CN103988583A - 照明器具和使用该照明器具的可见光通信系统 - Google Patents

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Abstract

照明器具被配置为对配备有发光元件(2)的光源(11)的光强度进行调制并且将通信信号叠加在光源(11)的照明光上。该照明器具包括：主电源(3)，其被配置为基于调光信号来对光源(11)进行调光；开关元件(Q1)，用于对从主电源(3)供给至光源(11)的输出电流进行调制；阻抗元件(Rx)；通信电路(7)；以及控制电源(8)。通信电路(7)被配置为控制开关元件(Q1)以将调制信号叠加在从光源(11)发射的照明光上。控制电源(8)被配置为向通信电路(7)供给电力。控制电源(8)的两个输入端中的一端连接至阻抗元件的一端。

Description

照明器具和使用该照明器具的可见光通信系统
技术领域
本发明涉及被配置为通过调制光源的光强度以将通信信号叠加在该光源的照明光上来进行可见光通信的照明器具和使用该照明器具的可见光通信系统。
背景技术
日本专利申请公开2011-34713(以下称为“文献1”)公开了配备有通过使用照明光来传输通信信号的可见光通信功能的照明器具。该照明器具包括：光源部基板，其上安装有光源部；点亮电路基板，其与光源部基板电连接并且对光源部进行点亮控制；以及可见光通信控制基板，用于将通信信号叠加在来自光源部的出射光上。在该照明器具中，可见光通信控制基板可拆卸地配置在点亮电路基板和光源部基板之间，因此其设计在具有可见光通信功能的器具和不具有可见光通信功能的器具之间可以是共通的。从点亮电路基板的输出端子部供给可见光通信控制基板的控制用电源。
然而，在可见光通信控制基板中的调制所用的开关元件断开的情况下，向着光源部的发光元件(LED)的负载电压被遮断，因此文献1的照明器具被置于相对于光源部实质无负载的状态。如果光源部被置于无负载状态，则点亮电路基板中的电源单元的输出端子部两端的电压有可能急剧上升。也就是说，对于电源是商用电源AC(交流)的一般电源单元，使用具有用于改善输入电流的失真的升压功能的PFC(功率因数校正)电路，因此如果光源部被置于无负载状态，则电源单元的输出端子部两端的电压上升到PFC电路的输出电压附近。如果电源单元的输出端子部两端的电压上升，则向着可见光通信控制基板的控制用电源部的输入电压也上升，这造成电路损失。为了抑制电路损失，需要在电源单元和控制用电源部上安装耐压性高的高价部件或许多部件，这导致制造成本高。安装这些部件还需要复杂的电路设计，因此点亮电路变得大型化，由此导致照明器具的小型化困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种照明器具和使用该照明器具的可见光通信系统，其中该照明器具能够使主电源的电源电压和向着控制电源的输入电压变得稳定，在该主电源和控制电源上使用通用的电路组件，并且实现简单的电路设计、低成本化和小型化。
本发明是一种照明器具，其被配置为通过对包括发光元件(2)的光源(11)的光强度进行调制以将通信信号叠加在所述光源(11)的照明光上，来进行可见光通信。所述照明器具包括：主电源(3)，其被配置为基于调光信号来控制流经所述光源(11)的负载电流，以对所述光源(11)进行调光；开关元件(Q1)，其被配置为对从所述主电源(3)向着所述光源(11)所供给的输出电流进行调制；阻抗元件(Rx)，其与所述开关元件(Q1)并联连接；通信电路(7)，其被配置为控制所述开关元件(Q1)的接通和断开，以将调制信号叠加在从所述光源(11)出射的照明光上；以及控制电源(8)，其被配置为向所述通信电路(7)供给电力。所述控制电源(8)的两个输入端中的一端连接至所述阻抗元件(Rx)的一端。
在实施例中，所述控制电源(8)的两个输入端连接至所述阻抗元件(Rx)的两端。
在实施例中，所述控制电源(8)的两个输入端连接至所述光源(11)的两端。
在实施例中，所述控制电源(8)的两个输入端连接至所述主电源(3)的两端。
在实施例中，所述照明器具还包括切换开关电路(9)，所述切换开关电路(9)被配置为进行以下操作：从所述阻抗元件(Rx)的两端、所述光源(11)的两端、以及所述主电源部(3)的两端中选择电压最接近所述通信电路(7)的电源电压的两端；以及使所选择的两端连接至所述控制电源(8)的输入端。
在实施例中，所述开关元件(Q1)是由MOSFET构成的第一开关元件，以及在所述第一开关元件(Q1)和所述阻抗元件(Rx)之间设置有与所述第一开关元件(Q1)不同的第二开关元件(Q2)。优选地，所述第一开关元件和所述第二开关元件(Q1和Q2)各自包括N沟道型MOSFET。
本发明的一种可见光通信系统，包括：上述的照明器具；以及接收机(20)，其被配置为接收从所述照明器具所发送来的通信信号。
在本发明中，阻抗元件(Rx)与开关元件(Q1)并联连接，因此在开关元件(Q1)断开的情况下，防止了光源(11)被置于无负载状态，由此使主电源(3)的电源电压和向着控制电源(8)的输入电压稳定。另外，可以对于主电源(3)和控制电源(8)使用共通的电路组件，并且实现简单的电路设计、照明器具的低成本化和小型化。
