(57)【要約】【課題】多重化することなく、蛍光型ＬＥＤを使用する可視光通信の通信速度を向上し、かつ安定した通信動作を実現することができる可視光通信装置を提供することにある。【解決手段】蛍光型ＬＥＤ１４を有する可視光通信装置において、送信信号１１に応じて蛍光型ＬＥＤ１４から可視光１５を送信する場合に、蛍光型ＬＥＤ１４を消灯状態から点灯状態に変化させるときには、ＬＥＤ電流１３を定常値より増大させるように制御する。また、蛍光型ＬＥＤ１４を点灯状態から消灯状態に変化させるときに、点灯時間に基づいてＬＥＤ電流１３を先行してオフさせるように制御する構成。【選択図】      図１
2009219032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタルデータに対応する送信信号を出力する送信手段と、
前記送信信号に対応する可視光を発光する発光ダイオード素子及び蛍光体を含む発光手段と、
前記送信信号に応じた電流を前記発光ダイオード素子に供給する電流制御を実行する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記送信信号に応じて前記発光ダイオード素子を消灯状態から点灯状態に変化させるときに前記電流値を定常値より増大させて、前記発光ダイオード素子を点灯状態から消灯状態に変化させるときに、点灯時間に基づいて決定されるタイミングで前記電流値を前記消灯状態時の基準値まで低下させる制御を行なうように構成されていることを特徴とする可視光通信装置。
【請求項２】
前記発光手段から発光された可視光を受光し、この受光した可視光から前記送信信号を復調する受信手段を含む受信装置と、前記送信信号を前記可視光に重畳して送信する送信装置とを有する可視光通信システムにおいて、
前記送信装置に適用することを特徴とする請求項１に記載の可視光通信装置。
【請求項３】
前記発光手段から発光された可視光の光量を計測するための光量計測手段を有し、
前記制御手段は、
前記発光ダイオード素子を消灯状態から点灯状態に変化させるときに、前記光量計測手段により計測された光量に基づいて前記電流値を定常値より増大させるように制御することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項４】
前記発光手段から発光された可視光の光量を計測するための光量計測手段を有し、
前記制御手段は、
前記発光ダイオード素子を点灯状態から消灯状態に変化させるときに、前記光量計測手段により計測された光量に基づいたタイミングで前記電流値を前記消灯状態時の基準値まで低下させるように制御することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項５】
前記送信手段から出力される送信信号を保持し、前記送信信号に応じて前記発光ダイオード素子の点灯時間と消灯時間に対応するオン・オフ時間を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記点灯状態から前記消灯状態に移行する前に先行して前記電流値を前記基準値まで低下させるタイミングと前記点灯時間との対応関係を示すテーブル情報を生成する手段とを有し、
前記制御手段は、
前記発光ダイオード素子を点灯状態から消灯状態に変化させるときに、前記テーブル情報を参照して得られたタイミングで、前記消灯状態に移行する前に先行して前記電流値を前記基準値まで低下させるように制御することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項６】
前記発光手段から発光された可視光の光量を計測するための光量計測手段と、
前記光量計測手段により計測された光量に基づいて、前記発光ダイオード素子に供給される電流パターンを検出して記憶する手段とを有し、
前記制御手段は、
