CN108847885A - 照明光通信装置、照明器具以及照明装置 - Google Patents

Abstract

一种抑制在光源的点亮状态向调制模式转移等时发生闪烁的照明光通信装置、照明器具以及照明装置。一种照明光通信装置，与通过从恒流发生装置流通电流来发出照明光的光源连接，并对光源的照明光进行调制，该照明光通信装置具备：开关，其与光源串联连接；信号发生电路，其产生用于控制开关的接通和断开的二值的通信信号，以对照明光进行调制；电流抑制电路，其与光源及开关串联连接，将流过光源的电流抑制为不超过与基准值对应的电流设定值；以及控制部，其能够借助通信信号来变更开关的接通占空比。控制部在电流抑制电路中流通的电流发生变化的转移期间内改变开关的接通占空比。

Description

照明光通信装置、照明器具以及照明装置

技术领域

本公开涉及一种通过对照明光进行调制来进行可见光通信的照明光通信装置、照明器具以及照明装置。

背景技术

以往，在具备发光二极管(LED:Light Emitting Diode)作为光源的照明器具中，提出了通过对照明光的强度进行调制来发送信号的可见光通信。在这种照明光通信装置中通过对照明光本身进行调制来发送信号，因此不需要如红外线通信装置那样的特別的设备。另外，通过使用发光二极管作为照明用光源，能够实现节电，因此正在研究利用到地下街道等的普适(ubiquitous)信息系统中。

例如日本特开2015-19235号公报公开了一种可见光通信装置，其具备控制电路，该控制电路对由发光二极管构成的光源部所输出的照明光的光强度进行调制来叠加通信信号。记载有如下内容：在该可见光通信装置中，控制电路将固定时间分割为多个时隙，周期性地重复进行在任意选择的某个时隙中输出通信信号的发送处理。由此，在来自多个照明器具的光相互叠加的情况下也能够以简易的结构来提高接收终端接收通信信号的概率。

发明内容

发明要解决的问题

在如日本特开2015-19235号公报所记载的那样进行可见光通信的照明装置中，在从利用直流电流将光源点亮的状态转移到在照明光上叠加通信信号的调制模式时，有时由于照明光的光强度的瞬间变化而导致人眼感觉到闪烁。

本公开的目的在于提供一种能够抑制光源的点亮状态向调制模式转移时等发生闪烁的照明光通信装置、照明器具以及照明装置。

用于解决问题的方案

本公开所涉及的照明光通信装置与通过从恒流发生装置流通电流来发出照明光的光源连接，并对所述光源的照明光进行调制，该照明光通信装置具备：开关，其与所述光源串联连接；信号发生电路，其产生用于控制所述开关的接通和断开的二值的通信信号，以对所述照明光进行调制；电流抑制电路，其与所述光源及所述开关串联连接，将流过所述光源的电流抑制为不超过与基准值对应的电流设定值；以及控制部，其能够借助所述通信信号来变更所述开关的接通占空比。而且，所述控制部在所述电流抑制电路中流通的电流发生变化的转移期间内改变所述开关的接通占空比。

本公开所涉及的照明器具具备所述照明光通信装置以及光源。另外，本公开所涉及的照明装置具备该照明器具以及恒流发生装置。

发明的效果

根据本公开所涉及的照明光通信装置、照明器具以及照明装置，能够通过在光源的点亮状态向调制模式转移时等的转移期间内改变开关的接通占空比来抑制人感觉到照明光的闪烁。

附图说明

图1A是表示作为一个实施方式的具备照明光通信装置的照明装置的结构的图。

图1B是表示具备照明光通信装置的照明装置的结构的图，该照明光通信装置包含使晶体管兼用于照明光的调制动作和在光源中流通的电流的抑制动作的兼用控制电路。

图1C是表示真值表的图，该真值表示出来自图1B中的信号发生电路的通信信号、两个阀(valve)以及晶体管的动作状态。

图2是表示不具备照明光通信装置的照明装置的结构的图。

图3是表示图1A中的控制电路和信号发生电路的结构例的框图。

图4是表示图1A中的控制电路的处理例的流程图。

图5是控制电路内的移位寄存器的说明图。

图6是表示图4的步骤S20的校正例的流程图。

图7是用于说明通信信号的调制方式的图。

图8是表示通信信号的事例(a)～(d)的图。

图9是表示断续的LED电流的波形的说明图。

图10是表示与接通占空比相应的电流设定值的图。

图11A是表示在直流点亮模式与调制模式之间设定的转移期间内逐渐地改变接通占空比的情形的图。

图11B是表示在第一调制模式与第二调制模式之间设定的转移期间内逐渐地改变接通占空比的情形的图。

图12是表示在照明装置启动时设定的转移期间内逐渐地改变接通占空比的情形的图。

图13是表示在照明装置的驱动停止时设定的转移期间内逐渐地改变接通占空比的情形的图。

图14A是表示在光源的光强度不同的第一调光状态与第二调光状态之间设定的转移期间内逐渐地改变接通占空比的情形的图。

图14B是表示在图14A中第一调光状态和第二调光状态中的调制模式的接通占空比相同的情况的图。

具体实施方式

下面参照附图来详细地说明本公开所涉及的实施方式。在本说明中，具体的形状、材料、数值、方向等是为了容易理解本公开的例示，能够配合用途、目的、技术规范等来适当变更。另外，以下，用语“大致”例如以如下意思来使用：除了完全相同的情况以外，还包含实际上视为相同的情况。并且，以下，在包含多个实施方式、变形例等的情况下，从一开始就假定将这些特征部分适当组合来使用。

