CN104639241A - Led灯、电力线网络系统、以及位置信息写入方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及LED灯、电力线网络系统、以及位置信息写入方法。容易地实现LED灯中的位置信息的发信功能。LED灯将经由其电力线通信部从外部取得的该LED灯的位置信息储存于自身的非易失性存储装置,进行可见光通信的通信控制部在规定的定时对从所述位置信息存储区域读出了的位置信息进行可见光发送。另外,作为位置信息的写入方法,采用如下方法:与电力线网络连接的服务器装置准备使LED灯的ID和位置信息对应了的数据库,服务器装置受理从LED灯发送了的位置信息写入请求,从所述数据库检索与其请求源的ID对应的位置信息,将检索到的位置信息发送到电力线网络,请求源的LED灯将该位置信息写入到非易失性存储装置。
Description
技术领域
本发明涉及能够通过LED(Light Emitting Diode,发光二极管)的照明光进行可见光通信的LED灯,进而涉及使用这样的LED灯的电力线网络系统、电力线网络系统上的LED灯的使用方法等上述LED灯的可见光通信功能的应用。
背景技术
通过在直管型、灯泡型的LED灯那样的LED照明器具中安装可见光通信功能,能够对该LED照明用途附加通信功能。作为记载了这样的利用LED照明光的可见光通信的文献的例子,有专利文献1至3。在专利文献1中,记载了通过电力线接收应发送的数据,利用LED照明光对暂时累积后的发送数据进行数据发送。在专利文献2中,记载了在LED灯中的可见光上重叠发送数据而发送。另外,记载了从服务器发布储存到缓冲存储器的发送数据。在专利文献3中,记载了使用LED照明光来发送经由局域网接收到的数据。
现有技术文献
【专利文献1】日本特开2007-274566号公报
【专利文献2】日本特开2012-191498号公报
【专利文献3】日本特开2011-124798号公报
发明内容
关于在各处发送以位置信息为代表的特定的信息的网络系统,能够在终端中容易地确认当前位置,所以期待新的用途的开发,关于这样的网络系统的利用,认为今后社会性的需求增加。本发明者鉴于满足可见光通信的标准规格、即作为可见光信标系统(Visible LightBeacon System)的规格(JEITA CP-1223、2013年5月、http://www.jeita.or.jp/japanese/standard/book/CP-1223)等的LED照明器具(LED灯)等也正得到开发,发现了在LED灯中搭载并利用位置信息等的发信功能的优势性。传送方式是例如根据逻辑反转了的4PPM(4值Pulse Position Modulation)的明暗的时隙数决定数据值的方式,优选使用LED灯。根据本发明者的研究,还能够提出在LED灯中搭载位置信息的发信功能的情况下,如何能够将位置信息简单并且低成本地设置于LED灯,进而提高其便利性的利用方式,认识到其得到普及的关键。例如,在系统导入时,用通信接口将个人电脑分别地连接到1台1台的照明器具来写入位置信息,并将该信息保存于位置信息存储部,这过于复杂。另外,即使在照明器具的工厂生产时,写入预先决定了的LED照明设置场所的信息再上市,并在现场无位置错误地进行LED照明设置工程,效率也不佳,在信息变更时,也需要大量的劳力和时间。在上述专利文献中未记载这样的观点。
上述以及其他课题和新的特征根据本说明书的记述以及附图将更加明确。
如果简单地说明在本申请中公开的实施方式中的代表性的实施方式的概要,则如下所述。
即,LED灯将经由该电力线通信部从外部取得了的该LED灯的位置信息等特定的信息储存于自身的非易失性存储装置,进行可见光通信的通信控制部在规定的定时对从所述非易失性存储装置读出了的特定的信息进行可见光发送。另外,作为特定的信息的写入方法,采用如下的方法:与电力线网络连接了的服务器装置准备使LED灯的ID和特定的信息对应了的数据库,服务器装置受理从LED灯发送了的特定信息写入请求,从所述数据库检索与其请求源的ID对应的特定的信息,将检索到的特定的信息发送到电力线网络,请求源的LED灯将该特定的信息写入到非易失性存储装置。
如果简单地说明通过在本申请中公开的实施方式中的代表性的实施方式得到的效果,则如下所述。
即,能够容易地实现LED灯中的位置信息等特定信息的发信功能。通过在与电力线连接的LED灯中搭载特定信息的发信功能,能够利用电力线网络向LED灯发布特定信息。由于能够利用电力线网络,所以能够使用室内电气配线图、建筑物构造图等的数据而容易地取得LED灯的相对位置,能够使用代表性的绝对位置(纬度·经度信息)和相对位置,容易地取得各LED灯的位置信息(纬度·经度信息),数据库的构筑也容易。
附图说明
图1是作为LED灯的一个例子示例了直管型LED灯的结构的说明图。
图2是示例了图1的直管型LED灯的概略横剖面图的说明图。
图3是示例了对安装基板进行了俯视的状态的说明图。
图4是示例了灯泡型的LED灯的说明图。
图5是省略了第二可见光通信部以及人感接收部(motionreceiver)的LED灯的说明图。
图6是示出图1所示的电源·通信模块的详细的一个例子的框图。
图7是示出图5所示的电源·通信模块的详细的一个例子的框图。
图8是示出PLC通信IC的详细的一个例子的框图。
图9是示出可见光通信控制用的微型计算机的详细的一个例子的框图。
图10是示例了使用LED灯的可见光通信规格的说明图。
图11是示出电力线网络系统的一个例子的说明图。
图12是在取得数据库的情况下设想的室内电力线网络系统的说明图。
图13是用于取得应发送的LED灯的位置信息的位置坐标基准点的说明图。
图14是示例了使用LED灯的位置信息的数据库的入口信息的说明图。
图15是示例了针对LED灯的位置信息的写入流程的流程图。
图16是基于图15的写入动作的系统说明图。
图17是示例了有效利用在商业设施内设置了的LED灯来构筑室内位置信息发送系统的情况的说明图。
图18是示例了进行可见光发送接收的情况的说明图。
图19是设想了从终端经由LED灯等向服务器装置发送信息的动作说明图。
图20是示出在用在地面等上设置了的计数接收机接收从LED灯发送了的可见光通信信号而进行人、物的通过检测的情况下的应用例的说明图。
图21是示出向结算系统的安全性提高的应用例的说明图。
图22是示出将利用LED灯的可见光通信的对象扩大到位置信息以外的周边区域关联信息或者与位置无关联的特定信息的情况的电力线网络系统的例子的说明图。
图23是示例了投影仪的结构的框图。
图24是示例了图23的投影仪的利用方式的说明图。
图25是示出在对投影仪经由电力配线通过电力线通信供给特定信息的情况下的框图。
图26是示出在从主机装置对投射器直接提供了特定的信息的情况下的框图。
图27是示例了使用LED灯的碰撞防止装置的框图。
图28是示例了使用嵌入了可见光传感器以及通信部的功能的LED灯的防碰撞装置的框图。
图29是示出在将LED灯嵌入到汽车的前灯的情况下的测距的例子的说明图。
图30是示出在将LED灯嵌入到汽车的尾灯的情况下的测距的例子的说明图。
图31是示出运算接收代码相对发送代码的到达延迟时间(时间差)的运算方法的说明图。
【符号说明】
1、1A、1B、1C:LED灯;2:框体;3:LED模块;4:电源·通信模块;5:筒状部;6:灯口部;9:安装基板;11:照明用LED;20:电源电路;2w1:LED驱动电路;22:第一可见光通信部;23:电力线通信部;24:非易失性存储装置(闪存存储器);26:第二可见光通信部;27:人感接收部;30:AC电源;31:电力线;31N:电力线网;33:整流电路;34:线圈;35:电容器;40:高侧开关MOSFET;41:LED照明控制IC;42:光耦合器;50:耦合电路(CPL);51:输入滤波器电路(FLT);60:微型计算机;80:模拟前端部(AFE);81:物理部(PLC PHY);82:微型计算机(MCU MDL);90:数字模拟变换(DAC);91:低通滤波器(LPF);92:差动线路驱动器放大器(LD);93:差动增益可变放大器(VGA);100:调制解调器部;101:模拟前端接口(AFEI/F);102:微型机接口(MCU I/F);110:中央处理装置(CPU);112:SRAM;113:串行接口电路(SIO);114:IO端口(I/O);117:中断控制器(INTC);118:模拟数字变换电路(ADC);120:中央处理装置(CPU);121:闪存存储器;122:SRAM122;123:中断控制器(INTC);124:数字模拟变换电路(DAC);125:模拟数字变换电路(ADC)126:直接存储器存取控制器(DMAC);127:串行输入输出电路(SIO);128:输入输出端口(IOPRT);129:脉冲宽度调制电路(PWM);130:定时器(TMR);131:内部总线;132:电流电压变换电路;140:连接器;141:服务器装置;142:网络集线器;160:终端;170:位置坐标基准点;180:计数接收机;190:卡结算用的服务器;200:投影仪;206~208:透射型液晶面板;220:通信线;221:外部接口部;501:受光装置;502:数据处理装置。
