JP2004282543A

JP2004282543A - 光空間伝送システム、光情報送信装置、光情報受信装置及び光空間伝送制御方法

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Publication number: JP2004282543A
Application number: JP2003073111A
Authority: JP
Inventors: Junko Ami; 淳子網; Shinya Murai; 井信哉村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2023-03-18
Also published as: JP3795870B2

Abstract

【課題】個々の受信装置の特性に合わせて、信頼性の高い情報伝送を行えるようにする。
【解決手段】本発明に係る光空間伝送システムは、情報を送信する送信装置１と、送信装置１から送信された情報が変調されたＬＥＤ照明光を発光するＬＥＤ発光装置２と、ＬＥＤ照明光を受光する受信装置３と、を備えている。ＬＥＤ発光装置２が受信装置３に対して、ＬＥＤ照明光による情報伝送を一方向のみで行うだけでなく、受信装置３がＬＥＤ発光装置２に対して赤外線にて制御情報を送信できるようにしたため、ＬＥＤ発光装置２はＬＥＤ照明光を送信すべきか否かの判断を事前に行うことができ、かつ受信装置３の特性や意向を考慮に入れたＬＥＤ照明光を送信できるようになる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤ光を利用して情報の光空間伝送を行う光空間伝送システム、光情報送信装置、光情報受信装置及び光空間伝送制御方法に関し、特に、ＬＥＤ照明（発光装置）を光空間伝送に共用する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光を用いて自由空間に情報を伝送する光空間伝送装置として、赤外線を利用したものやＬＥＤの可視光を利用したものが提唱されている（特許文献１，２参照）。
【０００３】
これらはいずれも、照明を光空間伝送装置として使用している。例えば、特許文献１には、天井に設置された蛍光管の内部に赤外線発光素子を組み込み、赤外線により情報を伝送する光空間伝送装置が開示されている。また、特許文献２には、ＬＥＤにより情報を伝送する光空間伝送装置が開示されている。
【０００４】
この種の光空間伝送装置は、発光源からの光が届く範囲に情報を伝送できるため、複数の受信装置が同時に情報を受信できるという特徴がある。また、発光源からの光を搬送波として利用するため、情報伝送用の搬送波信号を別途設ける必要がなく、またアンテナも不要であり、装置全体の小型化と低コスト化が可能になる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３７７２０号公報
【特許文献２】
特開２００２−２９０３３５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光空間伝送装置は、発光源から一方的に情報を伝送するのみであり、情報を受信する受信装置の特性に見合った情報を発光源から送信することができなかった。このため、発光源からの光が届く範囲内に複数の受信装置が存在する場合に、一部の受信装置は正常に情報を受信できないなどの不具合が生じるおそれがあった。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、個々の受信装置の特性に合わせて、信頼性の高い光空間伝送を行える光空間伝送システム、光情報送信装置、光情報受信装置及び光空間伝送制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明は、ＬＥＤ光を発光する発光装置と、前記ＬＥＤ光を受光する受信装置とを備えた光空間伝送システムにおいて、前記発光装置は、情報が変調されたＬＥＤ光を発光する発光手段と、ＬＥＤ光とは別の伝送経路にて、前記受信装置とＬＥＤ光の受光制御情報を送受信する制御情報通信手段と、を有し、前記受信装置は、前記発光手段で発光されたＬＥＤ光を受光する受光手段と、前記別の伝送経路にて前記受光制御情報を送受信する制御情報通信手段と、を備える。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光空間伝送システム、光情報送信装置、光情報受信装置及び光空間伝送制御方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。図１は本発明に係る光空間伝送システムの一実施形態の全体構成を示すブロック図である。図１の光空間伝送システムは、ＬＥＤ照明光を利用して情報を送信する送信装置１と、情報をＬＥＤ照明光に載せて伝達する制御機能付きのＬＥＤ発光装置２と、ＬＥＤ照明光による情報送信を受ける受信装置３と、を備えている。