图1A是表示作为一个实施方式的具备照明光通信装置16的照明装置10的结构的图。照明装置10具备恒流发生装置12和照明器具14。照明器具14具备照明光通信装置16和光源18。

恒流发生装置12具有使输出恒流化的功能，包含整流桥20、电容器22、DC-DC转换器24以及恒流反馈电路26。恒流反馈电路26具备输入电阻28、放大器30、电阻32、电容器34以及基准电压源35。

恒流发生装置12将商用电源(例如交流100V)利用整流桥20进行全波整流并利用电容器22进行平滑，然后利用DC-DC转换器24变换为期望的直流电压。在DC-DC转换器24的输出两端间连接有平滑电容器25。另外，光源18和照明光通信装置16的串联电路与平滑电容器25并联连接。照明光通信装置16具备电流抑制电路17、断续开关SW、信号发生电路SG以及控制部19。

恒流发生装置12具有如下功能：直接或间接地检测光源18中流通的电流并将这些电流值控制为固定。该功能基于用于直接检测光源18的电流的检测电阻27和恒流反馈电路26。在恒流反馈电路26中，基准电压源35与放大器30的正输入端子连接，输入电阻28与放大器30的负输入端子连接。另外，在恒流反馈电路26中，在放大器30的输出端子与放大器30的负输入端子间并联地连接有增益调整用的电阻32和相位补偿用的电容器34。

恒流反馈电路26利用放大器30来比较检测电阻27的压降与基准电压源35的电压之间的高低并放大其差后反馈到DC-DC转换器24的控制部。也就是说，对DC-DC转换器24施加负反馈控制使得检测电阻27的压降与上述基准电压一致。另外，通过在放大器30的反相输入端子与输出端子之间连接的电阻32和输入电阻28的分压比来设定增益，与电阻32并联设置的电容器34作为用于相位补偿的积分元素来发挥功能。

平滑电容器25连接于恒流发生装置12的输出之间，用于对恒流发生装置12的输出进行平滑。

光源18在恒流发生装置12的输出之间包含串联连接的多个发光二极管，恒流发生装置12的输出被提供到该光源18。此外，构成光源18的发光元件不限定于发光二极管，也可以是其它发光元件(例如有机电致发光元件、半导体激光元件等)。

断续开关SW串联地附加于光源18，用于使从恒流发生装置12提供到光源18的电流断续。该断续开关SW与本公开中的开关相当。

信号发生电路SG产生用于控制断续开关SW的接通和断开的二值的通信信号，以对照明光进行调制。通信信号被输入到断续开关SW的控制端子来使断续开关SW接通和断开。构成为能够接受来自控制部19的指令来变更通过断续开关SW生成的通信信号的接通占空比。此外，信号发生电路SG既可以重复地产生表示存储于控制部19中的例如商品信息等固有ID的通信信号，也可以根据从外部的装置输入的发送信号来产生通信信号。

接着，说明电流抑制电路17的结构例。

电流抑制电路17以与光源18及断续开关SW串联的方式附加于光源18及断续开关SW，用于抑制流过光源18的电流的大小。例如，电流抑制电路17也可以与光源18及断续开关SW串联连接，并根据基准值来将光源18中流通的电流抑制为不超过与基准值对应的电流设定值。这样，能够降低在断续开关SW从断开变成接通的瞬間光源18中流通的电流产生的过冲，因此能够降低接收装置中的接收错误。

电流抑制电路17包括作为MOSFET的晶体管36、与源极连接的电阻38、放大器40、基准源42以及控制电路44。

基准源42向放大器40的正输入端子输出基准值。基准值规定光源18中流通的电流的上限(电流设定值)。例如，基准值与电流设定值成比例。另外，基准源42也可以根据信号发生电路SG产生的通信信号的排列模式(例如位模式)来输出可变的基准值。

晶体管36与光源18及断续开关SW串联连接，基于基准值来抑制流过光源18的电流。

电阻38是用于检测光源18中流通的电流的大小的源极电阻。电阻38的源极侧端子与放大器40的负输入端子连接。

放大器40的正输入端子与基准源42连接，负输入端子与晶体管36的源极连接。放大器40将基准值与由电阻38检测出的电流值之差放大，将放大得到的信号输出到晶体管36的栅极。

控制电路44进行根据通信信号的排列模式来变更基准源42的基准值的控制，以从基准源42输出可变的基准值。例如，控制电路44计算出通信信号的部分接通占空比，在计算出的部分接通占空比为第一比率时将上述基准值设为第一值，在部分接通占空比为大于上述第一比率的第二比率时将上述基准值设为小于上述第一值的第二值。此时，控制电路44也可以以使基准值与通信信号的部分接通占空比成反比的方式变更基准值。“部分接通占空比”例如是与最近的断开期间和紧接在该断开期间之前的接通期间合起来的期间相对的该接通期间的比例。或者“部分接通占空比”也可以用通信信号中的最近n位的移动平均值来代替。这样，在光源18中流通的电流产生的过冲的大小取决于部分接通占空比的情况下，能够更为恰当地抑制过冲。

