(57)【要約】【課題】本発明は、受信側の電子機器に対する給電が断たれた場合であっても、データ通信を継続可能にする新規な可視光通信システムを提供することを目的とする。【解決手段】本発明によれば、発光装置に接続される送信側ユニットと電子機器からの給電を受けて動作する受信側ユニットを含む可視光通信システムにおいて、前記受信側ユニットは、非常用電池と不揮発性メモリとを含み、前記電子機器からの給電が停止されたとき、または当該ユニットへの供給電圧が所定の閾値を下回ったときに前記非常用電池からの給電に切り替えて受信したデータを不揮発性メモリに退避し、前記電子機器からの給電が復旧したことに応答して、前記不揮発性メモリに退避した前記データを前記電子機器に転送する可視光通信システムが提供される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光装置に接続される送信側ユニットと電子機器からの給電を受けて動作する受信側ユニットを含む可視光通信システムにおいて、
前記受信側ユニットは、
非常用電池と不揮発性メモリとを含み、
前記電子機器からの給電が停止されたとき、または当該ユニットへの供給電圧が所定の閾値を下回ったときに前記非常用電池からの給電に切り替えて受信したデータを不揮発性メモリに退避し、
前記電子機器からの給電が復旧したことに応答して、前記不揮発性メモリに退避した前記データを前記電子機器に転送する、
可視光通信システム。
【請求項２】
前記発光装置は照明機器である、請求項１に記載の可視光通信システム。
【請求項３】
前記非常用電池は二次電池であり、前記受信側ユニットは、前記電子機器からの給電を受けて二次電池を充電する、請求項１または２に記載の可視光通信システム。
【請求項４】
前記受信側ユニットは、さらに発電素子を含み、該発電素子からの給電を受けて前記二次電池を充電する、請求項３に記載の可視光通信システム。
【請求項５】
少なくとも２台の送受信ユニットを含む可視光通信システムにおいて、
前記送受信ユニットは、
発光デバイスおよび受光デバイスを備え、電子機器からの給電を受けて動作し、
非常用電池と不揮発性メモリとを含み、
前記電子機器からの給電が停止されたとき、または当該ユニットへの供給電圧が所定の閾値を下回ったときに前記非常用電池からの給電に切り替えて受信したデータを不揮発性メモリに退避するとともに、省電力モードに遷移して電源断状態を送信先である他の送受信ユニットに通知し、
前記電子機器からの給電が復旧したことに応答して、前記不揮発性メモリに退避した前記受信データを前記電子機器に転送し、
前記電子機器からの給電を受けている間に、他の送受信ユニットから前記電源断状態が通知されたことに応答して省電力モードに遷移する、
可視光通信システム。
【請求項６】
前記非常用電池は二次電池であり、前記送受信ユニットは、前記電子機器からの給電を受けて二次電池を充電する、請求項５に記載の可視光通信システム。
【請求項７】
前記送受信ユニットは、さらに発電素子を含み、該発電素子からの給電を受けて前記二次電池を充電する、請求項６に記載の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、可視光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＲＦ（Radio Frequency）帯域の周波数の枯渇、無線電波の氾濫に伴う混線リスクの増大などの問題に鑑みて、ＲＦ技術と相互補完的な可視光通信（光無線技術）の実用化が推進されている。
【０００３】
可視光通信については、多岐にわたる応用展開が期待されているが、その中でも、近年の低価格化に伴い屋内外照明や液晶バックライトにＬＥＤ素子が多く用いられるようになってきていることを背景に、ＬＥＤの照明光を利用した可視光通信（照明光通信）が大きな注目を集めている。ＬＥＤは、非常に高い発光応答性を有しているため、人間の知覚限界を超えた周波数で光を点滅させることが可能であり、受光側でこのときの輝度変化をデジタル信号に変換することによってデータ通信が可能になる。
【０００４】
この点につき、特開２００８−３０００６６号公報（特許文献１）は、屋内照明の照明光を利用した可視光通信システムを開示する。ここで、特許文献１のシステムは、商用電源に停電が発生した際、非常用バッテリから電力を供給してＬＥＤを点灯するように構成されている。しかしながら、いくら送信側（発光側）の電源を確保したところで、受信側（受光側）の電子機器が同じく商用電源を利用する場合、停電時の可視光通信は不可能になる