【００１０】
ＬＥＤ発光装置２は、照明用光源であるとともに、照明用光源に供給する電力波形を変調することによって情報を送信する機能も持つ。ＬＥＤ発光装置２は、ＬＥＤ照明光を発光する発光源４と、送信装置１から送信された情報を光変調する制御部５と、受信装置３と赤外線による制御情報を送受信する赤外線通信部６と、を有する。
【００１１】
赤外線通信部６を設けることにより、情報を一方的に送信するだけでなく、送信相手先の機器（例えば、受信装置３）からの制御情報（例えば、制御用メッセージ）を受信することができる。すなわち、必ずしも光空間伝送によらない（例えば赤外線による）上りリンクを設けているため、双方向通信が可能である。なお、赤外線は制御情報の通信用に用い、ＬＥＤ照明光は情報のダウンロード専用、というように用途を区別しても構わない。
【００１２】
ここで、制御情報とは、例えば、受信装置３の受光制御情報（例えば、受光したＬＥＤ照明光の輝度、照度、方向などの情報）である。受信装置３の機器情報などを制御情報として送信してもよい。
【００１３】
制御部５は、より詳しくは、図２のような内部構成であり、送信装置１から送信された情報に応じて変調された電力波形を発光源４に供給する変調器７と、送信装置１やＬＥＤ照明光を受光可能な受信装置３の情報を登録した機器リスト８と、商用電源ＰＷから供給される電力をオン／オフするスイッチ９と、変調器７及びスイッチ９の制御と機器リスト８への登録及び削除を行うＣＰＵ１０とを有する。
【００１４】
機器リスト８には、通信開始時、通信中及び通信終了時に、登録、参照及び削除その他の必要な操作を行う。なお、この機器リストは、必ずしもＬＥＤ発光装置２の制御部５内に存在する必要はなく、たとえば受信装置３と赤外線により通信可能な送信装置１内、あるいは送信装置１やＬＥＤ発光装置２から通信可能な制御器単体としてネットワーク上に存在しても構わない。
【００１５】
受信装置３は、ＬＥＤ発光装置２から送信されたＬＥＤ照明光を受光する受光部１１と、受光されたＬＥＤ照明光を復調して元の情報を復元する復調器１２と、ＬＥＤ発光装置２に対して赤外線により制御情報を送受信する赤外線通信部１３とを有する。
【００１６】
赤外線は、受信装置３からＬＥＤ発光装置２への一方向のみ送信されてもよいし、受信装置３とＬＥＤ発光装置２との間で双方向に送受信できるようにしてもよい。双方向で送受信できる場合、受信装置３は、ＬＥＤ発光装置２からの応答信号や通知信号などを赤外線で受信することができる。
【００１７】
赤外線にて制御情報を送信する場合も、制御情報で変調された赤外線が送信される。変調方式は特に問わないが、例えば、ＮＲＺ符号による強度変調直接検波方式が利用される。
【００１８】
ＬＥＤ発光装置２内の機器リスト８は、ＬＥＤ照明（ＬＥＤ発光装置）に関する情報と、ＬＥＤ照明光を受光する受信装置３に関する情報と、送信装置１に関する情報とを登録する。機器リスト８に登録された情報は、受信装置３との通信開始時、通信中及び通信終了時に、ＣＰＵ１０により参照される。
【００１９】
なお、機器リスト８は、必ずしもＬＥＤ発光装置２内に設ける必要はなく、例えば送信装置１内に設けてもよいし、あるいは送信装置１やＬＥＤ発光装置２に接続された不図示のネットワーク上に設けてもよい。
【００２０】
図３は機器リスト８に登録される情報の一例を示す図である。図示のように、機器リスト８には、（１）ＬＥＤ照明（ＬＥＤ発光装置）２に関するリストと、（２）受信装置３に関するリストと、（３）送信装置１に関するリストとが登録される。
【００２１】
（１）ＬＥＤ照明（ＬＥＤ発光装置）リストは、より詳しくは、個々のＬＥＤ照明（ＬＥＤ発光装置）を識別するＩＤと、ＬＥＤ照明光に含まれる情報を送信した送信装置１を識別するＩＤと、光空間伝送に用いるチャネル番号と、最後に通信した時刻とを含む。なお、これらは必須の情報ではなく、必要に応じて少なくとも一部の情報を変更してもよい。
【００２２】
（２）受信装置３に関するリストは、受信装置３を識別するＩＤと、受光したＬＥＤ照明（ＬＥＤ発光装置）を識別するＩＤと、受信装置３に関する諸情報（プリンタなどの機器識別情報や、製造番号などの装置番号、対応可能なソフトウェア、受光感度など）と、固定登録／一時登録を識別する情報（一時登録は、一定の期間通信が行われない場合は機器リスト８から削除されるのに対し、固定登録は、通信が行われたか否かにかかわらず機器リスト８から削除されない。例えば、プリンタ等のあまり移動させない装置は初期設定で固定登録しても構わない）と、対応するＬＥＤ発光装置２を識別するＩＤと、暗号化情報（暗号化の有無や、暗号化する場合の鍵や他のパラメータ）と、最後に通信した時刻とを含む。
【００２３】
（３）送信装置１に関するリストは、送信装置１を識別するＩＤと、送信相手である受信装置３の種別と、送信される情報量と、送信内容の概略と、ＬＥＤ照明光に対する指示情報（例えば、「赤色のＬＥＤで情報を送れ」とか、「照度を○○ルクス以下にせよ」等）と、暗号化情報（暗号化の有無や、暗号化する場合の鍵や他のパラメータ）と、最後に情報を通信した時刻とを含む。
