(57)【要約】【課題】送信モジュールと受信モジュールとの間の情報転送を目視でき、また情報の転送時の秘匿性を向上させ得る可視光通信モジュールの提供。【解決手段】可視光を発する発光素子を有する光送信モジュールと該可視光を受光可能な受光素子を有する光受信モジュールとを有する可視光通信モジュールにおいて、光送信モジュールに発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子又は液晶表示素子のバックライトを有し、光送信モジュールと光受信モジュールとを密着又は近接させ、光送信モジュールに事前に保存されている情報を直接光信号として送受信することで情報の転送を行うことを特徴とする可視光通信モジュール。【選択図】図１
2009153117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光を発する発光素子を有する光送信モジュールと該可視光を受光可能な受光素子を有する光受信モジュールとを有する可視光通信モジュールにおいて、
光送信モジュールに発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子を有し、光送信モジュールと光受信モジュールとを密着又は近接させ、光送信モジュールに事前に保存されている情報を直接光信号として送受信することで情報の転送を行うことを特徴とする可視光通信モジュール。
【請求項２】
可視光を発する発光素子を有する光送信モジュールと該可視光を受光可能な受光素子を有する光受信モジュールとを有する可視光通信モジュールにおいて、
光送信モジュールに発光素子として液晶表示装置のバックライトを有し、光送信モジュールと光受信モジュールとを密着又は近接させ、光送信モジュールに事前に保存されている情報を直接光信号として送受信することで情報の転送を行うことを特徴とする可視光通信モジュール。
【請求項３】
受光素子を有する光受信モジュールが携帯可能な形状をしていることを特徴とする請求項１又は２に記載の可視光通信モジュール。
【請求項４】
光受信モジュールがペン型の筐体を有し、該筐体内に受光素子が収容されていることを特徴とする請求項３に記載の可視光通信モジュール。
【請求項５】
光受信モジュールがＬ字型の筐体を有し、該筐体内に受光素子が収容されていることを特徴とする請求項３に記載の可視光通信モジュール。
【請求項６】
光受信モジュールがカード型の筐体を有し、該筐体内に受光素子が収容されていることを特徴とする請求項３に記載の可視光通信モジュール。
【請求項７】
映像や情報を表示するために発光が制御された素子を、光送信モジュールの発光素子として用いることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載に可視光通信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光通信モジュールに関し、特に、可視光を発する発光素子に有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と記す。）、又は液晶表示装置のバックライトを用い、光送信モジュールと光受信モジュールとを密着又は近接させ直接光信号を送受信することで、情報の転送時の秘匿性を向上させた可視光通信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やＰＣをはじめとするインターネットに接続可能な電子機器の普及は目覚ましく、様々なコンテンツを含む情報がネットワーク経由で入手できるようになり、次世代のネットワークサービスを実現するための様々なインターフェース技術への提言がなされている。
【０００３】
従来、この種の電子機器としては、例えば、ＲＦ−ＩＤや無線ＬＡＮ、赤外線通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどに代表される無線型のモジュールが広く用いられている。これらのモジュールは、数ｍｍから数ｍといった比較的短距離で情報の転送を行うことができ、既に多くの製品が使用されている。また、これらのモジュールに関する公知文献としては、例えば、特許文献１〜３が挙げられる。
【特許文献１】特開平８−１６５２１号公報
【特許文献２】特開平１１−５３１１１号公報