如图1A所示，照明装置10也可以具备远程开关RS。远程开关RS根据用户操作等来发送用于调整光源18的光强度的调光信号LAS。调光信号LAS例如通过红外线通信、无线LAN、Wi-Fi等无线通信来发送到恒流发生装置12。恒流发生装置12能够根据该调光信号来变更输出的电流值。另外，由远程开关RS生成的调光信号还被发送到照明光通信装置16。由此，电流抑制电路17的控制电路44能够设定与调光信号相应的基准值，照明光通信装置16的控制部19能够进行后述的断续开关SW的接通占空比的控制。

此外，由远程开关RS生成的调光信号LAS也可以只被发送到照明光通信装置16。由此，电流抑制电路17的控制电路44能够设定与调光信号LAS相应的基准值。另外，照明光通信装置16的控制部19能够通过进行后述的断续开关SW的接通占空比的控制，来不仅进行可见光通信，还进行调光控制。电流抑制电路17中的电力损耗虽然增大，但是能够通过直接利用搭载于现有的不具有光通信功能和调光功能的照明器具中的恒流发生装置和LED光源并对其后续追加照明光通信装置16，来附加光通信功能和调光功能。

接着，参照图1B说明变形例的照明光通信装置16B。图1B是表示包含兼用控制电路50的照明光通信装置16B的结构例的图，该兼用控制电路50使晶体管兼用于照明光的调制动作和在光源中流通的电流的抑制动作。在该结构例中，晶体管36还起到上述断续开关SW的功能。

图1B的照明光通信装置16B具备晶体管36和兼用控制电路50。兼用控制电路50具备基准源42a、信号发生电路SG、阀B1、阀B2、电阻52、电阻54、放大器56、电阻58、电阻60、电容器62、放大器64、电阻66、电容器68以及反相器70。

兼用控制电路50中的具有信号发生电路SG、阀B1、阀B2以及反相器70的电路部分作为使晶体管36进行调制动作的调制控制电路发挥功能。

信号发生电路SG已经说明过，因此省略。

阀B1例如可以是开关晶体管、晶闸管等开关元件，根据被输入到控制端子的控制信号来断开或闭合、也就是说成为非导通或者导通的状态。对阀B1的控制端子输入来自信号发生电路SG的通信信号。

阀B2可以是与阀B1相同的元件。对阀B2的控制端子输入从信号发生电路SG经由反相器70来反相后的通信信号。阀B2与放大器56的两个输入端子中的同流过光源的电流的大小对应的负输入端子以及实际上具有基准值的电平的布线(也就是说，基准源42a的正侧布线)连接。

这里，使用图1C来说明阀B1、阀B2、晶体管36的动作状态。图1C是表示真值表的图，该真值表示出来自图1B中的信号发生电路SG的通信信号、阀B1、B2及晶体管36的动作状态。“SG”表示通信信号的逻辑值(高电平或者低电平)，“B1”表示阀B1的状态(接通或者断开)，“B2”表示阀B2的状态(接通或者断开)，“36”表示晶体管36的状态(接通或者断开)。在通信信号为L(低电平)时，阀B1、阀B2、晶体管36分别是断开、接通、断开，光源18中不流过电流从而熄灭。也就是说，阀B2在通信信号指示着熄灭时导通，由此实际上将两个输入端子中的与上述电流的大小对应的负输入端子的电平设为基准值的电平。由此放大器56的输出信号成为低电平，晶体管36成为断开。

在通信信号为H(高电平)时，阀B1、阀B2、晶体管36分别是接通、断开、接通，光源中流过电流从而点亮。

由此，根据与二值的通信信号相应的晶体管36的接通和断开来对照明光进行调制。

另外，兼用控制电路50中的除了信号发生电路SG、阀B1、阀B2以及反相器70以外的电路部分作为抑制晶体管36(也就是说，光源18)中流通的电流的电流抑制电路发挥功能。

电阻52是用于检测晶体管36中流通的电流、也就是说光源18中流通的电流的大小的电阻。

电阻54是用于限制当阀B2接通时从基准源42a经由电阻54和电阻52流到接地线的电流的电阻。

电阻58和电阻60是作为可变的基准源发挥功能的电路。即，电阻58和电阻60检测在阀B1接通时施加到兼用控制电路50的电压的大小。也就是说，阀B1和电阻60的连接点的电压表示被施加到兼用控制电路50的电压的大小，其被经由放大器64(这里，放大器64作为缓冲器发挥功能)作为基准值输入到放大器56的正输入端子。施加到兼用控制电路50的电压根据来自信号发生电路SG的通信信号的接通占空比来变化。在图1B中，将施加到兼用控制电路50的电压作为可变的基准值来输入到放大器56的正输入端子。根据该可变的基准值，能够将表示流过晶体管36的电流的上限的电流设定值设为与基准值和接通占空比相应的恰当的值。

