(57)【要約】【課題】安定して確実にアップリンクの通信を行うことができる可視光通信システムを提供する。【解決手段】照明光によって端末装置３へデータを送信するとともに、端末装置３から光により送られてくるデータを受信する送受信部１と、それとは別に、送受信部１と同様に電力線４に接続され、端末装置３から光により送られてくるデータを受信する受信部２を、送受信部１と異なる位置に設ける。これにより、端末装置３からの光を、送受信部１で受光できなくても受信部２で受光できれば通信を行うことができる。例えば送受信部１への光が遮られたり、端末装置３からの光の方向が変わっても、受信部２で受光できれば通信を行うことができ、安定かつ確実な通信を行うことができる。【選択図】図１
2007274580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線に接続され照明素子の発光による照明光を前記電力線から受け取ったデータにより変調して該データを送信するとともに受光素子で受光したデータを前記電力線に送出する送受信手段と、前記電力線に接続され受光素子で受光したデータを前記電力線に送出する複数の受信手段を有し、前記複数の受信手段を前記送受信手段とは異なった場所に配置したことを特徴とする可視光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線および照明光（可視光）を用いた双方向の通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤなどの半導体発光素子が照明用の光源に利用されるようになってきた。半導体発光素子は、高速に点滅あるいは光量の制御が可能である。この特性を用いて、データに応じて照明用の半導体発光素子を点滅あるいは光量の制御を行うことによって、照明光によりデータを伝送しようとする技術が開発されている。半導体発光素子の点滅あるいは光量の変化が高速であれば、その点滅や光量の変化は人間の目には分からない。従って、人間にとって照明光としての利用を妨げずに、データの伝送を行うことができる。また、照明装置は広く一般的に用いられているものであって、それらの照明装置を通信に用いることができるという利点もある。
【０００３】
例えば、特許文献１には照明光を用いた放送システムが記載されている。この場合、通信は照明装置から端末装置へ（ダウンリンク）の一方向のみである。端末装置から照明装置へ（アップリンク）の通信については、通常は赤外線通信が用いられるが、例えば特許文献２に記載されているように、アップリンクについても可視光を用いたものが考えられている。
【０００４】
ダウンリンクに照明光を用いる場合、通信のための回路を照明装置あるいは照明装置に装着する、照明光源となる電球などの発光部分に組み込むため、アップリンクの受光部についても発光部分あるいはその周辺に設けられている。そのため、受光部の位置が固定されてしまい、例えば端末装置からの光が障害物や人体で遮られると、通信ができなくなるという問題があった。また、端末装置が携帯型の場合、操作者が端末装置を動かしただけで通信できなくなるおそれがあった。さらに、発光部分と受光部とが近いことから、強い照明光が受光部に入射してアップリンクの光と干渉するという問題もあった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１４７０６３号公報
【特許文献２】特開２００４−２２１７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、安定して確実にアップリンクの通信を行うことができる可視光通信システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、可視光通信システムにおいて、電力線に接続され照明素子の発光による照明光を前記電力線から受け取ったデータにより変調して該データを送信するとともに受光素子で受光したデータを前記電力線に送出する送受信手段と、前記電力線に接続され受光素子で受光したデータを前記電力線に送出する複数の受信手段を有し、前記複数の受信手段を前記送受信手段とは異なった場所に配置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、送受信手段と同じ電力線に接続された複数の受信手段が、送受信手段とは異なった場所に配置されているので、たとえ１つの受信手段あるいは送受信手段についてアップリンクの光が遮られたとしても、他の受信手段あるいは送受信手段で受信することができる。また、操作者が端末装置を動かしてアップリンクの光の方向が変化しても、複数の受信手段あるいは送受信手段のいずれかで受信できれば通信を行うことができる。従って、安定して確実にアップリンクの通信を行うことができるという効果がある。
【０００９】