【特許文献３】特開２００２−１０９４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した無線型のモジュールは、送信モジュールから信号を出した状態で、受信モジュールによって信号を受け取るシステムになっている。ここで、情報を外部に漏れないようにするために、送信モジュールから出る信号は、通常は暗号化されているが、外部の不特定多数の人が入手できる可能性を秘めている。また、無線型のモジュールでは、送信モジュールと受信モジュール間で確実に情報が転送されているかが分かりにくい、という問題がある。
【０００５】
また、無線は人間の目で見ることができないので、具体的にどこの場所から情報が発信されているのかが分かりにくい。そのため、情報の入手が困難であり、どこの情報源から情報を入手しているのかが分かりにくい、という問題もある。
【０００６】
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、送信モジュールと受信モジュールとの間の情報転送を目視でき、また情報の転送時の秘匿性を向上させ得る可視光通信モジュールの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、可視光を発する発光素子を有する光送信モジュールと該可視光を受光可能な受光素子を有する光受信モジュールとを有する可視光通信モジュールにおいて、光送信モジュールに発光素子として有機ＥＬ素子を有し、光送信モジュールと光受信モジュールとを密着又は近接させ、光送信モジュールに事前に保存されている情報を直接光信号として送受信することで情報の転送を行うことを特徴とする可視光通信モジュールを提供する。
【０００８】
また本発明は、可視光を発する発光素子を有する光送信モジュールと該可視光を受光可能な受光素子を有する光受信モジュールとを有する可視光通信モジュールにおいて、光送信モジュールに発光素子として液晶表示装置のバックライトを有し、光送信モジュールと光受信モジュールとを密着又は近接させ、光送信モジュールに事前に保存されている情報を直接光信号として送受信することで情報の転送を行うことを特徴とする可視光通信モジュールを提供する。
【０００９】
本発明の可視光通信モジュールにおいて、受光素子を有する光受信モジュールが携帯可能な形状をしていることが好ましい。
【００１０】
本発明の可視光通信モジュールにおいて、光受信モジュールがペン型の筐体を有し、該筐体内に受光素子が収容されていることが好ましい。
【００１１】
本発明の可視光通信モジュールにおいて、光受信モジュールがＬ字型の筐体を有し、該筐体内に受光素子が収容されていることが好ましい。
【００１２】
本発明の可視光通信モジュールにおいて、光受信モジュールがカード型の筐体を有し、該筐体内に受光素子が収容されていることが好ましい。
【００１３】
本発明の可視光通信モジュールにおいて、映像や情報を表示するために発光が制御された素子を、光送信モジュールの発光素子として用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の可視光通信モジュールは、光送信モジュールに発光素子として有機ＥＬ素子又は液晶表示装置のバックライトを有し、光送信モジュールと光受信モジュールとを密着又は近接させ、光送信モジュールに事前に保存されている情報を直接光信号として送受信することで情報の転送を行うものなので、光送信モジュールと光受信モジュールとの間の距離を近付けないと、情報の転送ができない。この現象をうまく利用すると、光送信モジュールと光受信モジュールとを密着又は近接した状態の時だけでしか情報の転送が行われず、無線ＬＡＮやＲＦ−ＩＤのような無線を利用したモジュールのように外部に情報が漏れることがなくなる。つまり、秘匿性の高い情報などの転送に適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の可視光通信モジュールの一実施形態を示す図であり、（ａ）は可視光通信モジュールの概略構成図、（ｂ）は可視光通信モジュールの要部構成図である。図１中の符号１は光送信モジュール、２は発光素子である有機ＥＬ素子、３は光受信モジュール、４は受光素子であるフォトダイオード、１００はＣＰＵ、１０１はメモリ、１０２は情報源である。
【００１６】