基准源42a产生基准值以上的恒定电压。

电阻60和电容器62作为滤波器发挥功能，放大器64作为阻抗匹配用的缓冲器发挥功能。电阻66和电容器68作为噪声截止用的滤波器发挥功能。

如以上那样，在图1B的兼用控制电路50中，在上述通信信号指示着熄灭时(SG为L时)，阀B2(例如开关晶体管)将与流过光源18的电流的大小对应的负输入端子实际上设为基准值的电平，由此将晶体管36设为断开。由此，兼用控制电路50能够使晶体管36进行调制动作，且能够将流过光源18的电流抑制为电流设定值以下。

接着，说明可拆卸的照明光通信装置16的结构。图2是表示没有附加照明光通信装置16的照明装置10A的结构的电路图。也就是说，图2表示在图1A的照明装置10中删除照明光通信装置16并追加短路线11的结构。图1A表示具有可见光通信功能的照明装置10，图2表示不具有可见光通信功能的照明装置10A。

图1A和图2中的端子T1、T2与照明光通信装置16或者短路线11连接。端子T1、T2也可以是端子台或者连接器，也可以将现有的照明装置内的布线中的将与图2的短路线11相对应的布线材料切断后的位置设为端子T1、T2。

根据图1A和图2那样的结构，能够直接利用现有的不具有光通信功能的照明器具中搭载的恒流发生装置和LED光源并通过后续追加照明光通信装置16来附加光通信功能。关于能够这样后续追加这一点，图1B所示的照明光通信装置16B也是同样的。

接着，参照图3～图6来更详细地说明控制电路44的结构，该控制电路44进行根据通信信号的信号排列来变更基准源42的基准值的控制。即，说明如下结构例：控制电路44具有将通信信号中的n(n为2以上的整数)位数据一边进行移位一边保持的移位寄存器，基于该n位数据来计算出通信信号的部分接通占空比，根据计算出的部分接通占空比来决定基准值。

图3是表示图1中的控制电路44和信号发生电路SG的结构例的框图。在该图中，控制电路44具备移位寄存器44a、运算部44b、校正部44c、换算部44d以及基准值设定部44e。

移位寄存器44a将信号发生电路SG所产生的通信信号中的n(n为2以上的整数)位数据一边进行移位一边保持。

运算部44b基于移位寄存器44a中保持的n位数据来计算出通信信号的部分接通占空比。部分接通占空比例如可以是(i)与最近的断开期间(位0连续的期间)和紧接在该断开期间之前的接通期间(位1连续的期间)合起来的期间相对的该接通期间的比例。或者，部分接通占空比也可以用(ii)通信信号中的最近的n位的移动平均值来代替，还可以是n位中的规定位数的移动平均值。

运算部44b在求出移动平均值来作为部分接通占空比的情况下，只要对移位寄存器44a的n位单纯地求出平均即可。

校正部44c对由运算部44b计算出的部分接通占空比进行校正。如果上述的(i)(ii)等计算方法不同，则计算结果也不同，因此通过校正部44c来进行校正。

换算部44d将校正后的部分接通占空比换算为对应的恰当的基准值。也就是说，换算部44d根据校正后的部分接通占空比来决定恰当的基准值。

基准值设定部44e向基准源42设定所决定的基准值。也就是说，基准值设定部44e对基准源42进行控制使得基准源42输出所决定的基准值。

接着说明信号发生电路SG的结构例。

在图3中，信号发生电路SG具备判断部44f、待机控制部44g以及驱动部44h。

从控制部19向判断部44f输入通信信号。该通信信号既可以重复地包含照明装置10的ID，也可以包含来自外部的信息(例如商品信息等)。

判断部44f判别从控制部19输出的最新位是否为“1”。假设紧接在最新位之前的位为0，则根据从控制部19输出的最新位，在光源18的电流波形中产生上升沿。假设紧接在最新位之前的位为1，则在从控制部19输出的最新位的区间内持续光源18的导通状态。

在由判断部44f判别为最新位是“1”的情况下，待机控制部44g使基于该最新位的断续开关SW的驱动、也就是说向断续开关SW的栅极输出该最新位的动作待机至从控制电路44接收到就绪信号为止。该待机是为了在光源18的电流波形中产生上升沿之前在电流抑制电路17中完成与紧接在该上升沿之前的部分接通占空比相应的基准值的设定。

在从控制电路44接收到就绪信号的时刻，驱动部44h向断续开关SW的栅极输出上述的最新位“1”。

此外，判断部44f也可以取代判别从控制部19输出的最新位是否为“1”的方式，而是判别从控制部19输出的最新的两位是否为“01”、也就是说判别是否最新位为1且紧接在它之前的位为0。这样，判断部44f根据从控制部19输出的最新位来判别光源18的电流波形中是否产生上升沿。

接着，更详细地说明控制电路44的动作例。

图4是表示图1A中的控制电路44的处理例的流程图。在图4中，在照明装置10中的可见光通信开始时(例如照明装置10启动时)，控制电路44首先对移位寄存器44a进行初始化(例如复位)(步骤S10)，并将基准源42的基准值设定为初始值(步骤S12)。该初始值例如可以是与通信信号的平均接通占空比75％对应的基准值。

