ＣＤＲ（Ｃ１ｏｃｋ  ＆  Ｄａｔａ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）等の複雑な同期手段を用いずに、受信側でクロックを利用したデジタル論理操作を行うことができる。
【００４５】
（実施の形態例６）
本発明の第６の実施の形態例における信号処理を図７に示す。図７に示すように、送信信号のデータ伝送速度（４０Ｍｂ/ｓ）が第１の通信装置１側である送受信側の動作速度の限界を超えるために、送信信号を複数本（４本）の低データ伝送速度（１０Ｍｂ/ｓ）の信号に分割し、分割した信号を、それぞれ、搬送波である可視光の波長を変えて（波長多重の形で）伝送する。すなわち、分割した信号を、それぞれ、相異なる発光色の前記通信用の光源であるＬＥＤで信号光に変換し、空間で前記複数本の信号を波長多重化して伝送する。このように波長多重化された信号を、第２の通信装置２側である受信側において、可視光フィルタ、回折格子、プリズム、ＭＥＭＳプリズム等の分光手段と受光素子との組合せ、あるいは特定の波長のみに感度を有する受光素子等によって、各信号光別に電気信号に変換し、その電気信号から、それぞれの信号を復調し、多重化して送信信号（データ伝送速度４０Ｍｂ/ｓ）を再生する。必要であれば、従来のＣＤＲ（ｃｌｏｃｋ  ＆  ｄａｔａ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ）または、図７に示すような手法によりデータからクロックを抽出してもよいし、実施の形態例５で述べたようにクロックもデータの１種類として並送してもよい。
【００４６】
このようにして、高速伝送が必要な場合に、各々の光送受信機における光素子、すなわち、ＬＥＤと光検出器７の動作速度を上昇させずに、伝送時に波長多重として並列伝送することによって、見かけ上の伝送レートを上げることができる。
【００４７】
（実施の形態例７）
本発明の第７の実施の形態例における信号変換の様子を図８に示す。図８に示すように、パルスの粗密で情報を伝送する符号化形式（例えばスーパーオーディオフォーマット等）またはパルス幅の大小で情報を伝送する符号化形式のデジタル伝送方式で送られてきたＭＨｚ級のデジタル信号光を、第２の通信装置２の光電変換手段７である、応答速度がｋＨｚ級の太陽電池を用いて受光、受信すると高周波成分を再生通過できないため、太陽電池の起電力出力は、低域通過フィルタを通したことと等価となり、太陽電池の起電力出力自身がアナログ信号となって再生されるため、太陽電池の応答速度範囲内にある音声信号は、太陽電池の出力を消費電力の小さいスピーカであるイヤホンに直接接続すれば、受信信号を音声として出力させることができる。このように、２つの部品によって音声を再生することができ、装置の簡素化が可能となる。
【００４８】
また、上記光電変換手段７である太陽電池に代えて、可聴周波数範囲内における光電変換効率が可聴周波数を超える周波数範囲における光電変換効率よりも高い光電変換手段を光電変換手段７として用いてもよい。
【００４９】
また、太陽電池は、信号の光電変換の他に、照明光および送信源としての光のあるところでは、外部から入射する光によってエネルギーを発生することが可能であるため、図８の（ｂ）に示すように、光電変換手段７とは異なる太陽電池１１の直列接続によって受信機の部品が必要とする電源電圧以上に昇圧したのち、このエネルギーを蓄電する二次電池や大容量キャパシタ等の手段に蓄電し、ＤＣ−ＤＣコンバータやレギュレータ等によって、必要電圧に制御し、安定電源電圧を第２の通信装置２の増幅器８等に供給することもできる。
【００５０】
上記したように、音声のように周波数の遅いアナログ信号を通信する場合には、受信機である第２の通信装置２を非常に簡素、且つ少数の部品で構成することできる。また、太陽電池によって生成されたエネルギーを第２の通信装置２を駆動するためのエネルギーの全部または一部として利用することができ、省エネルギー化が可能となる。
【００５１】
（実施の形態例８）
本発明の第８の実施の形態例における第１の通信装置１を図９に示す。図９に示すように、ＬＥＤ発光部は、照明やサイン等の用途と通信の用途との２つの目的を有するため、現在、アクセス系の次世代候補の１っのと考えられている、商用電源線に通信データも載せて伝送する電力線通信方式を用いる。
【００５２】
このような場合には、ＬＥＤの発光強度を変調するための信号は電源線を経由して供給されるので、電源線と通信線の２本を用いる必要がなく、電源線のみで目的が達成できるため、設備の構成を簡略化することができる。
【００５３】
（実施の形態例９）
本発明の第９の実施の形態例における第２の通信装置２の構成を図１０に示す。
【００５４】
蛍光灯や環境中での自然光の揺らぎ等、通信に使用しているＬＥＤの発光波長と同じ波長成分を含む環境光が、第２の通信装置２の光検知器７の出力に対してノイズとなる可能性があるため、本実施の形態例においては、図１０に示すように、蛍光灯のちらつきに対応する５０Ｈｚ／６０Ｈｚの商用電源の周波数や自然現象にともなう揺らぎ（たとえば、走行する車が太陽光をさえぎって影を作る等）に伴う、主に低周波のノイズ成分をカットするための低域遮断フィルタ１０を受信部が備える。
【００５５】
また、低域遮断フィルタ１０に代えて、周波数５０Ｈｚの成分と周波数６０Ｈｚの成分とを遮断するノッチフィルタを用いてもよい。