前記発光ダイオード素子を消灯状態から点灯状態に変化させるときに、前記電流パターンに基づいて前記電流値を定常値より増大させるように制御することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項７】
前記発光手段から発光された可視光の光量を計測するための光量計測手段と、
前記光量計測手段により計測された光量と、予め設定されている光量変化パターンとの比較結果に基づいて、前記発光ダイオード素子の寿命を予測する手段を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項８】
前記制御手段は、
前記送信信号をバッファするバッファ手段と、
前記発光ダイオード素子に電流を供給するＬＥＤドライバと、
前記送信信号に応じて前記発光ダイオード素子を消灯状態から点灯状態に変化させるときの前記電流値あるいは前記発光ダイオード素子を点灯状態から消灯状態に変化させるときの前記電流値を決定し、前記ＬＥＤドライバから出力される電流を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項９】
送信信号に対応する可視光を発光する発光ダイオード素子及び蛍光体を含む発光手段から発光された可視光を受光し、この受光した可視光から前記送信信号を復調する受信手段を含む受信装置と、前記送信信号を前記可視光に重畳して送信する送信装置とを有する可視光通信システムに適用する可視光通信方法であって、
前記送信信号に応じた電流を前記発光ダイオード素子に供給するときに、前記発光ダイオード素子を消灯状態から点灯状態に変化させるときに前記電流値を定常値より増大させる処理と、
前記発光ダイオード素子を点灯状態から消灯状態に変化させるときに、点灯時間に基づいて決定されるタイミングで前記電流値を前記消灯状態時の基準値まで低下させる処理と
を有する手順を実行することを特徴とする可視光通信方法。
【請求項１０】
前記送信信号に応じて前記発光ダイオード素子の点灯時間と消灯時間に対応するオン・オフ時間を検出する処理と、
前記検出結果に基づいて、前記点灯状態から前記消灯状態に移行する前に先行して前記電流値を前記基準値まで低下させるタイミングと前記点灯時間との対応関係を示すテーブル情報を生成する処理とを有し、
前記発光ダイオード素子を点灯状態から消灯状態に変化させるときに、前記テーブル情報を参照して得られたタイミングで、前記消灯状態に移行する前に先行して前記電流値を前記基準値まで低下させることを特徴とする請求項９に記載の可視光通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に蛍光体を含む発光素子を利用する可視光通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、輝度特性の向上により、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと表記する場合がある）素子は、蛍光灯や白熱灯に代わる照明用光源の利用と共に、可視光通信の光源としての利用が注目されている。
【０００３】
一般的に、可視光通信に利用されるＬＥＤ素子は、送信機能と照明機能を兼用している。このため、可視光通信では、通信可能な範囲は少なくとも照明の領域内に限定される。これは、通信範囲を限定することが可能でかつそれを視覚的に容易に認識できるという可視光通信の特徴になっている。
【０００４】
ところで、可視光通信で利用するＬＥＤ素子は送信機能と照明機能を兼ねるため、照明機器としてＬＥＤ素子には十分な光量が求められる。このため、可視光通信で使用するＬＥＤ素子を使用した発光体には、ＬＥＤ素子と蛍光体とを組み合わせた蛍光型ＬＥＤ光源（以下、蛍光型ＬＥＤと表記する）が使用される。蛍光型ＬＥＤは、ＬＥＤ素子のみからなる発光体に対して、発光効率が高くて光量が多いことが特長である。
【０００５】