附图说明
现在将进一步详细说明本发明的优选实施例。通过以下的详细说明以及附图将更好地理解本发明的其它特征和优点。
图1A、1B和1C分别是根据本发明的一个实施例的照明器具的顶视图、侧视图和底视图。
图2是该照明器具所使用的点亮电路的电路图。
图3A～3C示出该照明器具中的光源的负载电流和叠加在该负载电流上的调制信号的动作波形。
图4是一个实施例中的点亮电路的电路图。
图5是一个实施例中的点亮电路的电路图。
图6是一个实施例中的点亮电路的电路图。
图7是一个实施例中的点亮电路的电路图。
图8是一个实施例中的点亮电路的电路图。
图9是一个实施例中的点亮电路的电路图。
图10是一个实施例中的点亮电路的电路图。
图11A是根据本发明的一个实施例的可见光通信系统的侧视图，并且图11B是该系统所使用的接收机的正视图。
具体实施方式
参考图1～3来说明根据本发明的第一实施例的照明器具。图1A～1C示出嵌入天花板等的筒灯作为本实施例中的照明器具10的结构示例。照明器具10包括光源11、本体12、凸缘架13、端子台14和固定弹簧15。光源11包括安装在电路板上的多个发光元件，其中这多个发光元件各自例如是发光二极管(LED)2。本体12容纳有被配置为对多个LED2进行点亮、熄灭和调光的点亮电路1(参见后面所述的图2)。凸缘架13包括从内周缘向着上方延伸出的圆筒部131，并且被配置为通过将圆筒部131装配到天花板等中所形成的开口部内来将容纳光源11等的本体12固定至天花板等。端子台14与用以从商用电源AC接收电源供给的电源线相连接。固定弹簧15用于将凸缘架13固定至天花板等。
图2示出点亮电路1的电路结构，其中该点亮电路1被配置为通过对光源11的强度进行调制以将通信信号叠加在光源11的照明光上来进行可见光通信。点亮电路1包括主电源3，其中该主电源3被配置为基于调光信号来控制流经包括多个LED2的光源11的负载电流以对光源11进行点亮、熄灭和调光。主电源3包括：AC/DC转换器31，其被配置为将来自商用电源的AC电力转换成DC(直流)电力；电流感测电阻器4，其与光源11串联连接；恒流电路5，其被配置为放大电流感测电阻器4中的电压下降以获得放大信号；以及输出控制器6，其被配置为基于该放大信号来控制向着光源11的负载电流。在图2的示例中，光源11和阻抗元件(Rx)彼此串联连接，并且11和Rx的串联电路与电流感测电阻器4串联连接。11、Rx和4的组合电路连接在AC/DC转换器31的两个输出端之间。
点亮电路1包括：作为调制所用的阻抗元件的电阻器(Rx)，其与光源11串联连接；以及调制所用的开关元件(Q1)，用于对从主电源3向着光源11所供给的输出电流进行调制。例如，采用nMOSFET(N沟道型MOSFET)作为开关元件(Q1)。电阻器(Rx)与开关元件(Q1)并联连接。点亮电路1还包括通信电路7和控制电源8。通信电路7构成可见光通信电路7(VLC电路)，并且被配置为控制开关元件(Q1)的ON(接通)和OFF(断开)以将调制信号叠加在从光源11输出的照明光上。控制电源8被配置为向通信电路7供给电力。通信电路7和控制电源8的可见光通信电路形成在与主电源3的电路板和光源11的电路板不同的控制板上，以使得可以使该可见光通信电路与主电源3的输出端之间所连接的电路分离。简言之，阻抗元件(Rx)和开关元件(Q1)彼此并联连接，并且Rx和Q1的并联电路与光源11串联连接。Rx、Q1和11的组合电路连接在主电源3的输出端之间。具体地，电阻器(Rx)的两端(第一端和第二端)分别连接至开关元件(Q1)的两端(第一端和第二端)，并且电阻器(Rx)和开关元件(Q1)的第一端经由光源11连接至电源电路3的第一端，而电阻器(Rx)和开关元件(Q1)的第二端连接至电源电路3的第二端(电流感测电阻器4的第二端)。在图2的示例中，控制电源8是3端子稳压器，具有两个输入端(第一输入端和第二输入端)和两个输出端(第一输出端和第二输出端)，并且第二输入端和第二输出端构成共通端子。
控制电源8的两个输入端中的一端(共通端子)连接至电阻器(Rx)的一端(第二端)。在本实施例中，控制电源8的两个输入端连接至电阻器(Rx)的两端。具体地，在电阻器(Rx)的第一端和控制电源8的第一输入端之间连接有用于防止电流的逆流的二极管(D1)，并且平滑电容器C1与控制电源8的输入部并联连接。换句话说，阻抗元件(Rx)的第一端经由二极管(D1)连接至控制电源8的第一输入端，而阻抗元件(Rx)的第二端(具体为直接)连接至控制电源8的第一输入端。
AC/DC转换器31被配置为经由整流电路(未示出)对来自商用电源(AC)的交流电压进行整流，并且通过经由包括例如MOSFET的开关元件(Q0)进行切换并且经由平滑电容器(未示出)进行平滑来转换成直流电压。