また、例えば送受信手段の受光部に照明光の干渉を受けないような対策を施したためにアップリンクの光を受光しにくくなったとしても、他の受信手段によってカバーすることができるので、この場合も安定かつ確実にアップリンクの通信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の実施の一形態を示す概要図である。図中、１は送受信部、２は受信部、３は端末装置、４は電力線、５は外部装置である。本発明では、一般に電力を供給している電力線４を用い、この電力線４に送受信部１と複数の受信部２、および外部装置５が接続されている。これらの各部は電力線４から電力の供給を受けるとともに、同じ電力線４を用いて通信を行う。ここでは外部装置５から送られるデータを、送受信部１により照明光を用いて端末装置３へ送信し、また、端末装置３から光により送られてくるデータを送受信部１又は受信部２により受信して、電力線４を介して外部装置５へ送信する例を示している。
【００１１】
なお端末装置３は、照明光を受光して、照明光により送られてくるデータ（ダウンリンク）を受信する機能と、発光素子を駆動して光によりデータを送信する機能を有している。
【００１２】
送受信部１は、例えばＬＥＤやＬＤ、ＥＬなどの半導体発光素子を有し、この半導体発光素子を発光させ、発光光により照明を行うものである。また、電力線４を通じて送られてくるデータを受信し、受信したデータにより半導体発光素子を点滅制御したり、あるいは光量を制御することにより照明光を変調し、これによって、照明光によりデータを送信する（ダウンリンク）。さらに、送受信部１は受光素子を有している。この受光素子により端末装置３からの光（アップリンク）を受光して、端末装置３から光によって送られてくるデータを受信し、電力線４を通じて外部装置５へデータを送出する。
【００１３】
受信部２は受光素子を有し、この受光素子により端末装置３からの光（アップリンク）を受光して、端末装置３から光によって送られてくるデータを受信し、電力線４を通じて外部装置５へデータを送出する。この受信部２は複数設けることができる。
【００１４】
この受信部２は、送受信部１とは異なった場所に配置される。例えば図１に示す例では、送受信部１が照明としての機能を果たすため、通常は部屋の天井などに設けられる。受信部２については、例えば部屋の壁などに設けたり、天井でも隅に設けるなど、送受信部１から離れた位置に設けるとよい。
【００１５】
送受信部１および受信部２の構成についてさらに説明する。図２は、送受信部１の一例を示すブロック図である。図中、１１は変復調部、１２は光変調部、１３は半導体発光素子、１４は受光素子、１５は増幅部である。
【００１６】
変復調部１１は、電力線４を通じて送られてくるデータを復調して取り込んで光変調部１２に渡し、また、増幅部１５から渡される受信したデータを変調して電力線４へ送出する。
【００１７】
光変調部１２は、変復調部１１から渡されるデータに従って半導体発光素子１３の点滅あるいは光量を制御し、半導体発光素子１３から放出される光（照明光）を変調してデータを送信する。
【００１８】
半導体発光素子１３は、上述のように例えばＬＥＤ、ＬＤ、ＥＬなどの高速な応答特性を有する発光素子であり、この半導体発光素子１３から放出される光は照明光として利用される。この半導体発光素子１３は光変調部１２により点滅あるいは光量が制御される。点滅や光量の変動が高速であれば、人間の目には点滅や光量の変動は分からず、データにより変調された光であってもそのまま照明として利用することができる。
【００１９】
受光素子１４は、外部から送られてくる光を受光して電気信号に変換する。この場合には、端末装置３から放出される光を受光し、送られてくるデータを電気信号に変換して増幅部１５へ送る。受光素子１４としては、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサなど、様々な受光素子が用いることができる。
【００２０】
増幅部１５は、受光素子１４で受光して変換された電気信号を増幅し、変復調部１１へ渡す。これにより、端末装置３から送られてきたデータは変復調部１１から電力線４へと送出される。
【００２１】
図３は、受信部２の一例を示すブロック図である。図中、２１は受光素子、２２は増幅部、２３は変調部である。受信部２は送受信部１の一部のみの構成である。受光素子２１は送受信部１の受光素子１４と同様のものであり、例えば端末装置３から放出される光を受光し、送られてくるデータを電気信号に変換して増幅部１５へ送る。
【００２２】
増幅部２２は送受信部１の増幅部１５と同様のものであり、受光素子２１で受光して変換された電気信号を増幅し、変調部２３へ渡す。
【００２３】
変調部２３は送受信部１の変復調部１１の変調機能を有するものであり、増幅部２２から渡される受信したデータを変調して電力線４へ送出する。これにより、端末装置３から送られてきたデータは電力線４へと送出される。
【００２４】
以下、本発明の実施の一形態における動作の概要について簡単に説明しておく。まず、外部装置５から端末装置３へのデータ伝送を行うダウンリンクについては、例えば特許文献１などに記載されているような従来の電力線及び照明光を用いた通信と同様である。すなわち、電力線４を通じて外部装置５から送られてくるデータは、送受信部１の変復調部１１で復調され、光変調部１２に渡される。光変調部１２では、変復調部１１から渡されたデータに従って半導体発光素子１３の点滅あるいは光量を制御し、これによって半導体発光素子１３から放射される光（照明光）を変調してデータを送信する。
【００２５】