具体实施方式
1.实施方式的概要
首先,关于在本申请中公开的实施方式而说明概要。在关于实施方式的概要说明中附加括弧而参照的附图中的参照符号仅示例了被附加了它的构成要素的概念中包含的部分。
〔1〕<<通过使用了照明用LED的可见光通信发送位置信息>>
LED灯(1)在提供了与电力线(31)连接的灯口(6)的框体(2)中,收容照明用LED(11)以及所述照明用LED的电源·通信模块(4),从连接所述灯口的电力线对所述电源·通信模块供给电源。所述电源·通信模块具有:电源电路(20),使用来自所述电力线的电源来生成内部电源;LED驱动电路(21),使用由所述电源电路生成了的内部电源对所述照明用LED供给驱动电压;第一通信部(22),经由所述LED驱动电路控制发送方向的可见光通信;电力线通信部(23),经由所述电力线进行电力线通信;以及非易失性存储装置(24)。所述非易失性存储装置具有用于存储设置LED灯的位置信息的位置信息存储区域(PA)。所述电力线通信部进行所述电力线通信来取得在所述位置信息存储区域中储存的所述位置信息。所述第一通信部在规定的定时对从所述位置信息存储区域读出了的所述位置信息进行可见光发送。
由此,能够在LED灯中容易地实现位置信息的发信功能。通过在与电力线连接的LED灯中搭载位置信息的发信功能,能够利用电力线网(电力线网络)向LED灯发布位置信息。另外,在LED灯中,LED模块和电源·通信模块在框体内被一体化,所以能够内置与LED元件以及LED模块的电气特性匹配了的电源电路,也能够容易地实现高电源高效化·高亮度化·长寿命化。
〔2〕<<利用与发送数据对应的LED的接通时间和断开时间的比例控制的发送动作>>
在项1中,所述第一通信部通过根据发送数据控制所述照明用LED的接通时间和断开时间的比例,进行可见光通信的发送。
由此,能够将基于脉冲宽度控制的调光控制机构的一部分用到可见光通信中,对为了可见光通信而应附加的电路规模的缩小作出贡献。
〔3〕<<从可见光传感器进行接收的功能>>
在项1中,在所述框体中还收容可见光传感器(70),所述电源·通信模块具有控制从所述可见光传感器接收信号的第二通信部(26)。
由此,能够经由第一通信部和第二通信部双向地进行可见光通信。
〔4〕<<利用第一通信部和第二通信部的微型计算机的共享>>
在项3中,所述第一通信部和所述第二通信部共享微型计算机作为控制电路。
由此,对第一通信部和所述第二通信部的电路规模的缩小作出贡献。
〔5〕<<利用电力线通信部发送位置信息>>
在项3中,所述电力线通信部将位置信息与所述第二通信部接收到的信息一起经由电力线发送到外部。
由此,能够对应于将LED灯附近的移动体通信终端发出了的信息(例如终端ID)与该终端附近的位置信息一起经由电力线通信部发送到外部的用途。例如,能够用于移动体终端在室内所处的位置的确认等。
〔6〕<<从人感传感器(motion sensor)进行接收的功能>>
在项1中,在所述框体中还收容人感传感器(71),所述电源·通信模块具有控制从所述人感传感器接收信号的人感接收部(27)。
由此,能够应用于进行LED灯附近处的人感探测的用途。
〔7〕<<利用第一通信部和人感接收部的微型计算机的共享>>
在项6中,所述第一通信部和所述人感接收部共享微型计算机作为控制电路。
由此,对第一通信部和所述人感接收部的电路规模的缩小作出贡献。
〔8〕<<利用电力线通信部发送位置信息>>
在项7中,所述电力线通信部将位置信息与通过所述人感接收部的控制得到的人感探测结果一起经由电力线发送到外部。
由此,能够对应于将LED灯附近处的人感探测结果与该感知位置的位置信息一起经由电力线通信部发送到外部的用途。例如,能够用于室内的人的移动状况的确认等。
〔9〕<<电力线网络系统>>
电力线网络系统具有电力线网(31N)、与所述电力线网连接了的项1的LED灯(1)、以及对使用了所述电力线网的电力线通信和使用了其他通信网的通信进行接合(interface)的网络集线器(141)。
由此,能够将连接LED灯的电力线网用作通信网络,所以通过将对在LED灯中储存的位置信息进行一维管理的服务器装置经由网络集线器配置于外部的通信网,能够经由电力线网络系统向LED灯写入位置信息,能够有助于位置信息的写入作业的高效化(劳力的减轻)和成本降低。无需重复对LED灯分别地连接写入接口电缆,逐个进行写入的操作。LED灯的维护也能够使用服务器装置等来集中管理。
〔10〕<<利用与发送数据对应的LED的接通时间和断开时间的比例控制的发送动作>>
在项9中,所述第一通信部通过根据发送数据控制所述照明用LED的接通时间和断开时间的比例,进行可见光通信的发送。
由此,能够将基于脉冲宽度控制的调光控制机构的一部分用到可见光通信中,对为了可见光通信而应附加的电路规模的缩小作出贡献。
〔11〕<<从可见光传感器进行接收的功能>>
在项9中,在所述框体中还收容可见光传感器(70),所述电源·通信模块具有控制从所述可见光传感器接收信号的第二通信部(26)。
由此,能够经由第一通信部和第二通信部双向地进行可见光通信。
〔12〕<<利用电力线通信部发送终端ID和位置信息>>
在项11中,在经由所述第二通信部接收到终端ID时,具有该第二通信部的LED灯的所述电力线通信部将经由该第二通信部接收到的终端ID与自身的位置信息一起经由电力线通信部发送到电力线网。
由此,能够对应于将LED灯附近的移动体通信终端等终端发出了的终端ID与该终端附近的位置信息一起经由电力线通信部发送到电力线网,进而经由网络集线器发送到外部的其他通信网的用途。例如,能够用于移动体终端在室内所处的位置的确认等。
〔13〕<<从人感传感器进行接收的功能>>
在项9中,在所述框体中还收容人感传感器(71),所述电源·通信模块具有控制从所述人感传感器接收信号的人感接收部(27)。
由此,能够应用于进行LED灯附近处的人感探测的用途。
〔14〕<<响应于利用人感传感器的检测而利用电力线通信部发送位置信息>>
在项13中,所述电力线通信部将位置信息与通过所述人感接收部的控制而得到的人感探测结果一起发送到所述电力线网。
由此,能够对应于将LED灯附近处的人感探测结果与该感知位置的位置信息一起经由电力线通信部发送到电力线网,进而经由网络集线器发送到外部的其他通信网的用途。例如,能够用于室内的人的移动状况的确认等。
〔15〕<<针对LED灯的位置信息写入方法>>
位置信息写入方法是对与电力线网连接了的项1的LED灯,使用可经由所述电力线网进行接合的服务器装置来写入LED灯的位置信息的方法,包括以下的处理。所述服务器装置取得使LED灯的ID和位置信息对应了的数据库的处理。服务器装置受理从经由连接器与所述电力线网连接了的LED灯发送的位置信息写入请求的处理(S2)。所述服务器装置从所受理了的位置信息写入请求取得请求源的ID,使用取得了的ID从所述数据库检索对应的位置信息,将检索到的位置信息发送到所述电力线网的处理(S3)。所述请求源的ID的LED灯将被发送到所述电力线网的位置信息写入到自身的所述非易失性存储装置的处理(S4)。
由此,利用电力线网,所以能够使用室内电气配线图、建筑物构造图等数据而容易地取得LED灯的相对位置,还能够使用代表性的绝对位置(纬度·经度信息)和相对位置容易地取得各LED灯的位置信息(纬度·经度信息),作为结果能够容易地取得数据库。另外,通过LED灯与电力线网连接,起因于发出位置信息写入请求而从服务器装置向电力线网发送对应的位置信息,接收它而LED灯在自身的非易失性存储装置中写入位置信息,所以能够使位置信息的写入作业高效化。无需重复对LED灯分别地连接写入接口电缆,逐个进行写入的操作。能够与上述同样地,使用服务器装置,集中管理更换了LED灯时的位置信息的再写入。
〔16〕<<请求源ID:LED灯的产品以及制造固有编号>>
在项15中,所述请求源的ID是在所述非易失性存储装置中储存了的LED灯的产品以及制造固有编号。
由此,易于赋予不重复的ID。
〔17〕<<位置信息:LED灯设置场所的纬度·经度信息以及设置层数的信息>>
在项16中,所述位置信息是设置LED灯的纬度·经度信息以及设置层数的信息。
由此,针对多个楼层的室内掌握使用了纬度·经度信息的位置变得简单。
〔18〕<<使请求源ID和位置信息对应了的数据库>>
在项17中,取得所述数据库的处理包括以下的处理。在构成电力线网的建筑物平面图以及电气设备附图上确定LED灯的设置场所的处理。在建筑物平面图以及电气设备附图上决定基准位置,取得决定了的基准位置的纬度·经度信息的处理。根据取得了的纬度·经度信息取得LED灯的设置场所的纬度·经度信息的处理。生成使取得了的LED灯的ID和位置信息对应了的数据库的处理。