【００２４】
図１の光空間伝送システムによるネットワークを他のネットワーク（例えば、エコーネット等の家電ネットワーク、ＡＶネットワーク及びＬＡＮ）と接続して、ネットワークの規模を大きくしてもよい。
【００２５】
図１の光空間伝送システムによるネットワークを家電ネットワーク等に接続した場合、ＬＥＤ発光装置２や受信装置３は、ＬＥＤ照明光の状態表示として、照明としての利用状態を示すオン／オフだけでなく、通信機器としての利用状態を示す指標（例えば、情報送受信中）を表示部に表示するのが望ましい。これにより、以下のような不測の事態を避けることができる。
【００２６】
すなわち、ＬＥＤ照明光を用いた光空間伝送システム単独では、ＬＥＤ発光装置２のスイッチを物理的にＯＦＦにすると、情報送受信中であっても通信路が絶たれ、送受信が中断されてしまう。しかし、ＬＥＤ発光装置２を家電ネットワークと接続し、ＬＥＤ照明光の制御を家電ネットワークの制御装置から行う場合、ＬＥＤ発光装置２の状態表示が「情報送受信中」の場合には電源をオフできないように設定することが可能である。このようにすれば、誤ってＬＥＤ発光装置２の電源をオフすることによる送受信の中断を避けることができる。
【００２７】
このようなＬＥＤ発光装置２の電源制御を行う処理手順は図４のようなフローチャートで表される。このフローチャートは、例えばＬＥＤ発光装置２内のＣＰＵ１０が行う。
【００２８】
まず、ＬＥＤ発光装置２に対する電源オフコマンドを受信すると（ステップＳ１）、現在受信装置３に対して情報を送信中か否かを判定する（ステップＳ２）。情報を送信中であれば、ＬＥＤ発光装置２の電源をオフできない旨の応答を返す（ステップＳ３）。このステップＳ３では、例えば、ＬＥＤ発光装置２の不図示の表示装置にＬＥＤ発光装置２の電源をオフできない旨を表示する。一方、情報を送信中でなければ、ＬＥＤ発光装置２の電源をオフする（ステップＳ４）。この場合、ＬＥＤ照明光の発光は停止される。
【００２９】
次に、送信装置１、ＬＥＤ発光装置２及び受信装置３の通信制御手順について詳述する。通信制御手順は、通信リンク確立手順と、確立された通信リンクの解除手順とを含み、両手順とも、複数の手法が考えられる。以下、順に説明する。
【００３０】
（第１の通信リンク確立手順）
図５は第１の通信リンク確立手順のシーケンス図である。送信装置１は、受信装置３に情報を送信する前に、自装置をＬＥＤ発光装置２の機器リスト８に登録する（ステップＳ１１）。次に、送信装置１は、情報を受信する受信装置３が存在するか否かを探索するために、ＬＥＤ発光装置２に対して、所定のデフォルト周波数でのポーリング（受信装置３への呼びかけ）、あるいは不特定多数の受信装置３に対する同報通信を行う（ステップＳ１２）。
【００３１】
ポーリングの際に受信装置３に通知される項目は、例えば機器リスト８の送信装置１に記載された項目である。なお、ポーリングは、必ずしもＬＥＤ照明光で行う必要はなく、赤外線による制御用のダウンリンクで行ってもよい。
【００３２】
このポーリングに対して、ある受信装置３が赤外線によりＬＥＤ発光装置２の機器リスト８への登録を要求すると（ステップＳ１３）、ＬＥＤ発光装置２は、受信装置３から送信された制御情報に基づいて登録の可否を判断し、登録した場合には、ＬＥＤ照明光あるいは赤外線により、この受信装置３にアクノリッジ信号を送信する（ステップＳ１４）。
【００３３】
その後、送信装置１は、ＬＥＤ発光装置２に情報を送信し、ＬＥＤ発光装置２はこの情報で変調されたＬＥＤ照明光を受信装置３に送信する（ステップＳ１５）。
【００３４】
（第２の通信リンク確立手順）
第１の通信リンク確立手順は、送信装置１が任意のタイミング（例えば、送信装置１の登録を行って送信を開始しようとするとき）に行うのに対し、ＬＥＤ発光装置２が受信装置３に情報送信中に、新たに受信可能範囲に入ってきた受信装置３のために、定期的に受信装置３のポーリングを行ってもよい。これが第２の通信リンク確立手順であり、そのシーケンス図は図６のようになる。
【００３５】
図６のシーケンス図は、複数の受信装置３ａ，３ｂが存在する場合に、受信装置３ａは既に情報受信中なのでポーリングは無視し、受信装置３ｂだけがＬＥＤ発光装置２のポーリングに対して応答し、ＬＥＤ発光装置２の機器リスト８に登録を行う例を示している。（ステップＳ２４）。
【００３６】
なお、この場合も、ポーリングは、ＬＥＤ照明光の代わりに、赤外線によるダウンリンクを利用して行ってもよい。
【００３７】
（第３の通信リンク確立手順）
第３の通信リンク確立手順は、情報送信を希望する送信装置１がいなくても、事前にＬＥＤ発光装置２はポーリングを開始し、受信装置３の登録を行うものである。
【００３８】