当控制部19将串行地产生的通信信号的一位输入到移位寄存器44a时(步骤S14)，控制电路44判别所输入的一位是否为1(步骤S16)。

在判别为所输入的一位为1的情况下，控制电路44求出移位寄存器44a所保持的n位数据的平均值来作为部分接通占空比(步骤S18)。该平均值是将作为串行数据的通信信号的n位在图4的每个循环处理(步骤S14～S24)中移位来求出的移动平均值。并且，控制电路44对移动平均值进行校正(步骤S20)，根据校正结果求出基准值并向基准源42设定该基准值(步骤S22)，并向信号发生电路SG输出就绪信号(步骤S24)。通过该就绪信号的输出，在步骤S14中所输入的一位被输出到断续开关SW的栅极。在步骤S22中，例如能够通过参照预先存储的数值表来执行根据加以校正的移动平均值的值来求出电流抑制电路17的电流设定值和基准值的处理。该数值表例如可以是将校正后的移动平均值与基准值相对应所得到的表。

接着，参照图5来说明移位寄存器44a的结构例。图5是表示控制电路44内的移位寄存器44a的结构例的说明图。在图5中，例示了八位的移位寄存器44a。该移位寄存器44a具有用于输入一位数据的串行输入端子、用于输出八位数据的并行输出端子以及用于输出一位数据的串行输出端子。在所保持的八位数据中，从串行输入端子侧按顺序称为位b1、b2、···、b8。位b1是从控制部19输出的最新位。在从串行输入端子将最新位输入到位b1的时刻，向断续开关SW的栅极输入位b2。位b1被输出到断续开关SW的栅极的时刻是图4的步骤S24中输出就绪信号的时刻。

接着，参照图6来说明图4的步骤S20中的校正的具体例。

图6是表示图4的步骤S20的校正例的流程图。在步骤S18中求出了移动平均值时，如在步骤S16中被判别的那样，移位寄存器44a的最新位b1是1。在图6中，控制电路44如下：首先，如果紧接在最新位b1之前的位b2为0(在步骤S30中为“是”)，则对移动平均值乘以系数k1(步骤S32)，进一步地，如果紧接在位b2之前的位b3为0(在步骤S33中为“是”)，则再一次乘以系数k1(步骤S34)。也就是说，控制电路44如下：在从移位寄存器44a的末尾起第一位b1为1、且第二位b2以后是连续一位以上为0的情况下，将小于1的系数k1累计对移动平均值相乘与连续的0的位数相同的次数。这里，系数k1例如可以是0.9。

另一方面，在步骤S30中为“否”的情况下，控制电路44如下：如果位b3为1(在步骤S36中为“是”)，则对移动平均值乘以系数k2(步骤S38)，进一步地，如果位b4为1(在步骤S40中为“是”)，则再一次乘以系数k2(步骤S42)。也就是说，控制电路44如下：在从移位寄存器44a的末尾起第一位b1为1、且第二位b2或者第三位b3位以后是连续一位以上为1的情况下，将大于1的系数k2累计对移动平均值相乘与位b2或者b3以后连续为1的位数相同的次数。这里，系数k2例如可以是1.03。

通过这种校正，能够使设想的所有数据排列中的移动平均值收敛于大概0.5～0.9的范围内。上述的校正方法只不过是一个例子，需要根据所需的动态性来选择。特别是相乘的系数根据使用的数据传输形式、电源电路条件等而变化，因此根据实际的条件来适当设定。

通过这种结构，能够更恰当地抑制光源18中流通的电流产生过冲。

图7是表示通信信号的调制方式的说明图。图7表示照明光通信装置中使用的调制信号方式的事例。该图遵循JEITA-CP1223所规定的I-4PPM(I-4Pulse PositionModulation：4值脉冲位置调制)传输方式。例如，两位数据“00”的4PPM信号在由四个时隙构成的一个符号期间内被调制为“1000”。也就是说，在四个时隙中的一个时隙中出现脉冲。在可见光通信中，为了点亮四个时隙中的三个时隙来确保点亮时间，使用反相4PPM信号的情况多。该图的通信信号是被调制为反相4PPM信号的信号。在该情况下，通信信号的高电平将断续开关SW设为接通来点亮光源18。另外，通信信号的低电平将断续开关SW设为断开来熄灭光源18。例如，一个时隙为104.167usec(＝1/9.6kHz)，由四个时隙(416usec)来形成一个符号(这里一个符号为两位)。I-4PPM信号由逻辑值0、1的二值来构成，是在四个时隙中的一个时隙中建立逻辑值1的数据排列。信号发生电路SG所产生的通信信号是将该逻辑值反相后的反相4PPM信号。反相4PPM信号用于通过在四个时隙中的哪个中建立负的脉冲来调制数据，如果只看一个符号的四个时隙，则接通占空比是75％。但是可知，如果忽略符号的分隔，则信号排列的模式存在很多情况，部分接通占空比也存在很多情况。图8表示其一例。