作为光源11的多个LED2所采用的LED是例如白色LED的用于从照明器具10发射具有期望光色的照明光的LED，其中在这些白色LED的每一个中，GaN系蓝色LED芯片被YAG系黄色荧光体覆盖，由此通过使蓝色光和黄色光混合来发射白色光。然而，LED2不限于白色LED。可以任意组合具有诸如红色、绿色和绿色等的不同发光色的多个LED。可选地，可以采用各自使用有机发光材料的OLED作为光源。
恒流电路5包括：基准电压源(E1)，其负极连接至电流感测电阻器4的一端(第一端)；误差放大器51，其非反相输入端子和反相输入端子分别连接至基准电压源(E1)的正极和电流感测电阻器4的另一端(第二端)；以及相位补偿电路52，其配置在误差放大器51的输出端子和反相输入端子之间。在该结构中，误差放大器51将与电流感测电阻器4的电压下降和基准电压源(E1)的电源电压之间的差相对应的放大信号输出至输出控制器6。相位补偿电路52由作为积分元件的电阻器(R1)和电容器(C2)的串联电路构成，并且被配置为在使低频区域的增益上升并且还抑制高频区域的增益的同时，调整反馈信号的相位。例如，可以采用主电源3中的诸如MOSFET等的开关元件的接通电阻等作为电流感测电阻器4，并且还可以将用于对恒流电路5等的光源11进行恒流控制的结构并入主电源3。
输出控制器6由通用微计算机等构成，并且被配置为基于来自误差放大器51的放大信号来控制开关元件(Q0)的ON和OFF(切换)，以维持流经光源11的负载电流恒定。输出控制器6还被配置为基于例如从诸如远程控制单元等的被配置为输入调光操作的外部装置(未示出)所发送来的调光信号，通过对AC/DC转换器31的开关元件(Q0)进行切换，来利用PWM控制对光源11进行调光。也就是说，如图3A所示，输出控制器6被配置为交替重复负载电流流经光源11的时间段(ON时间段T1)和负载电流没有流经光源11的时间段(OFF时间段T2)。输出控制器6还被配置为通过调整ON时间段(T1)相对于作为ON时间段(T1)和OFF时间段(T2)的总和的时间段(T)的比率(ON占空比)，响应于调光信号来对光源11进行调光控制。上述PWM控制是作为主要的非通信期间的调光控制的示例，并且在后面所述的可见光通信期间，可以将调制信号叠加在与图3A所示的上述调光信号不同的调光控制信号上。
通信电路7由通用微计算机等构成，并且被配置为进行以下操作：响应于从照明器具10的外部所发送的二值信息信号，如图3B所示通过对光源11的光强度进行调制来生成要叠加在照明光上的预定的调制信号；以及将该调制信号供给至开关元件(Q1)的控制端子。将该调制信号的频率设置为至少高于调光信号的频率，以使得在调光信号的一个周期内包括多个波形。控制电源8包括DC/DC转换器，并且被配置为将来自主电源3(在本实施例为电阻器(Rx)两端的电压)的直流电压转换成具有适合于通信电流7的预定电压值的直流电压。
在该结构中，通信电路7被配置为进行以下操作：接收来自控制电源8的电力供给；以及通过基于预定的调制信号控制开关元件(Q1)的ON和OFF来进行是否使电阻器(Rx)连接至光源11的切换。具体地，在开关元件(Q1)接通的情况下，负载电流(I1)没有经由电阻器(Rx)流经光源11。另一方面，在开关元件(Q1)断开的情况下，负载电流(I2)经由电阻器(Rx)流经光源11。因此，如图3C所示，开关元件(Q1)接通的情况下的负载电流(I1)的电流值大于开关元件(Q1)断开的情况下的负载电流(I2)的电流值。因而，可以通过改变流经光源11的负载电流的大小来调制光源11的光强度，以将通信信号叠加在光源11的照明光上。
即使在开关元件(Q1)断开的情况下，由于存在与开关元件(Q1)并联连接的电阻器(Rx)，因此从主电源3向着光源11的负载电压也没有被遮断。因此，在点亮电路的电路上光源11没有被置于无负载状态，并且主电源3的电源电压也没有上升。电阻器(Rx)的两端连接至控制电源8的两个输入端侧，因此将控制电源8的两个输入端之间的电压抑制为利用流经光源11的电流和电阻器(Rx)所确定的电压。例如，在控制电源8的输出电压为5V并且流经光源11的电流为500mA的情况下，如果电阻器(Rx)为10Ω，则控制电源8的输出电压变为与电阻器(Rx)两端的电压相同，由此减小电压差以抑制叠加有通信信号时的电力损失。因此，可以使主电源3的电源电压和向着控制电源8的输入电压稳定，并且还可以减少电路损失。另外，对于主电源3和控制电源8，可以不使用耐压性高的高价部件或多个部件，而是使用廉价的通用电路组件。此外，电路设计简单，因此可以实现点亮电路1和使用该点亮电路的照明器具10的低成本化和小型化。
参考图4和5来说明上述实施例的示例。这些示例中的点亮电路1包括使来自主电源3的电流向着与光源11并联连接的电阻器(R2和R3)分流的结构。
在图4所示的结构中，阻抗元件(Rx)和开关元件(Q1)彼此并联连接，并且Rx和Q1的并联电路与电阻器(R2和R3)串联连接。Rx、Q1、R2和R3的组合电路连接在电源电路3的两个输出端之间，并且还与光源11并联连接。二极管(D1)和电容器(C1)的串联电路与电阻器(R3和Rx)并联连接，并且电容器(C1)连接在控制电源8的两个输入端之间。具体地，电阻器(Rx)的两端(第一端和第二端)分别连接至开关元件(Q1)的两端(第一端和第二端)，并且电阻器(Rx)和开关元件(Q1)的第一端经由电阻器(R2和R3)的串联电路连接至电源电路3的第一端，而电阻器(Rx)和开关元件(Q1)的第二端连接至电源电路3的第二端(电流感测电阻器4的第二端)。