由此,能够在LED的设置场所的确定中使用建筑物平面图以及电气设备附图等CAD数据,无需直接观测所有LED灯的设置场所的纬度·经度,能够有助于数据库生成的简单化。
〔19〕<<通过使用了照明用LED的可见光通信发送特定信息>>
LED灯在提供了与电力线连接的灯口的框体中,收容照明用LED以及所述照明用LED的电源·通信模块,所述电源·通信模块从连接所述灯口的电力线被供给电源。在所述电源·通信模块中,具有:电源电路,使用来自所述电力线的电源来生成内部电源;LED驱动电路,使用由所述电源电路生成了的内部电源对所述照明用LED供给驱动电压;第一通信部,经由所述LED驱动电路控制发送方向的可见光通信;电力线通信部,经由所述电力线进行电力线通信;以及非易失性存储装置。所述非易失性存储装置具有用于存储特定的信息的特定信息存储区域。所述电力线通信部通过进行所述电力线通信来取得在所述特定信息存储区域中储存的所述特定的信息。所述第一通信部在规定的定时对从所述特定信息存储区域读出了的所述特定的信息进行可见光发送。与项1的差异是将位置信息作为特定信息这一点。
由此,能够在LED灯中容易地实现特定的信息的发信功能。通过在与电力线连接的LED灯中搭载特定的信息的发信功能,能够利用电力线网(电力线网络)向LED灯发布特定的信息。
〔20〕<<电力线网络系统>>
电力线网络系统具有电力线网、与所述电力线网连接了的项19的LED灯、以及对使用了所述电力线网的电力线通信和使用了其他通信网的通信进行接合的网络集线器。
由此,能够将连接LED灯的电力线网用作通信网络,所以通过将对在LED灯中储存的特定的信息进行一维管理的服务器装置经由网络集线器配置于外部的通信网,能够经由电力线网络系统向LED灯写入特定的信息,能够有助于特定的信息的写入作业的高效化(劳力的减轻)和成本降低。无需重复对LED灯分别地连接写入接口电缆,逐个进行写入的操作。LED灯的维护也能够使用服务器装置等来集中管理。
〔21〕<<特定的信息>>
在项19中,所述特定的信息是确定LED灯的位置的位置坐标信息、与LED灯的位置的周边区域关联的周边区域关联信息、或者与LED灯的位置无关的信息。
由此,通过LED灯的可见光通信,能够扩展地应用于针对电力线网内的位置信息、该位置周边的区域信息、在货架标签上显示的商品代码、价格的信息、或者异常发生等注意唤醒信息在电力线网内根据需要进行可见光发送的各种用途。
〔22〕<<投影仪>>
将从光源(1A)放射了的光分解为红、绿、蓝的三原色的光,使所述被分解了的光分别透过通过数据而形成有透射图案的透射型液晶面板(206~208),合成透过了的光,从而生成彩色影像的投影仪(200)作为所述光源具备项19记载的LED灯。
由此,在从LED灯放射了的光中,包括特定的信息,该信息重叠于被生成了的彩色图像。因此,通过对由投影仪投影了的彩色影像的反射光进行接收,能够取得重叠了的特定信息。进而,能够使用可见光的反射光来取得特定的信息,所以相比无线通信等能够将信息的扩散范围限定得更窄,在这一点上能够有助于提高安全。
〔23〕<<经由电力线网络对投影仪提供特定的信息>>
在项22中,所述第一通信部(22)对从所述电力线(31)经由所述电力线通信部(23)提供了的特定信息进行可见光发送。
由此,能够经由对投影仪供给动作电源的电力线对投影仪提供特定的信息。
〔24〕<<从主机装置对投影仪直接提供特定的信息>>
在项22中,具有对所述LED灯连接的电力线(31)、和与其不同的通信线(220)进行接合的外部接口部(221),所述第一通信部对从所述外部接口部经由所述电力线通信部提供了的特定信息进行可见光发送。
由此,能够从为了形成所述透射图案而对投影仪提供数据的主机装置将特定的信息发送给外部接口部而提供给投影仪。
〔25〕<<从可见光传感器进行接收的功能>>
在项19中,在所述框体中还收容可见光传感器(70),所述电源·通信模块具有控制从所述可见光传感器接收信号的第二通信部(26)。所述电力线通信部将所述第二通信部接收到的信息经由电力线发送到外部。
由此,能够经由第一通信部和第二通信部双向地进行可见光通信。
〔26〕<<通过使用了照明用LED的可见光通信发送特定信息>>
一种将从光源(1A)放射了的光分解为红、绿、蓝的三原色的光,使被分解了的所述光分别透过根据图像数据而形成有透射图案的透射型液晶面板(206~208),合成透过了的光,从而生成彩色影像的投影仪(200),其中,所述光源是LED灯,该LED灯在提供了与电力线(31)连接的灯口(6)的框体(2)中,收容照明用LED(11)以及所述照明用LED的电源·通信模块(4),从连接所述灯口的电力线对所述电源·通信模块供给电源。所述电源·通信模块具有:电源电路(20),使用来自所述电力线的电源来生成内部电源;LED驱动电路(21),使用由所述电源电路生成了的内部电源对所述照明用LED供给驱动电压;第一通信部(22),经由所述LED驱动电路控制发送方向的可见光通信;以及电力线通信部,经由所述电力线进行电力线通信。所述第一通信部对经由所述电力线通信部而提供了的特定信息进行可见光发送。
由此,与项22同样地奏效。相比于项22,在未提及项19的非易失性存储装置这一点上不同。
〔27〕<<经由电力线网络对投影仪提供特定的信息>>
在项26中,所述第一通信部对从所述电力线经由所述电力线通信部提供了的特定信息进行可见光发送。
由此,与项23同样地奏效。
〔28〕<<从主机装置对投影仪直接提供特定的信息>>
在项26中,具有对所述LED灯连接的电力线和与其不同的通信线(220)进行接合的外部接口部(221),所述第一通信部对从所述外部接口部经由所述电力线通信部而提供了的特定信息进行可见光发送。
由此,与项24同样地奏效。
〔29〕<<对终端装置通过可见光通信提供与投影图像关联的信息并处理>>
数据处理方法包括:投射根据项26的投影仪所输入了的所述图像数据以及所述特定的信息而生成了的彩色影像的处理;以及终端装置对被投射了的彩色影像的反射光进行接收而再生在所述反射光中包含的所述特定的信息的处理。
由此,适用于将与投射了的图像数据关联的信息根据需要通过可见光通信提供给终端装置而进行处理的用途。
〔30〕<<使用了LED灯的防碰撞装置>>
碰撞防止装置包括:项19记载的LED灯(1B);受光装置(501),通过所述LED灯对所述特定的信息进行光放射而接收来自放射方向正面的反射光;以及数据处理装置(502),对从利用所述LED灯进行的所述特定的信息的光放射至利用所述受光装置接收到该反射光为止的时间进行运算。
由此,如果设想将所述LED灯用于车辆的头灯或者尾灯的情况,则根据直至从其照射方向正面反射来的特定的信息到达可见光传感器的时间,掌握直至处于照射方向正面的障碍物的距离等,从而能够有助于防止车辆的碰撞。
〔31〕<<使用内置了可见光传感器的LED灯的碰撞防止装置>>
碰撞防止装置具有分别在车辆上搭载了的LED灯(1C)、电力线(31)、以及数据处理装置(502)。所述LED灯是在提供了与所述电力线连接的灯口(6)的框体(2)中,收容照明用LED(11)以及所述照明用LED的电源·通信模块(4),从连接所述灯口的电力线对所述电源·通信模块供给电源的灯。所述电源·通信模块具有:电源电路(20),使用来自所述电力线的电源来生成内部电源;LED驱动电路(21),使用由所述电源电路生成了的内部电源对所述照明用LED供给驱动电压;第一通信部(22),经由所述LED驱动电路控制发送方向的可见光通信;电力线通信部(30),经由所述电力线进行电力线通信;非易失性存储装置(24);可见光传感器(70);以及第二通信部(26),输入来自所述可见光传感器的信号而控制接收方向的可见光通信。所述电力线通信部通过进行所述电力线通信来取得在所述非易失性存储装置中储存的所述特定的信息。所述第一通信部对从所述非易失性存储装置读出了的所述特定的信息进行可见光发送。所述电力线通信部将通过所述第二通信部的控制而实施了可见光接收而得到的接收信息经由电力线发送到外部。所述数据处理装置输入从所述电力通信部输出了的所述接收信息,运算从利用所述LED灯进行的所述特定信息的光放射至利用可见光传感器接收该反射光为止的时间。
由此,无需作为外置电路准备项30中的受光装置,与项30同样地奏效。
2.实施方式的详细情况
进一步详述实施方式。
<<LED灯>>
在图1中,作为LED灯的一个例子,示例了直管型LED灯的结构。图1所示的LED灯1在管状的框体2中内置有LED模块3和电源·通信模块4。框体2由筒状部5和覆盖其两端而与连接器(未图示)连接的灯口部6构成。灯口部6具备可与连接器的电源端子结合的例如凸出电极。连接器的电源端子与电力线结合。
