(57)【要約】【課題】白色発光のハイパワーＬＥＤを使用したＬＥＤ照明装置に適用可能な高速の可視光通信システムを提供する。【解決手段】青色発光のＬＥＤベアチップと、それより発せられる第１の波長領域の光に励起され、第２の波長領域の光を発する黄色蛍光体とにより構成される複数の固体発光素子３２を具備し、複数の固体発光素子３２の少なくとも一部に供給する直流を任意の情報に基づき変調することにより任意の情報を送信する照明ユニット８と、照明ユニット８から送信される任意の情報を受信する受光ユニット４とにより構成される可視光通信システム１において、受光ユニット４は、第１の波長領域の光の少なくとも一部を透過し、かつ第２の波長領域の光を透過しない波長フィルター１４３と、波長フィルター１４３を透過した光を受光する受光素子１４２とを備える。【選択図】図１
2009077344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベアチップからなる素子部と、前記素子部から発せられる第１の波長領域の光に励起され、第２の波長領域の光を発する蛍光体部とにより構成される複数の固体発光素子を具備し、前記複数の固体発光素子の少なくとも一部に供給する直流を任意の情報に基づき変調することにより前記任意の情報を送信する送信ユニットと、前記送信ユニットから送信される前記任意の情報を受信する受光ユニットとにより構成される可視光通信システムにおいて、
前記受光ユニットは、
前記第１の波長領域の光の少なくとも一部を透過し、かつ前記第２の波長領域の光を透過しないフィルター部と、
前記フィルター部を透過した光を受光する受光素子とを備える
ことを特徴とする可視光通信システム。
【請求項２】
前記任意の情報に基づき変調された直流が供給される前記固体発光素子の発光方向には、集光を行う光学素子が設置される
ことを特徴とする請求項１に記載の可視光通信システム。
【請求項３】
前記受光素子は、少なくとも通信速度１０Ｍバイト／秒以上の通信速度に対応する素子である
ことを特徴とする請求項１に記載の可視光通信システム。
【請求項４】
前記フィルター部は、波長４７０ｎｍ以下の波長領域の光を透過する
ことを特徴とする請求項１に記載の可視光通信システム。
【請求項５】
前記複数の固体発光素子に供給される直流は、交流の電源を利用する電源装置により生成され、
前記電源装置は、
前記交流を脈流に変換する変換手段と、
前記脈流の通過／非通過を選択し、通過した前記脈流の変圧を行う選択手段と、
前記選択手段に対し変圧に関する指定を行う指定手段とを備え、
前記選択手段は、巻線比（２次側の巻線数／１次側の巻線数）の異なる複数の変圧器を具備し、
前記指定手段は、任意の時刻において、前記脈流の瞬時値に基づき、前記複数の変圧器のうち何れか１つを変圧に供する変圧器として指定する
ことを特徴とする請求項１に記載の可視光通信システム。
【請求項６】
前記選択手段が具備する前記複数の変圧器とは、
前記巻線比が、１／ｎである第１変圧器と、
前記巻線比が、１／ｍ（ｎ＞ｍ）である第２変圧器とであって、
前記指定手段は、
前記任意の時刻における前記脈流の瞬時値が所定の閾値以上の場合、前記第１変圧器を指定し、
前記任意の時刻における前記脈流の瞬時値が前記所定の閾値以下の場合、前記第２変圧器を指定する
ことを特徴とする請求項５に記載の可視光通信システム。
【請求項７】
前記電源装置は、さらに、
前記脈流の通過／非通過の時間比であるデューティ比を、前記選択手段に対し指示する指示手段を備え、
前記指示手段は、前記脈流の所定期間の平均値に基づき、前記脈流の推定波形を求め、
所定時刻における前記脈流の瞬時値と、前記推定波形に基づく前記所定時刻における前記脈流の推定瞬時値との比較結果に基づき、前記デューティ比を指示すること
を特徴とする請求項５に記載の可視光通信システム。
【請求項８】
前記指示手段は、
所定時刻における前記脈流の瞬時値が、前記推定波形に基づく前記所定時刻における前記脈流の推定瞬時値を上回る場合には、前記所定時刻直前のデューティ比に対し低いデューティ比を指示し、
所定時刻における前記脈流の瞬時値が、前記推定波形に基づく前記所定時刻における前記脈流の推定瞬時値を下回る場合には、前記所定時刻直前のデューティ比に対し高いデューティ比を指示する
ことを特徴とする請求項７に記載の可視光通信システム。
【請求項９】
前記所定期間とは、少なくとも前記交流の電源の１／２周期に相当する期間以上である
ことを特徴とする請求項７に記載の可視光通信システム。
【請求項１０】
前記第１変圧器が有する電気容量は、前記第２変圧器が有する電気容量より大きい
ことを特徴とする請求項６に記載の可視光通信システム。
【請求項１１】
前記電源装置は、さらに、
略円形状であり、該電源装置を構成する回路素子の一部が実装されるメイン片面実装基板と、
略半円形状であり、該電源装置を構成する回路素子の残部が実装される第１のサブ片面実装基板とを備え、
前記電源装置は、円柱型であり、前記メイン片面実装基板の実装面と、前記第１のサブ片面実装基板の実装面とを向かい合わせて構成される
ことを特徴とする請求項７に記載の可視光通信システム。
【請求項１２】
前記電源装置は、さらに、
第２のサブの片面実装基板と、
フォトカプラと、
マイクロコンピュータを具備し、前記指定手段と前記指示手段とを含み構成されるマイコンユニットと、
前記マイコンユニットを駆動させるマイコン電源部とを備え、
前記マイコンユニット及び前記マイコン電源部は、前記第２のサブの片面実装基板に実装され、
前記電源装置は、前記第２のサブ片面実装基板の実装面と、前記メイン片面実装基板の実装面とを向かい合わせて構成される
ことを特徴とする請求項１１に記載の可視光通信システム。
【請求項１３】
前記電源装置の高さは、該電源装置を構成する回路素子のうち、最も高い回路素子に略等しい
ことを特徴とする請求項１２に記載の可視光通信システム。
【請求項１４】
前記メイン片面実装基板と前記第１のサブ片面実装基板との距離が前記回路素子の高さに略等しくなるように配置されて実装される
ことを特徴とする請求項１３に記載の可視光通信システム。
【請求項１５】
前記回路素子は、前記複数の変圧器のうち何れか１つである
ことを特徴とする請求項１４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し、特に、固体発光素子を光源とした可視光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境への意識の向上が高まり、白熱電球、蛍光ランプおよび水銀ランプ等のランプ類に替わる新しい光源として、固体発光素子、特に発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記載）が注目を集めている。なぜなら、発光ダイオードは、上述したランプ類の光源と比較して長寿命な光源であり、また水銀および鉛といった有害物質を含まない、すなわち、環境に優しい光源であるからである。
【０００３】
ＬＥＤの中でも、１Ｗ以上の入力容量を有するいわゆるハイパワーＬＥＤは、発光強度が強く照明用途に最適である。また、ハイパワーＬＥＤの光変換効率は年々向上しており、今後ハイパワーＬＥＤを光源とした照明は、省エネルギー光源としての期待も高まっている。
【０００４】
ここで、ＬＥＤは、電子素子であるため、応答性が高い。そのため、容易にその発光に変調を加えることができる。このことを利用して、ハイパワーＬＥＤを使用した照明ユニットを送信部とした、可視光通信システムに注目が集まっている。
【０００５】
可視光通信システムにおいては、ＬＥＤに供給する直流を各種情報（例えば、インターネットから取得した情報）に基づき変調する。変調された直流が供給されたＬＥＤからの発光は前記各種情報に基づき変調されたものとなる。この変調がかけられた発光を、受光素子を備える受光部により受光する。その上で復調することにより通信が行われる。
【０００６】
可視光通信システムのメリットの一つとして、セキュリティー性の高さがあげられる。目に見える光を利用した通信であるため、その光を遮ることにより容易に情報の漏洩を避けることが可能となる。
【０００７】
一方で可視光通信システムにも課題がある。それは、通信速度が遅いということである。このようなことを鑑みてか、特許文献１に開示される可視光通信システムにおいては、赤色、緑色、青色のＬＥＤをそれぞれ具備し、それらを独立して発光制御することによって、多重化した可視光信号を送信することが可能であるとされている。このことにより、高速通信を可能とした可視光通信システムを提供できるとされている。
【特許文献１】特開２００７−８１７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示される可視光通信システムは、以下の点で問題点があると考えられる。
【０００９】
それは、特許文献１の可視光通信システムにおいては、上記のように赤色、緑色、青色のＬＥＤを使用しているが、ハイパワーＬＥＤを使用することで実現するＬＥＤ照明ユニットにおいては、通常白色発光のハイパワーＬＥＤを使用する。したがって、赤色、緑色、青色のＬＥＤを使用する特許文献１の可視光通信システムを適用することは困難であるといえる。
【００１０】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、白色発光のハイパワーＬＥＤを使用したＬＥＤ照明装置に適用可能な高速の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】
【００１１】
上記目的を達成するために、ベアチップからなる素子部と、前記素子部から発せられる第１の波長領域の光に励起され、第２の波長領域の光を発する蛍光体部とにより構成される複数の固体発光素子を具備し、前記複数の固体発光素子の少なくとも一部に供給する直流を任意の情報に基づき変調することにより前記任意の情報を送信する送信ユニットと、前記送信ユニットから送信される前記任意の情報を受信する受光ユニットとにより構成される可視光通信システムにおいて、前記受光ユニットは、前記第１の波長領域の光の少なくとも一部を透過し、かつ前記第２の波長領域の光を透過しないフィルター部と、前記フィルター部を透過した光を受光する受光素子とを備えることを特徴とする。
【００１２】
この構成によりフィルターを使用することにより蛍光体部の発光波長成分を除外し、素子部の発光波長成分のみを受光ユニットにおいて、受光することが可能となる。そのため、可視光通信を実現するにおいて、蛍光体部の影響を排除することができる、蛍光体部は、応答速度が遅く、可視光通信の高速化を行ううえで障害となる。故に、この影響を排除することにより、可視光通信の高速化が可能となるという効果がある。
【００１３】
ここで、前記任意の情報に基づき変調された直流が供給される前記固体発光素子の発光方向には、集光を行う光学素子が設置されてもよい。
【００１４】
この構成により、可視光通信に供する光の光強度（光密度）を高めることができ、安定した可視光通信を実現できるという効果がある。
【００１５】
ここで、前記受光素子は、少なくとも通信速度１０Ｍバイト／秒以上の通信速度に対応する素子であってよい。
【００１６】