図７は第３の通信リンク確立手順のシーケンス図である。まず、ＬＥＤ発光装置２はポーリングを開始し（ステップＳ３１）、受信を希望する受信装置３が赤外線を介して機器リスト８への登録を要求すると（ステップＳ３２）、登録の可否を調べて、登録を認めた受信装置３にアクノリッジ信号を送信する（ステップＳ３３）。
【００３９】
その後、送信装置１がＬＥＤ発光装置２の機器リスト８への登録を要求して、その登録が完了すると（ステップＳ３４）、ＬＥＤ発光装置２は送信装置１が登録されたことを受信装置３に通知する（ステップＳ３５）。この通知に対して受信装置３が応答すると（ステップＳ３６）、ＬＥＤ発光装置２は送信装置１が送信した情報でＬＥＤ光を変調して、送信装置１への光空間伝送を行う（ステップＳ３７）。
【００４０】
この第３の通信リンク確立手順の一例として、ＬＥＤ発光装置２は、自身の電源が入ってＬＥＤ照明光が点灯したら、ポーリングを行うようにしてもよい。
【００４１】
（第４の通信リンク確立手順）
第４の通信リンク確立手順は、ＬＥＤ発光装置２や送信装置１のポーリングを待たずに、受信装置３が任意のタイミングで、機器リスト８に登録する諸情報をＬＥＤ発光装置２に通知（登録）するものである。
【００４２】
図８は第４の通信リンク確立手順のシーケンス図である。まず、送信装置１はＬＥＤ発光装置２の機器リスト８への登録を要求する（ステップＳ４１）。また、受信装置３も、ＬＥＤ発光装置２の機器リスト８への登録を要求する（ステップＳ４２）。この登録要求を受けて、ＬＥＤ発光装置２は、ＬＥＤ発光装置２から（デフォルト周波数による不特定多数への送信情報以外の）情報を受信するために必要な諸情報（ポーリング時に送信する情報と基本的には同じ）を受信装置３に送信する（ステップＳ４３）。
【００４３】
ＬＥＤ発光装置２からの情報を受信した受信装置３は、ＬＥＤ発光装置２に対してアクノリッジ信号を送信し（ステップＳ４４）、受信装置３とＬＥＤ発光装置２との間で通信リンクが確立される。
【００４４】
その後、ＬＥＤ発光装置２から、送信装置１からの情報で変調されたＬＥＤ照明光が発光されて、受信装置３への光空間伝送が行われる（ステップＳ４５）。
【００４５】
（第５の通信リンク確立手順）
第５の通信リンク確立手順は、ＬＥＤ発光装置２がＬＥＤ照明光の発光を開始した時点をトリガーとして、受信装置３がＬＥＤ発光装置２の機器リスト８への登録要求を行うものである。
【００４６】
この場合、受信装置３は、ＬＥＤ照明光の発光を検知する光センサ等を有する。図９は第５の通信リンク確立手順のシーケンス図である。ＬＥＤ発光装置２がＬＥＤ照明光の発光を開始し（ステップＳ５１）、受信装置３が光センサ等によりＬＥＤ照明光の発光を検知すると、受信装置３はＬＥＤ発光装置２の機器リスト８への登録要求を行う（ステップＳ５２）。
【００４７】
なお、受信装置３の有する光センサが電源オフ状態であると、ＬＥＤ照明光の発光を検知できないため、光センサの電源は常にオンさせておく必要がある。
【００４８】
次に、ＬＥＤ発光装置２は、受信装置３の登録を行った旨の応答（アクノリッジ）を受信装置３に対して行う（ステップＳ５３）。
【００４９】
その後、送信装置１がＬＥＤ発光装置２への登録要求を行うと（ステップＳ５４）、ＬＥＤ発光装置は送信装置１が登録された旨を受信装置３に通知する（ステップＳ５５）。この通知に対して受信装置３がアクノリッジ信号を返すと（ステップＳ５６）、ＬＥＤ発光装置２は、送信装置１からの情報で変調されたＬＥＤ照明光を発光して、受信装置３への光空間伝送を行う（ステップＳ５７）。
【００５０】
なお、部屋の天井面に、送信装置１からの情報で変調されたＬＥＤ照明光を発光する発光源と単に照明目的のＬＥＤ照明光を発光する発光源とが混在して設置される場合がある。このため、ＬＥＤ発光装置２からの応答や登録通知を受信装置３が所定時間内に受信しない場合には、受信装置３は、自己に照射されているＬＥＤ照明光が情報伝送用でないＬＥＤ照明光であると判断してもよい。
【００５１】
次に、いったん確立された通信リンクを解除する手順について説明する。通信リンクを解除する手順にも複数の手法が考えられる。以下、これら手順を順に説明する。
【００５２】
（第１の通信リンク解除手順）
第１の通信リンク解除手順は、受信装置３が任意のタイミングで通信リンクの解除を通知するものである。
【００５３】
図１０は第１の通信リンク解除手順のシーケンス図である。送信装置１がＬＥＤ発光装置２を介して受信装置３にＬＥＤ照明光に変調させた情報を伝送している最中、あるいは転送終了後に（ステップＳ６１）、受信装置３が赤外線を介してＬＥＤ発光装置２に登録の解除を通知すると（ステップＳ６２）、ＬＥＤ発光装置２は機器リスト８から受信装置３に関する情報を削除して通信リンクを解除し、その旨をＬＥＤ発光装置２に応答する（ステップＳ６３）。
【００５４】
（第２の通信リンク解除手順）
第２の通信リンク解除手順は、ＬＥＤ照明光による情報伝送が所定期間継続して行われなかった場合に、受信装置３がＬＥＤ発光装置２に登録削除を要求するものである。この場合、受信装置３は、ＬＥＤ照明光の発光／消灯を検知する光センサ等を有する。
