JP4983627B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は可視光通信手段を有する照明装置に関する。

近年、可視光を用いて通信を行う可視光通信手段が使われている。可視光通信とは、信号を光源の明滅又は照度の変動として送受信する通信のことであり、光が届く範囲内で有効であり、無線機能を有するにも拘わらず日本の電波法に触れないと言う有利な点がある。

可視光通信に用いられる光源は、光の明滅や照度の変動が、人の視覚では感じない速度で行うことができる発光体が望ましく、具体的にはＬＥＤ発光素子や有機ＥＬ発光素子などが用いられている。

このような可視光通信を用いた例として、特許文献１には照明という発光手段を活用した通信システムが開示されている。また、特許文献２ではＬＥＤを用いた光空間伝送装置が開示されている。
特開２００４−３１２３９３号公報 特開２００２−２９０３３５号公報

上記特許文献１に使用する照明用の光源は、面発光型半導体レーザを用いていることが記載されている。また特許文献２ではＬＥＤ発光素子を用いていることが記載されている。

しかし、照明装置としての光源は、光が広く行き渡り、人間の目に優しい面発光型の有機ＥＬ発光素子が望ましい。

ここで、ＬＥＤ発光素子は、通信レートが１ＫＨｚ〜１ＭＨｚである第１の通信レートの信号に対して応答可能である。しかし、有機ＥＬ発光素子は、その主成分がリン光からなり、減衰時間が１０^-3〜１０秒程の長い残光を示す発光成分を有している。そのため、通信レートが５００Ｈｚ〜１ＫＨｚ程の、第２の通信レートの範囲内の信号しか応答できないという問題がある。

本発明の目的は、第１の通信レートに対応しない光源であっても、通信が可能な可視光通信手段を備えた照明装置を提供することである。

上記課題は、下記構成によって達成できる。
１．１ＫＨｚ〜１ＭＨｚの第１の通信レートの信号により駆動させる第１の光源と、５００Ｈｚから１ＫＨｚ未満の第２の通信レートの信号により駆動させる第２の光源の少なくとも２つ以上の光源を有する可視光通信が可能な照明装置であって、
前記第１の光源を駆動させる第１の通信レートの信号の、繰り返し部分の信号を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記繰り返し部分の信号を、１サイクルとして前記第２の通信レートの信号に変換する変換部と、
前記変換部により変換された前記繰り返し部分の信号を用いて、前記第２の光源を駆動する光源駆動部と、
を有することを特徴とする照明装置。
２． 前記照明装置が、該照明装置を点灯する電源の電源コードに信号を重畳させる重畳手段と、前記重畳手段により重畳された信号を分離する信号分離部と、前記信号分離部から分離された信号の通信レートの帯域をさらに前記第１の通信レートの信号と前記第２の通信レートの信号とに分離する帯域分離部とを有し、
前記光源駆動部が、該分離した第２の通信レートの信号により前記第２の光源を駆動することを特徴とする１に記載の照明装置。
３．前記繰り返し部分の信号を保存するメモリ部を有することを特徴とする１または２に記載の照明装置。
４．前記信号を保存するメモリ部の容量を可視光通信により送信可能なことを特徴とする３に記載の照明装置。
５．前記信号を保存するメモリ部の容量を前記電源コードに重畳させる手段により送信可能なことを特徴とする３または４に記載の照明装置。
６．前記メモリ部に保存された前記繰り返し部分の信号を、定期的にリフレシュするリフレッシュ部を有することを特徴とする１乃至３の何れかに記載の照明装置。
７．前記信号をリフレッシュするリフレッシュ頻度を可視光通信により送信可能なことを特徴とする６に記載の照明装置。
８．前記信号をリフレッシュするリフレッシュ頻度を前記電源コードに重畳させる手段により送信可能なことを特徴とする６または７に記載の照明装置。
９．前記帯域分離部は、通信レートに応じて前記第１の通信レートまたは前記第２の通信レートを選択する選択部を有することを特徴とする１または２に記載の照明装置。
１０．前記少なくとも２つ以上の光源は、ＬＥＤ発光素子、及び有機ＥＬ発光素子を含むことを特徴とする１に記載の照明装置。

第１の通信レートの信号の、繰り返し部分の信号を検出し、その信号を１サイクルとして第２の通信レートの信号に変換し、第２の光源に重畳させることにより、第１の通信レートに対応しない光源を用いた照明装置であっても可視光通信が可能となる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限らない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。