この構成により、受光素子で確実に送信ユニットからの信号（変調された光）を受信でき、高速の可視光通信を可能にするという効果がある。
【００１７】
ここで、前記フィルター部は、波長４７０ｎｍ以下の波長領域の光を透過してもよい。
一般的な、白色の発光を行う固体発光素子において、蛍光体部からの発光には４７０ｎｍ以下の波長領域の光は含まれない。したがって、この構成により、蛍光部の影響を確実に排除することができるという効果がある。
【００１８】
ここで、前記複数の固体発光素子に供給される直流は、交流の電源を利用する電源装置により生成され、前記電源装置は、前記交流を脈流に変換する変換手段と、前記脈流の通過／非通過を選択し、通過した前記脈流の変圧を行う選択手段と、前記選択手段に対し変圧に関する指定を行う指定手段とを備え、前記選択手段は、巻線比（２次側の巻線数／１次側の巻線数）の異なる複数の変圧器を具備し、前記指定手段は、任意の時刻において、前記脈流の瞬時値に基づき、前記複数の変圧器のうち何れか１つを変圧に供する変圧器として指定してもよい。
【００１９】
この構成によれば、変換手段において交流を脈流に変換した上で、選択手段において脈流の通過／非通過を選択する。すなわち、脈流のまま通過／非通過するため、平滑コンデンサ（電解コンデンサ）が不要となるという効果がある。
【００２０】
さらに、指定手段は、脈流の瞬時値に応じて、変換に供する変圧器を指定する。変圧器は複数備えられるが、互いに巻線比が異なるため、変圧比（２次側の出力電圧／１次側の入力電圧であり、巻線比と同じ値となる）も異なる。したがって、脈流の瞬時値に応じて、異なる変圧比の変圧を選択手段が行うこととなる。このことにより、力率を向上し、高い電源効率も実現することができるという効果もある。
【００２１】
ここで、前記選択手段が具備する前記複数の変圧器とは、前記巻線比が、１／ｎである第１変圧器と、前記巻線比が、１／ｍ（ｎ＞ｍ）である第２変圧器とであって、前記指定手段は、前記任意の時刻における前記脈流の瞬時値が所定の閾値以上の場合、前記第１変圧器を指定し、前記任意の時刻における前記脈流の瞬時値が前記所定の閾値以下の場合、前記第２変圧器を指定してもよい。
【００２２】
この構成によれば、脈流の瞬時値が所定の閾値より高い場合には第１変圧器により、脈流の瞬時値が所定の閾値より低い場合には第２変圧器より変圧を行うことができる。
【００２３】
第２変圧器は、第１変圧器に対し巻線比が大きいがため、第１変圧器より高い変圧比の変圧を行うということになり、流通角を拡大できるという効果がある。
【００２４】
ここで、前記電源装置は、さらに、前記脈流の通過／非通過の時間比であるデューティ比を、前記選択手段に対し指示する指示手段を備え、前記指示手段は、前記脈流の所定期間の平均値に基づき、前記脈流の推定波形を求め、所定時刻における前記脈流の瞬時値と、前記推定波形に基づく前記所定時刻における前記脈流の推定瞬時値との比較結果に基づき、前記デューティ比を指示してもよい。また、前記指示手段は、所定時刻における前記脈流の瞬時値が、前記推定波形に基づく前記所定時刻における前記脈流の推定瞬時値を上回る場合には、前記所定時刻直前のデューティ比に対し低いデューティ比を指示し、所定時刻における前記脈流の瞬時値が、前記推定波形に基づく前記所定時刻における前記脈流の推定瞬時値を下回る場合には、前記所定時刻直前のデューティ比に対し高いデューティ比を指示してもよい。
【００２５】
この構成によれば、予め測定した脈流の値に基づき、デューティ比を指定することができる。このことは、脈流の値の突然の変動（例えば交流の電源の電圧変動）が発生したときも、電源装置、及び複数の固体発光素子が故障することを未然に防ぐことができるという効果がある。
【００２６】
ここで、前記所定期間とは、少なくとも前記交流の電源の１／２周期に相当する期間以上であってよい。
【００２７】
この構成によれば、確実に推定波形を求めることができるという効果がある。脈流は、交流の電源の１／２の周期となり、この期間に相当する期間内の平均値を求めることで、確実な推定波形の算出が叶う。
【００２８】
ここで、前記第１変圧器が有する電気容量は、前記第２変圧器が有する電気容量より大きくてもよい。
【００２９】
第１変圧器は、脈流の瞬時値が所定の閾値より高い場合に変圧する。したがって、大きな電力が投入される。それ故、第２変圧器より大きな電気容量とすることで、電源装置の信頼性を向上できるという効果がある。
【００３０】
ここで前記電源装置は、さらに、略円形状であり、該電源装置を構成する回路素子の一部が実装されるメイン片面実装基板と、略半円形状であり、該電源装置を構成する回路素子の残部が実装される第１のサブ片面実装基板とを備え、前記電源装置は、円柱型であり、前記メイン片面実装基板の実装面と、前記第１のサブ片面実装基板の実装面とを向かい合わせて構成されてもよい。また、前記電源装置は、さらに、第２のサブの片面実装基板と、フォトカプラと、マイクロコンピュータを具備し、前記指定手段と前記指示手段とを含み構成されるマイコンユニットと、前記マイコンユニットを駆動させるマイコン電源部とを備え、前記マイコンユニット及び前記マイコン電源部は、前記第２のサブの片面実装基板に実装され、前記電源装置は、前記第２のサブ片面実装基板の実装面と、前記メイン片面実装基板の実装面とを向かい合わせて構成されてもよい。ここで、前記電源装置の高さは、該電源装置を構成する回路素子のうち、最も高い回路素子に略等しくてもよい。ここで、前記メイン片面実装基板と前記第１のサブ片面実装基板との距離が前記回路素子の高さに略等しくなるように配置されて実装されてもよく、また前記回路素子は、前記複数の変圧器のうち何れか１つであってもよい。
【００３１】
この構成によれば、円柱形状のコンパクトな電源装置を実現できるという効果がある。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、白色発光のハイパワーＬＥＤを使用したＬＥＤ照明装置に適用可能な高速の可視光通信システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明に係る可視光通信システムは、白色発光のハイパワーＬＥＤを光源とした照明ユニットから発せられる変調された光を、受光ユニットにて受光することによって可視光通信を行うものである。
【００３４】
白色発光のハイパワーＬＥＤは、通常青色発光のＬＥＤベアチップの発光方向に、黄色蛍光体を設置し、擬似白色の光を得ている。蛍光体の応答速度は、ＬＥＤベアチップの応答速度に比べて通常遅い。そのため、可視光通信を高速化するうえで障害となる。
【００３５】
本発明に係る受光ユニットでは、波長フィルターを使用することにより蛍光体の発光成分を除外し、ＬＥＤベアチップの発光成分の少なくとも一部を受光する。このことにより、本発明に係る可視光通信システムは高速な可視光通信を実現する。
【００３６】
以下、本発明に係る可視光通信システムの実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３７】
まず、本発明の可視光通信システムの構成を説明する。
図１は、本発明の可視光通信システム１の外観を示す斜視図である。可視光通信システム１は、照明ユニット８と、受光ユニット４とにより構成される。また、照明ユニット８は、電源装置２と、光源ユニット３とを具備する。照明ユニット８は、本発明の送信ユニットに相当する。
【００３８】
図２は、電源装置２のＡ方向面の構造を示す断面図である。図３は、光源ユニット３のＢ方向の構造を示す断面図である。図４は、受光ユニット４のＣ方向の構造を示す断面図である。
【００３９】
電源装置２は、円筒形であり、筐体５と、コンセント６とから構成される。電源装置２は交流の電源を直流に変換し、光源ユニット３に直流を供給する。
【００４０】
筐体５は、電源装置２の外観上の形状となる。ここで、筐体５は、その内部に電源装置２を構成する回路素子が収納されている。また、筐体５は、樹脂材料により構成してよいが、好ましくは熱伝導率が高い（好ましくは２００Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以上）材質で構成される。発明者らは、熱伝導率が高く、また加工性にも富んだ材質として、アルミニウムを選択し、アルミニウムを用いて筐体５を構成した。
【００４１】
コンセント６は、電源装置２が商用等の交流の電源を利用するために用いられ、商用電源４１と電源装置２とを接続する。
【００４２】
接続ケーブル７は、電源装置２と光源ユニット３とを接続する電気ケーブルである。
また、電源装置２は、その内部に、複数の回路素子と、基板３３を備える。
【００４３】
光源ユニット３は、電源装置２から供給される直流を用いて内部のハイパワーＬＥＤ等の固体発光素子を発光させる。また、光源ユニット３は、筐体部３１を備え、筐体部３１の内部に、複数の固体発光素子３２と、基板３３と、保護用透光板３４とを備える。
【００４４】
筐体部３１は、断面が略コの字形状に形成される。筐体部３１は、熱伝導率が高い金属（好ましくは、熱伝導率が２００Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以上の金属）により構成される。例えば、筐体部３１は、アルミニウムで構成される。筐体部３１にアルミニウムを用いる理由としては、安価であること、成形が行いやすいこと、リサイクル性が良いこと、熱伝導率が２００Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以上であること、及び放熱特性が高いことなどが挙げられる。
【００４５】
また、筐体部３１は、アルミニウムで構成した後、アルマイト処理することが望ましい。アルマイト処理することによって、表面積が増加し、放熱効果が高まる。
【００４６】
保護用透光板３４は、透光性を有し、固体発光素子３２の発光方向に配置される。保護用透光板３４は、平板状に形成される。筐体部３１と保護用透光板３４とを一体的に組み合わせることで、断面が略四角形状となる。保護用透光板３４は、透明なガラス又はアクリル樹脂、ポリカーボネート等により形成される。
【００４７】
保護用透光板３４の表面又は裏面には、表面処理により、微細な凹凸が不均一に形成されてもよい。この表面処理は、例えば、サンドブラスト法を適用することにより容易に行うことができる。保護用透光板３４は、照明ユニット８の内部に配置される固体発光素子３２などを保護する。また、保護用透光板３４は、固体発光素子３２から発せられた光を拡散する役目を担う。固体発光素子３２から発せられた光は、指向性が強く、局所的に照射される傾向にある。固体発光素子３２から発せられた光を表面処理された保護用透光板３４により拡散することによって、光の指向性を弱め、広い面積に均一に光を照射することができる。
【００４８】
ただし、基板３３ａに実装される固体発光素子３２の光路上には微細な凹凸を形成しないことが肝要である。これは、次の理由による。
【００４９】
基板３３ａに実装される固体発光素子３２は可視光通信に供される光を発する。ここで、可視光通信に供するためには、固体発光素子３２からの光が、所定の照射範囲に収められることが望ましい。これは可視光通信を行うためには、受光素子で確実に受光できる光強度（光密度）が必要であり、拡散した光では可視光通信を良好に行うことが困難となる可能性がある。そのため、基板３３ａに搭載される固体発光素子３２の光路上には微細な凹凸を形成しない。