筒状部5如图2的概略横剖面图所示例了那样,在轴向上被2分割,一个半分割部件8兼具例如铝制的散热器,在其直径面配置了安装基板9。另一个半分割部件10是半透明的塑料罩。在面对塑料罩的安装基板9的一面,形成有实施了多个照明用LED11的供电路径。在供电路径中实施了多个照明用LED11的部分相当于LED模块3。在安装基板9的相反面,安装了电源·通信模块4,与所述供电路径连接。在图3中,示例了俯视安装基板的状态。LED灯1不限于直管型,也可以是在图4中示例了的灯泡型等。例如,被构成为:用在顶部配置了灯口6的中空三角锥状的铝制散热器8和半球状的塑料罩10构成框体2,在铝制散热器8的开口部,设置在其中空部中竖立配置了电源·通信模块4的安装基板9,用塑料罩10覆盖在安装基板9的表面上搭载了的照明用LED11。
所述电源·通信模块4如图1示例的那样,具有电源电路20、LED驱动电路21、作为控制发送方向的可见光通信的第一通信部的第一可见光通信部22、电力线通信部23、以及非易失性存储装置24。此处,还具有作为控制接收方向的可见光通信的第二通信部的第二可见光通信部26、以及控制从人感传感器接收信号的人感接收部27。
电源电路20使用来自电力线的电源来生成内部电源。
LED驱动电路21使用由所述电源电路20生成了的内部电源对照明用LED11供给驱动电压,并且通过供给的驱动电压的脉冲宽度控制进行照明控制或者调光控制。
非易失性存储装置24具有用于存储设置LED灯1的位置信息的位置信息存储区域PA。
电力线通信部23是经由所述电力线进行双向的电力线通信的电路,通过进行电力线通信来取得自身的位置信息,并进行将取得了的位置信息写入到非易失性存储装置24的位置信息存储区域PA的控制。
第一可见光通信部22是经由所述LED驱动电路21控制发送方向的可见光通信的电路,将例如波长380~780nm的可见光作为载波,为了将其发送,依照数据通过所谓4PPM(包括I-4PPM)的编码方式进行编码,根据照明光的明暗进行传送控制。基于此的可见光通信的帧格式(frame format)依照作为例如可见光信标系统(Visible LightBeacon System)的规格(JEITACP-1223、2013年5月、http://www.jeita.or.jp/japanese/standard/book/CP-1223)。在利用该可见光通信的照明光的明暗操作中,能够部分使用用于调光控制的电路。该第一可见光通信部22在规定的定时经由LED驱动电路21对从所述位置信息存储区域PA读出了的所述位置信息进行可见光发送。通过这样在与电力线连接的LED灯1中搭载位置信息的发信功能,能够利用电力线网络向LED灯1发布位置信息。因此,能够针对该LED灯1的可见光发送功能容易地实现位置信息的发信功能。
第二可见光通信部26通过控制接收方向的可见光通信,通过与利用第一可见光通信部22的发送并用,能够提供双向通信的方便。另外,人感接收部27是考虑对利用基于人感传感器的检测结果的用途的便利性而设置的。第二可见光通信部26以及人感接收部27当然并非必须的而是也可以如图5示例那样省略。
另外,电源·通信模块4的结构在图4的灯泡型的LED灯和直管型的LED灯中都同样地构成。
图6示出图1所示的电源·通信模块4的详细的一个例子。电源·通信模块4具有稳定地供给使LED模块3发光的电力的电源功能、和电力线通信以及可见光通信的通信功能。
对电源·通信模块4的电源端子PT1、PT2,经由电力线31供给AC电源30。电源电路20包括:针对经由保险丝(FS)32输入的交流而由二极管桥电路构成的整流电路33;针对整流电路33的输出,使用线圈34和电容器35进行平滑化的平滑电路。
LED驱动电路21接受电源电路20的输出而构成降压型的功率因数改善电路(PFC)。功率因数改善电路由高侧开关MOSFET40、进行高侧开关MOSFET40的开关控制的LED照明控制IC41、将第一可见光通信部22连接到LED照明控制IC41的光耦合器42、二极管43、线圈44、以及电容45构成。将由此生成了的驱动电压经由驱动端子DT1、DT2供给到LED模块3。在LED照明控制IC41中,具有通过省略图示的外置电流检测电阻检测线圈电流,而使高侧开关MOSFET40断开的过电流检测功能等,使向照明用LED11的输出电流为恒定。上述平滑电路以及PFC电路被定位成降压转换器电路。
电力线通信部23为了与电力线连接而进行电力线通信,需要进行绝缘以及通信信号以外的噪声截断,经由使用了变压器、线圈的耦合电路(CPL)50以及输入滤波器电路(FLT)51与电力线31连接。
电力线通信部23由承担电力线通信的PLC(Power LineCommunication)通信IC构成。将电力线通信部23还简记为PLC通信IC23。虽然没有特别限制,非易失性存储装置24集成于PLC通信IC。对该电力线通信部23连接微型计算机(微型控制器)60。微型计算机60通过利用其硬件和软件的程序控制,实现第一可见光通信部22、第二可见光通信部26、以及人感接收部27等的功能。第一可见光通信部22与光耦合器42连接。第二可见光通信部26与光电二极管70连接,由此通过依照规定的数据接收协议输入被光电变换了的信号来进行数据接收的人感接收部27输入人感传感器71的人感检测信号。
图7示出图5所示的电源·通信模块4的详细的一个例子,仅在具备第二可见光通信部26以及人感接收部27这一点上与图6不同。
图8示出PLC通信IC的详细的一个例子。PLC通信IC包括模拟前端部(AFE)80、物理部(PLC PHY)81、以及微型计算机(MCUMDL)82。
模拟前端部80是位于物理部81与电力线31之间的电路。在模拟前端部80中有发送路径和接收路径这2个信号路径。
在发送路径中,具有通过来自物理部81的信号驱动的数字模拟变换(DAC)90、低通滤波器(LPF)91、以及驱动电力线的差动线路驱动器放大器(LD)92,差动线路驱动器放大器92的输出经由耦合电路50与电力线31结合。
在接收路径中,具有差动增益可变放大器(VGA)93以及模拟数字变换(ADC)94,来自与耦合电路50连接的输入滤波器电路51的信号被供给到差动增益可变放大器(VGA)93。
物理部81具有实现符合PLC通信规格的调制解调器功能的调制解调器部100。例如,在采用了DCSK(Differential Code Shift Keying,差分码移键控)Turbo、频谱扩散调制方式的PLC通信IC的情况下,能够在既存的电力线上实现最大500kbps的通信。调制解调器部100通过模拟前端接口(AFEI/F)101而与模拟前端部80接合,经由微型机接口(MCUI/F)102与微型计算机82接合。微型机接口102进行例如串行输入输出。
微型计算机82具有执行程序的中央处理装置(CPU)110、作为非易失性存储装置24的闪存存储器24、用于CPU110的工作区域等的SRAM112、在与微型机接口102之间进行串行转送的串行接口电路(SIO)113、与PLC通信IC23的外部接合的IO端口(I/O)114、定时器115、与PLC通信IC23的外部接合的串行输入输出电路(SrlI/O)116、中断控制器(INTC)117、模拟数字变换电路(ADC)118、以及生成动作基准时钟信号的PLL电路119。非易失性存储装置24除了位置信息存储区域PA以外还具有其他数据以及程序的储存区域,由例如可电改写的闪存存储器构成。将非易失性存储装置24还简记为闪存存储器24。
该微型计算机82依照CPU110的程序,进行电力线通信的通信协议处理以及与微型计算机60的数据发送接收等。将通信协议等程序写入到闪存存储器24,由CPU110进行运算处理,由SRAM112临时保存数据,控制闪存存储器24、定时器115、中断控制器117、SIO113、以及I/O端口114等。将通过电力线发送来的、当前位置、周边区域关联信息、LED调光控制以及维护信息等所需的信息从串行I/O116或者I/O端口114输出到外置的微型控制器60。相反地,将从外置的微型控制器60经由串行I/O116或者I/O端口114输入了的信息通过物理部81以及模拟前端部80发送到电力线31。
图9示出微型计算机60的详细的一个例子。在微型计算机60中没有特别限制,在内部总线131中具有中央处理装置(CPU)120、闪存存储器121、SRAM122、中断控制器(INTC)123、数字模拟变换电路(DAC)124、模拟数字变换电路(ADC)125、直接存储器存取控制器(DMAC)126、串行输入输出电路(SIO)127、输入输出端口(IOPRT)128、脉冲宽度调制电路(PWM:pulse widthmodulation)129、定时器(TMR)130、以及电流电压变换电路132。
闪存存储器121是可电改写程序、数据的非易失性存储器。SRAM122被用于CPU120的工作区域等。中断控制器123输入来自内外的中断请求信号而对CPU120提供中断信号。DAC124将在内部生成了的数字信号变换为模拟信号而输出。ADC125将从外部输入了的模拟电压信号或者从电流电压变换电路132输出的电压信号变换为数字数据。电流电压变换电路132输入在光电二极管70中流过的电流信号而变换为电压信号。能够将通过光电二极管70得到的接收信号经由电流电压变换电路132以及ADC125变换为数字数据而送到CPU120的处理。另外,能够将来自人感传感器71的输出信号经由ADC125变换为数字数据而送到CPU120的处理。PWM129生成依照控制数据的脉冲宽度的信号。通过将由PWM129控制了脉冲宽度的脉冲宽度调制信号供给到所述光耦合器42,进行照明用LED11的调光操作以及利用照明用LED11的可见光发送。