在图5所示的结构中，阻抗元件(Rx)和开关元件(Q1)彼此并联连接，并且Rx和Q1的并联电路与光源11串联连接且还与电阻器(R2和R3)的串联电路串联连接。Rx、Q1、11、R2和R3的组合电路连接在电源电路3的两个输出端之间。二极管(D1)和电容器(C1)的串联电路与电阻器(R3)和开关元件(Q1)并联连接，并且电容器(C1)连接在控制电源8的两个输入端之间。具体地，电阻器(Rx)的两端(第一端和第二端)分别连接至开关元件(Q1)的两端(第一端和第二端)，并且电阻器(Rx)和开关元件(Q1)的第一端经由电阻器(R2和R3)的串联电路和光源11连接至电源电路3的第一端，而电阻器(Rx)和开关元件(Q1)的第二端连接至电源电路3的第二端(电流感测电阻器4的第二端)。
简言之，在图4所示的结构中，电阻器(Rx)与电阻器(R2和R3)的串联电路串联连接。在图5所示的结构中，电阻器(Rx)与光源11串联连接。在这两个结构中，开关元件(Q1)与电阻器(R2和R3)的串联电路串联连接并且与电阻器(Rx)并联连接。其它结构与上述实施例相同。
这些示例各自具有与开关元件(Q1)并联连接的电阻器(Rx)、以及由电阻器(R1和R2)构成的分流电路，因此可以避免在点亮电路1的电路上在主电源3的两个输出端之间出现无负载状态。因此，与上述图2的实施例相同，即使在开关元件(Q1)断开的情况下，主电源3的电源电压也不会上升。结果，可以获得与上述实施例相同的效果。另外，来自主电源3的电流还流经由电阻器(R2和R3)构成的分流电路，因此即使在光源11开放的情况下也可以确保来自主电源3的电流路径。此时，由于向着开关元件(Q1)的施加电压减小了电阻器(R2和R3)的负载电压，因此可以降低施加于开关元件(Q1)的负荷。
参考图6来说明上述实施例的示例。在该示例的点亮电路1中，阻抗元件(Rx)和开关元件(Q1)彼此并联连接，并且Rx和Q1的并联电路与光源11串联连接。Rx、Q1和光源11的组合电路连接在电源电路3的两个输出端之间。具体地，电阻器(Rx)的两端(第一端和第二端)分别连接至开关元件(Q1)的两端(第一端和第二端)，并且电阻器(Rx)和开关元件(Q1)的第一端连接至电源电路3的第一端，而电阻器(Rx)和开关元件(Q1)的第二端经由光源11连接至电源电路3的第二端(电流感测电阻器4的第二端)。用于向通信电路7供给电力的控制电源8的两个输入端(第一输入端和共通端子)连接至光源11的两端。即使在通过接通和断开开关元件(Q1)来进行调制的情况下，向着光源11的负载电流的电流值也是二值的，因此从由恒流电路构成的主电源3所供给的平均电流是恒定的，并且流经光源11的平均电流也是恒定的。因此，在图6的示例中，控制电源8的两个输入端连接至恒定的平均电流所流经的光源11的两端，由此可以在控制电源8中获得稳定的输入电压。
参考图7来说明本实施例的示例。在该示例的点亮电路1中，阻抗元件(Rx)和开关元件(Q1)彼此并联连接，并且Rx和Q1的并联电路与光源11串联连接。Rx、Q1和11的组合电路连接在电源电路3的两个输出端之间，并且还与二极管(D1)和电容器(C1)的串联电路并联连接。具体地，电阻器(Rx)的两端(第一端和第二端)分别连接至开关元件(Q1)的两端(第一端和第二端)，并且电阻器(Rx)和开关元件(Q1)的第一端经由光源11连接至电源电路3的第一端，而电阻器(Rx)和开关元件(Q1)的第二端连接至电源电路3的第二端(电流感测电阻器4的第二端)。用于向通信电路7供给电力的控制电源8的两个输入端连接至主电源3的两端。具体地，控制电源8的第一输入端经由二极管(D1)连接至电源电路3的第一端，并且控制电源8的第二输入端连接至电源电路3的第二端。如图6的示例所述，从由恒流电路构成的主电源3所供给的平均电流是恒定的。因此，在图7的结构中，控制电源8的两个输入端连接至用于供给恒定的平均电流的主电源3的两端，由此可以在控制电源8中获得稳定的输入电压。
参考图8来说明本实施例的示例。除例如图2的结构以外，该示例的点亮电路1还具有作为比较选择电路的切换开关电路9。切换开关电路9被配置为进行以下操作：从电阻器(Rx)的两端、光源11的两端和主电源3的两端中选择电压最接近通信电路7的电源电压的两端；以及使所选择的两端连接至控制电源8的输入端。光源11两端的电压可以根据LED2的温度和点亮状态等而改变。主电源3的两个输出端之间的电压还可以根据主电源3的两个输出端之间的电路内的故障发生而改变。在图8的结构中，控制电源8的输入端连接至电阻器(Rx)的两端、光源11的两端和主电源3的两端中的电压最接近通信电路7的电源电压的两端，由此可以在控制电源8中获得稳定的输入电压。
参考图9和10来说明根据本发明的第二实施例的照明器具。在本实施例的照明器具10所使用的点亮电路1中，开关元件(Q1)是由nMOSFET(N沟道型MOSFET)构成的第一开关元件，并且在第一开关元件(Q1)和电阻器(Rx)之间设置有与第一开关元件(Q1)不同的第二开关元件(Q2)。