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、本発明は、受信側の電子機器に対する給電が断たれた場合であっても、データ通信を継続可能にする新規な可視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】
【０００６】
本発明者は、受信側の電子機器に対する給電が断たれた場合であっても、データ通信を継続可能にする新規な可視光通信システムにつき鋭意検討した結果、以下の構成に想到し、本発明に至ったのである。
【０００７】
すなわち、本発明によれば、発光装置に接続される送信側ユニットと電子機器からの給電を受けて動作する受信側ユニットを含む可視光通信システムにおいて、前記受信側ユニットは、非常用電池と不揮発性メモリとを含み、前記電子機器からの給電が停止されたとき、または当該ユニットへの供給電圧が所定の閾値を下回ったときに前記非常用電池からの給電に切り替えて受信したデータを不揮発性メモリに退避し、前記電子機器からの給電が復旧したことに応答して、前記不揮発性メモリに退避した前記データを前記電子機器に転送する可視光通信システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の可視光通信システムを示す図。
【図２】第１実施形態における可視光通信受信側ユニットの物理ブロック図。
【図３】第１実施形態における可視光通信受信側ユニットが実行する処理のフローチャート。
【図４】第２実施形態の可視光通信システムを示す図。
【図５】第２実施形態における可視光通信送受信ユニットの物理ブロック図。
【図６】第２実施形態における可視光通信受信側ユニットが実行する処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を、実施形態をもって説明するが、本発明は後述する実施形態に限定されるものではない。なお、以下に参照する各図においては、共通する要素について同じ符号を用い、適宜、その説明を省略するものとする。
【００１０】
（第１実施形態）
以下、本発明について照明光通信（一方向通信）を例にとって説明する。図１は、本発明の第１実施形態である可視光通信システム１０００を示す。可視光通信システム１０００は、ＬＥＤの照明光を利用した照明光通信を実行するシステムであり、ＬＥＤ照明機器１０と電子機器２０の間で光を介したデータ通信を実現する。
【００１１】
ＬＥＤ照明機器１０は、ＬＥＤ素子を光源とする屋内照明機器として参照されるものであり、商用電源１４から電力の供給を受けて作動する。ＬＥＤ照明機器１０に接続される可視光通信送信側ユニット１２は、ＬＥＤ照明機器１０から給電を受けて作動し、入力されたデジタルデータを数百KHz〜数KHzの周波数の点滅信号に変換し、発光デバイスとして機能するＬＥＤ照明機器１０に出力する。
【００１２】
一方、ＬＥＤ照明機器１０から送信されるデータの受信元である電子機器２０は、同じく、商用電源１４から電力の供給を受けて作動する電子機器である。電子機器２０は、データ通信を行うためのＩ／Ｆを備えた電子機器であればどのようなものであってもよく、パーソナル・コンピュータ、プリンター、ＭＦＰ、プロジェクタ、ビデオカンファレンス機器、ルーターなどを例示することができる。電子機器２０には可視光通信受信側ユニット１００が接続され、可視光通信受信側ユニット１００が上述した可視光通信送信側ユニット１２と連携することによって可視光通信が実現される。以下、可視光通信受信側ユニット１００について、詳細に説明する。
【００１３】
図２は、本実施形態の可視光通信受信側ユニット１００の物理ブロック図を示す。可視光通信受信側ユニット１００は、フォトダイオードなどとして参照される適切な受光デバイス１０２を備える。受光デバイス１０２は、超高速で点滅するＬＥＤ照明機器１０の照射光を光電変換してアナログ信号を生成する。
【００１４】
可視光通信受信側ユニット１００は、さらに、受信部１０４、復調部１０６、通信部１０８、充電回路１１０、非常用電池１１２、不揮発性メモリ１１４、および制御部１２０を含んで構成されている。なお、図２においては、非常用電池１１２としてバッテリ（二次電池）を採用する構成を例示する。
【００１５】