CPU120依照所执行的程序,利用周边功能,同时进行所需的数据处理。
微型计算机60实现作为第二可见光通信部的可见光接收功能。电流电压变换电路132输入在光电二极管70中流过的电流信号而变换为电压信号,由此变换了的电压信号能够通过ADC125的第一AD变换通道变换为数字数据。每当该变换动作完成时,发行中断请求。CPU120响应于该中断请求的主要原因(第一AD变换通道中的AD变换)而分支到光电二极管接收处理。例如,依照规定的规格,对由光电二极管70接收到的数据进行解码,将解码了的有效的数据从串行输入输出电路127等提供给微型计算机82。
微型计算机60实现调光控制、作为第一可见光通信部22的可见光发送功能。将从PWM129输出的PWM信号经由光耦合器42传递给LED照明控制IC41,由此控制从驱动端子DT1、DT2输出的输出电流,从而实现照明用LED11的明暗控制。
在通过微型计算机60的控制进行可见光发送的情况下,应用例如可见光通信规格JEITACP-1223“可见光信标系统”来进行数据发送。CPU120读出在SRAM122的特定区域中设定了的帧类型和有效负载,将数据按照发送顺序重排之后,执行CRC运算处理,制作去除前导的发送数据。之后,如上所述利用向PWM129和CPU的中断,以连续方式持续发送前导、4PPM编码了的帧。关于数据的发送和调光处理,通过使反馈处理有效而能够共存。用光电二极管70接收来自照明用LED11的发送数据,通过CPU120进行接收数据相对发送数据有无误差、以接收数据为基准的照度的判定等,从而能够实现该反馈处理。
微型计算机60作为人感接收部27实现人感检测信号的接收功能。即,关于作为利用人感传感器71得到的电压信号的人感检测信号,能够通过ADC125的第二AD变换通道变换为数字数据。每当该变换动作完成时,发行中断请求。CPU120响应于该中断请求的主要原因(第二AD变换通道中的AD变换)而分支到人感接收处理。例如,CPU120根据由人感传感器71检测到的检测信号,判别人是否接近,在检测到的情况下,执行预先决定了的规定的处理。例如,还能够在人接近了时,使LED灯点亮,同时使用LED模块3对位置信息等可见光信号进行可见光发送。进而,如果通过光电二极管70进行接收检测,则此时,还能够接收从终端等发送来的可见光信号,还能够将接收数据从微型计算机60提供给PLC通信IC23而通过电力线31对服务器装置等进行数据发送。
另外,在上述电源·通信模块4的说明中,以在PLC通信IC23中设置了与微型计算机60不同的微型计算机82的结构为一个例子,但也能够统一为能够满足处理速度、存储器尺寸、以及必要的周边功能的1个微型计算机。例如,将满足处理速度、存储器尺寸、以及必要的周边功能的微型计算机配置于PLC通信IC,兼用另一个微型计算机60的功能即可。
<<使用了LED灯的可见光通信规格>>
图10示例了使用LED灯的可见光通信规格。此处示出的例子依照可见光通信规格JEITACP-1223“可见光信标系统”。载波波长为380~780nm,数据速度为4.8kb/s,编码方式使用逻辑反转了的4PPM(I-4PPM)。如图所示,用4个时隙(slot)来表示数据2比特,通过照明的明暗的通路宽度,决定数据值。在开头附加前导。帧结构由前导、帧类型、有效负载、以及结束帧构成。有效负载l是128比特。结束帧设为16比特的CRC字段。该规格是一个例子,能够适宜地变更。
<<电力线网络系统>>
图11示出电力线网络系统的一个例子。电力线网络系统具有电力线网31N、与所述电力线网31N经由连接器140连接的多个LED灯1、以及对使用了电力线网31N的电力线通信和使用了其他通信网143N的通信进行接合的网络集线器142。其他通信网143N也可以是局域网、移动体通信网、进而被称为ICT网的各种信息通信技术网。网络集线器142是具有终端适配器功能、路由器功能的通信装置。不会妨碍在电力线网31N中配置其他PLC终端。对其他通信网143N连接服务器装置141。服务器装置141能够发布应在LED灯1中存储的设置位置的当前信息。
在LED灯1中,如上所述,PLC通信IC23内的微型计算机82的主要的软件为例如网络路由软件150、数据链路层库软件(Data linklayer library software)151、以及PLC物理部(PLC PHY)81的软件。进行LED的控制的微型计算机60的主要的软件为例如LED照明整体控制的软件153、调光控制的软件154、以及使用LED的可见光发送的软件155、利用光电二极管的可见光接收软件156、以及人感检测信号的接收软件。
作为利用照明用LED11的可见光发送和利用光电二极管70的可见光接收的通信对方,设想以智能手机为代表的PDA(PersonalDigital Assistant)那样的数据通信终端16。数据通信终端160为例如应用软件161、移动体通信软件162、以及可见光发送接收软件163。
通过该电力线网络系统,能够提供室内位置信息发送系统,该室内位置信息发送系统针对当前位置、周边区域信息等,利用LED灯向智能手机、平板、专用终端提供位置信息。通过电力线网络系统,能够将连接LED灯1的电力线网31N用作通信网络,所以通过将对在LED灯1中储存的位置信息进行一维管理的服务器装置141经由网络集线器142而配置于外部的通信网,能够经由电力线网31N向LED灯1写入位置信息,能够有助于位置信息的写入作业的高效化(劳力的减轻)和成本降低。LED灯1的维护也能够使用服务器装置141等来集中管理。
<<针对LED灯的位置信息写入方法>>
说明在与电力线网31N连接了的LED灯1中,使用可经由电力线网31N接合的服务器装置141写入该LED灯1的位置信息的方法。
所述服务器装置141取得使LED灯的ID和位置信息对应了的数据库。设想例如图12那样的室内电力线网络系统。首先,在室内电力线网络系统的研究阶段中,在已制作或者新制作的建筑物内平面图和电气设备附图的CAD数据上,确定希望发送位置信息的LED灯1的场所。此时,还设想无需从建筑物内的所有LED灯发送位置信息的情况,所以在还考虑所求的室内位置的精度等的同时,决定发送位置信息的LED灯1。
例如如以下那样决定应发送位置信息的LED灯1的位置信息。例如如图13示例的那样,在建筑物的室外与室内的边界附近,决定多个位置坐标基准点170,针对该位置坐标基准点170,使用GPS等卫星准确地进行位置测位,存储该位置坐标数据(纬度·经度信息)。即,关于实际上测位并存储了的位置坐标基准点170,预先在上述CAD数据中与其场所一起记录位置坐标。在该情况下,为了能够准确地发送室内位置坐标,如果进行至少3个地点的实测,则还能够进行位置校正,提高位置信息精度。利用之前实测了的3点以上的位置坐标基准点170的位置测位数据(纬度·经度信息)、以及建筑物内平面图及电气设备附图的CAD数据上的实测地点和LED灯的距离数据,在日本经纬度原点的情况下,使用经度0.01秒=308.20188mm、纬度0.01秒=251.53129mm和计算式,通过服务器装置141运算并求出应发送位置坐标信息的LED灯1的纬度经度的位置信息。在多个楼层的建筑物的情况下,还确定所在层数。在图13中,照明A001~A004是确定LED灯1的照明编号。
根据上述数据库的生成方法,能够在LED灯1的设置场所的确定中,使用建筑物平面图以及电气设备附图等CAD数据,无需直接观测所有LED灯1的设置场所的纬度·经度,能够有助于数据库生成的简单化。
图14示例了使用通过在图13中说明了的运算方法取得的LED灯的位置信息的数据库的入口信息。数据库由将LED灯1的位置信息和其ID关联起来了的数据表格构成,由服务器装置141所保有。ID是例如LED灯1的产品以及制造固有编号。产品编号是“0008”那样的厂商ID,产品固有编号是“31246505”那样的单独编号。位置信息由纬度、经度、层数构成。此处,照明编号被定位成入口编号。
图15示例了针对LED灯的位置信息的写入流程。图16是基于图15的写入动作的系统图。如图15示例的那样,针对每个LED灯,通过LED灯的插入和向LED灯的位置信息写入来进行处理。如果例如照明编号A001的LED灯1插入到连接器140(S1),则服务器装置141受理从经由连接器140与所述电力线网31N连接了的照明编号A001的LED灯1发送的位置信息写入请求(S2)。所述服务器装置141从所受理了的位置信息写入请求取得请求源的ID(0008+31246505),使用取得了的ID从所述数据库检索对应的位置信息,将检索到的位置信息发送到所述电力线网31N(S3)。所述请求源ID的照明编号A001的LED灯1将被发送到所述电力线网的位置信息写入到自身的所述非易失性存储装置(S4)。最后,照明编号A001的LED灯1将写入完成与ID一起通知给服务器装置141(S5)。关于其他照明编号A002的LED灯1,也与上述同样地处理(S6~S10)。