如上所述，通信电路7和控制电源8的可见光通信电路形成在与主电源3的电路板和光源11的电路板不同的控制板上，以使得可以使该可见光通信电路与主电源3的输出端之间所连接的电路分离开。也就是说，用户可以将具有可见光通信功能的控制板作为附加组件安装至照明器具10。然而，用户可能误使控制板逆连接至主电源3的电路板和光源11的电路板。在该逆连接中，由于采用具有内部二极管的MOSFET作为开关元件(Q1)，因此电流流经内部二极管侧但没有流经电阻器(Rx)侧。结果，光源11的附加电流不与利用电阻器(Rx)所设置的调光率(调制宽度)相对应，并且没有获得可见光通信所需的调光率(调制宽度)。
因此，除图2的结构以外，图9所示的结构还设置有开关元件(Q2)，其中该开关元件(Q2)由nMOSFET构成并且设置在开关元件(Q1)和电阻器(Rx)之间。具体地，开关元件(Q2)的两端(第一端和第二端)分别连接至电阻器(Rx)的第二端和开关元件(Q1)的第二端。开关元件(Q2)的控制端子(栅极)经由电阻器(R4)和逆流防止所用的二极管(D2)连接至控制电源8。在电阻器(R4)和光源11(电阻器(Rx)的第一端)之间还连接有逆流防止所用的二极管D3，并且在电阻器(R4)和开关元件(Q1)的第二端之间同样连接有逆流防止所用的二极管D4。在该结构中，除非正确地连接了具有可见光通信功能的控制板，否则如果没有向开关元件(Q2)的栅极施加正电压，则开关元件(Q1)和电阻器(Rx)没有相连接。
在图10的基本结构中，阻抗元件(Rx)和开关元件(Q1)彼此并联连接，并且Rx和Q1的并联电路与光源11串联连接。Rx、Q1和11的组合电路连接在电源电路3的两个输出端之间。具体地，电阻器(Rx)的两端(第一端和第二端)分别连接至开关元件(Q1)的两端(第一端和第二端)，并且电阻器(Rx)和开关元件(Q1)的第一端经由光源11连接至电源电路3的第一端，而电阻器(Rx)和开关元件(Q1)的第二端连接至电源电路3的第二端(电流感测电阻器4的第二端)。在该基本结构中，开关元件(Q2)与开关元件(Q1)串联连接，并且Q2和Q1的串联电路与电阻器(Rx)并联连接。在图10的示例中，由pMOSFET构成的开关元件(Q2)连接在开关元件(Q1)的漏极和电阻器(Rx)的第一端之间。在该结构中，除非向开关元件(Q1)的栅极施加正电压并且向开关元件(Q2)的栅极施加负电压，否则开关元件(Q1)没有通电。
也就是说，在本实施例中，如果没有正确地连接具有可见光通信功能的控制板，则开关元件(Q1)实质无法工作，并且无法将通信信号叠加在照明光上。也就是说，在用户将具有可见光通信功能的控制板添加至照明器具10的情况下，如果没有发送通信信号，则可以认为没有正确地连接该控制板。
参考图11A和11B来说明根据本发明实施例的可见光通信系统。本实施例的可见光通信系统由前述实施例的任意照明器具10、以及被配置为接收从照明器具10所发送来的通信信号的接收机20构成。如图11A所示，照明器具10嵌入天花板(C)，并且从光源11在向着地板(F)的方向上的预定范围内照射照明光(L)。
接收机20例如由如图11B所示的便携终端构成，并且包括用于接收从照明器具10所照射的照明光的由光电二极管等所构成的光接收部21。例如，接收机20还包括：显示部22，其由液晶显示器等构成；操作部23；以及信号处理电路(未示出)，用于基于照明光(L)的光强度来读取通信信号。如果采用具有触摸面板功能的显示器作为显示部22，则操作部23的功能可以在该显示部22中实现。光接收部21可以是包括CMOS传感器的照相机。也就是说，可以采用安装有用于读取通信信号的信号处理软件的一般便携电话作为接收机20。然而，接收机20不限于上述便携终端。接收机20还可以是具有其它结构的接收机。
在本实施例中，如图11A所示，如果用户(U)使用接收机20，则可以在照明器具10的照明范围内接收叠加在来自照明器具10的照明光上的通信信号。该通信信号包括位置信息、图像信息和语音信息等，并且用户(U)可以通过经由接收机20将通信信号中所包括的信息显示在显示部22上来获得该信息。
此外，本发明不限于上述实施例。可以对本发明应用各种变形。例如，控制电源8可以配备有备用电源(未示出)，其中该备用电源由二次电池和用于利用AC/DC转换器31的输出对二次电池进行充电的充电电路构成。除电阻器(Rx)以外，还可以采用LED作为阻抗元件。如果利用例如从备用电源供给的电力使LED点亮，则可以使LED用作由于灾害等发生停电而导致商用电源AC被切断的情况下的辅助光源。
尽管已经参考特定优选实施例说明了本发明，但本领域技术人员可以在没有背离本发明的真实精神和范围、即权利要求书的情况下进行多种修改和改变。

Claims (8)

1.一种照明器具，其被配置为通过对包括发光元件的光源的光强度进行调制以将通信信号叠加在所述光源的照明光上，来进行可见光通信，所述照明器具包括：
主电源，其被配置为基于调光信号来控制流经所述光源的负载电流，以对所述光源进行调光；