图8是表示通信信号的事例(a)～(d)的图。在该图的四个符号的数据中，紧接在通信信号从低电平向高电平上升之前的断开期间和接通期间附加有○标记。如果观察被○标记包围的部分数据，则部分接通占空比例如能够被定义为将最近的断开期间和紧接在该断开期间之前的接通期间合起来的期间(最近的一个周期)中的该接通期间的比例。在图8的事例(a)中，最近的一个周期的频率是1.2kHz，部分接通占空比是75％。在事例(b)中是4.8kHz、50％，在事例(c)中是3.2kHz、66.7％，在事例(d)中是2.4kHz、75％。通过这样改变构成通信信号的4PPM信号中的逻辑值1的位置和数量，能够变更断续开关SW的接通占空比。

接着，说明与来自信号发生电路SG的通信信号的部分接通占空比相应的电流抑制电路17的最优电流设定值。作为本实施方式中的照明装置10的前提的恒流发生装置12，如已说明的那样具有恒流反馈功能。作为典型的事例，能够列举出如图1A所示的使用了放大器的恒流反馈电路26。通常，附加用于确保反馈系统的稳定性的相位补偿电路。这种相位补偿电路中使用包含积分元素的补偿电路以调整一次循环传递函数(日语：一巡伝達関数)中的增益和相位，这种相位补偿电路作为PI控制或者PID控制所公知。换言之，这种相位补偿电路可以说是将输出的平均值控制为固定的单元。基于这一点的理解，图9是表示断续的LED电流的理想化的波形的说明图。当观察图9所示的LED电流的断续波形时，利用下式(1)来表示该波形的平均值Iave。

Iave＝Ip×d/100 (1)

这里，Ip是LED电流的峰值。d是接通占空比，以100×Ton/T(％)来表示。

上述平均值Iave通过恒流反馈功能被控制为与不断续的情况下的平均电流相同，并被控制为即使接通占空比变化也为固定值。即，当接通占空比变小时，峰值Ip变大使得Iave为固定值。如果将该峰值Ip设为电流抑制电路17的电流设定值，则LED电流波形成为矩形波，得到能够消除过冲、并且还能够抑制电流抑制电路17的损耗的、所谓最优电流设定值(参照(2)式)。

最优电流设定值＝Iave/d/100 (2)

这里，Iave是不加以断续的情况下的LED平均电流。

图10是在将不断续的情况下的LED平均电流设为240mA的条件下使用(2)式来求出每个部分接通占空比下的最优电流设定值的图。如图10所示，最优电流设定值以与接通占空比成反比的方式变化。如果这样根据通信信号的接通占空比来通过电流抑制电路17设定最优电流设定值，则能够抑制LED电流的过冲，并且能够将未对照明光进行调制时的照明光的亮度和对照明光进行调制时的照明光的亮度设为在人看来几乎等同。另外，在将接通占空比设定为75％(即最优电流设定值320mA)的情况下，能够根据仿真结果确认到能够有效地抑制LED电流的过冲、且能够降低电流抑制电路17中的电力损耗。

接着，参照图11A～14说明本实施方式的照明光通信装置16的控制部19中的接通占空比的控制。图11A是表示在直流点亮模式与调制模式之间设定的转移期间内逐渐改变接通占空比的情形的图。

如图11A所示，在光源18以直流点亮模式来点亮的B期间与光源18以调制模式来点亮的A期间之间设定有转移期间。该转移期间与流过电流抑制电路17(即光源18)的电流发生变化的电流变化期间相当。这里，直流点亮模式是指将断续开关SW设为保持接通的状态并利用从恒流发生装置12提供的直流电流来将光源18设为点亮状态的点亮模式。因而，该直流点亮模式下的断续开关SW的接通占空比d1是100％。

与此相对，调制模式是指通过根据来自信号发生电路SG的通信信号对断续开关SW进行接通断开控制来对光源18的照明光进行调制从而叠加固有的ID等信息的点亮模式。该调制模式的接通占空比d2例如被设定为75％(参照图8的事例(d))。

在作为直流点亮模式的B期间内光源18中流通的电流(以下称为LED电流)的平均电流Iave例如为240mA且是固定的。与此相对，当从作为直流点亮模式的B期间切换到作为调制模式的A期间时，通过上述的电流抑制电路17的功能来抑制LED电流的过冲，但是由于接通占空比d2设定得比直流点亮模式時的接通占空比d1小，因此能够根据上述(1)式来如下那样计算调制模式时的LED电流的峰值Ip。

Ip＝Iave/d＝Iave/0.75＝1.33×Iave

这样在调制模式中，光源18中流通的峰值电流Ip变大到1.33倍。作为具体例，当直流点亮模式时的LED电流设为240mA时，调制模式时的峰值电流Ip＝约319mA。这与如下情况匹配：如图10所示，在接通占空比为75％时，电流抑制电路17中的电流设定值被设定为320mA。但是，如上所述地在本实施方式的照明装置10中，LED平均电流Iave被控制为例如约240mA且是固定的，因此光源18的照明光的光强度如上所述地与直流点亮模式时几乎相同。

当如上所述地从作为直流点亮模式的B期间切换到作为调制模式的A期间时光源18中流通的峰值电流Ip变大(例如变为1.33倍)，因此有时在该切换时人眼感觉到照明光闪烁。