【００５０】
基板３３は、筐体部３１と保護用透光板３４とにより形成される中空構造の内側に配置される。なお、基板３３は、可視光通信に供される光を発する固体発光素子３２が実装される基板３３ａと、通常の照明用の光を発する固体発光素子３２が実装される基板３３ｂの２種類が備えられる。ただし、基板３３ａと、基板３３ｂとに性能的な差はなく、特に区別の必要がない場合には、単に基板３３と記載する。
【００５１】
基板３３は、中空構造の内側の保護用透光板３４に対向する面の表面に形成される。基板３３は、熱伝導率が高い金属（好ましくは、熱伝導率が２００Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以上の金属）により構成される。好ましくは筐体部３１と同一材質により構成される。例えば、基板３３は、アルミニウムにより構成される。
【００５２】
複数の固体発光素子３２は、基板３３に配置される。複数の固体発光素子３２は、例えば、ＬＥＤである。
【００５３】
発明者らは固体発光素子３２として、１個当たりの消費電力が１Ｗ以上のいわゆるハイパワーＬＥＤであり、表面実装型のＬＥＤを採用した。ハイパワーＬＥＤは、光度が高く照明装置用途に好適である。固体発光素子３２の発光色は、昼光色、昼白色、白色、温白色又は電球色などに相当する色が好適である。具体的には、例えば、複数の固体発光素子３２は、ＪＩＳＺ９１１２「蛍光ランプの光源色及び演色性による区分」の４．２「色度範囲」に規定された昼光色、昼白色、白色、温白色又は電球色に相当する光を発光する。なお、以下では、昼光色、昼白色、白色、温白色又は電球色に相当する光をまとめて白色と記載する。
【００５４】
ここで、複数の固体発光素子３２のうち、基板３３ａに実装されるものについては、可視光通信に供するため、変調された直流が供給される。すなわち、基板３３ａに実装される固体発光素子３２の発光は変調されたものとなる。この変調は、例えばインターネット（不図示）から得た情報に基づき行われる。
【００５５】
一方、複数の固体発光素子３２のうち、基板３３ｂに実装されるものについては、通常の（変調されない）直流が供給される。基板３３ａ、３３ｂにそれぞれ実装される固体発光素子３２の個数は限定されない。照明ユニット８により得たい照明（光）の強度、また可視光通信を実現するに当たり必要な光の強度等に応じて任意に設定してよい。
【００５６】
また、筐体部３１と、基板３３とは、互いに接触させることが好ましい。なぜならば、筐体部３１と基板３３との間に、空気が入ることにより、筐体部３１と基板３３との間の熱伝導が阻害され、このことより効率的な熱処理ができなくなるためである。すなわち、筐体部３１と基板３３とを同じ材質により構成することにより、筐体部３１と基板３３との密着性を高めることが好ましい。さらに、プレス加工を行い、密着性をより高めることが好ましい。
【００５７】
上記プレス加工を行う際には、筐体部３１と基板３３との間に接着性を有する材料（例えば、接着剤又は基材なしの両面テープなど）（不図示）を挟み込み、両者の密着性を高めることが好ましい。
【００５８】
なお、両面テープを使用する場合には、基材を含まないものを選択することが肝要である。それは、基材は熱伝導率が低いので、筐体部３１から基板３３への熱伝導が阻害されるためである。
【００５９】
また、基板３３を複数個に分割することも好ましい。これは、筐体部３１と基板３３との線膨張係数が異なる場合において、光源ユニット３の温度が上昇した際に、筐体部３１と基板３３との密着性が悪化することを防ぐためである。基板３３を分割することにより、基板３３の１枚あたりの長手方向の長さが短くなる。これにより、基板３３の１枚あたりの膨張量が小さくなる。よって、接着性を有する材料で筐体部３１と基板３３との膨張の違いを吸収しやすくなるので、筐体部３１と基板３３との密着性を維持しやすくなる。この基板３３を分割する手法は、特に光源ユニット３の長手方向の長さが長い場合に有効である。
【００６０】
基板３３ａに実装される固体発光素子３２から発せられる光の光路上には、光学素子３５が配置される。光学素子３５は、例えば集光レンズである。光学素子３５による基板３３ａに実装される固体発光素子３２から発せられる光の集光角αは、任意であってよいが、基板３３ａに実装される固体発光素子３２から発せられる光により照射が必要な範囲に併せて決定する。また、光学素子３５は、支持体３６により所定の位置に固定され、配置される。
【００６１】
図５は、照明ユニット８により実現される照明の模式図である。基板３３ａに実装される固体発光素子３２による照明領域（照射領域）は、領域２０１である。また照明ユニット８全体での照明領域は、領域２０２のようになる。このように、基板３３ａに実装される固体発光素子３２による照明領域（照射領域）は、光学素子３５、また保護用透光板３４において光路上に微細な凹凸を形成しないことの作用により限定される。この領域内では、可視光通信を安定的に行う光強度が実現されている。
【００６２】
受光ユニット４は、筐体部１４１の内部に、受光素子１４２が備えられる。また、受光素子１４２の受光方向には、波長フィルター１４３が備えられる。受光ユニット４は、基板３３ａに実装される固体発光素子３２からの発光を受光できる位置（図５の領域２０１内）に設置される。
【００６３】
筐体部１４１は、断面が略コの字形状に形成される。材質は特に限定されず、樹脂系の材料であってよく、金属系の材料であってもよい。
【００６４】
受光素子１４２は、固体発光素子３２（発明者らは、ハイパワーＬＥＤを採用している）のＬＥＤベアチップの発光色（発光波長）に対し感度を有するものである。なおかつ高速通信の可視光通信に対応できる応答速度を有するものである。例えば、通信速度１０Ｍバイト／秒以上に耐えうる応答速度を有するものである。
【００６５】
受光素子１４２にて受光した基板３３ａに搭載される固体発光素子３２からの光（変調された光）は、電気信号に変換される。この電気信号はコンピュータ（不図示）などに送られ復調される。これにより、可視光通信が実現される。
【００６６】
波長フィルター１４３は、本発明のフィルター部に相当し、固体発光素子３２（発明者らは、ハイパワーＬＥＤを採用している）のＬＥＤベアチップ（本発明の素子部に相当する）の発光波長の少なくとも一部の成分を透過し、かつ蛍光体（本発明の蛍光体部に相当する）からの発光波長を透過させないフィルターである。
【００６７】
ここで、固体発光素子３２としては、上記のようにハイパワーＬＥＤを採用している。白色発光のハイパワーＬＥＤは、一般的に青色発光のＬＥＤベアチップ（ＧａＮ系ＬＥＤベアチップ）の発光方向に黄色蛍光体（ＹＡＧ系蛍光体）を配置することにより構成される。すなわち、白色発光のハイパワーＬＥＤは、青色発光のＬＥＤベアチップからの青色の光と、前記青色の光により励起された黄色蛍光体から発光される光とが混合することにより、擬似白色を発光している。図６Ａは、このことを模式的に示すものである。図６Ａは横軸に波長、縦軸に発光強度を相対値で表している。
【００６８】
図６Ａ（ａ）は、青色発光のＬＥＤベアチップの発光波長の分布、同図（ｂ）は、黄色蛍光体からの発光波長の分布、同図（ｃ）は、白色発光のハイパワーＬＥＤの発光波長の分布を示している。なお、図６Ａ（ａ）の青色発光のＬＥＤベアチップの発光波長域は、本発明の第１の波長領域に相当し、同図（ｂ）の黄色蛍光体からの発光波長域は、本発明の第２の波長領域に相当する。
【００６９】
このように、黄色蛍光体からの発光波長には、波長４７０［ｎｍ］以下の波長成分は含まれていない。したがって、波長４７０［ｎｍ］以下の波長成分のみを透過するよう波長フィルター１４３を構成する。例えば図６Ｂのような、光透過特性のフィルターを波長フィルター１４３として構成する。
【００７０】
図６Ｂは、波長フィルター１４３の一例であって、横軸に波長、縦軸に光透過率を示している。この図にあるように、波長４７０［ｎｍ］以上の光については、光透過率が略０［％］である。すなわち、波長フィルター１４３は、波長４７０［ｎｍ］以上の光を透過させない。
【００７１】
ここで、ＬＥＤベアチップからの発光波長には、４７０［ｎｍ］以下の光も十分な強度で含まれている。波長フィルター１４３は、波長４７０［ｎｍ］以下の光に対しては、図６Ｂに示す一例にもあるとおり、透過させる機能を有する。以上のことにより、青色発光のＬＥＤベアチップからの発光のみを受光素子１４２に受光させることができる。
【００７２】
ここで、黄色蛍光体の応答速度は、青色発光のＬＥＤベアチップのそれに対して遅いことが知られている。それ故、従来、ＬＥＤから発せられる光を利用して可視光通信システムを構成する場合において、通信速度を制限する要因として上記の黄色蛍光体の応答速度の問題が上げられていた。本発明は、その黄色蛍光体の応答速度の問題を解決するものである。
【００７３】
これは、上記のように波長フィルター１４３は、白色発光のハイパワーＬＥＤから発せられる発光のうち、青色発光のＬＥＤベアチップの発光成分のうち少なくとも一部を透過する。かつ、黄色蛍光体の発光成分は透過させない。したがって受光素子１４２には、黄色蛍光体の発光成分は到達せず、青色発光のＬＥＤベアチップからの発光成分のみが到達する。故に、黄色蛍光体の影響が排除され、高速の通信を実現することが可能となる。
【００７４】
ここで、本発明の可視光通信システム１に係る照明ユニット８については、固体発光素子３２、具体的にはハイパワーＬＥＤを使用した照明ユニットである。ＬＥＤの特徴の一つとして、蛍光灯などのほかの光源と比較して大幅に長寿命であることがあげられる。
【００７５】
そのため、ＬＥＤを使用した照明ユニット８には、当然に長期間にわたる安定性（メインテナンスフリー）が求められる。したがって照明ユニット８の構成要素である電源装置２も長期間にわたる安定性を有する構成としなければならない。
【００７６】
以下では、この電源装置２を中心に照明ユニット８に関して詳細に説明する。図７は、本発明の照明ユニット８の機能ブロック図である。
【００７７】
照明ユニット８は、交流の電源を利用し複数の固体発光素子を発光させることにより照明する照明装置であって、整流部４２と、測定部４３と、選択部４４と、検出部４５と、マイコンユニット４６と、発光部４７とを備え構成される。
【００７８】
照明ユニット８は、外部の電源である商用電源４１から供給される交流の電源を利用して、単数あるいは複数の固体発光素子から構成される発光部４７に直流を供給し、固体発光素子を発光させる。
【００７９】
商用電源４１は、本発明に係る交流の電源に相当する。具体的には、一般家庭、事業所などに電力会社から供給され、照明ユニット８に交流を供給する電源である。
【００８０】
整流部４２は、本発明に係る変換手段に相当し、前記電源の正弦波の電圧を脈流に変換する。具体的には、商用電源４１から供給された交流電圧を全波整流し、全波整流波形を測定部４３へ出力する。
【００８１】
測定部４３は、本発明の指定手段の一部を構成する。脈流の電流値（瞬時値）を検知する。検知した脈流の電流値はマイコンユニット４６に送られる。