本実施形態の可視光通信モジュールは、可視光を発する発光素子を有する光送信モジュール１と該可視光を受光可能なフォトダイオード４を有する光受信モジュール３とを有する可視光通信モジュールにおいて、光送信モジュール１に発光素子として有機ＥＬ素子２を有し、光送信モジュール１と光受信モジュール３とを密着又は近接させ、光送信モジュール１に接続された情報源１０２から送られた事前に保存されている情報を光送信モジュール１から直接光信号として送受信することで情報の転送を行う構成になっている。この有機ＥＬ素子２からの発光に何らかの情報を付加させて、有機ＥＬ素子２の光を光受信モジュール３のフォトダイオード４で受光することで、光送信モジュール１から光受信モジュール３側に転送することができる。情報源１０２は、本例示ではＣＰＵ１００とメモリ１０１とを備え、必要に応じてメモリ１０１に保存された情報を電気信号にて光送信モジュール１に転送する構成になっている。この情報源は、保存された情報を光送信モジュール１に転送し得るものであればよく、本例示に限定されるものではない。
【００１７】
本実施形態の可視光通信モジュールは、有機ＥＬ素子２を光送信モジュール１の発光素子に用いることで、光送信モジュール１と光受信モジュール３の間の距離を密着させるか又は近付けないと情報の転送ができない。この現象を有効に利用すると、光送信モジュール１の有機ＥＬ素子２（発光素子）と光受信モジュール３のフォトダイオード４（受光素子）とが接近した状態の時だけでしか情報の転送が行われず、無線ＬＡＮやＲＦ−ＩＤのような無線を利用したモジュールのように外部に情報が漏れることがなくなる。つまり、本実施形態の可視光通信モジュールは、秘匿性の高い情報などの転送に適している。
【００１８】
また、有機ＥＬ素子２は、実際に可視光を発生させており、この可視光に情報が付加されているので、具体的に情報の出所が目視によって感覚的に分かりやすい、という利点もある。
【００１９】
また、有機ＥＬ素子はコントラスト比が高い、視野角が広い、薄型化が可能であるといった特徴を有しており、ディスプレイなどの分野に応用され始めている。また、有機ＥＬ素子を利用したディスプレイでは、駆動用のトランジスタ回路上に発光部を形成するために、通常の素子構造では、トランジスタ部分で発光した光が吸収もしくは散乱してしまい、外部への取り出し効率が悪化するという問題がある。この問題を解決するために、ガラス基板上に陰極、有機層、陽極の順番に積層されたトップエミッション構造と呼ばれる構造も検討されている。
【００２０】
代表的な有機ＥＬ素子の構造を図２に示す。ここに例示した有機ＥＬ素子２は、ガラス板などの透明基板１０上に、第１電極層１１，正孔注入層１２，正孔輸送層１３，発光層１４，電子輸送層１５，電子注入層１６及び第２電極層１７をその順に積層した構造になっている。第１電極層１１（陽極）は、ＩＴＯ（スズ添加酸化インジウム）に代表される透明導電材料から形成される。有機層は、本例示のように、正孔注入層１２，正孔輸送層１３，発光層１４，電子輸送層１５，電子注入層１６など、複数層から構成される。第２電極層１７（陰極）は、ＭｇとＡｇの合金、Ａｌ、Ｃａなどの金属材料で構成される。
【００２１】
有機ＥＬ素子に関しては、これまでに多くの研究機関で研究開発が進められており、その発光特性（発光効率、最大輝度、消費電力など）は飛躍的に向上してきている。例えば、従来の蛍光材料よりも発光効率の高い燐光材料、低い仕事関数を有する陰極材料、電子と正孔のキャリアバランスの最適化など、多くの研究開発が行われている。また、低コスト化が実現可能な製造方法として、従来の真空蒸着だけではなく、スクリーン印刷やグラビア印刷、インクジェット印刷法などを用いた脱真空プロセスが検討されている。
【実施例１】
【００２２】
本発明に係る可視光通信モジュールの具体的な作製手順を説明する。図３は、本実施例で作製した有機ＥＬ素子を示し、図中符号１０Ａは透明基板であるガラス基板、１１Ａは第１電極層であるＩＴＯ層、１２Ａは正孔注入層であるＣｕＰｃ層、１３Ａは正孔輸送層であるα−ＮＰＤ層、１４Ａは発光層であるrubrene：Ａｌｑ３層、１５Ａは電子輸送層であるＡｌｑ３層、１６Ａは電子注入層であるＬｉＦ層、１７Ａは第２電極層であるＡｌ層、１８は封止用ガラスキャップ、１９は乾燥剤である。
【００２３】
はじめに、有機ＥＬ素子の作製手順を説明する。
各種洗剤やアルコールなどで洗浄したガラス基板１０Ａに酸素プラズマ処理を行うことで、表面の残留有機層を除去して清浄化処理した。
次に、スパッタ装置を用いて、ガラス基板１０Ａ上に１５０ｎｍの膜厚となるように、ＩＴＯ（スズ添加酸化インジウム）を成膜し、第１電極層であるＩＴＯ層１１Ａを形成した。
次に、抵抗線加熱の蒸着機を用いて、有機層と陰極を成膜した。ＩＴＯ層１１Ａ上に、・銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）からなるＣｕＰｃ層１２Ａ（厚さ約１０ｎｍ）；
・４，４’−ビス［Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（α−ＮＰＤ）からなるα−ＮＰＤ層１３Ａ（厚さ約４０ｎｍ）；