开关元件，其被配置为对从所述主电源向着所述光源所供给的输出电流进行调制；
阻抗元件，其与所述开关元件并联连接；
通信电路，其被配置为控制所述开关元件的接通和断开，以将调制信号叠加在从所述光源出射的照明光上；以及
控制电源，其被配置为向所述通信电路供给电力，
其中，所述控制电源的两个输入端中的一端连接至所述阻抗元件的一端。
2.根据权利要求1所述的照明器具，其中，所述控制电源的两个输入端连接至所述阻抗元件的两端。
3.根据权利要求1所述的照明器具，其中，所述控制电源的两个输入端连接至所述光源的两端。
4.根据权利要求1所述的照明器具，其中，所述控制电源的两个输入端连接至所述主电源的两端。
5.根据权利要求1所述的照明器具，其中，还包括切换开关电路，所述切换开关电路被配置为进行以下操作：
从所述阻抗元件的两端、所述光源的两端、以及所述主电源部的两端中选择电压最接近所述通信电路的电源电压的两端；以及
使所选择的两端连接至所述控制电源的输入端。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的照明器具，其中，
所述开关元件是由MOSFET构成的第一开关元件，以及
在所述第一开关元件和所述阻抗元件之间设置有与所述第一开关元件不同的第二开关元件。
7.根据权利要求6所述的照明器具，其中，所述第一开关元件和所述第二开关元件各自包括N沟道型MOSFET。
8.一种可见光通信系统，包括：
根据权利要求1至7中任一项所述的照明器具；以及
接收机，其被配置为接收从所述照明器具所发送来的通信信号。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104320896A (zh) * 2014-11-23 2015-01-28 向红 可不间断供电的照明灯电路及其照明灯
CN108377600A (zh) * 2017-01-30 2018-08-07 松下知识产权经营株式会社 点灯装置、照明器具以及招牌
CN110139420A (zh) * 2018-02-08 2019-08-16 财团法人工业技术研究院 发光装置及其驱动装置

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015015601A (ja) * 2013-07-04 2015-01-22 パナソニック株式会社 可視光通信装置
JP6480652B2 (ja) * 2013-07-10 2019-03-13 パナソニック株式会社 可視光通信装置及びそれを用いた照明器具、並びに照明システム
JP6264821B2 (ja) 2013-10-07 2018-01-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 可視光通信装置
US20170257916A1 (en) * 2014-08-27 2017-09-07 Sharp Kabushiki Kaisha Lighting device
JP2016058148A (ja) 2014-09-05 2016-04-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 可視光通信変調回路、照明器具、照明装置、および可視光通信システム
US9432116B2 (en) 2014-10-07 2016-08-30 Abl Ip Holding Llc Use of very high frequency switching power converters for also modulating light output from solid state emitter to communicate data
JP6623532B2 (ja) * 2015-03-24 2019-12-25 東芝ライテック株式会社 照明器具
CN105407604A (zh) * 2015-11-24 2016-03-16 芜湖锐芯电子科技有限公司 一种升压型led驱动电路
DE102016102858A1 (de) * 2016-02-18 2017-08-24 Abb Ag Anordnung zur drahtlosen Datenübertragung in einem Haus-oder Gebäudeinstallationssystem
TWI600286B (zh) 2016-08-09 2017-09-21 財團法人工業技術研究院 可見光通訊裝置與其驅動方法
JP6799819B2 (ja) 2017-01-30 2020-12-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 点灯装置、照明器具及び看板
DE102018111729A1 (de) 2017-05-19 2018-11-22 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Beleuchtungsvorrichtung, Leuchte und Anzeigetafel