【００８２】
選択部４４は、本発明に係る選択手段に相当し、前記整流部４２から出力される脈流を通過させるオン時間と前記脈流を通過させないオフ時間（以下、デューティ比と記載）を選択する。このことにより、デューティ比を制御された脈流の電圧を生成する。具体的には、整流部４２から出力され、測定部４３を通過した全波整流波形を、所定の時間間隔で分割する。この分割された全波整流波形を、上記所定の時間間隔の各期間内でパルス状波形の電圧にする。このデューティ比の制御については、マイコンユニット４６からの指示に基づく。
【００８３】
デューティ比を制御された脈流の電圧は、選択部４４が備える複数の変圧器のうち、１つの変圧器において変圧され出力される。
【００８４】
ここで、複数の変圧器のうち、変圧を行う１つの変圧器の指定は、整流部４２より出力される脈流の任意の時刻における電圧値（瞬時値）に応じて、マイコンユニット４６が行う。
【００８５】
また、選択部４４が備える複数の変圧器とは、任意の変圧器の１次側と、２次側との巻線の比率（以下、巻線比と記載）が、所定の変圧器の巻線比と異なる。すなわち、選択部４４が具備する変圧器は全て巻線比が異なる。
【００８６】
変圧器は、巻線比に応じて１次側に送られた電圧を、２次側に変圧し出力する。したがって、全ての変圧器の巻線比が異なるということは、全ての変圧器において異なる変圧比の変圧が行われる。
【００８７】
このように巻線比が異なる変圧器を複数備える理由は、電源効率を高め、かつ高調波の発生を抑えるためである。詳細は後ほど述べることとする。
【００８８】
検出部４５は、電源装置２により直流が供給されて駆動されている状態での発光部４７の動作点を検出する。ここで、動作点とは、発光部４７を構成する固体発光素子３２に電流を流した際に発生する順方向電圧の積、すなわち、（電流）×（順方向電圧）の積により算出される。
【００８９】
マイコンユニット４６は、本発明の指定手段と、指示手段（一部）に相当する。
マイコンユニット４６は、まず指示手段として、整流部４２より出力される脈流の電圧値（瞬時値）に応じて、選択部４４が具備する変圧器のうち１つを指示し、変圧を行わせる。
【００９０】
また、指示手段の一部として、測定部４３が検知した脈流の電流値（瞬時値）を読み取り、所定期間内の平均電流を測定する。その期間内の平均電流より、測定部４３を流れると推定される電流の波形（以下、推定波形と記載）を求める。
【００９１】
なお、前記平均電流を求める所定期間は、商用電源４１の周期（周波数の逆数）の１／２に相当する期間より長いことが望ましい。これは、測定部４３を流れる電流は、商用電源４１を全波整流したものであり、事実上、商用電源４１に対して２倍の周波数（１／２の周期）で波形が繰り返される。よって、所望の平均電流を求めるためには、商用電源４１の周期の１／２に相当する期間が必要である。
【００９２】
推定波形を求めた上で、現時点での測定部４３にて検知した脈流の電流値（瞬時値）と、推定波形に基づく現時点における脈流の推定電流値（瞬時値）とを比較する。
【００９３】
比較結果に基づき、選択部４４にデューティ比を指定する。すなわち、推定電流値（瞬時値）に対し、測定部４３で検知した脈流の電流値（瞬時値）のほうが大きければ、直前のデューティ比に対し、低いデューティ比を選択部４４に指示する。
【００９４】
また、推定電流値（瞬時値）に対し、測定部４３で検知した脈流の電流値（瞬時値）のほうが小さければ、直前のデューティ比に対し、高いデューティ比を選択部４４に指示する。
【００９５】
指示手段として、選択部４４に対しデューティ比を指定する別の方法は次の通りである。
【００９６】
まず、検出部４５により検出された動作点と、予めマイコンユニット４６内に設定されている基準となる動作点（以下、基準動作点と記載）とに基づき、発光部４７の目標とする動作点（以下、目標動作点と記載）を決定する。その上で、マイコンユニット４６は、その目標動作点を実現すべく選択部４４にデューティ比を指示する。
【００９７】
発光部４７は、本発明に係る光源ユニット３に相当し、前記複数の固体発光素子３２を発光する。すなわち、単数または複数の固体発光素子３２を備える。固体発光素子３２は、例えば、ＬＥＤである。
【００９８】
ここで、発光部４７は、可視光通信に供される基板３３ａに実装される固体発光素子３２からなる発光部４７ａと、可視光通信に供される基板３３ｂに実装される固体発光素子３２からなる発光部４７ｂとにより構成される。
【００９９】
発光部４７ａに直流を供給する場合には、検出部４５との間に変調部（不図示）が設けられ、インターネット等から得られる情報に基づき変調が行われる。
【０１００】
図８は、照明ユニット８の概略回路構成を示す図である。
図７で示した照明ユニット８は、図８のような概略回路図の構成をとることで実現することができる。なお、発光部４７の構成要素である発光部４７ａと検出部４５との間に備えられる変調部（不図示）は省略している。
【０１０１】
整流部４２は、インダクター５１とインダクター５２と、コンデンサ５３と、ダイオードブリッジ５４とより構成される。
【０１０２】
インダクター５１とインダクター５２とコンデンサ５３とは、外部よりの擾乱から保護する保護回路である。したがって、コンデンサ５３は、平滑コンデンサではない。ところで、平滑コンデンサは容量が大きいことが要求される。そのため、通常電解コンデンサが用いられる。しかしながら、このタイプのコンデンサは大きさ及び寿命等に問題がある。
【０１０３】
コンデンサ５３は、上述したように外部よりの擾乱から、照明ユニット８を保護することを目的としており、容量は小さくてよい。故に、例えば、セラミックコンデンサ等の小型で長寿命のコンデンサを用いる。
【０１０４】
ダイオードブリッジ５４は、交流を全波整流して出力する全波整流器である
図９は、交流を整流するダイオードブリッジの出力波形を説明する図である。
【０１０５】
ダイオードブリッジ５４は、図９（ａ）に示すような交流波形を整流し、図９（ｂ）のような全波整流波形を形成し出力する。
【０１０６】
測定部４３は、抵抗５５より構成される。ダイオードブリッジ５４から出力される脈流の電流値を検知する。検知した電流値は、コントローラユニット６９に通知される。
【０１０７】
選択部４４は、ドライバ５６と、Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ（以下、ＦＥＴと記載）５７と、ドライバ５８と、ＦＥＴ５９と、変圧器６０と、変圧器６１とにより構成される。
【０１０８】
ここでは、変圧器を２台として構成しているが、３台以上でもよい。変圧器の台数を増やすことにより、電源効率、及び力率をより高めるというメリットがある。ただし、変圧器の台数を増やすことにより、電源装置２の体積が大きくなるというデメリットがある。
【０１０９】
発明者らの実験によれば、変圧器を２台とすることで、所望の電源効率、及び力率を得ることができることを確認しており、電源装置２の体積の問題も加味し、ここでは変圧器を２個とした。
【０１１０】
また、変圧器は、１次コイル側にセンタータップが付加されたタイプを用いてもよい。１次側コイルにセンタータップが付加された変圧器は、１次側コイルのセンタータップを中心とした２つの部分を交互に使用することにより、変圧器のコアが不要に磁化されることを防ぐことができる。よって、変圧器の信頼性を高めることが可能となり、電源装置２の長寿命化にも寄与できるという効果がある。
【０１１１】
ここで、変圧器を３台以上、或いは変圧器として１次コイル側にセンタータップが付加されたタイプを使用するときは、それに応じてドライバ、及びＦＥＴも更に必要になることは言うまでもない。
【０１１２】
選択部４４に対しては、コントローラユニット６９が、変圧を行う変圧器を指定する。これは、任意の時刻において変圧を行う変圧器は、変圧器６０、又は変圧器６１の何れか１つであるためである。
【０１１３】
変圧を行う変圧器（変圧器６０、変圧器６１の何れか）側のドライバ（ドライバ５６、ドライバ５８の何れか）には、コントローラユニット６９より、実現すべきデューティ比を指示する制御信号が送られる。
【０１１４】
制御信号が送れられたドライバ（ドライバ５６、ドライバ５８の何れか）においては、それに接続されるＦＥＴ（ＦＥＴ５７、ＦＥＴ５９の何れか）に対しドライブ信号を生成する。
【０１１５】
ＦＥＴ（ＦＥＴ５７、ＦＥＴ５９の何れか）は、脈流（全波整流波形）の通過／非通過を選択することにより、コントローラユニット６９から指示されるデューティ比のパルス状の脈流（パルス状波形）を生成する。ＦＥＴ（ＦＥＴ５７、ＦＥＴ５９の何れか）は、このパルス状の脈流を、接続される変圧器（変圧器６０、変圧器６１の何れか）の１次側に供給する。
【０１１６】
変圧器（変圧器６０、変圧器６１の何れか）は、接続されるＦＥＴ（ＦＥＴ５７、ＦＥＴ５９の何れか）より１次側に供給されたパルス状の脈流を変圧し、その２次側に出力する。
【０１１７】
ここで、変圧器６０、及び変圧器６１は、互いに巻線比が異なる。巻線比は、２次側の巻線数／１次側の巻線数であり、変圧比は巻線比と同じ数値となる。ここでいう変圧比とは、変圧器の１次側への入力電圧を分母、２次側の出力電圧を分子としたものである。
【０１１８】
変圧器６０の巻線比を１／ｎとすれば、変圧器６１の巻線比は１／ｍであり、ｎとｍの関係は、ｎ＞ｍである。すなわち変圧器６０の巻線比は、変圧器６１の巻線比より小さい。したがって、変圧比についても、変圧器６０の変圧比は、変圧器６１の変圧比より小さい。
【０１１９】
なお、発明者の試験においては、変圧器６０の巻線比は、１：０.４であり、変圧器６１の巻線比は１：１が最適であった。この場合において、変圧器６０が行う変圧は降圧であり、変圧器６１が行う変圧は、等倍の変圧（すなわち、１次側と、２次側とを絶縁する作用のみ）である。
【０１２０】
また、上記のように、変圧器６０と、変圧器６１とは同時に動作させず、脈流の電圧値が所定の閾値より高い場合には、変圧器６０をコントローラユニット６９が指定し、変圧器６０において降圧が行われる。
【０１２１】
一方、脈流の電圧が所定の閾値より低い場合には、変圧器６１をコントローラユニット６９が指定し、変圧器６１において昇圧が行われる。
【０１２２】
このようにすることにより、電源効率を高め、かつ力率の向上を図ることが可能となる。
【０１２３】
検出部４５は、ダイオード６２と、ダイオード６３と、コンデンサ６４と、抵抗６５と、抵抗６６とにより構成される。
【０１２４】
選択部４４における変圧器（変圧器６０、変圧器６１の何れか）から出力されるパルス状の波形をダイオード６２と、ダイオード６３と、コンデンサ６４とからの回路素子により平滑化（ノイズ除去）する。ここでコンデンサ６４は、容量の小さいコンデンサでよく、電解コンデンサではない。
【０１２５】
上記平滑化された、変圧器（変圧器６０、変圧器６１の何れか）から出力されるパルス状の波形は、発光部４７に供給される。
【０１２６】
この際、抵抗６５により発光部４７に流れる電流を検出し、抵抗６６により発光部４７の順方向電圧を検出することができる。抵抗６５および抵抗６６により検出された電流値および電圧値の情報は、コントローラユニット６９に送られる。