・ドープ量１．０質量％の５，６，１１，１２−テトラフェニルテトラセン（rubrene）をドープしたトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミナム（Ａｌｑ３）からなるrubrene：Ａｌｑ３層１４Ａ（厚さ約２０ｎｍ）；
・Ａｌｑ３層１５Ａ（厚さ約４０ｎｍ）；
・フッ化リチウムからなるＬｉＦ層１６Ａ（厚さ約０．５ｎｍ）；
・アルミニウムからなるＡｌ層１７Ａ（厚さ約１５０ｎｍ）；
を順番に成膜することで、有機ＥＬ素子を作製した。最後に、内部に乾燥剤１９を入れた封止用ガラスキャップ１８とガラス基板１０Ａを紫外線硬化型の接着剤を用いて接着固定した。
【００２４】
次に、前記の通り作製した有機ＥＬ素子を光送信モジュールとして組み上げる工程を説明する。
有機ＥＬ素子を駆動するためのドライバＩＣや抵抗、コンデンサなどを電気基板上に実装する。その後、前記有機ＥＬ素子を実装して電気的に接続させることで、光送信モジュールを形成した。ここで、光送信モジュールに外部から動画や静止画、音楽などの情報を送ると、ドライバＩＣから高周波のパルス電圧が有機ＥＬ素子に供給される。つまり、外部から送られてきた情報（電気信号）を、有機ＥＬ素子によって光信号に変換することができている。
【００２５】
一方、有機ＥＬ素子からの光信号を電気信号に変換するために、光受信モジュールのフォトダイオードを用いた。ここで、光受信モジュールに用いた基板には、フォトダイオードとともに、そこから発せられる微弱電気信号を増幅するリミッタアンプやプリアンプ、抵抗やコンデンサといった電子部品を実装している。
【００２６】
ここで、有機ＥＬ素子を実装した光送信モジュールに動画の信号を送り、有機ＥＬ素子とフォトダイオードを近接させると、光受信モジュールから動画の信号が電気信号として取り出せる。また、動画以外でも静止画、文字、音楽などの転送も実現している。
【実施例２】
【００２７】
実施例１の可視光通信モジュールにおいて、発光素子として有機ＥＬ素子に代えて、液晶表示装置２０のバックライト２１を用いることで、普及している様々な画面大きさの液晶ディスプレイ等を情報送信機として用いることができ、普及コストを下げることができる。図４にその一例を示す。本実施例の可視光通信モジュールは、発光素子としてバックライト２１と液晶駆動部２２とを備えた液晶表示装置２０を用い、このバックライト２１から発する可視光によって情報を送信し、フォトダイオード２４を有する光受信モジュール２３を液晶表示装置２０に密着又は近接させることで、送信された情報を光受信モジュール２３のフォトダイオード２４で受信できるようになっている。液晶表示装置２０のバックライト２１は、前述した実施例１での有機ＥＬ素子と同様に可視光を発しており、この可視光に情報が付加されているので、情報の出所が目視によって感覚的に分かりやすい、という利点がある。
【実施例３】
【００２８】
実施例１又は２の光受信モジュールを人間が携帯可能なサイズとすることで、前記の可視光通信モジュールの応用範囲を拡げることができる。例えば、駅や電車内に有機ＥＬ素子又は液晶表示装置を利用した光送信モジュールを設置しておく。前記光送信モジュールの有機ＥＬ素子又は液晶表示装置に、利用者が携帯可能な光受信モジュールを近接させることで、有機ＥＬ素子又は液晶表示装置のバックライトから発せられる情報を利用者が簡単に入手することが可能になる。また、別の場所で他の有機ＥＬ素子又は液晶表示装置から情報を入手することもできる。つまり、利用者は携帯可能な光受信モジュールを持ち運ぶことで、様々な場所で有機ＥＬ素子又は液晶表示装置から情報を入手することができる。
【実施例４】
【００２９】
実施例３の場合において、携帯可能な光受信モジュールとして、図５に示すようなペン型の光受信モジュール５を用いることが、携帯性やノイズ耐性という観点から好ましい。フォトダイオード６は、例えばペン型の筐体の先端部に設けられる。このように光受信モジュールをペン型の携帯とすることで、外出時にポケットやカバンの中に入れて容易に持ち運ぶことができる。また、乾電池などをペン型の光受信モジュール５内部に入れることも容易であることから、駆動するための電源確保という観点からも好ましい構造をしている。
なお、図５では有機ＥＬ素子２を光送信モジュール１の発光素子に用いる場合を図示したが、発光素子として実施例２で示した液晶表示装置２０のバックライト２１を用いても良い。
【実施例５】
【００３０】
