(57)【要約】【課題】外光の干渉を受けにくい可視光通信用照明器具、およびこれを備えた可視光通信照明システムを提供する。【解決手段】可視光領域で発光する照明用の光源２と、この光源２を通信情報に基づいて点滅制御して光送信する点滅制御手段６とを有し、さらに外光照度を検出する外光センサ４を設けるとともに、この外光センサ４で検出される外光照度の大きさが予め設定されたしきい値Ｌｓｈ以上の場合には光源２の出力レベルを増加させる調光手段５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】
可視光領域で発光する照明用の光源と、この光源を通信情報に基づいて点滅制御して光送信する点滅制御手段とを有する可視光通信用照明器具であって、外光照度を検出する外光センサが設けられるとともに、この外光センサで検出される外光照度の大きさが予め設定されたしきい値以上の場合には前記光源の出力レベルを増加させる調光手段を備えることを特徴とする可視光通信用照明器具。
【請求項２】
請求項１記載の可視光通信用照明器具と、この可視光通信用照明器具から光送信された信号を受信する受信器とを備え、この受信器は受信した光信号を前記光源の出力レベルの大きさに基づいて通信情報に復号する復号部を有することを特徴とする可視光通信用照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明用の光源を点滅制御して情報を送信することにより、照明用と情報通信とを同時に行えるようにした可視光通信用照明器具、およびこれを備えた可視光通信照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、可視光通信用照明器具においては、可視光領域で発光するＬＥＤ等の光源を単に照明用として使用するだけでなく、この光源を点滅制御して情報を送信することにより、照明用と情報通信とを同時に行えるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この場合、情報通信を行うために、データ信号（０，１）の変化に応じて単純に光源を点滅させると、これに応じて光出力が変化するために照明にちらつきが発生し、本来の照明用としての機能を果たさなくなるという不具合を生じる。
【０００４】
このため、従来技術では、照明用光源としてのＬＥＤを、点灯時間と消灯時間を所定の割合（例えば、デューティー比で１対１）に固定して点滅動作させることで可視光通信を行うことにより、通信のための点滅動作によって照明にちらつきが発生するのを防止したものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭６０−３２４４３号公報
【特許文献２】特開２００４−１２０１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献２に記載されている従来技術においては、可視光通信中においても可視光の輝度が一定となるために照明のちらつきを防止できるものの、点灯時間と消灯時間を所定の割合に固定して点滅動作させるために、点滅制御を行わずに全灯する場合に比べて可視光の輝度が小さくなるため、外光の干渉を受け易くなる。
【０００６】
すなわち、例えば日差しが差し込むようになったり、ドアが開放されたりして外光が急に明るくなったような場合には、光源の輝度が相対的に低下する。つまり、光源を点滅制御することで送信される情報が光によって干渉を受けて受信側に確実に伝わらなくなり、その結果、受信した光信号が誤った通信情報に復調されたり、復調が困難になるなどの不都合を生じる。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、外光の干渉を受けにくい可視光通信用照明器具、およびこれを備えた可視光通信照明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】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明の可視光通信用照明器具は、可視光領域で発光する照明用の光源と、この光源を通信情報に基づいて点滅制御して光送信する点滅制御手段とを有する可視光通信用照明器具であって、外光照度を検出する外光センサが設けられるとともに、この外光センサで検出される外光照度の大きさが予め設定されたしきい値以上の場合には前記光源の出力レベルを増加させる調光手段を備えることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２記載の発明の可視光通信用照明システムは、請求項１に記載の可視光通信用照明器具と、この可視光通信用照明器具から光送信された信号を受信する受信器とを備え、この受信器は、受信した光信号を前記光源の出力レベルの大きさに基づいて通信情報に復号する復号部と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、外光センサが予め設定されたしきい値を超える外光照度を検出した場合には、これに応じて調光手段が光源の出力レベルを増加させて可視光通信の光出力を大きくするので可視光の輝度が大きくなり、外光の干渉を受け難くなる。