【００５６】
これによって、環境光の影響で劣化する可能性のある通信品質を向上させることができる。
【００５７】
（実施の形態例１０）
本発明の第１０の実施の形態例における第２の通信装置２の使用形態を図１１に示す。図１１に示すように、第２の通信装置２を眼鏡と一体化して一体化物としている（図においては、第２の通信装置２の光検知器７を収納している受光部のみが示されている）。人がこの一体化物を頭部に装着し、その人の視野中において、一体化物に設けられた照準（図中、×印で示す）と、第１の通信装置１の通信用の光源の像とを重ね合わせたときに、第２の通信装置２の光電変換手段である光検知器７に入射する、上記通信用の光源が放射する可視光の量が最大となるように、光検知器７を収納している受光部を上記一体化物に配置してある。
【００５８】
周辺光の影響は受光部周囲に設けたフードによって最小限に抑えられている。
【００５９】
上記した構成によって、上記の一体化物を頭部に装着した人が送信機（第１の通信装置１）の方を向き、送信機の通信用の光源の像に照準を合わせることによって、自動的に受信に最適の位置に受信機（第２の通信装置２）を移動させることができ、受信の際のユーザビリティーを向上させることができる。
【００６０】
なお、上記の眼鏡に代えて、ゴーグル、ヘルメット等の頭部装着具を用いても、上記と同様の効果が得られる。
【００６１】
（実施の形態例１１）
本発明の第１１の実施の形態例における第２の通信装置２の使用形態を図１２に示す。図１２に示すように、第２の通信装置２はカメラ付き携帯端末と一体化物とする（図においては、第２の通信装置２はカメラ付き携帯端末の背面に装着され、その光検知器７の周囲に設けたフードのみが示されている）。
【００６２】
この場合は、実施の形態例１０と同様に、光検知器７に、第１の通信装置１の通信用の光源からの信号光を最大限に入射させるために、受信機（第２の通信装置２）の位置を移動させることが目的であるが、この目的は、カメラ付き携帯端末のカメラ映像画面中に捉えられた送信機（第１の通信装置１）の通信用の光源（たとえばＬＥＤ）の像が、カメラ映像画面中に設けられた照準（図中、×印で示す）に重ね合わされときに、光検知器７に入射する信号光の量が最大となるように、上記一体化物に第２の通信装置２の光電変換手段である光検知器７を配置することによって達成される。
【００６３】
以上説明したように、人がカメラ付き携帯端末のカメラを用いて、カメラ映像画面において、送信機（第１の通信装置１）の通信用の光源（たとえばＬＥＤ）に照準を合わせることによって、自動的に受信に最適の位置に受信機を移動させることができ、受信の際のユーザビリティーを向上させることができる。
【００６４】
なお、上記実施の形態例１〜６、実施の形態例８〜１１の各々において、第２の通信装置２に、図８の（ｂ）に示した、光電変換手段である光検出器７とは別に設置された太陽電池１１を電力供給源の少なくとも一部として利用することができ、省エネルギー化が可能となる。さらに、上記実施の形態例のすべてにおいて、光電変換手段である光検出器７を電力供給源の少なくとも一部として利用することができ、これによっても、省エネルギー化が可能となる。
【００６５】
前記第２の通信装置が、前記光電変換手段あるいは前記光電変換手段と別に設置される太陽電池を電力供給源の少なくとも一部として利用することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の通信システム。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】実施の形態例１の構成を説明する図である。
【図２】実施の形態例１におけるＬＥＤアレイを説明する図である。
【図３】実施の形態例２におけるＬＥＤアレイを説明する図である。
【図４】実施の形態例３における第１の通信装置の構成を説明する図である。
【図５】実施の形態例４における第１の通信装置の構成を説明する図である。
【図６】実施の形態例５における第１の通信装置の構成を説明する図である。
【図７】実施の形態例６における信号処理を説明する図である。
【図８】実施の形態例７における第２の通信装置の構成を説明する図である。
【図９】実施の形態例８における第１の通信装置の構成を説明する図である。
【図１０】実施の形態例９における第２の通信装置の構成を説明する図である。
【図１１】実施の形態例１０おける第２の通信装置の使用形態を説明する図である。
【図１２】実施の形態例１１おける第２の通信装置の使用形態を説明する図である。
【符号の説明】
【００６７】
１…第１の通信装置、２…第２の通信装置、３…変調器、４…ＬＥＤドライバ、５…展示パネル、６…ＬＥＤアレイ、７…光検出器、８…増幅器、９…復調器、１０…低域遮断フィルタ、１１…太陽電池。
【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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【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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