根据该位置信息写入方法,利用电力线网31N,所以能够使用室内电气配线图、建筑物构造图等数据而容易地取得LED灯1的相对位置,还能够容易地使用代表性的绝对位置(纬度·经度信息)和相对位置来取得各LED灯1的位置信息(纬度·经度信息),作为结果能够容易地取得数据库。另外,通过LED灯1连接到电力线网31N(S1、S6),发出位置信息写入请求(S2、S7),从服务器装置141将对应的位置信息发送到电力线网(S3、S8),接受它并且LED灯1向自身的非易失性存储装置24写入位置信息(S4、S9),所以能够使位置信息的写入作业高效化。无需重复对LED灯1分别地连接写入接口电缆,逐个进行写入的操作。能够与上述同样地,使用服务器装置,集中管理更换LED灯1时的位置信息的再写入。
<<电力线网络系统在商业设施的应用>>
图17示例了有效利用在商业设施内设置了的LED灯1来构筑室内位置信息发送系统的情况。通过从在顶棚上设置了的LED灯1发送室内位置信息,使位置信息和设施内地图与智能手机、平板终端、专用终端等可见光接收终端160匹配,能够在地图上显示当前地点。由此,能够用于周边商店信息发布、室内导航、并且紧急时的避难路径的指示等。
根据上述说明可知,使用具备了内置电力线通信部23以及第一可见光通信部22的电源·通信模块4的LED灯1,在服务器装置141中构筑将使用电气设备附图等CAD数据计算出的位置坐标和LED灯1的ID关联起来的数据库,经由电力线网31N对LED灯1和服务器装置141进行网络连接,而能够从服务器装置141向LED灯1写入各个位置坐标。由此,能够削减系统设置的劳力,还能够抑制初始成本。进而,仅通过安装LED灯1,不需要电源电缆的切断、更换,所以即使并非电气工程师等具有特别的资格的人也能够实施。
还能够从服务器装置141集中地实施LED调光控制、功耗测定等。另外,发送位置坐标信号的LED灯1的增设、削除等也变得容易,所以还能够削减维护成本。
图18示出在进行可见光发送接收的情况下的例子。作为在LED灯1中内置的可见光通信功能,不仅进行利用第一可见光通信部22的发送,还进行利用第二可见光通信部26的发送,从而如图所示,能够在LED灯1与智能手机、平板终端或者专用终端等可见光接收终端160之间,进行双向的通信。由此,如图19示例的那样,也能够从终端160经由LED灯1、电力线网31N,向服务器装置141等发送信息。例如,在室内位置信息发送系统中,从接收到从LED灯1发送了的位置信息的终端160将终端的固有ID发送到LED灯1,从LED灯1经由电力线网31N传送到服务器装置141。由此,能够通过商业设施的服务器装置141,容易地记录人、物的当前位置、移动路径。
图20示出了用在地面等上设置了的计数接收机180接收从LED灯1发送了的可见光的光通信信号来进行人、物的通过检测的情况的应用例。人、物通过计数接收机之间,从而光被遮挡而通信中断。用计数接收机180检测该通信的中断,针对每次检测而进行递增并存储其计数值。在规定时刻或者每隔一定时间地,将存储了的计数值经由电力线网31N发送到服务器装置而累积。由此,能够使用通常用作照明用途的LED灯1,简单地测量出口等门的通过人数等。
也可以代替计数接收机180,经由光电二极管70由第二可见光通信部26接收来自LED灯1的反射光,并进行递增以及计数值的存储。进而,在LED灯1具备人感接收部27的情况下,也可以使用人感传感器71,由人感接收部27直接接收人的通过。
图21示例了对结算系统的安全提高的应用。在通过可移动到任意地方的智能手机等携帯终端160进行的经由移动体通信网络191的信用卡结算中,对安全的风险也变高,但通过加上基于可见光通信使用过的店铺等的位置信息,能够构筑安全性更高的结算系统。另外,在O2O(离线对在线)等促销、营销中也能够利用。作为实际到店的证据,考虑有效利用可见光通信的位置信息。与其相伴地,能够向光顾频繁的会员赋予积分、折扣等服务。在图中,190是卡结算用的服务器。
这样,通过利用上述位置信息发送系统,能够容易地获得位置信息,能够制作有效利用了位置信息的新的商业模型。
图22示出在将利用LED灯的可见光通信的对象扩大到位置信息以外的周边区域关联信息或者与位置无关联的特定信息的情况下的电力线网络系统的例子。
在此前的说明中,说明了通过可见光通信发送LED灯1的位置信息的情况,但不限于此。
在图22的电力线网络系统中,在服务器装置141中构筑的数据库针对图14的入口结构,按照每个照明编号而具有位置信息以外的周边区域关联信息。也可以代替基于纬度·经度的位置信息,而具有周边区域关联信息。在该例子中,直管型以及灯泡型各自的LED灯1为了进行可见光通信,至少具有发送用的第一可见光通信部22。智能手机、平板终端、专用终端等可见光信号接收终端160能够接收从LED灯1发送的周边区域关联信息、位置信息,在终端160自身具有的显示器中显示其内容。
此处,以在超市、百货店等商业设施内构筑了电力线网络系统的情况为一个例子进行说明。
服务器装置141与上述位置信息的发布同样地,与位置坐标信息一起或者不伴随位置坐标信息地,将周边区域关联信息与LED灯的ID一起输出到电力线网31N,与该ID对应的LED灯的电力线通信部23接收周边区域信息等而储存于闪存存储器24。闪存存储器24具有与位置信息存储区域PA独立地储存周边区域关联信息的存储区域NA。利用LED灯1,通过可见光通信发送存储了的信息,并由智能手机、平板终端、专用终端等可见光接收终端160接收而显示信息。
作为使用第一可见光通信部22不伴随位置信息而仅对周边区域信息进行可见光发送的情况的具体例,设想在例如处于超市等的陈列架上粘贴的、记有商品的售价的卡(货架标签)那样的电子货架标签。在使用LED灯1来照明电子货架标签的情况下,电子货架标签能够定位成具备显示价格、商品说明等的7段(segment)显示器、或者点阵型的显示器的终端。在该电子货架标签的情况下,LED灯1实施可见光发送的信息成为商品代码、价格。
进而,作为其他例子,还能够在发生灾害时等发生异常时,从经由网络集线器142连接的服务器装置141或者适当的主机装置,依照指示,网络系统上的所有LED灯1从第一可见光通信部22通过可见光发送,发出异常状态通知、异常原因通知。异常状态通知、异常原因通知预先存储于闪存存储器,从服务器装置141或者适当的主机装置,依照指示,将可见光通信信息切换为异常状态通知等即可。或者,也可以响应于该指示,将闪存存储器上的可见光通信信息从位置信息改写为异常状态通知的信息,进行可见光发送。
<<投影仪>>
接下来,说明在投影仪中应用了LED灯的例子。图23示例了投影仪的结构。1A是投影仪200的光源。投影仪200将从光源1A放射了的光用分色镜201分解为红(R)和它以外的光,将它以外的光用分色镜202分解为绿(G)和蓝(B)的光,将红、绿、蓝的三原色的各个光逐个分配而透过透射型液晶面板206、207、208。203~205是用于将分解了的光导入到对应的透射型液晶面板206、208的反射镜。透射型液晶面板206、207、208分别根据图像数据形成透射图案。透过了透射型液晶面板206、207、208的光通过棱镜209合成,经由透镜210在屏幕211上生成彩色影像。
光源1A与在图4中说明了的灯泡形的LED灯1大致等同,所述光源1A采用这样LED灯,该LED灯在提供了与电力线31连接了的灯口6的框体2中,收容照明用LED11以及所述照明用LED11的电源·通信模块4,从连接所述灯口6的电力线31对所述电源·通信模块4供给电源。所述电源·通信模块4具有:电源电路20,使用来自所述电力线31的电源来生成内部电源;LED驱动电路21,使用由所述电源电路20生成了的内部电源而对所述照明用LED11供给驱动电压;第一可见光通信部22,经由所述LED驱动电路21控制发送方向的可见光通信;以及电力线通信部30,经由所述电力线31进行电力线通信。所述第一可见光通信部22对经由所述电力线通信部30而提供了的特定信息进行可见光发送。当然,电源·通信模块4具备在图1或者图5中说明了的结构即可,但在非易失性存储装置24中,不储存位置信息,而储存与彩色影像关联的所需的特定的信息。虽然未特别图示,但当然也可以代替非易失性存储装置24而在RAM中储存并使用该特定的信息。