【０１２７】
マイコンユニット４６は、コントローラユニット６９、電源部１０１により構成される。
【０１２８】
電源部１０１は、変圧器６７と、ダイオード６８とにより構成される。商用電源４１から供給された交流を、変圧器６７と、ダイオード６８とを用いて直流化し、コントローラユニット６９に直流を供給する。ここで、変圧器６７は、変圧器６０、及び変圧器６１と別の個体であって各々独立したものである。
【０１２９】
したがって、電源部１０１は、発光部４７に直流を供給する電源装置２の回路素子とは絶縁されている。
【０１３０】
コントローラユニット６９は、主に次の３つの機能を有する。
まず１つ目として、コントローラユニット６９は、商用電源４１の電圧値をモニターし、これに基づき、現時点でのダイオードブリッジ５４が交流を全波整流して出力する脈流の電圧値（瞬時値）を推定する。
【０１３１】
なお、ダイオードブリッジ５４が交流を全波整流して出力する脈流の電圧値（瞬時値）は、端子Ａ、Ａ’間に抵抗（不図示）を挿入することなどを行ったうえで、その値をコントローラユニット６９で読み取ってもよい。
【０１３２】
コントローラユニット６９は、この推定、若しくは読み取った脈流の電圧値（現時点での瞬時値）に基づき、ドライバ５６、またはドライバ５８に対し、実現すべきデューティ比を指示する制御信号を送る。
【０１３３】
具体的には、予め内部メモリ（不図示）に記録された脈流の電圧が所定の閾値（この閾値は、発光部４７の構成（順方向電圧等）、及び変圧器６１の巻線比等に依存する）と、現時点での脈流の電圧値（瞬時値）とを比較する。
【０１３４】
コントローラユニット６９は、脈流の電圧値（瞬時値）のほうが高い場合には、ドライバ５６に制御信号を送る。また、脈流の電圧値（瞬時値）のほうが低い場合には、ドライバ５８に制御信号を送る。
【０１３５】
制御信号を送られなかったドライバは動作せず、故にそのドライバ側の変圧器は変圧を行わない。したがって、変圧器６０、及び変圧器６１は、互いに同時には変圧を行わない。
【０１３６】
ここで、前述のように変圧器６０の変圧比は、変圧器６１の変圧比より小さい。また、上記のような基準によりドライバ５６、又はドライバ５８の何れかに制御信号を送る。したがって、脈流の電圧値（瞬時値）が閾値より高い場合には、変圧器６０で変圧（変圧比の小さい変圧）が行われる。一方、脈流の電圧値（瞬時値）のほうが低い場合には、変圧器６１で変圧（変圧比の大きい変圧）が行われる。
【０１３７】
この理由を図１０、図１１に基づき説明する。図１０は、照明ユニット８において、図９（ｂ）に示すダイオードブリッジ５４から出力される全波整流波形（脈流の電圧）を変圧器により変圧した場合の変圧器の出力波形（端子Ｂ、Ｂ’における電圧波形）である。図１０（ａ）は、変圧器６０のみを使用した場合の出力波形である。図１０（ｂ）は、変圧器６１のみを使用した場合の出力波形である。図１０（ｃ）は、変圧器６０と変圧器６１とを使用した場合の出力波形である。
【０１３８】
なお、実際には全波整流波形（脈流）をデューティ比制御してから、変圧器６０、又は変圧器６１に供給されるため、パルス状であるが、ここでは図面を見やすくするため包絡線を表示している。
【０１３９】
図１１は図１０における変圧を行った場合における測定部４３を構成する抵抗５５を流れる電流である。図１１（ａ）は、図１０（ａ）に対応し、以下も同様である。
【０１４０】
まず、変圧器６０のみを使用して、変圧を行う場合を述べる。変圧器６０は、巻線比が変圧器６１より小さく、そのため変圧比も変圧器６１より小さくなる。その結果、端子Ｂ、Ｂ’における電圧波形（変圧器６０から出力される電圧波形）は図１０（ａ）に示すように、電圧が低くなる。
【０１４１】
ここで、電源装置２は負荷として発光部４７（光源ユニット３）が接続されている。発光部４７には、固体発光素子３２が、単数若しくは複数備えられている。
【０１４２】
固体発光素子３２には、順方向電圧が存在する。それ故、発光部４７にはそれに基づく順方向電圧が存在し、その順方向電圧以上の電圧が印加されなければ、発光部４７には電流が流れない。
【０１４３】
したがって、変圧器６０のみを使用した場合においては、変圧器６０からの出力波形図１０（ａ）に示すようになる。この際、順方向電圧を超えない部分においては、抵抗５５に電流が流れない。すなわち、図１１（ａ）に示すように、流通角が狭くなってしまう（力率が低くなってしまう）。
【０１４４】
次に、変圧器６１のみを使用して、変圧を行う場合を述べる。変圧器６１は、巻線比が変圧器６０より大きく、そのため変圧比も変圧器６０より大きくなる。したがって、この場合の端子Ｂ、Ｂ’における電圧波形は図１０（ｂ）に示すとおりとなり、図１０（ａ）と比較して高い電圧となる。そのため、光源ユニット３（発光部４７）の順方向電圧を超える領域が広くなる。このことは、図１１(ｂ)に示すように流通角を広げることに寄与する。すなわち、力率が向上する。
【０１４５】
次に、本発明の変圧器６０と、変圧器６１とにより変圧を行った場合を説明する。図１０（ｃ）は、本発明の変圧器６０と、変圧器６１の動作方法を実施した場合の端子Ｂ、Ｂ’における電圧波形である。
【０１４６】
本発明においては、図９（ｂ）に示す全波整流波形（脈流）の電圧（瞬時値）が、コントローラユニット６９の内部メモリ（不図示）に記録された閾値より高い場合は、変圧器６０により変圧を行い、逆に閾値より低い場合には変圧器６１により変圧を行う。
【０１４７】
したがって、この場合の端子Ｂ、Ｂ’における電圧波形は、図１０（ｃ）に示すように、図９（ｂ）に示す全波整流波形（脈流）の電圧（瞬時値）が低い部分に対応する部分のみが、持ちあげられたかのような、略台形形状の波形となる。
【０１４８】
したがって、全波整流波形（脈流）の電圧（瞬時値）が低い部分においても、昇圧（または、等倍の変圧）が行われることにより、変圧器からの出力が、発光部４７の順方向電圧を超える領域が広がることになり、流通角が広がることとなる。
【０１４９】
このようにすることにより、変圧器６０と、変圧器６１とを本発明の動作方法をもって使用した場合、流通角が、図１１（ｃ）のように図１１（ａ）と比較して広がり、図１１（ｂ）と同程度となる。したがって、変圧器６１のみを使用した場合と同様に、力率を向上することができる。
【０１５０】
ここで、本発明にかかる電源装置２において、変圧器６１のみではなく、変圧器６０と変圧器６１とを使用して変圧を行う理由は、電源効率の向上のためである。
【０１５１】
本発明の動作方法により変圧器６０と、変圧器６１とを使用して変圧を行った場合の電源効率は、変圧器６０のみを使用して変圧を行った場合と電源効率に対して、約１０％の改善が、発明者らの試験において明らかとなっている。
【０１５２】
ここで、電源効率とは、電源装置２に供給される商用電源４１の電力に対する、発光部４７に供給される電力の比である。
【０１５３】
力率を改善することを目的として変圧器６１を使用することにより変圧を行ったとしても、電源効率が低く問題となる。一方、変圧器６０と変圧器６１を使用して変圧を行う本発明の場合は、電源効率は、変圧器６１のみを使用して変圧を行った場合と比較して、大幅に電源効率が改善される。
【０１５４】
したがって、変圧器６０と変圧器６１を使用して変圧を行う本発明は、力率を向上できるだけでなく、高い電源効率も実現することが可能となる。
【０１５５】
固体発光素子３２は、上記のように順方向電圧以上の電圧を印加しなければ電流が流れないが、一方で順方向電圧に対しあまりに高い電圧を印加することも好ましいことではない。このようにした場合、固体発光素子３２に流れる電流が大きくなり、結果として固体発光素子３２の故障につながるリスクもある。
【０１５６】
この観点から見ても、変圧器６１のみを使用して変圧を行うことは、固体発光素子３２への印加電圧が高くなることにつながり好ましくない。
【０１５７】
ここで、特開２００３−２５０２７２号公報においては、力率を改善したスイッチング電源が開示されている。しかしながら、力率を改善するために平滑コンデンサを使用している。ここで、平滑コンデンサには、高い容量が要求されることが一般的であり、通常電解コンデンサが使用される。
【０１５８】
電解コンデンサは、外気温の上昇等により劣化が進みやすいといわれており、その寿命特性は十分なものでない。したがって、長寿命であるＬＥＤを用いた照明装置内の電源装置に、この電解コンデンサを用いることは不安がある。
【０１５９】
したがって、前述のようにＬＥＤを駆動するための電源装置として、特開２００３−２５０２７２号公報に開示されるスイッチング電源を用いることは困難である。
【０１６０】
一方、照明ユニット８の電源装置２においては、変圧器６０と、変圧器６１とを使用することにより、力率の改善のみならず、電源効率の高い電源装置を提供することが可能となる。また、平滑コンデンサも使用していない。したがって、本発明にかかる変圧器６０と変圧器６１とを使用して変圧を行う方法は、非常に技術的価値の高いものである。
【０１６１】
なお、ここで変圧器６０の電気容量は、変圧器６１の電気容量に対して大きい変圧器を選定するべきである。これは、変圧器６０は、脈流の電圧値（瞬時値）が大きい場合に変圧を行うことで、脈流の電圧値が大きいことに伴い、それに流れる電流値（瞬時値）も大きくなるためである。したがって、それに対応できる電気容量を備える変圧器を選定しなければならない。
【０１６２】
このようにすることにより、変圧器６０の故障を防ぐことができるため、電源装置２の信頼性を向上することができる。
【０１６３】
一方、変圧器６１は、脈流の電圧値（瞬時値）が小さいときに変圧を行う。したがって、それに流れる電流値（瞬時値）は小さくなり、大きな電気容量を持つ変圧器を選定する必要はない。不要に大きな電気容量を持つものを選定することは、変圧器６１が大きくなることを意味し、電源装置２の大型化につながる。そのため、適切な変圧器の選定が好ましい。
【０１６４】
コントローラユニット６９の２つ目の機能として、測定部４３を構成する抵抗５５を流れる平均電流（ダイオードブリッジ５４から出力される全波整流波形（脈流）の平均電流）を求める。なお、平均電流を求める期間は、商用電源４１の周期の１／２に相当する期間より長いことが好ましい。
【０１６５】
この平均電流をもとに、測定部４３を流れると推定される推定波形を求める。この推定した波形（推定波形）は、選択部４４に対して行うデューティ比の指示に利用する。
【０１６６】
コントローラユニット６９の３つ目の機能として、制御信号が送られるドライバ（ドライバ５６、又はドライバ５８の何れか）に対し、デューティ比を指定する。
【０１６７】
このデューティ比の指定は、抵抗６５により検出された発光部４７に流れる電流、及び抵抗６６により検出された発光部４７に印加される電圧より求まる動作点と、基準となる基準動作点とにより求まる目標動作点を実現するために行われる。
【０１６８】
ここで、基準動作点は、外部信号受信機や外部入力スイッチ（不図示）、例えば、リモコンにより設定してよい。また、予め、コントローラユニット６９の内部メモリ（不図示）に、記憶させておいてもよい。
【０１６９】