蛍光型ＬＥＤ（又は白色ＬＥＤと呼ぶこともある）は、例えば、近紫外（紫色）ＬＥＤ素子とＲＧＢ蛍光体とを組み合わせた構造がある。ＲＧＢ蛍光体は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３原色の各蛍光材料からなる部材である。なお、蛍光型ＬＥＤには、青色ＬＥＤ素子と黄色蛍光体とを組み合わせた構造もある。
【０００６】
可視光通信では、ＬＥＤ素子を高速にオン・オフ（点灯、消灯）させることにより、ディジタルデータの送信が行なわれる。しかしながら、蛍光型ＬＥＤは、高速にオン・オフさせる制御には限界がある。これは、蛍光型ＬＥＤには、ＬＥＤ素子から放出された光エネルギーを蛍光体が吸収・励起して可視光線を放射するまでに、ある程度の遅延があるためである。このため、蛍光型ＬＥＤに電流を供給しても、発光される可視光の光量が最大になるまでにある程度の時間を要する。また、蛍光型ＬＥＤは、ＬＥＤ素子に対する電流がオフして光エネルギーが途絶えても可視光線の放射がある程度持続する。このため、蛍光型ＬＥＤに供給する電流を遮断しても、光量がゼロになり、消灯（オフ）するまでにある程度の時間を要する。
【０００７】
このような特性により、蛍光型ＬＥＤを使用した可視光通信では、非蛍光型ＬＥＤを使用した場合と比較して、通信速度の限界が１桁以上低くなる。また、送信信号に対応する受信信号の波形が変形し、受信側の復調処理におけるエラーレートが高くなるなど、安定した通信特性が得られない可能性がある。要するに、蛍光型ＬＥＤを使用した可視光通信では、通信速度及び安定した通信動作は、蛍光体の材料特性に依存するといっても過言ではない。
【０００８】
このような可視光通信の問題、特に通信速度限界を打破するために、蛍光型ＬＥＤを含む複数のＬＥＤを利用する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。この先行技術文献による方法は、ＬＥＤおよびフォトダイオードをアレイ状に配置して、それぞれが並列して動作することでデータ伝送の多重化を図るものである。
【特許文献１】特開２００１−２９２１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述の先行技術文献の方法であれば、ＬＥＤの数を増やして、多重度を上げるだけで通信速度を向上させることが可能である。しかしながら、このような多重化方法には、以下のような問題がある。
【００１０】
即ち、複数のＬＥＤと複数のフォトダイオードとをそれぞれ対応づけるための光学レンズと、その光学レンズの焦点合わせ操作が必要不可欠であるため、送信装置と受信装置の位置関係が可変となる用途には適さない。また、多重度を上げることにより、フォトダイオードやそれに付随する受光回路等に要するコストが増大する可能性が高い。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、多重化することなく、蛍光型ＬＥＤを使用する可視光通信の通信速度を向上し、かつ安定した通信動作を実現することができる可視光通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の観点に従った可視光通信装置は、ディジタルデータに対応する送信信号を出力する送信手段と、前記送信信号に対応する可視光を発光する発光ダイオード素子及び蛍光体を含む発光手段と、前記送信信号に応じた電流を前記発光ダイオード素子に供給する電流制御を実行する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記送信信号に応じて前記発光ダイオード素子を消灯状態から点灯状態に変化させるときに前記電流値を定常値より増大させて、前記発光ダイオード素子を点灯状態から消灯状態に変化させるときに、点灯時間に基づいて決定されるタイミングで前記電流値を前記消灯状態時の基準値まで低下させる制御を行なうように構成されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、多重化することなく、蛍光型ＬＥＤを使用する可視光通信の通信速度の向上を図り、かつ安定した通信動作を実現できる可視光通信装置を提供することができる。これにより、十分な光量の照明機能と共に、低コスト、高速かつ安定した可視光通信を実現することができるため、可視光通信の応用範囲を拡大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】