因此，为了抑制这种闪烁的发生，在本实施方式的照明装置10中执行以下控制：在光源18的点亮状态在直流点亮模式和调制模式之间切换时设定转移期间，在该转移期间内逐渐地改变断续开关SW的接通占空比。更详细地说，在光源18的点亮状态从直流点亮模式(B期间)切换到调制模式(A期间)时，控制部19使断续开关SW的接通占空比从d1逐渐减小到d2。与此相反地，在光源18的点亮状态从调制模式(A期间)切换到直流点亮模式(B期间)时，控制部19使断续开关SW的接通占空比从d2逐渐增大到d1。此时，优选的是，控制部19使接通占空比在d1与d2之间以规定值Δd(例如5％)逐渐减小或逐渐增大。

转移期间的时间长度例如优选被设定为0.5秒～几秒左右。这是因为，当短于0.5秒时闪烁抑制效果变差，另一方面当长于几秒时例如产生在制造照明器具14时需要延长检查时间之类的问题。

通过如上所述地设定转移期间来逐渐地改变断续开关SW的接通占空比，能够抑制切换直流点亮模式和调制模式时发生闪烁。

此外，在图11A中，例示了交替地切换直流点亮模式和调制模式的情况，但是不限定于此，也可以在从直流点亮模式暂时转移到调制模式之后持续基于调制模式的点亮状态。

图11B是表示在第一调制模式与第二调制模式之间设定的转移期间内逐渐地改变接通占空比的情形的图。在图11B中，接通占空比为d2的第一调制模式表示为A期间，接通占空比为d1的第二调制模式表示为B期间。这里，接通占空比d1大于接通占空比d2。

如图11B所示，也可以在从第一调制模式切换到第二调制模式或者相反地切换时，在其之间设定转移期间并逐渐地改变接通占空比。

更详细地说，在从第一调制模式(A期间)切换到第二调制模式(B期间)时，在转移期间内使接通占空比从d2逐渐增大到d1。与此相反地，在从第二调制模式(B期间)切换到第一调制模式(A期间)时，在转移期间内使接通占空比从d1逐渐减小到d2。但是，在第一调制模式和第二调制模式中，也包括转移期间在内，将流过光源18的平均电流Iave维持为固定。

在像这样一边将平均电流Iave维持为固定一边在接通占空比不同的第一调制模式和第二调制模式之间进行切换的情况下，通过逐渐地改变接通占空比，能够抑制切换调制模式时发生闪烁。

图12是表示在照明装置10启动时设定的转移期间内逐渐地改变接通占空比的情形的图。在本实施方式的照明装置10中，也可以在启动了恒流发生装置12之后即将开始调制模式(B期间)之前设定转移期间，在该转移期间内使断续开关SW的接通占空比逐渐减小。

更详细地说，如图12所示，在向照明装置10投入电源并启动恒流发生装置12时，在A期间内LED电流逐渐上升，在从电源投入时起经过了时间t1的时间点，LED电流达到平均电流Iave。该A期间内的断续开关SW的接通占空比被设定为d1(例如100％)。之后，时间t1与时间t2间被设定为转移期间，在该期间内接通占空比从d1逐渐减小到d2(例如75％)。然后，在经过了转移期间之后，接通占空比被设定为d2，光源18的点亮状态变成调制模式(B期间)。在转移到调制模式之后，LED电流也被固定地维持为平均电流Iave。

在图12所示的例子中，也能够与上述的图11A的情况同样地设定转移期间的时间长度、接通占空比的改变方式。这样，通过在启动照明装置10之后即将开始调制模式之前设定转移期间并在该转移期间内使断续开关SW的接通占空比从d1逐渐减小到d2，能够抑制调制模式开始时发生闪烁。

此外，在图12中，说明了当LED电流达到平均电流Iave时立即开始转移期间的例子，但是不限定于此，也可以等待LED电流稳定为平均电流Iave后开始转移期间。

图13是表示在照明装置10驱动停止时设定的转移期间内逐渐地改变接通占空比的情形的图。如图13所示，也可以紧接在使恒流发生装置12停止并使调制模式结束之后设定转移期间，控制部19在转移期间内使断续开关SW的接通占空比逐渐增大。

更详细地说，在调制模式的点亮状态持续到时间t3的时间点(A期间)并在时间t3输入了照明装置10(即恒流发生装置12)的停止指令的情况下，在时间t3与时间t4之间设定转移期间。在该情况下，控制部19能够通过经由无线或者有线被输入未图示的表示开关等被进行了断开操作的信号来设定转移期间的开始时(时间t3)。在该转移期间内断续开关SW的接通占空比从d2(例如75％)逐渐增大到d1(例如100％)。在该转移期间内，LED电流以平均电流Iave保持固定。然后，在经过了转移期间之后，接通占空比被固定为d1，在该状态下LED电流下降，不久成为零(即熄灭状态)。

在图13所示的例子中，能够与上述的图11A的情况同样地设定转移期间的时间长度、接通占空比的变化方式。这样，通过紧接在使恒流发生装置12停止并使调制模式(A期间)结束之后设定转移期间且控制部19在该转移期间内使开关的接通占空比逐渐增大，能够抑制调制模式结束时发生闪烁。