【００５５】
図１１は第２の通信リンク解除手順のシーケンス図である。情報が変調されたＬＥＤ照明光の発光が終了した後（ステップＳ７１）、所定期間たってもＬＥＤ照明光による情報伝送が行われなかった場合（ステップＳ７２）、受信装置３は、ＬＥＤ発光装置２に対して機器リスト８からの登録削除を要求する（ステップＳ７３）。ＬＥＤ発光装置２は、機器リスト８からの登録を削除して通信リンクを解除すると、その旨を受信装置３に通知する（ステップＳ７４）。
【００５６】
このように、一定期間、ＬＥＤ照明光による光空間伝送が行われなかった場合に、受信装置３がＬＥＤ発光装置１に対して通信リンクの解除を通知するようにすれば、この受信装置３が他のＬＥＤ発光装置からのＬＥＤ照明光を受光可能な場合には、そのＬＥＤ発光装置との間で通信リンクを確立することも可能となる。
【００５７】
上述したステップＳ７２，Ｓ７３において、所定期間待機することなく、ＬＥＤ照明光の発光が停止した時点で、受信装置３は機器リスト８からの登録削除を要求してもよい。
【００５８】
（第３の通信リンク解除手順）
第３の通信リンク解除手順は、ＬＥＤ照明光の発光を行っている間も、ＬＥＤ発光装置２が定期的に受信装置３をポーリングし、受信装置３はポーリングに対して必ず応答するようにし、受信装置３からの応答がなくなった時点で、ＬＥＤ発光装置２はその受信装置３の登録を削除するものである。
【００５９】
図１２は第３の通信リンク解除手順のシーケンス図である。ＬＥＤ発光装置２は、送信装置１が送信した変調情報を含むＬＥＤ照明光を発光するとともに（ステップＳ８１）、受信装置３に対して定期的にポーリングを行う（ステップＳ８２）。このポーリングは、ＬＥＤ照明光を用いて行ってもよいし、赤外線を用いて行ってもよい。
【００６０】
ポーリングに対して、受信装置３が応答すると（ステップＳ８３）、機器リスト８への登録を維持し、応答を行わなかった受信装置３については、その受信装置３は通信可能な状態ではないと判断して、機器リスト８から削除する。
【００６１】
なお、通信リンクを解除する他の手順として、例えば、送信装置１やＬＥＤ発光装置２が任意のタイミングで通信リンクの解除を通知する手法も考えられる。
【００６２】
（認証・セキュリティ）
上述した通信リンクを確立する際には、認証やセキュリティに対する配慮が不可欠である。
【００６３】
図１３は図１の光空間伝送システムが通信リンクを確立する際に行う認証・セキュリティ手順の一例を示すフローチャートである。まず、ＬＥＤ発光装置２は、受信装置３が赤外線を介して送信した、受信装置３に関する諸情報（受光制御情報）を受信する（ステップＳ９１）。受信した情報の一部または全部が機器リスト８に登録される。
【００６４】
次に、ＬＥＤ発光装置２は、受信装置３に関する諸情報と予め設定された条件とを照らし合わせ、通信リンクを確立してもよい相手か否かを判断する（ステップＳ９２）。判断基準は、例えば、受信装置３がプリンタの場合のみ通信リンクを確立するとか、特定のメーカの特定の製品番号の受信装置３のみと通信リンクを確立するとか、受光感度が一定以上ある場合のみ通信リンクを確立する、等の基準である。
【００６５】
通信リンクを確立してもよいと判断されると、ＬＥＤ発光装置２は使用チャネルや暗号化の有無等の通信条件を決定して通信リンクを設定する（ステップＳ９３）。
【００６６】
通信リンクを設定する場合、ＬＥＤ発光装置２はＬＥＤ照明光のＩＤや通信条件などを受信装置３に通知する（ステップＳ９４）。一方、通信リンクを確立してもよいとは判断されなかった場合は、通信リンクを設定しない旨を受信装置３に通知する（ステップＳ９５）。
【００６７】
（装置間のマッピング）
ＬＥＤ照明光が届く範囲が光空間伝送が可能な範囲であり、本来的には通信可能な範囲内の受信装置３からしか登録要求は来ないはずである。ところが、本実施形態では、登録要求等に赤外線通信を用いており、場合によっては、ＬＥＤ照明光が届かない範囲に位置する赤外線通信機器が登録要求を行う可能性がある。
【００６８】
このような事態に対処するため、赤外線通信の指向性を絞り、ＬＥＤ照明光が届く範囲内でのみ、赤外線通信が可能なようにするのが望ましい。
【００６９】
また、ＬＥＤ照明光を発光する発光源４に取り付けたカメラで、受光範囲内の受信装置３を撮影し、撮影した画像から得られる情報（例えば、受信装置３に貼付してあるラベルのバーコード、製造番号、受信装置３の形状やサイズなど）と、受信装置３から送信されてきた登録情報とを照合し、受信装置３がＬＥＤ照明光の受光範囲内に正しく位置するか否かを判定してもよい。
【００７０】
あるいは、受信装置３に光センサを設け、ＬＥＤ発光装置２からのポーリング信号を受信すると、まず光センサで自装置が受光範囲内に位置するか否かを確認し、確認できたら登録手続に入り、確認できなかったら登録手続に入らないという手順を行うことも可能である。
【００７１】