実施例３の場合において、携帯可能な光受信モジュールとして、図６に示すようなＬ字型の筐体２５と該筐体２５に設けられたフォトダイオード２６とを有する光受信モジュールを用いることが望ましい。フォトダイオード２６は、例えばＬ字型の筐体２５の一つの面に設けられる。このようにＬ字型の筐体２５を用いることで、モジュール寸法が長くなることを防ぎ、更には別の携帯可能な表示装置２７にコネクタで接続する際に、出っ張ることがなく扱いやすい。別の携帯可能な表示装置２７としては、例えば、携帯電話、携帯情報端末（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ；ＰＤＡ）ノート型のコンピュータ、電子ブック端末、電子辞書端末などが挙げられるが、これらに限定されない。
なお、図６では有機ＥＬ素子２を光送信モジュール１の発光素子に用いる場合を図示したが、発光素子として実施例２で示した液晶表示装置２０のバックライト２１を用いても良い。
【実施例６】
【００３１】
実施例３の場合において、携帯可能な光受信モジュールとして、図７に示すようなカード型の筐体２８と該筐体２８に設けられたフォトダイオード２９を有する光受信モジュールを用いることが望ましい。フォトダイオード２９は、例えばカード型の筐体２８の厚みを決める一つの面に設けられる。このようにカード型とすることで、別の携帯可能な表示装置３０に装備された凹型のカードスロットに対し挿入が可能になり、使い勝手が向上する。別の携帯可能な表示装置３０としては、例えば、携帯電話、携帯情報端末（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ；ＰＤＡ）ノート型のコンピュータ、電子ブック端末、電子辞書端末などが挙げられるが、これらに限定されない。
なお、図７では有機ＥＬ素子２を光送信モジュール１の発光素子に用いる場合を図示したが、発光素子として実施例２で示した液晶表示装置２０のバックライト２１を用いても良い。
【実施例７】
【００３２】
光送信モジュールに用いる映像や情報を表示するために発光が制御された素子を、光送信モジュールの発光素子に用いることで、幅広いアプリケーションに使えるようになる。例えば、駅や電車内に映像や情報を表示するための信号と、データを送信するための高速な信号とを重畳して、人間が感じられないほど発光素子を高速に点滅させるようにして、映像や情報表示の光に別のデータ信号を付加させることで、利用者が光受信モジュールを用いて視覚情報以上の様々な情報を入手することができる。
【００３３】
光送信モジュールに用いる光源として、有機ＥＬ素子、液晶表示装置のバックライトなどが挙げられるが、映像や情報を表示するために発光が制御された光源であれば、特に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の可視光通信モジュールの一実施形態を示し、可視光通信モジュールの概略構成図、（ｂ）は可視光通信モジュールの要部構成図である。
【図２】有機ＥＬ素子の構造を例示する概略図である。
【図３】実施例１で作製した有機ＥＬ素子の構造を示す概略図である。
【図４】実施例２における可視光通信モジュールを示す概略構成図である。
【図５】実施例４で作製した可視光通信モジュールを示す概略構成図である。
【図６】実施例５で作製した可視光通信モジュールを示す概略構成図である。
【図７】実施例６で作製した可視光通信モジュールを示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…光送信モジュール、２…有機ＥＬ素子、３…光受信モジュール、４…フォトダイオード、１０…透明基板、１１…第１電極層、１２…正孔注入層、１３…正孔輸送層、１４…発光層、１５…電子輸送層、１６…電子注入層、１７…第２電極層、１０Ａ…ガラス基板、１１Ａ…ＩＴＯ層、１２Ａ…ＣｕＰｃ層、１３Ａ…α−ＮＰＤ層、１４Ａ…rubrene：Ａｌｑ３層、１５Ａ…Ａｌｑ３層、１６Ａ…ＬｉＦ層、１７Ａ…Ａｌ層、１８…封止用ガラスキャップ、１９…乾燥剤、２０…液晶表示装置、２１…バックライト、２２…液晶駆動部、２３…光受信モジュール、２４…フォトダイオード、２５…Ｌ字型の筐体、２６…フォトダイオード、２７…携帯可能な表示装置、２８…カード型の筐体、２９…フォトダイオード、３０…携帯可能な表示装置、１００…ＣＰＵ、１０１…メモリ、１０２…情報源。
【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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