また、前述の推定波形を利用したデューティ比の指定も行う。これは、測定部４３を構成する抵抗５５に流れる脈流の現時点での電流値（瞬時値）を検知する。その上で、推定波形に基づき求まる現時点での推定電流値と、前記測定した現時点での電流値（瞬時値）とを比較し、その大小関係に基づきデューティ比の指定を行う。
【０１７０】
ここで、電源部１０１は、変圧器６７とダイオード６８とから構成され、商用電源４１から供給された交流を、変圧器６７とダイオード６８とを用いて直流化し、コントローラユニット６９に直流を供給する。ここで、変圧器６０、及び変圧器６１と、変圧器６７とは別の個体であって各々独立したものである。したがって、電源部１０１は、発光部４７に直流を供給する電源装置２の回路素子とは絶縁されている。
【０１７１】
また、マイコンユニット４６により決定された目標動作点を実現するドライバ５６とドライバ５８とに対する動作の指示は、コントローラユニット６９とドライバ５６およびドライバ５８とを接続する信号線を介して行われる。ここで、コントローラユニット６９とドライバ５６およびドライバ５８とを接続する信号線は、その途中で、例えば、フォトカプラを用いることで、電気的に絶縁されている。
【０１７２】
以上により、コントローラユニット６９と、選択部４４等とは、電気的に絶縁されて構成される。このため、例えば、選択部４４等において生じたノイズ等が、コントローラユニット６９に侵入することを防ぐことが可能である。このことにより、コントローラユニット６９が誤動作することが防止され、電源装置２そのものの安全性が向上する。すなわち、照明ユニット８の信頼性が高くなる。
【０１７３】
ここで、特開２００４−３０３４３１号公報記載のバックライト装置内の直流電源については、電源装置２のコントローラユニット６９に相当するマイコンが、本発明のＦＥＴ５７、ＦＥＴ５９に相当するトランジスタと電気的に絶縁されていない。よって、ノイズ等による誤動作の危険性が危惧される。
【０１７４】
しかしながら、本発明の照明ユニット８は、上述したように、コントローラユニット６９と、選択部４４と、具体的には、ＦＥＴ５７およびＦＥＴ５９とが電気的に絶縁されており、ノイズによる誤動作の危険性を低減し、照明ユニット８の信頼性を高めている。
【０１７５】
ここで、コントローラユニット６９は、デューティ比を、前記のようにフォトカプラを介して指示する。コントローラユニット６９は、マイクロコンピュータなどを使用して構成され、選択部４４における入力端子対である端子対Ａ、Ａ’から入力される全波整流波形（脈流）を平滑化することなく、全波整流波形（脈流）から直接所望のパルス状波形を生成する制御を実現している。
【０１７６】
それにより、平滑コンデンサを用いる必要がなくなるので、大幅に電源装置２の体積を低減し、信頼性を向上することが可能となる。以下、その理由を詳細に説明する。
【０１７７】
特開平８−２４１１３３号公報記載の定電流直流電源では、全波整流波形（脈流）を一旦、平滑化した上で、所望の特性を有するパルス電圧波形を得ている。この平滑化を行うためには、容量の大きい電解コンデンサを使用されている。具体的には、図８において、選択部４４における入力端子対である端子対Ａ、Ａ’に電解コンデンサが接続される。また、電解コンデンサは、体積が大きく装置を大型化させてしまうという問題がある。さらには周囲温度の影響による容量が変化しやすいという問題もある。また、電解コンデンサは寿命が短く安定性の問題もあった。
【０１７８】
また、特開２００４−３０３４３１号公報記載のバックライト装置内の直流電源においては、電解コンデンサを使用する必要はないものの、上述したように安全性及び安定性の上で問題がある。
【０１７９】
しかしながら、本発明における電源装置２ではそれらの問題点をすべて解決しており、長寿命（高い信頼性）を実現することができ、ＬＥＤを使用した照明装置に好適である。
【０１８０】
次に、照明ユニット８の動作について図を用いて説明する。
図１２は、照明ユニット８の動作を示すフローチャートである。
【０１８１】
まず、Ｓ９１において、照明ユニット８の電源装置２に商用電源４１が投入され給電が開始される。そして、コントローラユニット６９が運転を開始する。ここで、商用電源４１が投入された直後には、コントローラユニット６９の運転は開始されているが、選択部４４には給電されておらず、選択部４４は起動していない。この方法をとる理由は、電源装置２の安全性を高めるためである。コントローラユニット６９を先に起動させることにより、電源装置２、商用電源４１、あるいは発光部４７に異常が発生している場合は、即座にその運転を停止することができるからである。
【０１８２】
また、この方法をとる他の理由は、選択部４４が駆動する前までに商用電源４１の周波数を検出する（この検出は、コントローラユニット６９において行う）必要があるためである。日本国内においても、商用電源４１の周波数は、東日本地区は５０Ｈｚ、西日本地区は６０Ｈｚというように異なる。コントローラユニット６９を用いて上記のような所望の制御を行うためには、商用電源４１の周波数を検出することが必要となる。
【０１８３】
次に、図１２のＳ９２において、マイコンユニット４６等により、デューティ比の決定を行う。これは図１３に基づき、後ほど詳細に説明する。
【０１８４】
次に、図１２のＳ９３において、マイコンユニット４６により、制御信号を作成する。これは、図１６により、後ほど詳細に説明する。
【０１８５】
次に、図１２のＳ９４において、マイコンユニット４６等は、測定部４３により測定した脈流の平均電流に基づき、デューティ比の指定（補正）が行われる。詳細は、図１７により後ほど説明する。
【０１８６】
次に、図１２のＳ９５において、マイコンユニット４６、外部入力スイッチ（不図示）等から停止信号が入力されていないか確認し、停止信号が入力されていれば電源装置２の動作を停止する（Ｓ９５においてＹＥＳの場合）。これは、例えば、照明ユニット８を利用するユーザが照明ユニット８の発光部４７を消灯する、すなわち、照明ユニット８の電源装置２への電源供給を停止することに相当する。この際、選択部４４は、コントローラユニット６９に対し所定時間前に運転を停止する。言い換えると、その時間内に、コントローラユニット６９は選択部４４に対する指示を終了する。ここで、所定時間とは、０．２［ｓ］〜１［ｓ］程度であることが望ましい。
【０１８７】
このような方法をとる理由は、照明ユニット８における電源装置２の安全性を高めるためである。
【０１８８】
なお、停止信号が入力されていなければ（Ｓ９５においてＮＯ）、Ｓ９２に戻り、上述した動作を繰り返す。
【０１８９】
図１３は、照明ユニット８において、デューティ比を決定する動作を説明するフローチャートである。
【０１９０】
Ｓ１０１において、マイコンユニット４６は、基準動作点に変更がなされていないかチェックを行う。
【０１９１】
ここで、動作点とは、抵抗６５により検出された発光部４７に流れる電流値と、抵抗６６により検出された発光部４７に印加された順方向電圧値との積により求まる値である。動作点の単位はワット［Ｗ］であり、電力と同等のものである。発光部４７が有する固体発光素子の特性や個数等により順方向電圧が定まる。
【０１９２】
また、固体発光素子を有する発光部４７は電流制御素子であるため、それに流れる電流の大きさによって、発光部４７の発光強度は定まる。
【０１９３】
したがって、基準動作点は、使用する発光部４７の特性等に応じた順方向電圧と、発光部４７において必要な発光強度に対応する電流値から定まるものである。
【０１９４】
上述したように発光部４７に流れる電流の大きさによって発光部４７の発光強度が定まる。言い換えれば発光部４７の発光強度は、発光部４７に流れる電流の大きさを設定することにより自在に変化させる、すなわち調光することができる。
【０１９５】
ここで、調光するとは、発光部４７の基準動作点を変更することに相当する。また、発光部４７の基準動作点を変更することで、その時点における発光部４７の発光強度を強く（明るく）したり、弱く（暗く）したりすることができる。
【０１９６】
ここで、図１４は、発光部４７の基準動作点の設定を変更することにより発光強度を変更することを説明する図である。図１４（ａ）は、その時点（初期）の発光強度を示す基準動作点を示している。初期の発光部４７の発光強度をより強く（明るく）したい場合は基準動作点を図１４（ｂ）のように移動させて設定する。逆に初期の発光部４７の発光強度をより弱く（暗く）したい時は、図１４（ｃ）のように移動させて設定すればよい。
【０１９７】
なお、基準動作点の設定は、マイコンユニット４６に接続される外部入力スイッチ（不図示）からの入力により行ってよく、マイコンユニット４６に接続される外部信号受信装置（不図示）からの入力により行ってよい。このようにすることで、外部より基準動作点の設定を変更できる、すなわち外部より発光部４７を調光することが可能となる。
【０１９８】
上述した基準動作点の変更が行われていれば（Ｓ１０１でＹＥＳ）、Ｓ１０２に進む。変更が行われていなければ（Ｓ１０１でＮＯ）、Ｓ１０３に進む。
【０１９９】
次に、図１３のＳ１０２において、マイコンユニット４６は、基準動作点を読み出す。これは、マイコンユニット４６に接続される外部入力スイッチ（不図示）、マイコンユニット４６に接続される外部信号受信装置（不図示）等から入力された情報を直接、あるいはコントローラユニット６９に備えられた内部メモリ（不図示）に記憶された基準動作点に関する情報を読み出すことにより行う。
【０２００】
またこの基準動作点を、目標動作点としてコントローラユニット６９に備えられた内部メモリ（不図示）に記憶する。
【０２０１】
次に、図１３のＳ１０３において、目標動作点を決定する。
まず、抵抗６５により検出された発光部４７に流れる電流値と、抵抗６６により検出された発光部４７に印加された順方向電圧値を測定し、現在の動作点を求める。
【０２０２】
検出された動作点と、基準動作点とを比較し、その結果に基づき目標動作点を設定する。
【０２０３】
図１５は発光部４７の実際に検出された動作点が、基準動作点からの所定動作範囲を外れてしまった場合の目標動作点が再設定されることを説明する図である。
【０２０４】
図１５（ａ）は、検出された動作点が図中の左上に変動した場合、すなわち、所定動作範囲の上限範囲外へ外れてしまった場合の対応を示す図である。これは、周囲温度等の上昇により、発光部４７の順方向電圧が低下し、その分それに流れる電流が上昇してしまう場合に相当する。この場合において、発光部４７は、所望の発光強度より強く（明るく）発光している。そのため、制御動作点を定めて、これを新たな目標動作点とする。こうすることにより、所定動作範囲（ここでは、発光部４７に流れる電流が基準動作点に基づく電流値を１００とした場合に、９５〜１０５の範囲、すなわち±５％の範囲を所定動作範囲としている）内に動作点が収まるようになる。
【０２０５】
なお、この所定動作範囲は、±５％の範囲でなくともよく、±１０％の範囲のように広くしてもよい。しかしながら、広くすればするほど、発光部４７の発光強度の変化が大きくなり、利用者に違和感を与えるので適度な範囲を設定する必要がある。発明者らの試験では、上記±５％の範囲であれば違和感がないとして、この値を採用している。
【０２０６】