（複数のＬＥＤ照明光が存在する場合の通信手順）
オフィスにあるプリンタなどの滅多に場所を移動させない機器は、仮に複数のＬＥＤ照明光と通信可能であっても、決まったＬＥＤ照明光のみを受光するように、あるＬＥＤ発光装置２の機器リスト８に固定の登録を行ってもよい。このような場合、固定の登録を希望する受信装置３は、機器リスト８への登録を要求する際に、固定の登録を要求することを通知すればよい。
【００７２】
これに対して、ＰＣや携帯電話等の持ち運びが容易で、モバイル環境で利用されることが多い通信装置は、予め設定した通信用ＬＥＤ照明光の選択手順に従って、自装置が受光するＬＥＤ照明光を選択することができる。ＬＥＤ照明光を選択する手法として、例えば以下の（１）〜（５）などが考えられる。
【００７３】
（１）最初に受けたポーリング（送信装置１がＬＥＤ発光装置２を介して行うポーリングも含む）を行ったＬＥＤ照明光を選択する。
（２）複数のＬＥＤ照明光の中から１つをランダムに選択する。
（３）受信先を特定せずに赤外線でランダムに送信した登録要求メッセージに対する応答を行ったＬＥＤ照明光を選択する。
（４）ＬＥＤ照明光の色、輝度及び照度などの、予め指定した（送信情報内容とは無関係な）ＬＥＤ照明光の指標の基準に適合するＬＥＤ照明光を選択する。
（５）ＬＥＤ照明光を発光した個々のＬＥＤ発光装置２と赤外線を通じて情報をやり取りした結果に基づいてＬＥＤ照明光を選択する。
あるいは、複数のＬＥＤ照明光と１以上の受信装置３が相互に通信可能な場合には、輝度や照度が高い、または人通りが少なくて光が遮られにくい等の通信状況の良好なＬＥＤ照明光を選択するのが望ましい。一方、複数のＬＥＤ照明光と１以上の通信装置が相互に接続されていない場合は、選択したＬＥＤ照明光によって、通信できる受信装置３が限定されるのは言うまでもない。
【００７４】
（送信装置１または受信装置３が送信する情報のデータフォーマット）
赤色のＬＥＤ照明光を受けながら、赤色を含む画像や文字を表示すると、赤っぽい画像や文字は視認しにくくなる。また、業務上の書類等は明るい白色光の照明の下で見た方が目によい。あるいは、癒し系の音楽を聴くときは、多少明るさを落とした方が雰囲気がよい。
【００７５】
このようなことを考慮に入れ、ＬＥＤ照明光を利用して情報を送信しようとする送信装置１が送信に利用するＬＥＤ照明光に対して、情報伝送に先立って自装置を機器リスト８に登録する際に、ＬＥＤ照明光の色や輝度などの光のパラメータの値と、その設定を有効にする時刻（登録後であれば、情報送信前でも情報送信後でもよい）や、光空間伝送で利用する送信チャネルを指定（赤い照明の下で見た場合に効果的な情報は、変調する周波数帯域すなわち送信チャネルを赤に限定するなど）することも可能である。
【００７６】
また、送信装置１は、ＬＥＤ照明光の色や強度などのパラメータ値とその設定を有効にする時刻とをＬＥＤ発光装置２に対して送信（送信時期は、登録後であれば、情報送信前でも、情報送信時でも、情報送信後でもよい）してもよい。あるいは、送信装置１は、光空間伝送で利用する送信チャネルを指定（例えば、赤い照明光の下でその表示を見ると効果的な情報は、変調する周波数帯域すなわち送信チャネルを赤に限定するなど）してもよい。
【００７７】
また、送信機器１は、機器リスト８への登録時ではなく、光空間伝送を行うための情報自体に、ＬＥＤ照明光に関するパラメータや送信チャネルを指定するフィールドを付加して送信し、この情報を中継するＬＥＤ発光装置２がこのフィールドを参照して、指示通りの設定を行ってもよい。
【００７８】
送信装置１がＬＥＤ発光装置２に送信する機器リスト８への登録要求パケットのデータフォーマットは、例えば図１４のようなものである。図示のように、登録要求パケットは、宛先、送信元、パケット種別＝登録、送信装置１のＩＤ、受信装置３の種別、サイズ、登録情報内容、ＬＥＤ照明光の輝度、ＬＥＤ照明光の色などからなる。
【００７９】
一方、図１５は送信装置１がＬＥＤ発光装置２に送信するデータパケットのデータフォーマットを示す図である。図示のように、データパケットは、宛先、送信元、パケット種別＝データ、ＬＥＤ照明光の輝度、ＬＥＤ照明光の色、データ本体などからなる。
【００８０】
これにより、受信装置３がＬＥＤ照明光にてダウンロードした情報を出力する機能（画面表示や音声出力等）を持つ場合などに、情報内容の出力を人が受け取る（見る、聞く、等）時に物理的、心理的に効果の高い色あるいは光の強さを選択できるようになる。
【００８１】
（本発明の具体的な実現形態）
１つの実現形態は、ＬＥＤ照明光スタンドである。このスタンドから発光されるＬＥＤ照明光の照射範囲にＰＣ等を置けば、コードレスで各種情報をダウンロードすることができる。また、情報の伝送範囲がＬＥＤ照明光の照射範囲と一致するため、どの範囲で情報を伝送できるかを一目で把握できる。したがって、光線を視認できない赤外線よりもユーザにとってわかりやすい。
【００８２】