图24示例了投影仪200的利用方式。对投影仪200连接作为主机装置的个人计算机(PC)300。PC300向投影仪200供给影像数据和特定的信息,投影仪200将彩色影像投影到屏幕211,并且,将特定的信息重叠到该影像可见光上。关于将特定的信息作为可见光放射的方法,与上述说明相同,所以其详细的说明省略。终端装置400是对来自屏幕211的反射光进行接收并且输入重叠于影像可见光的特定的信息而使用的设备的一个例子。在根据终端装置400所反射了的可见光判别特定的信息时,使用依照例如在图10中说明了的可见光通信规格的方法即可。
在从PC300向投影仪200供给影像数据时,使用例如利用串行通信线220的串行接口等即可。
关于通过作为光源的LED灯1A的闪烁而应重叠于影像可见光的特定信息,如图25示例的那样,经由向LED灯供给电源VCC的电力配线31,通过电力线通信来供给。所供给了的特定信息储存于例如非易失性存储装置24。即,PC300具有电力线通信部301,如果从该电力线通信部301经由电力线31向投影仪200的电力线通信部30供给了特定信息,则第一可见光通信部22向LED驱动电路21对该特定信息进行可见光发送。这样,能够经由对投影仪200供给动作电源VCC的电力线31,将特定的信息提供给投影仪200。
或者,也可以如图26示例的那样,从作为主机装置的PC300向投射器200直接提供特定的信息。即,在投影仪200中,设置对LED灯1A所连接的电力线31和作为与其不同的通信线的串行信号线220进行接合的外部接口部221,第一可见光通信部22向LED驱动电路21,对从外部接口部221经由所述电力线通信部30提供了的特定信息进行可见光发送。由此,能够从PC300将特定的信息发送到外部接口部221而提供给投影仪200。
根据上述投影仪200,在从LED灯1A放射了的光中包括特定的信息,该信息重叠于生成了的彩色图像。因此,通过终端装置400对用投影仪200投影了的彩色影像的反射光进行接收,终端装置400能够取得重叠了的特定信息而显示于显示器、或者将其作为其他处理对象。这样,能够使用可见光的反射光而使终端装置400取得特定的信息,所以相比无线通信等能够将信息的扩散范围限定得更窄,在这一点上能够有助于提高安全性。例如,如果是无线通信,则特定的信息还泄漏到相邻的房间,但如果是可见光通信,则可见光被遮挡即可,所以没有这样的担心。例如,考虑如下利用方式:当在教室内在大型屏幕上投影练习问题来进行考试的情况下,在考试结束之后,根据被屏幕反射了的可见光线,通过可见光通信而使解答数据显示于终端装置400上,为应考者提供便利。在该情况下,解答数据不会泄漏到相邻的教室。
另外,在投影仪200中应用的LED灯1A中,当然能够采用不具有非易失性存储装置24的LED灯。也可以代替其而具备RAM,也可以实时地接收必要的数据。
<<使用了LED灯的防碰撞装置>>
图27示例了使用LED灯的碰撞防止装置500。碰撞防止装置500具有作为汽车等车辆的前灯、尾灯而嵌入了的LED灯1B、受光装置501、以及数据处理装置502,分别与电力线31连接而构成电力线网络。
LED灯1B与在图4中说明了的灯泡形的LED灯1大致等同,在提供了与电力线31连接的灯口6的框体2中,收容照明用LED11以及所述照明用LED11的电源·通信模块4,从连接所述灯口6的电力线31对所述电源·通信模块4供给电源。所述电源·通信模块4具有:电源电路20,使用来自所述电力线31的电源来生成内部电源;LED驱动电路21,使用由所述电源电路20生成了的内部电源而对所述照明用LED11供给驱动电压;第一可见光通信部22,经由所述LED驱动电路21控制发送方向的可见光通信;以及电力线通信部30,经由所述电力线31进行电力线通信。所述第一可见光通信部22对经由所述电力线通信部30而提供了的特定信息进行可见光发送。特定信息储存于例如非易失性存储装置24。电力线通信部30通过进行电力线通信来取得在非易失性存储装置24中储存的特定的信息。所述第一可见光通信部22对从非易失性存储装置24读出了的特定的信息进行可见光发送。
受光装置501对通过LED灯1B对特定的信息进行光放射而对来自放射方向正面的反射光进行接收。该受光装置501具有:例如光电二极管那样的可见光传感器510;以及通信部511,输入来自所述可见光传感器510的信号来控制接收方向的可见光通信,并且将由此实施可见光接收而得到的接收信息经由电力线31发送到外部。
数据处理装置502能够输入从受光装置501输出了的所述接收信息,运算从利用LED灯1B进行的所述特定信息的光放射至利用可见光传感器510接收该反射光为止的时间。根据该运算了的时间,能够掌握直至处于光放射方向正面的障碍物的距离或者到达时间等。例如如图29示例的那样,在将LED灯1B嵌入到汽车600的前灯的情况下,探测来自前方的障碍物601的反射光。在如图30示例的那样,将LED灯1B嵌入到了汽车600的尾灯的情况下,探测来自后方的障碍物602的反射光。当在特定信息中使用了例如图31所示那样的代码数据的情况下,运算接收代码相对发送代码的到达延迟时间(时间差)。根据该时间差以及此时的行驶速度,能够运算直至障碍物的距离。
数据处理装置502在被嵌入于例如车载的电子控制装置(ECL),而通过刹车和引擎控制等进行防止碰撞的情况下,在刹车控制用的ECL和引擎控制用的ECL中嵌入数据处理装置502,在直至障碍物的距离或者时间成为容许范围以下时,按照与该距离、当前的速度等对应的强度进行刹车动作、引擎减速的强制介入。
由此,如果设想将所述LED灯使用于车辆的头灯或者尾灯的情况,则通过根据直至从该照射方向正面反射来的特定的信息到达可见光传感器的延迟时间,掌握直至处于照射方向正面的障碍物的距离等,从而能够有助于车辆的防止碰撞。
图28示例了使用嵌入了构成受光装置的可见光传感器510和通信部511的功能的LED灯1C的防碰撞装置500A。在该LED灯1C中,采用在图6中说明了的电源·通信模块4即可。在该情况下,上述第二可见光通信部26和电力线通信部30实现通信部511的功能。第二可见光通信部26输入来自可见光传感器510的信号而控制接收方向的可见光通信。电力线通信部30通过进行所述电力线通信,来取得在非易失性存储装置24中储存的所述特定的信息。第一可见光通信部22对从所述非易失性存储装置24读出了的所述特定的信息进行可见光发送。电力线通信部30将通过所述第二可见光通信部26的控制实施可见光接收而得到的接收信息经由电力线31发送到外部。数据处理装置502输入从电力通信部30输出了的所述接收信息,根据从利用LED灯1B的所述特定信息的光放射至利用可见光传感器510接收其反射光的延迟时间,运算直至处于光放射方向正面的障碍物的距离。由此,无需将受光装置501准备为外置电路,与图27同样地奏效。
本发明不限于上述实施方式,当然能够在不脱离其主旨的范围内,实施各种变更。
例如,非易失性存储装置24不限于在电力线通信部23的微型计算机82中集成了的闪存存储器。既可以是由与微型计算机不同的LSI构成了的闪存存储器,也可以是闪存存储器以外的MRAM(magnetoresistive random access memory,磁阻式随机存取存储器)、FRAM(Ferroelectric Random Access Memory,铁电随机存取存储器)等其他存储形式的非易失性存储器。对非易失性存储装置的位置信息存储区域进行访问的访问主体不限于电力线通信部,既可以是第一可见光通信部,或者也可以是其他程序处理电路、逻辑电路。
LED灯能够采用作为可见光通信部仅具有第一可见光通信部的结构、或者是具有第一以及第二可见光通信部的结构。在人感检测中使用第二可见光通信部的情况下,人感接收部不需要。
服务器装置由个人计算机、工作站构成即可。
LED灯不限于在顶棚、壁等上固定的室内照明器具,也可以应用于广告灯、广告牌的背光源、道路、公园等室外的街灯等。
也可以代替尾灯而在背灯中嵌入LED来进行碰撞探测。
Claims (31)
1.一种LED灯,该LED灯在提供了与电力线连接的灯口的框体中,收容照明用LED以及所述照明用LED的电源·通信模块,从连接所述灯口的电力线对所述电源·通信模块供给电源,
所述电源·通信模块具有:
电源电路,使用来自所述电力线的电源来生成内部电源;
LED驱动电路,使用由所述电源电路生成了的内部电源对所述照明用LED供给驱动电压;
第一通信部,经由所述LED驱动电路控制发送方向的可见光通信;
电力线通信部,经由所述电力线进行电力线通信;以及
非易失性存储装置,
所述非易失性存储装置具有用于存储设置LED灯的位置信息的位置信息存储区域,
所述电力线通信部进行所述电力线通信,而在所述位置信息存储区域中储存的所述位置信息,
所述第一通信部在规定的定时对从所述位置信息存储区域读出了的所述位置信息进行可见光发送。
2.根据权利要求1所述的LED灯,其特征在于,
所述第一通信部通过根据发送数据控制所述照明用LED的接通时间和断开时间的比例,进行可见光通信的发送。
3.根据权利要求1所述的LED灯,其特征在于,
在所述框体中,还收容可见光传感器,
所述电源·通信模块具有控制从所述可见光传感器接收信号的第二通信部。
4.根据权利要求3所述的LED灯,其特征在于,