したがって、光源を点滅制御することで送信される通信情報は外光の干渉を受けることなく受信側に確実に伝送することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、請求項１に記載の可視光通信用照明器具と、この可視光通信用照明器具から光送信された信号を受信する受信器とを備え、この受信器は受信した光信号を光源の出力レベルの大きさに基づいて通信情報に復号する復号部を有するので、受信した光信号が誤った通信情報に復調されたり、復調が困難になるなどの不都合発生を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は本発明の実施の形態における可視光通信照明器具を示す構成図である。
【００１３】
この実施の形態の可視光通信照明器具１は、例えば建物の天井や壁面に取り付けられるものであって、可視光領域で発光する照明用の光源２、この光源２を発光するための点灯装置３、外光照度を検出する外光センサ４、この外光センサで検出される外光照度に基づいて光源２の出力レベルを変化させる調光手段５、および光源２を通信情報に基づいて点滅制御して光信号として出力する点滅制御手段６を備えている。
【００１４】
光源２は、約１００Ｈｚ以上の周波数応答性を有するものが好ましく、例えば複数のＬＥＤを接続して構成されている。
【００１５】
点灯装置３は、例えば電源スイッチ３ａおよび商用電源を整流平滑化するダイオードブリッジや平滑コンデンサからなる電源部３ｂを備えてなる。そして、点灯装置３から光源２に給電することで光源２が発光する。
【００１６】
外光センサ４は、例えばフォトダイオードからなり、可視光通信照明器具１の周辺の外光（ここでの外光とは照明器具１自体が発する人工光以外の光成分を指す）を常時検出して後段の調光手段５へ信号を出力するものである。したがって、この外光センサ４は、可視光通信照明器具１による直接照明領域から幾分外れた箇所に設置される。
【００１７】
調光手段５は、外光センサ４の検出出力と予め決められたしきい値Ｌｓｈとを比較する比較器５ａと、この比較器５ａの出力により抵抗値が変化される可変抵抗器５ｂとからなり、可変抵抗器５ｂは光源２と点灯装置３との間に設けられている。そして、比較器５ａは、外光センサ４で検出される外光照度の大きさが予め設定されたしきい値Ｌｓｈ以上の場合には可変抵抗器５ｂの抵抗値を下げて光源２の出力レベルを増加させるように制御する。
【００１８】
点滅制御手段６は、光源２を点滅させるスイッチング素子としてのＦＥＴ６ａと、通信情報に基づいて符号化された点滅パターンをもつオン／オフ信号をＦＥＴ６ａに出力するパルス発生器６ｂとを備えている。この場合の点滅パターンは、例えばＰＷＭ変調方式のように、所定の符号化方式に従って通信情報となる信号をパターン化したものである。なお、この点滅パターンは、照明にちらつきが発生するのを防止するため、点灯時間と消灯時間は所定の割合（例えば、デューティー比で１対１）に設定されている。また、点滅の周波数は、点滅によるちらつきを人が感知できないように例えば１００Ｈｚ以上に設定されている。
【００１９】
図２は可視光通信照明器具１と併せて使用する受信器の構成図である。
【００２０】
この受信器１０は、人などの移動体に携帯されるものであって、受光部１１、復号部１２、データ処理部１３、および表示部１４から構成されている。
【００２１】
受光部１１は、可視光通信照明器具１から点滅制御されて送信される光信号を受信して光電変換するフォトダイオードやフォトトランジスタなどの受光素子、光電変換された信号を増幅する増幅器、当該信号に含まれる高周波のノイズ成分を除くフィルタ（いずれも図示省略）などを備えている。
【００２２】
複号部１２は、光源２の出力レベルの大きさに基づいて受信した信号を通信情報に復号するものであって、受光部１１で得られる信号の平均レベルを検出してその平均レベルに対応した基準信号を出力するレベル検出部１２ａと、受光部１１の出力とレベル検出部１２ａの出力とを比較してデジタル信号として生成する比較器１２ｂとからなる。
【００２３】
データ処理部１３は、複号部１２で複号化された情報に基づいて表示信号を生成するものであり、また、表示部１４は例えばＬＣＤで構成されており、データ処理部１３で処理された表示信号を画面に表示する。
【００２４】
上記構成のシステムの動作について、図３および図４に示すタイムチャートを参照して説明する。
【００２５】