受信部１０４は、受光デバイス１０２からアナログ信号を受領し、復調部１０６は、受信部１０４が受領したアナログ信号をデジタルデータに復調する。通信部１０８は、当該デジタルデータを電子機器２０の通信部２２に転送する。制御部１２０は、可視光通信に係る全体の動作を制御する。
【００１６】
ここで、可視光通信受信側ユニット１００を構成する各デバイスは、電子機器２０から給電を受けて作動する。電子機器２０の給電部２４が供給する電気は、充電回路１１０を介してバッテリ１１２（二次電池）を充電するとともに、可視光通信受信側ユニット１００内の各デバイスに供給される。
【００１７】
仮に、停電等よって商用電源１４から電子機器２０への電力の供給が断たれることに伴って、給電部２４から可視光通信受信側ユニット１００への給電が断たれた場合、可視光通信受信側ユニット１００内の各デバイスに対してバッテリ１１２から電力が供給される。具体的には、図示しない電圧監視手段が給電部２４からの電力供給ラインの電圧を監視し、供給電圧が所定の閾値を下回ったことに応答して、電力供給ラインをバッテリ１１２側に切り替える。
【００１８】
ここで、可視光通信受信側ユニット１００は、電子機器２０からの給電が停止したことに応答して、受信したデータを不揮発性メモリ１１４に一時的に退避し、電子機器２０からの給電が復旧したことに応答して、不揮発性メモリ１１４に退避したデータを電子機器２０に受け渡す処理を実行する。以下のこの点について、図２および図３に基づいて具体的に説明する。
【００１９】
図３は、可視光通信受信側ユニット１００の制御部１２０が実行する処理のフローチャートである。制御部１２０は、給電部２４から電力供給ラインの電圧を常時監視し、電子機器２０の給電部２４からの電力の供給状態を判断する（ステップ１０１）。給電部２４からの電力の供給があると判断した場合（ステップ１０１、Ｙｅｓ）、ステップ１０２に進み、不揮発性メモリ１１４にデータが格納されているか否かを判断する。
【００２０】
不揮発性メモリ１１４にデータが格納されていない場合（ステップ１０２、Ｎｏ）、ステップ１０３に進み、受信データ（復調部１０６が復号したデジタルデータ）があるか否かを判断する。受信データがない場合は（ステップ１０３、Ｎｏ）、再び、ステップ１０１に戻って、電子機器２０からの電力の供給状態を監視する。一方、受信データがある場合は（ステップ１０３、Ｙｅｓ）、ステップ１０４に進み、受信したデータを通信部１０８を介して電子機器２０に転送した後、再び、ステップ１０１に戻って、電子機器２０からの電力供給状態を監視する。
【００２１】
ステップ１０１において、給電部２４からの電力の供給がないと判断した場合（ステップ１０１、Ｎｏ）、ステップ１０５に進み、受信データがあるか否かを判断する。受信データがない場合（ステップ１０５、Ｎｏ）、再び、ステップ１０１に戻って、電子機器２０からの電力供給状態を監視する。一方、受信データがある場合（ステップ１０５、Ｙｅｓ）、ステップ１０６に進み、受信データを不揮発性メモリ１１４に退避（格納）した後、再び、ステップ１０１に戻って、電子機器２０からの電力供給状態を監視する。
【００２２】
なお、ステップ１０１において、電子機器２０からの電力の供給があると判断され（ステップ１０１、Ｙｅｓ）、且つ、不揮発性メモリ１１４にデータが格納されていると判断された場合（ステップ１０２、Ｙｅｓ）、ステップ１０７に進み、不揮発性メモリ１１４に格納されたデータを読み出して電子機器２０に転送する。ステップ１０７の後は、ステップ１０３に進み、その後は、上述したのと同様の処理を行う。
【００２３】
以上、説明したように、本実施形態によれば、可視光通信システムにおいて、停電等の理由により、受信側の電子機器に対する給電が断たれた場合であっても、データ通信が好適に継続される。
【００２４】
（第２実施形態）
続いて、本発明について双方向通信システムを例にとって説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態と共通する事項については、適宜、説明を省略する。図４は、本発明の第２実施形態である可視光通信システム２０００を示す。可視光通信システム２０００は、２つの電子機器間において双方向の可視光通信を実現する。
【００２５】
可視光通信システム２０００は、少なくとも１組の可視光通信送受信ユニット２００ａ，２００ｂを含み、各可視光通信送受信ユニット２００は、それぞれが任意の電子機器２０ａ，２０ｂに接続される。電子機器２０ａ，２０ｂは、いずれも、商用電源１４から電力の供給を受けて作動する電子機器である。各可視光通信送受信ユニット２００は、双方向通信を可能にするために、発光デバイスおよび受光デバイスの両方を備える。