端末装置３では、送受信部１から放射される光（照明光）を受光し、復調することにより、送られてきたデータを取得することができる。なお、一般に照明光は光強度が強く、端末装置３の受光素子の方向が多少変化したり、影ができた程度では支障なく通信を行うことができる。
【００２６】
一方、端末装置３から外部装置５へのデータ伝送を行うアップリンクについては、端末装置３に設けられている発光素子をデータに従って点滅あるいは光量を制御することによって、光（可視光あるいは赤外光）によってデータを送出することができる。この光を送受信部１の受光素子１４で受光し、増幅部１５で増幅後、変復調部１１で変調して電力線４へ送出し、これにより外部装置５へデータが伝送される。あるいは、端末装置３から放出された光を受信部２の受光素子２１で受光し、増幅部２２で増幅後、変調部２３で変調して電力線４へ送出し、これにより外部装置５へデータが伝送される。
【００２７】
このアップリンクにおいて端末装置３側の発光光の強度は、ダウンリンクに用いる照明光に比べて格段に弱い。そのため、端末装置３側から放出される光が遮られたり、光の向きが変化すると、固定点での受光量は大きく変化し、データを受信できなくなってしまう。例えば通常の状態で端末装置３から放出された光が、主に送受信部１で受光されていたとする。この状態で端末装置３から放出された光が人などによって遮られたり、あるいは端末装置３を動かすなどにより放出される光の方向が変化すると、送受信部１での受光量が大きく変化してデータを受信できなくなる場合が生じる。
【００２８】
このような場合に、受信部２のいずれかで端末装置３から放出される光を受光できれば、その受信部２が端末装置３から放出される光を受光し、データを受信して外部装置５へ転送することができる。そのために、上述のように受信部２を送受信部１とは異なった場所に配置している。例えば図１に示す例では、送受信部１が部屋の天井に設けられ、受信部２は部屋の壁に設けられていることを示している。このように送受信部１から離れた位置に受信部２を設けることによって、例えば端末装置３から送受信部１への光が遮られた場合でも、受信部２によって端末装置３から放射される光を受信することができる。また、例えば端末装置３が携帯型である場合などのように、操作者が端末装置３の姿勢を変化させ、それに伴って放射される光の向きが変化するような場合でも、送受信部１又は複数の受信部２のいずれかにより受光できれば、通信を行うことができる。さらに、送受信部１で端末装置３からの光と照明光とが干渉してしまう場合でも、他の受信部２で受光及びデータの受信ができれば、問題なくアップリンクの通信を行うことができる。
【００２９】
もちろん、端末装置３から放射される光を、通常でも受信部２で受光し、データを受信していてもかまわない。従来は送受信部１のみであったため、必ず照明光の出射方向へアップリンクの光を返す必要があった。しかし本発明では、送受信部１のほかに１ないし複数の受信部２を設けることによって、照明光の方向にアップリンクの光を向ける必要がなくなり、より自由度を増すことができる。
【００３０】
また、受信部２は電力線と接続できる場所であればどこに設置することも可能であり、非常に自由度が高い。当然ながら、受信部２は図１に示した配置に限られないことは言うまでもない。
【００３１】
このようにして、端末装置３から放出される光が遮られたり、光の方向が変化しても、送受信部１あるいは受信部２のいずれかで受光してデータを受信し、安定かつ確実にアップリンクの通信を行うことができる。
【００３２】
なお、端末装置３から放出される光が送受信部１と１ないし複数の受信部２で、あるいは複数の受信部２で受光される場合も発生する。このような場合に対処するため、端末装置３から送信するデータにＩＤを付したり、タイムスタンプを付しておくとよい。これによって、送受信部１や受信部２の複数でデータを受信した場合でも、それぞれの送受信部１や受信部２では、そのまま外部装置５へデータを転送すればよい。外部装置５では、同じＩＤや同じタイムスタンプのデータが送られてきた場合には、１つを除いて破棄すればよい。このようにして、複数で受信した場合についても、正確なデータ伝送を実現することができる。
【００３３】
また、図１に示した構成では、変復調部１１及び変調部２３においては、受光素子１４あるいは受光素子２１で受光した光の波形を電気信号に変換したら、異なる形式の信号に変換することなく、直接電力線を変調する方式とすることによって、装置構成の簡単化と低価格化を図ることができる。もちろん、この構成に限られるものではなく、光による通信と電力線を通じた通信とで異なる変調方式を用いるなど、通信時の詳細については任意である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の一形態を示す概要図である。
【図２】送受信部１の一例を示すブロック図である。
【図３】受信部２の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…送受信部、２…受信部、３…端末装置、４…電力線、５…外部装置、１１…変復調部、１２…光変調部、１３…半導体発光素子、１４…受光素子、１５…増幅部、２１…受光素子、２２…増幅部、２３…変調部。
【図１】
2007274580.tif 000003
【図２】
2007274580.tif 000004
【図３】
2007274580.tif 000005