JP6899549B2 (ja) * 2017-05-25 2021-07-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 点灯装置、照明器具、及び、看板
JP2019080233A (ja) * 2017-10-26 2019-05-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 変調装置、変調方法および発光装置並びにその発光装置を用いた照明器具または看板
JP6979588B2 (ja) * 2018-02-23 2021-12-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 照明光通信装置
DE102019133626B3 (de) * 2019-12-10 2020-12-31 Insta Gmbh Anordnung umfassend ein mit einem elektrischen Verbraucher mit Schaltnetzteil in Reihe geschaltetes Energieversorgungsmodul

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1193881A (zh) * 1997-01-10 1998-09-23 松下电器产业株式会社 具有光通信功能的寻呼机以及在寻呼机之间通信的方法
JP2005217330A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Matsushita Electric Works Ltd Ｌｅｄ照明装置
US20070182347A1 (en) * 2006-01-20 2007-08-09 Exclara Inc. Impedance matching circuit for current regulation of solid state lighting
JP2010283616A (ja) * 2009-06-04 2010-12-16 Panasonic Electric Works Co Ltd 照明光通信装置
CN101960922A (zh) * 2008-03-24 2011-01-26 东芝照明技术株式会社 电源装置及照明器具
CN103947137A (zh) * 2011-11-21 2014-07-23 松下电器产业株式会社 可见光通信用照明器具和使用该器具的可见光通信系统

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8829799B2 (en) * 2006-03-28 2014-09-09 Wireless Environment, Llc Autonomous grid shifting lighting device
JP4922081B2 (ja) * 2007-06-22 2012-04-25 パナソニック株式会社 点灯装置とそれを備えた照明器具及び可視光通信システム
JP5141874B2 (ja) * 2007-06-28 2013-02-13 東芝ライテック株式会社 照明装置
MY154347A (en) * 2007-12-21 2015-05-29 Access Business Group Int Llc Circuitry for inductive power transfer
US8344638B2 (en) * 2008-07-29 2013-01-01 Point Somee Limited Liability Company Apparatus, system and method for cascaded power conversion
US8488342B2 (en) * 2008-10-21 2013-07-16 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for constant voltage mode and constant current mode in flyback power converters with primary-side sensing and regulation
TWI410171B (zh) * 2008-12-12 2013-09-21 Chunghwa Picture Tubes Ltd 電流平衡電路及具此電路之背光模組
US8378588B2 (en) * 2008-12-12 2013-02-19 O2Micro Inc Circuits and methods for driving light sources
JP2010205440A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明システム