また、この種のＬＥＤ照明光スタンドを展覧会等の展示物の横に設置すれば、展示物を見ながら、その展示物に関する説明を携帯電話やＰＤＡなどの情報端末でダウンロードすることができ、観覧者は手軽に展示物に関する詳しい情報を取得できる。
【００８３】
他の実現形態は、部屋や特定エリアの天井の照明装置に本実施形態の発光源４を組み込むことが考えられる。この場合、部屋や特定エリアの入口に設けた人感センサと組み合わせて、部屋や特定エリアにいる人間が必要とする情報を提供できる。
【００８４】
より具体的には、例えば、パーティ会場の入口に入場者が受信装置３を内蔵した携帯電話を持参して近づくと、ＬＥＤ発光装置２がＬＥＤ照明光を発光し、このＬＥＤ照明光の発光をトリガーとして、ポーリングや登録処理などを行い、入場者の携帯電話に福引のくじの番号を配布するなどが考えられる。あるいは、会議室の入口に参加者が到着すると、自動的にＬＥＤ照明光を発光し、それをトリガーとして、参加者が所持する受信装置３（例えば、ＰＣ）とＬＥＤ発光装置２との間で通信リンクを確立して、受信装置３に当日の会議の資料などを配布することなどが考えられる。
【００８５】
上記の場合、通信リンクを確立するトリガーとなるのは、（受信装置３を所持する）人間が所定の領域に入ったことを人感センサで感知したときである。この場合の光空間伝送システムの処理手順は図１６のようなシーケンス図で表される。
【００８６】
まず、ＬＥＤ発光装置２がＬＥＤ照明光を発光すると（ステップＳ１０１）、ＬＥＤ照明光の発光が送信装置１に通知される（ステップＳ１０２）。また、受信装置３は、ＬＥＤ照明光を受光し（ステップＳ１０３）、ＬＥＤ照明光が発光したことを検知する。
【００８７】
次に、送信装置１と受信装置３はそれぞれ、ＬＥＤ発光装置２に登録を要求する（ステップＳ１０４，Ｓ１０５）。あるいは、ＬＥＤ照明光の発光直後に実施されるポーリングに応答して、ＬＥＤ発光装置２に登録を要求してもよい。受信装置３は、登録作業が終了すると、受信装置３に対して登録終了を通知し（ステップＳ１０６）、その通知に対して受信装置３が応答すると（ステップＳ１０７）、送信装置１は、ＬＥＤ発光装置２を介して、受信装置３に情報を送信する（ステップＳ１０８）。
【００８８】
また、本発明の他の実施形態として、オフィスなどの多数の情報機器が存在する場所で、ＬＥＤ照明光の光が届く範囲に情報を一斉に同報送信することができる。これにより、例えば、すべての情報機器のソフトウェアのアップデートやバージョンアップを同時に行うことなどが可能になる。
【００８９】
このように、本実施形態では、ＬＥＤ発光装置２が受信装置３に対して、ＬＥＤ照明光による光空間伝送を一方向のみで行うだけでなく、受信装置３がＬＥＤ発光装置２に対して赤外線にて制御情報を送信できるようにしたため、ＬＥＤ発光装置２はＬＥＤ照明光を送信すべきか否かの判断を事前に行うことができ、かつ受信装置３の特性や意向を考慮に入れたＬＥＤ照明光を送信できるようになる。これにより、安定した情報伝送が行え、かつセキュリティ性も向上できる。
【００９０】
上述した実施形態では、ＬＥＤ照明光とは別に、受信装置３とＬＥＤ発光装置２との間で赤外線にて制御情報を送受する例を示したが、赤外線以外の通信媒体（例えば、電波や有線など）を利用して制御情報を送受してもよい。
【００９１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ＬＥＤ照明光とは別の伝送経路にて、受信装置とＬＥＤ発光装置とが受光制御情報を通信するため、受信装置側の特性を考慮に入れた光空間伝送が可能になり、光空間伝送の信頼性やセキュリティ性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光空間伝送システムの一実施形態の全体構成を示すブロック図。
【図２】制御部の内部構成を示すブロック図。
【図３】機器リストに登録される情報の一例を示す図。
【図４】ＬＥＤ発光装置の電源制御を行う処理手順を示すフローチャート。
【図５】第１の通信リンク確立手順のシーケンス図。
【図６】第２の通信リンク確立手順のシーケンス図。
【図７】第３の通信リンク確立手順のシーケンス図。
【図８】第４の通信リンク確立手順のシーケンス図。
【図９】第５の通信リンク確立手順のシーケンス図。
【図１０】第１の通信リンク解除手順のシーケンス図。
【図１１】第２の通信リンク解除手順のシーケンス図。
【図１２】第３の通信リンク解除手順のシーケンス図。
【図１３】図１の光空間伝送システムが通信リンクを確立する際に行う認証・セキュリティ手順の一例を示すフローチャート。
【図１４】送信装置がＬＥＤ発光装置に送信する機器リストへの登録要求パケットのデータフォーマットを示す図。
【図１５】送信装置がＬＥＤ発光装置に送信する機器リストへのデータパケットのデータフォーマットを示す図。
【図１６】光空間伝送システムの具体的な実現形態の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１送信装置