図１５（ｂ）に示すように、検出された動作点が図中の右下に変動した場合、すなわち、所定動作範囲の下限範囲外へ外れてしまった場合、図１５（ａ）の場合と同様に、制御動作点を定め、これを目標動作点とする。
【０２０７】
また、検出された動作点が所定動作範囲内であった場合は、それをそのまま新たな目標動作点とする。
【０２０８】
図１３のＳ１０４においては、マイコンユニット４６は、目標動作点を実現するためのデューティ比を算出する。すわなち、マイコンユニット４６は、目標動作点を実現するための選択部４４の変圧器（変圧器６０、又は変圧器６１の何れか）の１次側に入力される脈流の電圧のデューティ比を決定する。
【０２０９】
図１３のＳ１０５においては、マイコンユニット４６は、Ｓ１０４で算出したデューティ比を実現するために必要な制御信号を作成する。詳細は、後ほど述べるものとする。
【０２１０】
図１３のＳ１０６においては、目標動作点と、実際の動作点が一致しているか否かをマイコンユニット４６は判断する。
【０２１１】
これは、抵抗６５により検出された発光部４７に流れる電流値と、抵抗６６により検出された発光部４７に印加された順方向電圧値を測定し、現在の動作点を求める。
【０２１２】
その上で、検出された動作点と、目標動作点（Ｓ１０２、又はＳ１０３にて設定）とを比較する。目標動作点からの所定動作範囲（例えば、±５％の範囲）から外れていなければ（Ｓ１０６においてＹＥＳ）、デューティ比の決定を終了する。
【０２１３】
目標動作点からの所定動作範囲（例えば、±５％の範囲）から外れていれば（Ｓ１０６においてＮＯ）、Ｓ１０７に進む。
【０２１４】
図１３のＳ１０７においては、動作点を目標動作点から所定動作範囲（例えば、±５％の範囲）内となるよう、デューティ比を補正する。その上でＳ１０５に戻り繰り返す。
【０２１５】
図１６は、制御信号を作成する動作を説明するフローチャートである。
Ｓ１３１においては、デューティ比の制御を選択部４４において実現すべく、選択部４４を制御するための信号（制御信号）をコントローラユニット６９において作成する。
【０２１６】
ここで、選択部４４に入力される電圧は、図９（ｂ）に示すような全波整流波形（脈流）である。図９（ｂ）で示す全波整流波形（脈流）の電圧を用いて、目標動作点を実現するのに必要な電力を生成する必要がある。そのため次のような手法を用いる。
【０２１７】
まず、図９（ａ）に示すように、商用電源４１の交流電圧の０クロス点を検出する。ここで、０クロス点の検出は、商用電源４１から供給される交流の電圧波形が０クロス点を横切るたびに行う。なぜなら、商用電源４１から供給される交流の電圧波形は、微妙な周波数変動が生ずる場合があり、微妙な周波数変動は、選択部４４における制御の精度を悪化させることになるからである。選択部４４における制御精度の悪化を防ぐため、交流の電圧波形が０クロス点を横切るたびにその０クロス点を検出する。
【０２１８】
次に、図９（ｂ）のように０クロス点を基準点として、全波整流波形（脈流）を所定の時間間隔で分割する。時間間隔は２［μｓ］〜２０［μｓ］程度の範囲に設定してよく、発明者らの実験では、４［μｓ］が最適であった。
【０２１９】
次に、各区間において、必要な電力を実現する。ここで、電力は、当然のごとく電圧と電流の積である。そのため、各区間すべてにおいて必要な電力が得られるよう、デューティ比を変更するよう選択部４４を制御する制御信号をコントローラユニット６９において作成する。
【０２２０】
Ｓ１３２において、マイコンユニット４６は、商用電源４１の電圧値をモニターし、これに基づき整流部４２が交流を全波整流して出力する脈流の電圧値（瞬時値）を推定する。
【０２２１】
なお、整流部４２が交流を全波整流して出力する脈流の電圧値（瞬時値）は、図８における端子Ａ、Ａ’間の電圧を測定し、その電圧値（瞬時値）をマイコンユニット４６で読み取ってもよい。
【０２２２】
この脈流の電圧値（瞬時値）が閾値（これは、発光部４７の構成などに依存する）以上であれば（Ｓ１３２でＹＥＳ）、Ｓ１３３に進む。一方、閾値電圧以下であれば（Ｓ１３２でＮＯ）、Ｓ１３４に進む。
【０２２３】
図１６のＳ１３３においては、マイコンユニット４６は、ドライバ５６にＳ１３１において作成した制御信号を送付する。
【０２２４】
これにより、選択部４４内の変圧器６１では変圧が行われない。変圧器６０にて変圧が行われることとなる。なお、変圧器６０は、変圧器６１と比較して巻線比が小さい。したがって変圧比も、変圧器６０は変圧器６１に対し小さい。
【０２２５】
図１６のＳ１３４においては、マイコンユニット４６は、ドライバ５８に対してＳ１３１において作成した制御信号を送付する。
【０２２６】
これにより、選択部４４内の変圧器６０では変圧が行われない。変圧器６１にて変圧が行われることとなる。なお、変圧器６１は、変圧器６０と比較して巻線比が大きい。したがって変圧比も、変圧器６１は変圧器６０に対し大きい。
【０２２７】
図１７は、脈流の平均値に基づくデューティ比の指示（補正）を説明する図である。
Ｓ１４１において、マイコンユニット４６は、測定部４３を構成する抵抗５５を流れる電流（ダイオードブリッジ５４から出力される全波整流波形（脈流）の電流）の平均値を求める。
【０２２８】
平均電流を求める期間は、商用電源４１の周期の１／２に相当する期間より長くなければならない。
【０２２９】
図１７のＳ１４２において、マイコンユニット４６は、Ｓ１４１で求めた平均電流値を基に、測定部４３を流れると推定される電流の波形を推定する。この推定した波形（推定波形）は、コントローラユニット６９内の内部メモリ（不図示）に記憶される。
【０２３０】
図１７のＳ１４３において、マイコンユニット４６は、Ｓ１４２において推定した推定波形と、現時点で測定部４３に流れる電流値（瞬時値）とを比較する。
【０２３１】
すなわち、マイコンユニット４６は、その内部メモリ（不図示）に記憶される推定波形から、現時点において測定部４３に流れると推定される電流値（瞬時値）を読み出す。この読み出した値と、現時点で測定部４３に流れる電流値（瞬時値）とを比較する。
【０２３２】
現時点で測定部４３に流れる電流値（瞬時値）が、推定される電流値（瞬時値）より高ければ（Ｓ１４３においてＹＥＳ）、Ｓ１４４に進む。
【０２３３】
一方、現時点で測定部４３に流れる電流値（瞬時値）が、推定される電流値（瞬時値）より低ければ（Ｓ１４３においてＮＯ）、Ｓ１４５に進む。
【０２３４】
図１７のＳ１４４において、マイコンユニット４６は、デューティ比を指定（補正）する。これは、直前のデューティ比に対し低いデューティ比を指定する。
【０２３５】
この理由は、測定部４３に流れる電流を小さくするためである。推定される電流より大きいが故、それを補正するために直前のデューティ比に対し低いデューティ比を指定する。
【０２３６】
図１７のＳ１４５において、マイコンユニット４６は、デューティ比を指定（補正）する。これは、直前のデューティ比に対し高いデューティ比を指定する。
【０２３７】
この理由は、測定部４３に流れる電流を大きくするためである。推定される電流より小さいが故、それを補正するために直前のデューティ比に対し高いデューティ比を指定する。
【０２３８】
図１７のＳ１４６において、マイコンユニット４６は制御信号を作成する。これについては、図１６のフローチャートを用いて説明したとおりである。
【０２３９】
図１７のＳ１４７において、マイコンユニット４６は、脈流の平均値に基づくデューティ比の指定（補正）を開始してからの通算回数が、基準回数に達しているか否かを判断する。なお、基準回数とは任意に設定されてよい。
【０２４０】
通算回数が基準回数に達していれば（Ｓ１４８においてＹＥＳ）、本指定（補正）を終了する。一方、通算回数が基準回数に達していれば、Ｓ１４３に戻り指定（補正）を続ける。
【０２４１】
以上のように脈流の電流値に基づくデューティ比の補正を行うことが可能である。
このことにより、商用電源４１の電圧変動などをいち早く検知し、それによる照明ユニット８が受ける影響を避けることが可能となる。
【０２４２】
これは、上記のように照明ユニット８においては、測定部４３を流れる電流（瞬時値）を監視し、あらかじめ測定した測定部４３を流れる電流（平均値）に基づき、デューティ比の制御を行うことにより補正を行う。
【０２４３】
このことから、商用電源４１の電圧が高くなった場合においても、照明ユニット８の測定部４３を流れる電流値（瞬時値）が高くなることにより、発光部４７の動作点が高くなってしまう（すなわち、発光強度が強くなってしまう）ことを避けることができる。もちろん、商用電源４１の電圧が低くなった場合にも対応可能である。
【０２４４】
このことは、発光部４７の発光強度の変動を避け、照明ユニット８の利用者に対して安定した照明を提供することはもとより、商用電源４１の電圧変動による電源装置２、光源ユニット３（発光部４７）の故障を避けることに対しても効果がある。
【０２４５】
照明ユニット８は、固体発光素子３２を使用している。固体発光素子３２の特徴のひとつは、長寿命性であり、この性能を完全に享受する意味でも電源装置２、光源ユニット３（発光部４７）の故障を防ぐことは重要である。
【０２４６】
図１８は、電源装置２を構成する基板２１の概略構造を示す図である。電源装置２の筐体５に収納される基板２１は、回路素子が実装される実装前基板であり、図１８（ａ）に示すメイン基板１５１と、図１８（ｂ）に示すサブ基板Ａ１５２及びサブ基板Ｂ１５３とにより構成される。ここで、サブ基板の数はこれに限らず、自由に設定してよいことは言うまでもない。
【０２４７】
メイン基板１５１は、円形状である。図１８（ａ）は、メイン基板１５１の実装面となる方向から見た図である。サブ基板Ａ１５２およびサブ基板Ｂ１５３は、半円形状である。図１８（ｂ）は、メイン基板１５１の実装面となる方向から見た図である。
【０２４８】
図１９は、電源装置２を構成する基板２１に各種回路素子を実装した場合の図である。図１９では、メイン基板１５１、サブ基板Ａ１５２及びサブ基板Ｂ１５３に変圧器６０など、図２に示す照明ユニット８における電源装置２を構成する回路素子を実装している。
【０２４９】
図１９（ａ）は、メイン基板１５１を実装面となる方向から見た図である。図１９（ａ）は、ハッチングされている部分が電源装置２を構成する各種回路素子を示し、電源装置２を構成する各種回路素子が実装されたメイン基板１５１を示している。
【０２５０】
一方、図１９（ｂ）は、サブ基板Ａ１５２およびサブ基板Ｂ１５３を実装面となる方向から見た図である。図１９（ａ）は、ハッチングされている部分が電源装置２を構成する各種回路素子を示し、電源装置２を構成する各種回路素子が実装されたサブ基板Ａ１５２およびサブ基板Ｂ１５３を示している。
【０２５１】
なお、サブ基板Ｂには、マイコンユニット４６を構成する部品（コントローラユニット６９、電源部１０１、フォトカプラ（不図示）など）が実装される。
【０２５２】
図２０は、メイン基板１５１とサブ基板Ａ１５２およびサブ基板Ｂ１５３とがお互いの実装面で対向して配置されたことを示す図である。図２０は、図１９（ａ）に示す各種回路素子が実装されたメイン基板１５１の実装面と、図１９（ｂ）に示す各種回路素子が実装されたサブ基板Ａ１５２およびサブ基板Ｂ１５３の実装面とが向かい合うように配置されている。ここで、肝要なことは、図２０に示すようにメイン基板１５１の実装面上にサブ基板Ａ１５２、及びサブ基板Ｂ１５３の実装面が対向するように配置した際、実装された各種回路素子同士が干渉しないようにすることである。