可視光通信照明器具１側において、まず、点灯装置３の電源スイッチ３ａをオンにして電源投入すると、電源部３ｂから可変抵抗器５ｂを介して光源２に通電される。このとき、点滅制御手段６のパルス発生器６ｂから予め設定された通信情報に基づく点滅パターンをもつオン／オフ信号がＦＥＴ６ａに出力されるので、ＦＥＴ６ａがオン／オフされて光源２が点滅される。その際、光源２に供給される電力は、調光手段５の比較器５ａで外光センサ４の信号と予め設定されたしきい値Ｌｓｈとを比較した結果の信号により決定される。
【００２６】
すなわち、図３（ａ）に示すように、外光センサ４の検出信号の出力レベルが比較器５ａに予め設定されたしきい値Ｌｓｈを越えない場合（Ｔ１，Ｔ３の期間）には、点灯装置坂から通常の電力が供給されて図３（ｂ）に示すように光源２が光出力Ｗａでパターン点灯される。これに対して、外光センサ４の検出信号の出力レベルがしきい値Ｌｓｈ以上になった場合（Ｔ２の期間）では、比較器５ａの出力により可変抵抗器５ｂの抵抗値が低下されるので、光源２に供給される電力が通常の場合よりも大きくなり、図３（ｂ）に示すように光源２の出力レベルが増加されて光出力Ｗｂでパターン点灯される。
【００２７】
一方、受信器１０を携帯する人などの移動体が可視光通信照明器具１に近付くと、可視光通信照明器具１から符号化されて送信される点滅パターンをもつ照明光がこの受信器１で受信される。その際、外光が受光部１１へ同時に入力されるとランダムのノイズ信号Ｎとして検出される（図４（ａ）参照）。
【００２８】
受光部１１は、可視光通信照明器具１から点滅制御されて送信される光信号を光電変換して増幅し、さらに当該信号に含まれる高周波のノイズ成分を除いた後、次段の複号部１２に送出する。
【００２９】
複号部１２のレベル検出部１２ａは、受光部１１から出力される信号の平均レベルを検出し、その平均レベルに対応した基準信号Ｌａ，Ｌｂを出力する。上記のように、可視光通信照明器具１において、外光センサ４による照明制御によって外光が強くなると光源２の光出力がＷａからＷｂに増加されるので、これに応じて、受光部１１から出力される信号レベルがＷａ’からＷｂ’に増加すると共に、レベル検出部１２ａから出力される基準信号もＬａからＬｂに増加される。
【００３０】
比較器１２ｂは、受光部１１からの出力信号とレベル検出部１２ａから出力される基準信号の両レベルを比較して、基準信号よりも大きなレベルの信号のみを通過させる。これにより、図４（ｂ）に示すように、複号部１２からは可視光通信照明器具１の点滅制御手段６により符号化された点滅パターンをもつ光信号がデジタル信号として複号化されて出力される。また、受光部１１において外光に起因したノイズ信号を十分に除去できなかった場合でも、比較器１２ｂを通過させることによってノイズ信号がさらに除去され、Ｓ／Ｎ比の劣化を低減することができる。
【００３１】
データ処理部１３は、複号部１２で複号化されたデジタル信号の情報に基づいて表示信号を生成して表示部１４に出力するので、表示部１４にはこの表示信号が画面に表示される。
【００３２】
以上のように、この実施の形態では、外光センサ４が予め設定されたしきい値Ｌｓｈを超える外光照度を検出した場合には、これに応じて調光手段５が光源２の出力レベルを増加させるので可視光の輝度が大きくなる。このため、光源２を点滅制御することで送信される通信情報は外光の干渉を受け難くなって受信側に確実に伝送される。
【００３３】
また、受信器１０の複号部１２は、可視光通信用照明器具１から光送信された信号を光源２の出力レベルの大きさに基づいて通信情報に復号するので、受信した光信号が外光の干渉によって誤った通信情報に復調されたり、復調が困難になるなどの不都合発生を確実に防止することができる。
【００３４】
なお、上記の実施の形態において、点滅制御手段６は、所定の符号化方式に従って通信情報となる信号をパターン化したデジタル信号に基づいて直接に光源２を点滅するようにしているが、点滅制御手段６が光源２を点滅する際に、さらにＦＭ変調などの変調をかけて出力する場合には、これに応じて受信器１０の受光部１１と復号部１２との間に復調部を追加することでデータ信号に復調することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態における可視光通信照明器具の構成図である。
【図２】図１に示す可視光通信照明器具と併せて使用される受信器の構成図である。
【図３】図１に示す可視光通信照明器具の動作説明に供するタイムチャートである。
【図４】図２に示す受信器の動作説明に供するタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１    可視光通信照明器具
２    光源
３    点灯装置
４    外光センサ
５    調光手段
６    点滅制御手段
１０    受信器
１１    受光部
１２    複号部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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