【００２６】
図５は、本実施形態の可視光通信送受信ユニット２００の物理ブロック図を示す。可視光通信送受信ユニット２００は、フォトダイオードなどとして参照される適切な受光デバイス２０２とＬＥＤ素子などとして参照される適切な発光デバイス２０１を備える。
【００２７】
可視光通信送受信ユニット２００は、さらに、送信部２０３、受信部２０４、変調部２０５、復調部２０６、通信部２０８、充電回路２１０、バッテリ２１２、不揮発性メモリ２１４、および制御部２２０を含んで構成されている。
【００２８】
通信部２０８は、電子機器２０の通信部２２から転送されるデジタルデータを変調部２０５に渡す。変調部２０５は、受領したデジタルデータを数百KHz〜数MHzの周波数の点滅信号に変調する。送信部２０３は、生成された点滅信号を発光デバイス２０１に入力し、発光デバイス２０１は、入力信号に従って超高速で点滅する。また、受光デバイス２０２は、超高速で点滅する送信側の発光デバイス２０１の照射光を光電変換してアナログ信号を生成して受信部２０４に渡す。復調部２０６は、受信部２０４が受信したアナログ信号をデジタルデータに復調する。通信部２０８は、当該デジタルデータを電子機器２０の通信部２２に転送する。制御部２２０は、可視光通信に係る全体の動作を制御する。充電回路２１０、バッテリ２１２、不揮発性メモリ２１４の機能、ならびに、停電等よって電子機器２０からの給電が断たれた場合に、電力源がバッテリ２１２に切り替えられる構成などの構成は、第１実施形態において説明したのと同様である。
【００２９】
ここで、可視光通信送受信ユニット２００においては、第１実施形態と同様に、電子機器２０からの給電が断たれたことに応答して、受信したデータを不揮発性メモリ２１４に一時的に退避し、電子機器２０からの給電が復旧したことに応答して、不揮発性メモリ２１４に退避したデータを電子機器２０に受け渡す処理が実行される。
【００３０】
さらに、可視光通信送受信ユニット２００は、電子機器２０からの給電が断たれたことに応答して、自動的に省電力モードに遷移する。ここでいう省電力モードとは、より少ない消費電力で通信するモードであり、間欠動作の動作間隔を長くするモードや、環境光の照度に応じて発光デバイスの出力を最適化する（下げる）モードなどを例示することができる。
【００３１】
ここで、自身が省電力モードで動作する場合、その通信先も併せて省電力モードに遷移させる必要がある。この点につき、本実施形態においては、電子機器２０からの給電が停止したことに応答して、その旨を示すメッセージ（以下、電源断ステータス情報という）を通信先に通知する構成を採用する。以下、可視光通信送受信ユニット２００が実行するこれらの処理について、図５および図６に基づいて具体的に説明する。
【００３２】
図６は、可視光通信送受信ユニット２００の制御部２２０が実行する処理のフローチャートである。制御部２２０は、給電部２４から電力供給ラインの電圧を常時監視し、電子機器２０の給電部２４からの電力の供給状態を判断する（ステップ２０１）。給電部２４からの電力の供給があると判断した場合（ステップ２０１、Ｙｅｓ）、ステップ２０２に進み、不揮発性メモリ２１４にデータが格納されているか否かを判断する。
【００３３】
不揮発性メモリ２１４にデータが格納されていない場合（ステップ２０２、Ｎｏ）、ステップ２０３に進み、受信データ（復調部２０６が復号したデジタルデータ）があるか否かを判断する。受信データがない場合は（ステップ２０３、Ｎｏ）、ステップ２０６に進み、送信すべきデータがあるか否かを判断する。送信すべきデータがない場合（ステップ２０６、Ｎｏ）、再び、ステップ２０１に戻って、電子機器２０からの電力供給状態を監視する。一方、送信すべきデータがある場合（ステップ２０６、Ｙｅｓ）、データを送信した後（ステップ２０７）、再び、ステップ２０１に戻って、電子機器２０からの電力供給状態を監視する。
【００３４】
一方、ステップ２０３において、受信データがある場合（ステップ２０３、Ｙｅｓ）、ステップ２０４に進み、受信したデータが電源断ステータス情報か否かを判断する。受信したデータが電源断ステータス情報でない場合（ステップ２０４、Ｎｏ）、ステップ２０５に進み、受信したデータを通信部２０８を介して電子機器２０に転送する。一方、受信したデータが電源断ステータス情報であった場合（ステップ２０４、Ｙｅｓ）、ステップ２０９に進み、可視光通信送受信ユニット２００の動作モードを省電力モードに遷移させる。ステップ２０５あるいはステップ２０９の後は、ステップ２０６に進み、その後は、上述したのと同様の処理を行う。