【００１４】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
［第１の実施形態］
（可視光通信システムの構成）
図１は、本実施形態に関する可視光通信システムの構成を示すブロック図である。
【００１６】
可視光通信システムは、図１に示すように、送信装置１及び受信装置２からなり、送信装置１から可視光１５によりデータ（送信信号）を送信する。受信装置２は、受光回路２０と受信回路２２を有する。受光回路２０は、送信装置１からの可視光１５を受光して、電気信号である受信信号２１に変換して出力する。受信回路２２は、受信信号２１から送信信号（送信データ）１１を復調（復号化）する。
【００１７】
送信装置１は、送信回路１０と、制御部１２と、蛍光型ＬＥＤ１４とを有する。送信回路１０は、例えば図示しないネットワークから伝送された送信データを変調（符号化）し、変調後の送信信号（符号化された送信データ）１１を、後述する制御部１２に出力する。
【００１８】
蛍光型ＬＥＤ１４は、図４に示すように、近紫外（紫色）ＬＥＤ素子１４０と、ＲＧＢ蛍光体とを組み合わせた構造の発光体である。ＲＧＢ蛍光体は、赤色（Ｒ）蛍光部材１４１Ｒ、緑色（Ｇ）蛍光部材１４１Ｇ、青色（Ｂ）蛍光部材１４１Ｂの各蛍光部材の集合体である。なお、蛍光型ＬＥＤ１４は、白色ＬＥＤとも呼ばれることがある。また、蛍光型ＬＥＤ１４は、例えば、青色ＬＥＤ素子と黄色蛍光体とを組み合わせた構造の発光体でもよい。
【００１９】
制御部１２は、図５に示すように、バッファ部１２０と、制御回路１２１と、ＬＥＤドライバ１２２とを有する。バッファ部１２０は、送信回路１０から出力された送信信号１１を一時的に保持するバッファ機能と共に、送信信号１１のオン（論理レベル“１”）の時間とオフ（論理レベル“０”）の時間を検出する機能を含む。
【００２０】
制御回路１２１は、マイクロプロセッサまたはロジック回路から構成されており、後述するように、送信信号１１のオン／オフのタイミングに基づいて、ＬＥＤドライバ１２２を介して、蛍光型ＬＥＤ１４に供給する電流を制御する。制御回路１２１は、バッファ部１２０で検出された送信信号１１のオン／オフ時間に基づいて、後述するように、蛍光型ＬＥＤ１４の点灯状態（オン時間）から消灯状態（オフ時間）に移行する前に、先行して電流をオフさせる先行オフのタイミングを決定するためのテーブル情報１２４を生成して記憶する。換言すれば、テーブル情報１２４は、点灯状態の点灯時間（オン時間）と、先行して電流値を基準値（ゼロ）まで低下させるタイミングとの対応関係を示す情報である。
【００２１】
さらに、制御回路１２１は、送信装置１に設けられた光センサ１６からの検出信号に基づいて、可視光１５の光量を計測する機能を有し、可視光１５の光量に基づいて蛍光型ＬＥＤ１４に供給する電流を制御する。
【００２２】
ＬＥＤドライバ１２２は、制御回路１２１からの制御信号により、蛍光型ＬＥＤ１４に供給する電流（電流値または電流波形）を制御する。ＬＥＤドライバ１２２は、電源１２３から印加される電圧により、電流レベルを制御するためのトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２及び抵抗などの電流制限部材Ｒ１，Ｒ２を有する。
【００２３】
（可視光通信システムの基本的動作）
まず、図１及び図２を参照して、可視光通信システムの基本的動作を説明する。
【００２４】