JP2011034713A (ja) 2009-07-30 2011-02-17 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明器具
JP5635312B2 (ja) * 2010-06-28 2014-12-03 株式会社アウトスタンディングテクノロジー 可視光通信送信機
JP5842090B2 (ja) * 2010-08-25 2016-01-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 照明光通信装置
US20120062147A1 (en) * 2010-09-13 2012-03-15 Suntec Enterprises High efficiency drive method for driving LED devices
JP5891392B2 (ja) * 2010-12-21 2016-03-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 照明光通信装置
US8477516B2 (en) * 2011-04-18 2013-07-02 Noveltek Semiconductor Corp. Low cost high power factor LED driver
JP5906408B2 (ja) * 2011-07-15 2016-04-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 照明光通信装置及びそれを用いた照明器具、並びに照明システム
JP5891393B2 (ja) * 2011-07-15 2016-03-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 照明光通信装置及びそれを用いた照明器具、並びに照明システム
JP5834239B2 (ja) * 2011-07-15 2015-12-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 照明光通信装置及びそれを用いた照明器具、並びに照明システム
US8699243B2 (en) * 2011-10-28 2014-04-15 Apple Inc. Power converter system with synchronous rectifier output stage and reduced no-load power consumption
JP5842101B2 (ja) * 2011-11-22 2016-01-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 可視光通信用照明器具及びこれを用いた可視光通信システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1193881A (zh) * 1997-01-10 1998-09-23 松下电器产业株式会社 具有光通信功能的寻呼机以及在寻呼机之间通信的方法
JP2005217330A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Matsushita Electric Works Ltd Ｌｅｄ照明装置
US20070182347A1 (en) * 2006-01-20 2007-08-09 Exclara Inc. Impedance matching circuit for current regulation of solid state lighting
CN101960922A (zh) * 2008-03-24 2011-01-26 东芝照明技术株式会社 电源装置及照明器具
JP2010283616A (ja) * 2009-06-04 2010-12-16 Panasonic Electric Works Co Ltd 照明光通信装置
CN103947137A (zh) * 2011-11-21 2014-07-23 松下电器产业株式会社 可见光通信用照明器具和使用该器具的可见光通信系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104320896A (zh) * 2014-11-23 2015-01-28 向红 可不间断供电的照明灯电路及其照明灯
CN108377600A (zh) * 2017-01-30 2018-08-07 松下知识产权经营株式会社 点灯装置、照明器具以及招牌
CN110139420A (zh) * 2018-02-08 2019-08-16 财团法人工业技术研究院 发光装置及其驱动装置
CN110139420B (zh) * 2018-02-08 2021-09-10 财团法人工业技术研究院 发光装置及其驱动装置

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