【０２５３】
したがって、メイン基板１５１の実装面と、サブ基板Ａ１５２及びサブ基板Ｂ１５３の実装面とがなす距離は、メイン基板１５１およびサブ基板Ａ１５２及びサブ基板Ｂ１５３らに実装される各種回路素子のうち最も高さが高い回路素子（ここでは変圧器６０）と略同一となる。
【０２５４】
ここで、変圧器６０は、変圧器６１に対して、前述のように電気容量が大きい変圧器であるがため、大きさも大きい（高さも高い）。
【０２５５】
また、メイン基板１５１の実装面上にサブ基板Ａ１５２、及びサブ基板Ｂ１５３の実装面が対向するように載せた際、メイン基板１５１から、サブ基板Ａ１５２及びサブ基板Ｂ１５３がはみ出すことなく、完全に載るようにすることが肝要である。
【０２５６】
以上のようにすることにより、電源装置２の高さを、電源装置２を構成する最も高い回路素子（ここでは、変圧器６０）とほぼ等しく、十分な小型化を実現することが可能となる。
【０２５７】
ここで、上述のように電源装置２は、固体発光素子（ここではＬＥＤ）を用いた照明装置への適用を前提にしている。個々のＬＥＤは非常に小型であり、それ故、従来の蛍光ランプなどを使用した照明装置では実現できなかった、小型、かつデザイン性の高い照明装置を、ＬＥＤを使用することで実現できる。そのため、電源装置２もできるだけ小型化し、照明ユニット８の組み込みを容易にする必要がある。これは、照明ユニット８を構成する電源装置２の照明ユニット８に対して占める体積割合を非常に小さくすることで実現される。
【０２５８】
ところで、特開２００４−３０３４３１号公報記載のバックライト装置内の直流電源は、上述のとおり小型化については明記されていない。それ故、ＬＥＤを用いた照明装置への適用は、特開２００４−３０３４３１号公報記載のバックライト装置内の直流電源では実現できない。
【０２５９】
一方、本発明における電源装置２は、電源装置２の構成に必要な回路素子が高密度化され実装されているため、非常にコンパクトとなり、ＬＥＤを用いた小型の照明ユニット８を実現するのに好適である。それ故、その産業的価値は大きいと考える。
【０２６０】
以上、説明したように本発明の可視光通信システム１は、青色発光のＬＥＤベアチップの発光方向に黄色蛍光体を設置することにより擬似白色を得るハイパワーＬＥＤを使用した照明ユニット８から送信される可視光通信信号を、青色発光のＬＥＤベアチップからの発光のみを透過する波長フィルター１４３を介して、受光する。このことにより、応答速度が遅い黄色蛍光体の影響が排除され、高速な可視光通信を実現することが可能となる。
【０２６１】
ところで、特開２００７−８１７０３号公報記載の可視光通信システムにおいては、赤色、緑色、青色のＬＥＤをそれぞれ具備し、それらを独立して発光制御することによって、多重化した可視光信号を送信することが可能であるとされている。このことにより、高速通信を可能とした可視光通信システムを提供できるとされている。しかしながら、ハイパワーＬＥＤを使用することで実現するＬＥＤ照明装置においては、通常白色発光のハイパワーＬＥＤを使用する。したがって、赤色、緑色、青色のＬＥＤを使用する特開２００７−８１７０３号公報記載の可視光通信システムの実用性には疑問がある。
【０２６２】
一方、本発明の可視光通信システム１は、通常の白色発光のハイパワーＬＥＤ（青色発光のＬＥＤベアチップの発光方向に黄色蛍光体を設置することにより擬似白色を得るハイパワーＬＥＤ）を用いて構成することができ、真に実用的な高速通信を可能とした可視光通信システムである。
【０２６３】
また照明ユニット８に備えられる電源装置２については、２つの巻線比の異なる変圧器を搭載することにより、高い力率と、高い電源効率を同時に実現している。また、寿命特性において不安のある電解コンデンサを使用していない。そのため、高い安定性を実現している。
【０２６４】
なお、本発明の可視光通信システム１は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で自由に変形して実施することができる。
【０２６５】
例えば、使用するＬＥＤを、紫外光を発光するＬＥＤベアチップと、その発光方向に青、赤、緑を発光する蛍光体を設置することにより白色を得るタイプのものとしてよい。この場合、波長フィルター１４３は、紫外光を発光するＬＥＤベアチップの発光波長のみを透過するように構成すればよい。
【０２６６】
また、目標動作点の設定を、光源ユニット３内の温度を指標として行ってもよい。固体発光素子３２は、温度が高くなることにより故障が発生するリスクがある。
【０２６７】
このことを避けるため、光源ユニット３内に温度センサ（サーミスタ）などを付加し、コントローラユニット６９にて、その温度を監視する。その上で、温度が異常に上昇した場合は、目標動作点を低く設定することで、温度を低下させ固体発光素子３２の故障を防ぐ。
【０２６８】
また、変圧器は３つ以上具備してもよい。例えば、昇圧を行う変圧器、等倍の変圧を行う変圧器、降圧を行う変圧器の３つを具備してもよい。
【０２６９】
整流部４２から出力される脈流の電圧値（瞬時値）が第１の閾値以上であれば、降圧を行う変圧器により変圧を行い、第２の閾値以上、第１の閾値未満であれば、等倍の変圧を行う変圧器により変圧を行い、第２の閾値未満であれば昇圧を行う変圧器により変圧を行う。なお、第１の閾値は、第２の閾値より高い値であり、これらは光源ユニット３などの構成に基づき設定する。
【０２７０】
このようにすることによっても、当然に力率を向上し、電源効率が高い固体発光素子を利用した照明装置に最適な電源装置を得ることができる。
【０２７１】
また、電源装置２の形状を円柱型としたが、メイン基板１５１とサブ基板Ａ１５２とサブ基板Ｂ１５３とを長方形状とし、角柱形状としてもよい。
【０２７２】
発明者らの試作においては、発光部４７に供給される電力を最大１００Ｗとして設計した場合、略箸箱程度の大きさにおいて電源装置２を実現することが可能であった。
【０２７３】
また、電源装置２は、ＬＥＤのみでなくＥＬを駆動する電源としても好適である。更に、固体発光素子の駆動のみならず、力率の悪い負荷（例えば、容量性の大きい負荷）を駆動する電源装置としても好適である。
【産業上の利用可能性】
【０２７４】
本発明は、照明装置に適用でき、特に、交流電源を利用した光源にＬＥＤなどの固体発光素子を用いた照明装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２７５】
【図１】本発明の可視光通信システム１の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の電源装置２の構造を示す断面図である。
【図３】本発明の光源ユニット３の構造を示す断面図である。
【図４】本発明の受光ユニット４の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の照明ユニット８の照明領域（照射領域）を示す模式図である。
【図６Ａ】固体発光素子３２として用いるハイパワーＬＥＤの発光波長の分布の一例を示す図である。
【図６Ｂ】波長フィルター１４１の透過特性の一例を示す図である。
【図７】本発明の照明ユニット８の機能ブロック図である。
【図８】本発明の照明ユニット８の概略回路構成を示す図である。
【図９】本発明の電源装置２内の交流を整流するダイオードブリッジの出力波形を説明する図である。
【図１０】本発明の電源装置２内のＢ、Ｂ’間の電圧波形を説明する図である。
【図１１】本発明の電源装置２内の抵抗５５に流れる電流波形を説明する図である。
【図１２】本発明の照明ユニット８の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の照明ユニット８のデューティ比の決定方法を示すフローチャートである。
【図１４】基準動作点について説明する説明図である。
【図１５】本発明の発光部の実際に検出された動作点が、基準動作点からの所定動作範囲を外れてしまった場合に目標動作点が再設定されることを説明する図である。
【図１６】本発明の照明ユニット８の制御信号を作成する方法を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の照明ユニット８の脈流の平均値に基づくデューティ比の指定（補正）方法を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の電源装置２を構成する基板の概略構造を示す図である。
【図１９】本発明の電源装置２を構成する基板に各種回路素子を実装した場合の図である。
【図２０】本発明の電源装置２を構成するメイン基板とサブ基板とがお互いの実装面で対向して配置されたことを示す図である。
【符号の説明】
【０２７６】
１  可視光通信システム
２  電源装置
３  光源ユニット
４  受光ユニット
５  筐体
６  コンセント
７  接続ケーブル
８  照明ユニット
２１、３３、３３ａ、３３ｂ  基板
３１、１４１  筐体部
３２  固体発光素子
３４  保護用透光板
３５  光学素子
３６  支持体
４１  商用電源
４２  整流部
４３  測定部
４４  選択部
４５  検出部
４６  マイコンユニット
４７、４７ａ、４７ｂ  発光部
５１、５２  インダクター
５３、６４  コンデンサ
５４  ダイオードブリッジ
５５、６５、６６  抵抗
５６、５８  ドライバ
５７、５９  ＦＥＴ
６０、６１、６７  変圧器
６２、６３、６８  ダイオード
６９  コントローラユニット
１０１  電源部
１４２  受光素子
１４３  波長フィルター
１５１  メイン基板
１５２  サブ基板Ａ
１５３  サブ基板Ｂ
２０１、２０２  領域
【図１】
2009077344.tif 000003
【図２】
2009077344.tif 000004
【図３】
2009077344.tif 000005
【図４】
2009077344.tif 000006
【図５】
2009077344.tif 000007
【図６Ａ】
2009077344.tif 000008
【図６Ｂ】
2009077344.tif 000009
【図７】
2009077344.tif 000010
【図８】
2009077344.tif 000011
【図９】
2009077344.tif 000012
【図１０】
2009077344.tif 000013
【図１１】
2009077344.tif 000014
【図１２】
2009077344.tif 000015
【図１３】
2009077344.tif 000016
【図１４】
2009077344.tif 000017
【図１５】
2009077344.tif 000018
【図１６】
2009077344.tif 000019
【図１７】
2009077344.tif 000020
【図１８】
2009077344.tif 000021
【図１９】
2009077344.tif 000022
【図２０】
2009077344.tif 000023