此外，在上述中说明了与向照明装置10输入停止信号同时地开始转移期间的例子，但是不限定于此。例如，在控制部19无法得到基于开关等的断开操作的停止信号的情况下，也可以利用未图示的电流传感器来检测LED电流，在LED电流开始从平均电流Iave下降时开始转移期间。

图14A是表示在光源的光强度不同的第一调光状态与第二调光状态之间设定的转移期间内逐渐地改变接通占空比的情形的图。如图14A所示，也可以是，在光源18中流通的平均电流Iave互不相同的第一调光模式(A期间)和第二调光模式(B期间)之间进行切换时设定转移期间。而且，控制部19在转移期间内使断续开关SW的接通占空比暂时逐渐增大后逐渐减小。

更详细地说，在时间t5的时间点之前LED以平均电流Iave1的调制模式下的第一调光状态(A期间)来点亮着。然后，当在时间t5恒流发生装置12和照明光通信装置16接收到来自远程开关RS(参照图1)的调光信号LAS时，控制部19设定转移期间。在该转移期间，控制部19使断续开关SW的接通占空比从d2(例如75％)暂时地逐渐增大到d1(例如100％)之后从d1逐渐减小到d3(例如66.7％)。另外，通过在该转移期间内变更恒流发生装置12的输出，LED平均电流从Iave1逐渐减小到Iave2。然后，在从时间t6至时间t7的期间内，以LED平均电流Iave2来持续接通占空比为d3的调制模式下的第二调光状态。

之后，当在时间t7接收到来自远程开关RS(参照图1)的调光信号LAS时，控制部19在使接通占空比从d3暂时地逐渐增大到d1之后，从d1逐渐减小到d2。然后，在时间t8以后，以LED平均电流Iave1来持续接通占空比为d2的调制模式下的第二调光状态。

这样，通过在光源18的光强度不同的第一调光状态(A期间)和第二调光状态(B期间)之间设定的转移期间内使接通占空比暂时地逐渐增大后逐渐减小，能够抑制切换调光状态时发生闪烁。

图14B是表示在图14A中在第一调光状态和第二调光状态下调制模式的接通占空比相同的情况的图。在图14A中，例示了第一调光状态(A期间)和第二调光状态(B期间)的断续开关SW的接通占空比不同的情况，但是不限定于此。如图14B所示，第一调光状态的接通占空比d2与第二调光状态的接通占空比d3也可以相同(例如75％)。由此也能够起到相同的作用效果。

此外，本公开所涉及的照明光通信装置、照明器具以及照明装置不限定于上述的实施方式及其变形例，能够在本申请的权利要求书所记载的事项范围内进行各种变更、改良，这是不言而喻的。

Claims (11)

1.一种照明光通信装置，与通过从恒流发生装置流通电流来发出照明光的光源连接，并对所述光源的照明光进行调制，该照明光通信装置的特征在于，具备：

开关，其与所述光源串联连接；

信号发生电路，其产生用于控制所述开关的接通和断开的二值的通信信号，以对所述照明光进行调制；

电流抑制电路，其与所述光源及所述开关串联连接，将流过所述光源的电流抑制为不超过与基准值对应的电流设定值；以及

控制部，其能够借助所述通信信号来变更所述开关的接通占空比，

其中，所述控制部在所述电流抑制电路中流通的电流发生变化的转移期间内改变所述开关的接通占空比。

2.根据权利要求1所述的照明光通信装置，其特征在于，

具备兼用控制电路，该兼用控制电路兼用于所述信号发生电路的功能和所述电流抑制电路的功能。

3.根据权利要求1所述的照明光通信装置，其特征在于，

所述电流抑制电路通过控制所述开关来抑制所述光源中流通的电流。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的照明光通信装置，其特征在于，

在流过所述光源的平均电流固定但所述接通占空比互不相同的第一调制模式与第二调制模式之间切换时设定所述转移期间，所述控制部在所述转移期间内改变所述开关的接通占空比。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的照明光通信装置，其特征在于，

在所述光源的点亮状态从直流点亮模式切换到调制模式时设定所述转移期间，所述控制部在所述转移期间内使所述开关的接通占空比减小。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的照明光通信装置，其特征在于，

在所述光源的点亮状态从调制模式切换到直流点亮模式时设定所述转移期间，所述控制部在所述转移期间内使所述开关的接通占空比增大。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的照明光通信装置，其特征在于，

在启动了所述恒流发生装置后即将开始所述调制模式之前设定所述转移期间，所述控制部在所述转移期间内使所述开关的接通占空比减小。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的照明光通信装置，其特征在于，

紧接在使所述恒流发生装置停止并使所述调制模式结束之后设定所述转移期间，所述控制部在所述转移期间内使所述开关的接通占空比增大。

9.根据权利要求1～8中的任一项所述的照明光通信装置，其特征在于，

在流过所述光源的平均电流互不相同的第一调光状态与第二调光状态之间切换时设定所述转移期间，所述控制部在所述转移期间内使所述开关的接通占空比暂时增大后减小。

10.一种照明器具，具备根据权利要求1～9中的任一项所述的照明光通信装置以及所述光源。

11.一种照明装置，具备根据权利要求10所述的照明器具以及所述恒流发生装置。