所述第一通信部和所述第二通信部共享微型计算机作为控制电路。
5.根据权利要求3所述的LED灯,其特征在于,
所述电力线通信部将位置信息与所述第二通信部所接收到的信息一起经由电力线发送到外部。
6.根据权利要求1所述的LED灯,其特征在于,
在所述框体中还收容人感传感器,
所述电源·通信模块具有控制从所述人感传感器接收信号的人感接收部。
7.根据权利要求6所述的LED灯,其特征在于,
所述第一通信部和所述人感接收部共享微型计算机作为控制电路。
8.根据权利要求7所述的LED灯,其特征在于,
所述电力线通信部将位置信息与通过所述人感接收部的控制得到的人感探测结果一起经由电力线发送到外部。
9.一种电力线网络系统,具有:
电力线网;
权利要求1所述的LED灯,与所述电力线网连接;以及
网络集线器,对使用了所述电力线网的电力线通信和使用了其他通信网的通信进行接合。
10.根据权利要求9所述的电力线网络系统,其特征在于,
所述第一通信部通过根据发送数据控制所述照明用LED的接通时间和断开时间的比例,进行可见光通信的发送。
11.根据权利要求9所述的电力线网络系统,其特征在于,
在所述框体中,还收容可见光传感器,
所述电源·通信模块具有控制从所述可见光传感器接收信号的第二通信部。
12.根据权利要求11所述的电力线网络系统,其特征在于,
在经由所述第二通信部接收到终端ID时,具有该第二通信部的LED灯的所述电力线通信部将经由该第二通信部接收到的终端ID与自身的位置信息一起经由电力线通信部发送到所述电力线网。
13.根据权利要求9所述的电力线网络系统,其特征在于,
在所述框体中还收容人感传感器,
所述电源·通信模块具有控制从所述人感传感器接收信号的人感接收部。
14.根据权利要求13所述的电力线网络系统,其特征在于,
所述电力线通信部将位置信息与通过所述人感接收部的控制得到的人感探测结果一起发送到所述电力线网。
15.一种位置信息写入方法,该位置信息写入方法是使用可经由所述电力线网进行接合的服务器装置,向与电力线网连接了的权利要求1所述的LED灯写入LED灯的位置信息的方法,
所述位置信息写入方法包括:
所述服务器装置取得使LED灯的ID和位置信息对应了的数据库的处理;
服务器装置受理从经由连接器与所述电力线网连接了的LED灯发送的位置信息写入请求的处理;
所述服务器装置从所受理了的位置信息写入请求取得请求源的ID,使用取得了的ID从所述数据库检索对应的位置信息,将检索到的位置信息发送到所述电力线网的处理;以及
所述请求源的ID的LED灯将被发送到所述电力线网的位置信息写入到自身的所述非易失性存储装置的处理。
16.根据权利要求15所述的位置信息写入方法,其特征在于,
所述请求源的ID是在所述非易失性存储装置中储存的LED灯的产品以及制造固有编号。
17.根据权利要求16所述的位置信息写入方法,其特征在于,
所述位置信息是设置LED灯的纬度·经度信息以及设置层数的信息。
18.根据权利要求17所述的位置信息写入方法,其特征在于,
取得所述数据库的处理包括:
在构成电力线网的建筑物平面图以及电气设备附图上确定LED灯的设置场所的处理;
在建筑物平面图以及电气设备附图上决定基准位置,取得所决定了的基准位置的纬度·经度信息的处理;
根据所取得了的纬度·经度信息,取得LED灯的设置场所的纬度·经度信息的处理;以及
生成使所取得了的LED灯的ID和位置信息对应了的数据库的处理。
19.一种LED灯,该LED灯在提供了与电力线连接的灯口的框体中,收容照明用LED以及所述照明用LED的电源·通信模块,从连接所述灯口的电力线对所述电源·通信模块供给电源,
所述电源·通信模块具有:
电源电路,使用来自所述电力线的电源来生成内部电源;
LED驱动电路,使用由所述电源电路生成了的内部电源对所述照明用LED供给驱动电压;
第一通信部,经由所述LED驱动电路控制发送方向的可见光通信;
电力线通信部,经由所述电力线进行电力线通信;以及
非易失性存储装置,
所述非易失性存储装置具有用于存储特定的信息的特定信息存储区域,
所述电力线通信部进行所述电力线通信,而在所述特定信息存储区域中储存的所述特定的信息,
所述第一通信部在规定的定时对从所述特定信息存储区域读出的所述特定的信息进行可见光发送。
20.根据权利要求19所述的LED灯,其特征在于,
所述特定的信息是确定LED灯的位置的位置坐标信息、与LED灯的位置的周边区域关联的周边区域关联信息、或者与LED灯的位置无关的信息。
21.根据权利要求19所述的LED灯,其特征在于,
在所述框体中,还收容可见光传感器,
所述电源·通信模块具有控制从所述可见光传感器接收信号的第二通信部,
所述电力线通信部将所述第二通信部接收到的信息经由电力线发送到外部。
22.一种电力线网络系统,具有:
电力线网;
权利要求19所述的LED灯,与所述电力线网连接;以及
网络集线器,对使用了所述电力线网的电力线通信和使用了其他通信网的通信进行接合。
23.一种投影仪,该投影仪将从光源放射了的光分解为红、绿、蓝的三原色的光,使被分解了的所述光分别透过根据数据形成透射图案的透射型液晶面板,合成透过了的光,从而生成彩色影像,
作为所述光源,具备权利要求19所述的LED灯。
24.根据权利要求23所述的投影仪,其特征在于,
所述第一通信部对从所述电力线经由所述电力线通信部而提供了的特定信息进行可见光发送。
25.根据权利要求23所述的投影仪,其特征在于,
所述投影仪具有对所述LED灯所连接的电力线和与其不同的通信线进行接合的外部接口部,
所述第一通信部对从所述外部接口部经由所述电力线通信部而提供了的特定信息进行可见光发送。
26.一种投影仪,该投影仪将从光源放射了的光分解为红、绿、蓝的三原色的光,使被分解了的所述光分别透过根据图像数据形成透射图案的透射型液晶面板,合成透过了的光,从而生成彩色影像,
所述光源是如下的LED灯,该LED灯在提供了与电力线连接的灯口的框体中,收容照明用LED以及所述照明用LED的电源·通信模块,从连接所述灯口的电力线对所述电源·通信模块供给电源,
所述电源·通信模块具有:
电源电路,使用来自所述电力线的电源来生成内部电源;
LED驱动电路,使用由所述电源电路生成了的内部电源对所述照明用LED供给驱动电压;
第一通信部,经由所述LED驱动电路控制发送方向的可见光通信;以及
电力线通信部,经由所述电力线进行电力线通信,
所述第一通信部对经由所述电力线通信部而提供了的特定信息进行可见光发送。
27.根据权利要求26所述的投影仪,其特征在于,
所述第一通信部对从所述电力线经由所述电力线通信部而提供了的特定信息进行可见光发送。
28.根据权利要求26所述的投影仪,其特征在于,
所述投影仪具有对所述LED灯所连接的电力线和与其不同的通信线进行接合的外部接口部,
所述第一通信部对从所述外部接口部经由所述电力线通信部而提供了的特定信息进行可见光发送。
29.一种数据处理方法,包括:
投射根据权利要求26所述的投影仪所输入了的所述图像数据以及所述特定的信息而生成了的彩色影像的处理;以及
终端装置对被投射了的彩色影像的反射光进行接收而再生在所述反射光中包含的所述特定的信息的处理。
30.一种碰撞防止装置,包括:
权利要求19所述的LED灯;
受光装置,通过所述LED灯对所述特定的信息进行光放射而接受来自放射方向正面的反射光;以及
数据处理装置,运算从利用所述LED灯进行的所述特定的信息的光放射至利用所述受光装置接收到该反射光为止的时间。
31.一种碰撞防止装置,该碰撞防止装置具有分别在车辆上搭载了的LED灯、电力线、以及数据处理装置,
所述LED灯是如下的灯,该灯在提供了与所述电力线连接的灯口的框体中,收容照明用LED以及所述照明用LED的电源·通信模块,从连接所述灯口的电力线对所述电源·通信模块供给电源,
所述电源·通信模块具有:
电源电路,使用来自所述电力线的电源来生成内部电源;
LED驱动电路,使用由所述电源电路生成了的内部电源对所述照明用LED供给驱动电压;
第一通信部,经由所述LED驱动电路控制发送方向的可见光通信;
电力线通信部,经由所述电力线进行电力线通信;
非易失性存储装置;
可见光传感器;以及
第二通信部,输入来自所述可见光传感器的信号而控制接收方向的可见光通信,
所述电力线通信部进行所述电力线通信,而在所述非易失性存储装置中储存的所述特定的信息,
所述第一通信部对从所述非易失性存储装置读出的所述特定的信息进行可见光发送,
所述电力线通信部将通过所述第二通信部的控制实施可见光接收而得到的接收信息经由电力线发送到外部,
所述数据处理装置输入从所述电力通信部输出的所述接收信息,运算从利用所述LED灯进行的所述特定信息的光放射至利用可见光传感器接收该反射光为止的时间。
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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