図１は、本発明に係る照明装置の構成を示す図である。

照明装置に電源を供給する電源コードに、パーソナルコンピュータ（パソコンという）ＰＣなどから送信された情報信号を、重畳手段２０を用いて重畳させている。重畳された情報信号は信号分離部２１にて電源供給ライン（破線で表示）と、信号ライン（実線矢印で表示）とに分離される。信号ラインからの信号は、通信レートに応じて１ＫＨｚ〜１ＭＨｚ（第１の通信レートという）帯と、５００Ｈｚ〜１ＫＨｚ（第２の通信レートという）帯とを帯域分離部２２にて、それぞれの通信レートに分離される。

帯域分離部２２によって分離された第１の通信レートの情報信号は、第１の照明装置１に用いている光源１１の明滅を駆動させる第１の光源駆動回路部１１０に送信される。

帯域分離部２２によって分離された第２の通信レートの情報信号は、第２の照明装置２に用いている光源１２の明滅を駆動させる第２の光源駆動回路部２１０に送信される。

本発明は、光の減衰時間が長い発光素子を光源とする照明装置（本実施の例では第２の照明装置２に相当する）を用いて、第１の通信レートの帯域にある情報信号を送信しようとするものである。

第１の通信レートに含まれる情報信号には、天気予報や、交通情報などのような一定時間同じ情報を繰り返し送信している情報などがある。

図２は、第１の通信レートの、信号の中に同じ信号が繰り返し使われていることを波形にして示した図である。このような繰り返し信号は情報量が５０ＫＢ程度で済むので、第２の通信レートでも１分以内に情報が伝達することが可能であり、例えば有機ＥＬ素子を使った照明装置でも光の明滅などにより信号の送信を行うことができる。

図３は、繰り返し信号検出部３と、繰り返し信号検出部３から検出された繰り返し部分の信号を１サイクルとして、第２の通信レートの信号に変換する変換部７と、繰り返し部分の信号を保存するメモリ部４と、所定の時間経過した後、メモリ部４に保存された信号を消去するリフレッシュ部５を示す図である。

メモリ部４から送信された信号は、第２の光源駆動回路部２１０によって光源１２を明滅または光量を変化させて可視光通信として機能させる。

センサ６は、外部の可視光通信手段から送られてくる光量を受光する。センサ６が受光した光量は帯域分離部２２に送られる。帯域分離部２２は光量の変化を信号として変換する光量変換部２２２を有し、光量変換部２２２から送られた信号をパソコンなどに送信する。パソコンなどが受信した信号が、新たに情報として発信する場合は再度可視光通信として情報を発信する。情報として表示する場合は、パソコンなどの表示部を用いて表示する。

帯域分離部２２は、外部の可視光通信手段からの信号がパソコンなどを通さずに送受信を行う情報かどうかを検出する機能を有している。もし、パソコンなどを通さない情報のとき、帯域分離部２２は受信した信号の通信レートを検出する。検出した通信レートは、帯域分離部２２が有する選択部２２１にて第１の通信レートかまたは第２の通信レートの帯域かを選択する。第１の通信レートの帯域は、繰り返し信号検出部３によって、繰り返し部分の信号があると検出されたときは、その部分を変換部７によって第２の通信レートに変換し、第２の照明装置によって可視光通信を行う。繰り返し部分の信号が無いときは第１の照明装置によって可視光通信を行う。

また、繰り返し部分をから次の繰り返しまでに、情報量がメモリをオーバーしてしまった場合は、そのメモリの容量いっぱいまでの情報を、第２の通信レートで繰り替し送信することが望ましい。

そして、次回のリフレッシュの時には、その時点から、繰り返し部を検出し、メモリへの記録動作を繰り返し行うこととする。

また、帯域分離部２２で検出された通信レートが第２の通信レートであった場合、第１の通信レートかまたは第２の通信レートの何れでも可視光通信を行うことが可能である。その場合、効率的に通信を行うためには第１の通信レートに変換することが望ましい。

以上のように、本発明は第１の通信レートの、繰り返し部分の信号を検出し、その信号を１サイクルとして第２の通信レートの信号に変換し、第２の通信レートの信号に対応する光源に重畳させることにより、第１の通信レートに対応しない光源を用いた照明装置であっても可視光通信が可能となる。

ここで、メモリの容量が小さい、あるいは、メモリのリフレッシュの頻度が少ない場合は、本装置から送信できる情報の量が少ない、あるいは情報の鮮度が低いといった問題が起こる可能性がある。