送信装置１では、送信回路１０は、例えば図２に示すように、変調（符号化）した送信信号１１を制御部１２に出力する。制御部１２は、送信信号１１のオン（論理レベル“１”）／オフ（論理レベル“０”）のタイミングに応じたＬＥＤ電流１３を出力する。
【００２５】
ここで、通常では、ＬＥＤ電流１３は、送信信号１１と相似した波形となる。即ち、送信信号１１がｔ１に入るタイミングでオフ（“０”）からオン（“１”）に変化するとき、ＬＥＤ電流１３は基準値（０）から定常値（１に相当するＩｆ）に変化する。この定常値Ｉｆは、蛍光型ＬＥＤ１４のＬＥＤ素子１４０に流れる順方向電流値を意味している。従って、蛍光型ＬＥＤ１４は、定常値ＩｆのＬＥＤ電流１３が供給されると点灯状態に移行し、可視光１５を発光する。
【００２６】
具体的には、図２に示すように、ＬＥＤ電流１３の波形に応じて、蛍光型ＬＥＤ１４は発光を開始し、徐々に光量が増大して閾値３０を超える可視光１５を発光する。このとき、可視光１５の光量変化の時間、即ち光量が閾値３０まで到達するまでの時間が相対的に長いのは、蛍光型ＬＥＤ１４に内蔵するＲＧＢ蛍光体１４１Ｒ，Ｇ，ＢがＬＥＤ素子１４０から放出された光エネルギーを吸収・励起して、可視光線を放射するまでに、ある程度の時間を要するためである。
【００２７】
次に、送信信号１１は、ｔ１からｔ２へ移行するタイミングで、オン（“１”）からオフ（“０”）に変化する。このとき、ＬＥＤ電流１３は、定常値（Ｉｆ）から基準値（０）に変化する。蛍光型ＬＥＤ１４は、ＬＥＤ電流１３のレベル低下に応じて、発光の停止、すなわち消灯状態に移行し、徐々に光量が減少していく。このとき、可視光１５の光量変化の時間、即ち光量が閾値３０未満まで変化するまでの時間が相対的に長いのは、蛍光型ＬＥＤ１４に内蔵する蛍光体に蓄積されたエネルギーが可視光として放出しきるまでに時間を要するからである。
【００２８】
受信装置２は、閾値３０以上の光量の可視光１５を受光したときにオン（“１”）の受信信号２１を出力し、それ以外ではオフ（“０”）の受信信号２１を出力する。閾値３０のレベルは、可視光１５の光量の変化量に対して平均的なレベルになるように逐次調整される。
【００２９】
一般的に、蛍光型ＬＥＤ１４に含まれる蛍光体は、可視光線を放出し始める際の光量変化と、可視光線を放出しきるまでの光量変化とを比較すると、その蓄積特性によって後者の方が長い時間を必要とする。このため、閾値３０のレベルは、可視光１５の光量の瞬時的な最大値と最小値の中間レベルよりやや高いレベルに設定される。この結果として、図２に示すように、受信信号２１の波形は、送信信号１１のｔ１に相当する部分の時間が短くなり、送信信号１１のｔ２に相当する部分の時間が短くなるように変形してしまう。
【００３０】
但し、この受信信号２１の波形の変形は、相対的に小さい。これに対して、以下のような状態では、受信信号２１の波形の変形は、相対的に大きいものとなる（点線２００）。即ち、送信信号１１がｔ２からｔ３に入るタイミングでオフ（“０”）からオン（“１”）に変化するとき、蛍光型ＬＥＤ１４は発光を開始し、点灯状態に移行する。このとき、蛍光型ＬＥＤ１４は、ｔ３の期間だけでなくｔ４の期間も点灯状態になるため、内蔵する蛍光体に十分な光エネルギーが供給されている状態にある。
【００３１】
このため、ｔ１からｔ２へ移行するタイミング時の可視光１５の光量レベルと比較した場合に、ｔ４からｔ５へ移行するタイミング時の可視光１５の光量レベルの方が高い。蛍光型ＬＥＤ１４が発光を停止して消灯状態に移行するとき、可視光１５の光量が相対的に高い状態から減っていくことになるため、光量が閾値３０に達するまでの時間が相対的に長くなる。従って、受信信号２１の波形は、送信信号１１のｔ５に相当する部分２００の時間が相当程度に短くなるように変形してしまう（点線２００）。
【００３２】
（送信装置１の動作）
次に、図３、図５及び図６のフローチャートを参照して、本実施形態の送信装置１の動作を説明する。
【００３３】