【００３５】
再び、ステップ２０１に戻って説明を続ける。ステップ２０１において、給電部２４からの電力の供給がないと判断した場合（ステップ２０１、Ｎｏ）、ステップ２１０に進み、可視光通信送受信ユニット２００の動作モードを省電力モードに遷移させた後、ステップ２１１に進む。ステップ２１１においては、電源断ステータス情報を通信先である他の可視光通信送受信ユニット２００へ送信する。
【００３６】
その後、ステップ２１２に進み、受信データがあるか否かを判断する。受信データがない場合（ステップ２１２、Ｎｏ）、ステップ２０６に進み、その後は、上述したのと同様の処理を行う。
【００３７】
一方、ステップ２１２において、受信データがあると判断した場合（ステップ２１２、Ｙｅｓ）、ステップ２１３に進み、受信したデータが電源断ステータス情報か否かを判断する。受信したデータが電源断ステータス情報でない場合（ステップ２１３、Ｎｏ）、ステップ２１４に進み、受信したデータを不揮発性メモリ２１４に格納する。受信したデータが電源断ステータス情報であった場合（ステップ２１３、Ｙｅｓ）、ステップ２０６に進み、その後は、上述したのと同様の処理を行う。
【００３８】
以上、説明したように、本実施形態によれば、可視光通信システムにおいて、停電等の理由により、送信側および受信側の電子機器の少なくとも一方に対する給電が断たれた場合であっても、データ通信が好適に継続され、また、その際に、両者が自動的に省電力モードに遷移するので、可視光通信のロバスト性がさらに向上する。
【００３９】
以上、本発明について実施形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。別の実施形態においては、図２に示した可視光通信受信側ユニット１００および図５に示した可視光通信送受信ユニット２００に対して、さらに、光発電素子や熱発電素子などの発電素子を追加し、当該発電素子からの給電を受けて二次電池を充電するように構成することによって、電源断が長期にわたった場合のデータ通信の継続性を確保することができる。その他、当業者が推考しうる実施態様の範囲内において、本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【００４０】
上述した実施形態の各機能は、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ（登録商標）などのオブジェクト指向プログラミング言語などで記述された装置実行可能なプログラムにより実現でき、本実施形態のプログラムは、ハードディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、フレキシブルディスク、ＥＥＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭなどの装置可読な記録媒体に格納して頒布することができ、また他装置が可能な形式でネットワークを介して伝送することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０…ＬＥＤ照明機器
１２…可視光通信送信側ユニット
１４…商用電源
２０…電子機器
２２…通信部
２４…給電部
１００…可視光通信受信側ユニット
１０２…受光デバイス
１０４…受信部
１０６…復調部
１０８…通信部
１１０…充電回路
１１２…バッテリ
１１４…不揮発性メモリ
１２０…制御部
２００…可視光通信送受信ユニット
２０１…発光デバイス
２０２…受光デバイス
２０３…送信部
２０４…受信部
２０５…変調部
２０６…復調部
２０８…通信部
２１０…充電回路
２１２…バッテリ
２１４…不揮発性メモリ
２２０…制御部
１０００…可視光通信システム
２０００…可視光通信システム
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】特開２００８−３０００６６号公報
【図１】
2013197805.tif 000003
【図２】
2013197805.tif 000004
【図３】
2013197805.tif 000005
【図４】
2013197805.tif 000006
【図５】
2013197805.tif 000007
【図６】
2013197805.tif 000008