そのような問題をあらかじめ回避するためには、本装置の搭載するメモリ、あるいはリフレッシュ頻度が本装置に表示されていることが望ましい。そうすれば、情報をその容量内に納める、また、情報のリフレッシュの頻度に応じて情報の有効期限などを情報送出側で判断し、制御することが可能になる。

また、送出する情報量が多量でメモリをオーバーする場合であっても、繰り返し部分の直後にテキスト情報など、容量が少なく重要な情報をメモリの範囲内に収まるように配置し、その後に大容量の動画情報を配置し、その後に繰り返し部分を配置するなど情報の構成を工夫することができる。これにより、第２の通信レートでも、重要のなテキスト情報を送信することができる。

本装置においては、メモリの容量が小さい、あるいは、メモリのリフレッシュの頻度が可視光通信により送信することができるため、外部よりそのような判断や制御を行うことが可能になる。

さらに、電源コードに重畳する信号により外部に本装置の搭載するメモリ、あるいはリフレッシュ頻度が送信されることにより、外部よりそのような判断や制御を行うことが可能になる。

このようにして、パソコンＰＣから適切な情報量、情報変更頻度をもつ情報を本装置に送信することにより、有機ＥＬに限らず、残光の長い光源を可視光通信の送信装置として有効に活用することができる。
また、リン光が主成分であるような、残光の長い光源は、大光量を指向性なく照射するのに向いており、ＬＥＤ発光素子は、高速の通信が可能であるが、指向性が強く、大面積を照らすのには不向きである。

本装置は、複数の光源を組み合わせることで、通信広範囲の広い可視光通信と高速の可視光通信を両立させることができる。これを道案内の看板の照明のようなものに適応すれば、広範囲に道案内のテキスト情報のように容量が少なく重要な情報を送信し、看板の近く（狭い範囲）においては、詳細な大容量の動画による道案内の情報を送信するなど、道案内を欲する物にとっての利便性が増す。

本発明に係る照明装置の構成を示す図である。 第１の通信レートの、信号の中に同じ信号が繰り返し使われていることを波形にして示した図である。 繰り返し信号検出部３と、変換部７と、メモリ部４と、リフレッシュ部５を示す図である。

符号の説明

１ 第１の照明装置
２ 第２の照明装置
３ 信号検出部
４ メモリ部
５ リフレッシュ部
６ センサ
７ 変換部
２１ 信号分離部
２２ 帯域分離部
１１０ 第１の光源駆動回路部
２１０ 第２の光源駆動回路部
２２１ 選択部
２２２ 光量変換部

Claims (10)

1. １ＫＨｚ〜１ＭＨｚの第１の通信レートの信号により駆動させる第１の光源と、５００Ｈｚから１ＫＨｚ未満の第２の通信レートの信号により駆動させる第２の光源の少なくとも２つ以上の光源を有する可視光通信が可能な照明装置であって、
   前記第１の光源を駆動させる第１の通信レートの信号の、繰り返し部分の信号を検出する検出部と、
   前記検出部により検出された前記繰り返し部分の信号を、１サイクルとして前記第２の通信レートの信号に変換する変換部と、
   前記変換部により変換された前記繰り返し部分の信号を用いて、前記第２の光源を駆動する光源駆動部と、
   を有することを特徴とする照明装置。
2. 前記照明装置が、該照明装置を点灯する電源の電源コードに信号を重畳させる重畳手段と、前記重畳手段により重畳された信号を分離する信号分離部と、前記信号分離部から分離された信号の通信レートの帯域をさらに前記第１の通信レートの信号と前記第２の通信レートの信号とに分離する帯域分離部とを有し、
   前記光源駆動部が、該分離した第２の通信レートの信号により前記第２の光源を駆動することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記繰り返し部分の信号を保存するメモリ部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記信号を保存するメモリ部の容量を可視光通信により送信可能なことを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
5. 前記信号を保存するメモリ部の容量を前記電源コードに重畳させる手段により送信可能なことを特徴とする請求項３または４に記載の照明装置。
6. 前記メモリ部に保存された前記繰り返し部分の信号を、定期的にリフレシュするリフレッシュ部を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の照明装置。
7. 前記信号をリフレッシュするリフレッシュ頻度を可視光通信により送信可能なことを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
8. 前記信号をリフレッシュするリフレッシュ頻度を前記電源コードに重畳させる手段により送信可能なことを特徴とする請求項６または７に記載の照明装置。
9. 前記帯域分離部は、通信レートに応じて前記第１の通信レートまたは前記第２の通信レートを選択する選択部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
10. 前記少なくとも２つ以上の光源は、ＬＥＤ発光素子、及び有機ＥＬ発光素子を含むことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。

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