本実施形態の送信装置１は、制御部１２によりＬＥＤ電流１３の波形を、図３に示すように制御することで、送信信号１１に対応する受信信号２１の波形の変形を抑制し、高速かつ安定した通信を実現する。
【００３４】
制御部１２は、送信回路１０から出力される送信信号（符号化された送信データ）１１をバッファ部１２０でバッファする（ステップＳ１）。バッファ部１２０は、バッファした送信信号１１のオン（“１”）の時間とオフ（“０”）の時間を検出する。即ち、図３に示すように、バッファ部１２０は、変調された送信信号１１に応じたオン／オフ時間ｔ１〜ｔ５を検出する。
【００３５】
制御回路１２１は、バッファ部１２０で検出された送信信号１１のオン／オフ時間に基づいて、蛍光型ＬＥＤ１４の点灯状態（オン時間）から消灯状態（オフ時間）に移行する前に、先行して電流をオフさせる先行オフのタイミングを決定するためのテーブル情報１２４を生成して記憶する。テーブル情報１２４は、点灯状態の点灯時間（オン時間）と、先行して電流値を基準値（ゼロ）まで低下させるタイミングとの対応関係を示す情報である。
【００３６】
制御回路１２１は、図３に示すように、送信信号１１がｔ１に入るタイミングでオフ（“０”）からオン（“１”）に変化するとき、一時的にＬＥＤ電流１３を基準値（０）から定常値（Ｉｆ）より高いレベルＩｆ２に変化させるようにＬＥＤドライバ１２２を制御する（ステップＳ２のＹＥＳ，Ｓ３）。具体的には、ＬＥＤドライバ１２２の各トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２をオンさせて、図３に示すように、高いレベルＩｆ２のＬＥＤ電流（３１）を蛍光型ＬＥＤ１４に供給させる。
【００３７】
制御回路１２１は、所定時間の経過後に、ＬＥＤ電流１３を高いレベルＩｆ２から定常値（Ｉｆ）に戻す。蛍光型ＬＥＤ１４は、ＬＥＤ電流１３の変化に応じて徐々に光量が増大しながら、点灯状態に移行し、可視光１５を発光する。
【００３８】
ここで、ｔ１の最初期の段階で定常値Ｉｆより大きなレベルＩｆ２のＬＥＤ電流１３が印加されているため、蛍光型ＬＥＤ１４では、内蔵する蛍光体の励起を速めることをできる。従って、蛍光型ＬＥＤ１４では、蛍光体がＬＥＤ素子１４０から放出された光エネルギーを吸収・励起して可視光線を放射するまでの時間が、図２に示すように最初から定常値ＩｆのＬＥＤ電流１３が印加された場合と比較して短縮される。
【００３９】
このような効果により、図３に示すように、受信装置２では、受光回路２０から出力される受信信号２１の波形は、送信信号１１のｔ１に相当する部分の時間が長くなり、ほぼ時間ｔ１と等しくなるため、ｔ１およびｔ２の部分に関して、送信信号１１と相似した形状となる。換言すれば、蛍光型ＬＥＤ１４は、可視光１５の光量変化の時間、即ち光量が閾値３０まで到達するまでの時間が相対的に短縮される。
【００４０】
次に、制御回路１２１は、図３に示すように、送信信号１１がｔ１からｔ２へ移行するタイミングで、ＬＥＤ電流１３を定常値（Ｉｆ）から基準値（０）に変化させる（ステップＳ５のＹＥＳ，Ｓ６）。蛍光型ＬＥＤ１４は、ＬＥＤ電流１３のレベル低下に応じて、発光の停止、すなわち消灯状態に移行し、徐々に可視光１５の光量が減少していく。
【００４１】
ここで、制御回路１２１は、テーブル情報１２４を参照し、送信信号１１がオン（“１”）からオフ（“０”）に変化するときに、先行して送信信号１１のオン時間を取得する（ステップＳ４）。制御回路１２１は、送信信号１１のオン状態が所定の時間（ｔ３とｔ４）だけ継続しているときに、図３に示すように、ｔ５に入るタイミングより先行して、ＬＥＤ電流１３を定常値Ｉｆから基準値（０）のレベルに変化（先行オフ３２）させる（ステップＳ６）。
【００４２】
この場合、制御回路１２１がどの程度時間だけ先行させるかは、蛍光型ＬＥＤ１４を直前に点灯していた時間（ｔ３とｔ４）、即ち送信信号１１のオン時間（パルス周期時間）に基づいて決定する。送信信号１１のオン時間は、蛍光型ＬＥＤ１４に内蔵している蛍光体に供給された光エネルギーの累積値に相当している。