２ＬＥＤ発光装置
３受信装置
４発光源
５制御部
６，１３赤外線通信部
９スイッチ
１０ＣＰＵ
１１受光部
１２復調器

Claims

ＬＥＤ光を発光する発光装置と、前記ＬＥＤ光を受光する受信装置とを備えた光空間伝送システムにおいて、
前記発光装置は、
照明用光源に供給する電力波形を、送信する情報に応じて変調することのできる発光手段と、
ＬＥＤ光とは別の伝送経路にて、前記受信装置とやりとりするＬＥＤ光の受光制御情報を送受信する制御情報通信手段と、を有し、
前記受信装置は、
前記発光手段で発光されたＬＥＤ光を受光する受光手段と、
前記別の伝送経路にて前記受光制御情報を送受信する制御情報通信手段と、を備えることを特徴とする光空間伝送システム。
前記制御情報通信手段にて受信された前記受光制御情報を登録する登録手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の光空間伝送システム。
前記受光制御情報は、前記受光手段で受光されたＬＥＤ光の輝度、照度及び方向の少なくとも一つの情報を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の光空間伝送システム。
前記発光装置は、送信する情報で変調されたＬＥＤ光を前記発光手段が発光している最中は、前記発光手段が発光を停止しないように発光制御を行う発光制御手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光空間伝送システム。
ＬＥＤ光を変調して送信されるべき情報を送信する送信装置を備え、
前記発光装置は、前記送信装置から送信された情報で変調されたＬＥＤ光を生成する光変調手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光空間伝送システム。
前記発光手段は、通信可能な前記受信装置を探索すべく、探索応答要求で変調されたＬＥＤ光を発光することを特徴とする請求項５に記載の光空間伝送システム。
前記送信装置からの情報受信を希望する前記受信装置の前記制御情報通信手段は、前記探索応答要求で変調されたＬＥＤ光に応答して前記受光制御情報を送信し、
前記発光手段は、前記制御情報通信手段が前記受信装置からの前記受光制御情報を受信した後に、前記送信装置から指示された情報で変調されたＬＥＤ光を前記受信装置に送信することを特徴とする請求項６に記載の光空間伝送システム。
前記発光手段は、前記受信装置に対して探索応答要求を行うことなく、前記受信装置からの前記受光制御情報を受信した後、前記送信装置から指示された情報で変調されたＬＥＤ光を前記受信装置に送信することを特徴とすることを特徴とする請求項５に記載の光空間伝送システム。
前記受信装置及び前記送信装置は、前記発光手段がＬＥＤ光の発光を開始したことを契機として、前記発光装置との通信リンクを確立するための処理を行うことを特徴とする請求項５に記載の光空間伝送システム。
前記発光手段は、前記受信装置から送信された前記受光制御情報に基づいて、所定の受光条件を満たす前記受信装置に対してのみ、ＬＥＤ光を発光することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光空間伝送システム。
前記受信装置は、前記発光手段の発光停止を検知すると、前記発光装置との通信リンクを切断することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の光空間伝送システム。
前記受信装置は、前記送信装置からの情報を受信したことを視覚的に表示させる表示手段を有することを特徴とする請求項５〜１１のいずれかに記載の光空間伝送システム。
前記伝送経路は、赤外線で前記受光制御情報を送信する経路であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の光空間伝送システム。
照明用光源に供給する電力波形を、送信する情報に応じて変調することのできる発光手段と、
ＬＥＤ光とは別の伝送経路にて、ＬＥＤ光を受光した受信装置とＬＥＤ光の受光制御情報を送受信する制御情報通信手段と、を備えることを特徴とする光情報送信装置。
発光手段から発光された、情報で変調されたＬＥＤ光を受光する受光手段と、
ＬＥＤ光とは別の伝送経路にて、ＬＥＤ光の受光制御情報を前記発光手段と送受信する制御情報通信手段と、を備えることを特徴とする光情報受信装置。
ＬＥＤ光を発光する発光装置と、前記ＬＥＤ光を受光する受信装置との間で光空間伝送を伝送する光空間伝送制御方法において、
前記発光装置は、
照明用光源に供給する電力波形を、送信する情報に応じて変調し、
ＬＥＤ光とは別の伝送経路にて、前記受信装置とＬＥＤ光の受光制御情報を送受信し、
前記受信装置は、
発光されたＬＥＤ光を受光し、
前記別の伝送経路にて前記受光制御情報を送受信することを特徴とする光空間伝送制御方法。