【００４３】
ここで、送信信号１１のオン時間が相対的に長い場合には、光エネルギーの累積値が相対的に大きくなり、ｔ４からｔ５へ移行するタイミング時の可視光１５の光量レベルは、相対的に高いレベルにある。そこで、本実施形態の制御回路１２１は、先行オフ３２することにより、可視光１５の光量レベルを先行して減少させて、ｔ５へ移行してから光量レベルが閾値３０に達するまでの時間を短縮させることができる。
【００４４】
このような制御により、受信装置２において、受光回路２０から出力される受信信号２１の波形は、変形するような事態（図２の２００）を防止し、送信信号１１のｔ５の相当部分に相似した形状となる。
【００４５】
以上のように本実施形態の送信装置１であれば、蛍光型ＬＥＤ１４を使用し、可視光１５に送信信号１１を重畳させて送信することができる。蛍光型ＬＥＤ１４を使用できるため、送信機能以外の照明機能において、十分な光量を得ることができる。
【００４６】
さらに、本実施形態の送信装置１であれば、蛍光型ＬＥＤ１４の多重化構成を行なうことなく、蛍光型ＬＥＤ１４を使用した可視光通信において、蛍光型ＬＥＤ１４の点灯状態及び消灯状態の変化特性に基づいた通信速度と受信信号の波形に関する問題を解消することができる。換言すれば、本実施形態の送信装置１であれば、蛍光型ＬＥＤ１４を使用した可視光通信において、通信速度の向上と、送信信号と受信信号の各波形の相似性を確保することによる安定した通信特性を実現することができる。従って、高速で安定した可視光通信を実現することができる。
【００４７】
［第２の実施形態］
第２の本実施形態は、制御回路１２１がテーブル情報１２４を使用することなく、可視光１５の光量を計測結果に基づいてＬＥＤ電流１３を制御する構成である。制御回路１２１は、図５に示すように、送信装置１に設けられた光センサ１６からの検出信号に基づいて、可視光１５の光量を計測する機能を有する。なお、本実施形態においても、可視光通信システム及び蛍光型ＬＥＤ１４の構成は、図１及び図４に示すように、前述の第１の実施形態と同様である。
【００４８】
即ち、本実施形態では、制御回路１２１は、光センサ１６の検出に基づいて可視光１５の光量が閾値３０未満の場合には、蛍光型ＬＥＤ１４が消灯状態であると判定し、送信信号１１がオフ（“０”）からオン（“１”）に変化するとき（例えばｔ１に入るタイミング）、一時的にＬＥＤ電流１３を基準値（０）から定常値（Ｉｆ）より高いレベルＩｆ２に変化させるようにＬＥＤドライバ１２２を制御する。
【００４９】
そして、制御回路１２１は、光センサ１６の検出に基づいて、可視光１５の光量が高レベルが一定時間だけ継続したことを判定し、ＬＥＤ電流１３を高いレベルＩｆ２から定常値（Ｉｆ）に戻すように制御する。
【００５０】
一方、制御回路１２１は、光センサ１６の検出に基づいて、可視光１５の光量が閾値３０を超えるレベルで長時間（例えば、ｔ３，ｔ４の期間）継続している状態を判定する。このとき、制御回路１２１は、図３に示すように、ｔ５に入るタイミングより先行して、ＬＥＤ電流１３を定常値Ｉｆから基準値（０）のレベルに変化（先行オフ３２）させるようにＬＥＤ電流１３を制御する。
【００５１】
以上のようにして本実施形態においても、前述の第１の本実施形態と同様に、蛍光型ＬＥＤ１４の多重化構成を行なうことなく、蛍光型ＬＥＤ１４を使用した可視光通信において、通信速度の向上と、送信信号と受信信号の各波形の相似性を確保することによる安定した通信特性を実現することができる。従って、高速で安定した可視光通信を実現することが可能となる。
【００５２】
［第２の実施形態の変形例］
本変形例は、前述の第２の実施形態において、制御回路１２１が、光センサ１６からの検出信号により可視光１５の光量を計測し、この計測結果に対応するＬＥＤ電流１３の電流パターンを検出して記憶する。なお、本変形例においても、可視光通信システム及び蛍光型ＬＥＤ１４の構成は、図１及び図４に示すように、前述の第１の実施形態と同様である。
【００５３】
本変形例では、制御回路１２１は、光センサ１６の検出により可視光１５の光量が閾値３０未満の場合には、記憶したＬＥＤ電流１３の電流パターンに基づいて、蛍光型ＬＥＤ１４が消灯状態であると判定する。これにより、制御回路１２１は、送信信号１１がオフ（“０”）からオン（“１”）に変化するとき（例えばｔ１に入るタイミング）、一時的にＬＥＤ電流１３を基準値（０）から定常値（Ｉｆ）より高いレベルＩｆ２に変化させるようにＬＥＤドライバ１２２を制御する。そして、制御回路１２１は、光センサ１６の検出に基づいて、可視光１５の光量が高レベルが一定時間だけ継続したことを判定し、ＬＥＤ電流１３を高いレベルＩｆ２から定常値（Ｉｆ）に戻すように制御する。
【００５４】
一方、制御回路１２１は、光センサ１６の検出に基づいて、可視光１５の光量が閾値３０を超えるレベルで長時間（例えば、ｔ３，ｔ４の期間）継続している状態を、記憶したＬＥＤ電流１３の電流パターンに基づいて判定する。これにより、制御回路１２１は、図３に示すように、ｔ５に入るタイミングより先行して、ＬＥＤ電流１３を定常値Ｉｆから基準値（０）のレベルに変化（先行オフ３２）させるようにＬＥＤ電流１３を制御する。
【００５５】
以上のようにして本変形例においても、前述の第１の本実施形態と同様に、蛍光型ＬＥＤ１４の多重化構成を行なうことなく、蛍光型ＬＥＤ１４を使用した可視光通信において、通信速度の向上と、送信信号と受信信号の各波形の相似性を確保することによる安定した通信特性を実現することができる。従って、高速で安定した可視光通信を実現することが可能となる。
【００５６】
［第３の実施形態］
本実施形態は、制御部１２が、光センサ１６の検出に基づいて可視光１５の光量を計測し、この計測結果と予め設定されている光量変化パターンとの比較結果に基づいて、蛍光型ＬＥＤ１４、具体的にはＬＥＤ素子１４０の寿命を予測する機能を備えている。
【００５７】
即ち、ＬＥＤ素子１４０の寿命と可視光１５の光量変化パターンとの関連を、予め測定することが可能であるため、制御部１２は、当該関連情報を記憶しておく。一定の周期で、制御部１２は、光センサ１６の検出による可視光１５の光量の変化と、予め記憶された関連情報との比較から、蛍光型ＬＥＤ１４に含まれるＬＥＤ素子１４０の寿命を予測する。
【００５８】
このような予測結果から、ＬＥＤ素子１４０の寿命が迫っている場合には、制御部１２は、その旨を示す情報を蛍光型ＬＥＤ１４からの可視光１５により送信する。受信装置２では、その情報を復調することにより、ＬＥＤ素子１４０の寿命を確認できるため、送信装置１の蛍光型ＬＥＤ１４を交換することが可能となる。
【００５９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施形態に関する可視光通信システムの要部を示すブロック図。
【図２】本実施形態に関する可視光通信システムの基本的動作を説明するためのタイミングチャート。
【図３】本実施形態に関する送信装置の動作を説明するためのタイミングチャート。
【図４】本実施形態に関する蛍光型ＬＥＤの構造を説明するための概念図。
【図５】本実施形態に関する送信装置に含まれる制御部の構成を説明するためのブロック図。
【図６】本実施形態に関する制御部の動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００６１】
１…送信装置、２…受信装置、１０…送信回路、１１…送信信号、１２…制御部、
１３…ＬＥＤ電流、１４…蛍光型ＬＥＤ、１５…可視光、１６…光センサ、
２０…受光回路、２１…受信信号、２２…受信回路。
【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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