JP2005277809A - Illumination light communication system, illumination light modulating device and receiver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明光を用いて情報を伝達する照明光通信システム、並びに、この照明光通信システムに使用される照明光変調装置及び受信装置に関する。 The present invention relates to an illumination light communication system that transmits information using illumination light, and an illumination light modulation device and a reception device used in the illumination light communication system.
照明器具を使った情報通信システムが、特許文献1乃至3に記載されている。特許文献1乃至3には、照明光源の電源を変調することで、照明光源の出力光を強度変調する、いわゆる直接変調方式が記載されている。光源としては、蛍光灯及び発光ダイオード(LED)が検討されている。 Patent Documents 1 to 3 describe information communication systems using lighting fixtures. Patent Documents 1 to 3 describe a so-called direct modulation method that modulates the intensity of the output light of the illumination light source by modulating the power source of the illumination light source. As light sources, fluorescent lamps and light emitting diodes (LEDs) have been studied.
照明器具から送信する情報は、例えば、個々の照明器具を特定するID情報であり、この種のID情報は、その照明器具が設置されている場所及び位置を特定するのに利用可能である。他には、他の機器から照明器具に転送される一般的な情報がある。このような一般的な情報は、電源線及びLAN(local Area Network)等のデータ伝送媒体を介して他の装置から照明器具に転送される。 The information transmitted from the luminaire is, for example, ID information that identifies each luminaire, and this type of ID information can be used to identify the location and position where the luminaire is installed. Others are general information transferred from other equipment to the luminaire. Such general information is transferred from another device to a lighting fixture via a power transmission line and a data transmission medium such as a LAN (local area network).
従来、屋外で位置情報を得る手段としてGPS(Global Positioning System)が用いられている。しかし、GPS衛星からの電波を直接受信できる場所でないと、位置を測定できない。特に屋内ではGPS衛星からの電波を受信できないので、他の方法による低精度な位置情報しか得ることができなかった。照明光通信システムを利用することにより、屋内で位置を高精度に特定できるようになる。
しかし、照明機器における電源変調は、基本的に、照明器具の電源回路を加工又は交換する必要があり、照明光通信システムを想起に普及させるのには不都合である。 However, power supply modulation in lighting equipment basically requires processing or replacement of the power supply circuit of the lighting fixture, which is inconvenient for recalling the illumination light communication system.
本発明は、既存の照明光源に情報通信機能を簡易に追加できる照明光通信システム、照明光変調装置及び受信装置を提示することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an illumination light communication system, an illumination light modulation device, and a reception device that can easily add an information communication function to an existing illumination light source.
本発明に係る照明光通信システムは、照明光源からの照明光を異なる透過率で透過可能な外部光変調器と、所定情報を記憶する記憶装置と、当該記憶装置に記憶される当該所定情報に従って当該外部光変調器を駆動することにより当該外部光変調器の透過率を当該所定情報に従い変化させる駆動回路と、当該外部光変調器により変調された照明光を受光する受光器と、当該受光器の出力信号から当該所定情報を復元する復元装置とを具備することを特徴とする。 An illumination light communication system according to the present invention includes an external light modulator that can transmit illumination light from an illumination light source with different transmittances, a storage device that stores predetermined information, and the predetermined information stored in the storage device. A drive circuit that changes the transmittance of the external light modulator according to the predetermined information by driving the external light modulator, a light receiver that receives illumination light modulated by the external light modulator, and the light receiver And a restoration device that restores the predetermined information from the output signal.
本発明に係る照明光変調装置。照明光源からの照明光を異なる透過率で透過可能な外部光変調器と、所定情報を記憶する記憶装置と、当該記憶装置に記憶される当該所定情報に従って当該外部光変調器を駆動することにより当該外部光変調器の透過率を当該所定情報に従い変化させる駆動回路とを具備することを特徴とする。 Illumination light modulation device according to the present invention. By driving the external light modulator according to the predetermined information stored in the storage device, the storage device storing the predetermined information, and the external light modulator capable of transmitting the illumination light from the illumination light source with different transmittances And a drive circuit that changes the transmittance of the external optical modulator according to the predetermined information.
本発明に係る受信装置は、照明光源からの照明光を変調することにより情報を伝送する照明光通信システムにおいて、当該情報を受信する装置であって、変調された照明光を受光する受光器と、当該受光器の出力から当該情報を搬送する成分を抽出する第1のフィルタと、当該受光器の出力から当該照明光の変動周波数成分を抽出する第2のフィルタと、当該第1のフィルタの出力から当該情報を復調する復調回路と、当該第2のフィルタの出力に従い当該復調回路の復調タイミングを制御する復調制御回路とを具備することを特徴とする。 A receiving apparatus according to the present invention is an apparatus that receives information in an illumination light communication system that transmits information by modulating illumination light from an illumination light source, and a light receiver that receives the modulated illumination light; A first filter for extracting a component carrying the information from the output of the light receiver, a second filter for extracting a variable frequency component of the illumination light from the output of the light receiver, and A demodulation circuit that demodulates the information from the output and a demodulation control circuit that controls a demodulation timing of the demodulation circuit according to the output of the second filter are provided.
本発明によれば、照明機器の電源部を改修交換することなしに、照明光を用いた通信を実現できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, communication using illumination light is realizable, without carrying out repair replacement | exchange of the power supply part of lighting equipment.
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1実施例の概略構成ブロック図を示す。 FIG. 1 shows a schematic block diagram of a first embodiment of the present invention.
既存の照明器具10は、蛍光灯及び発光ダイオード等の照明光源10Aと、商用交流電源に接続して、照明光源10Aに発光のための電力を供給する電源回路10Bとからなる。照明光源10Aは、例えば、蛍光灯、白熱電球又は発光ダイオードからなる。照明器具10は、屋内の照明器具のみならず、屋外の照明器具、及び誘導灯であってもよい。商用交流電源の周波数は、通常は、50Hz又は60Hzであるが、例えば、蛍光灯では、電源回路10Bは、照明光源10Aの駆動周波数を、商用交流周波数よりも高い周波数、例えば1kHz程度以上に上げるインバータを内蔵することがあるが、ここでは、理解を容易にするために、照明光源10Aは、50Hzで駆動されているとする。従って、照明光源10Aから出力される照明光は、100Hzで輝度が変動する。
The existing
本実施例では、照明光源10Aの外側に、照明光を強度変調する外部光変調器12、即ち、照明光の透過率を外部制御可能な光学装置を配置する。外部変調器12は、照明光源10Aの出力照明光の全てを変調するものである必要は無く、照明光源10Aの出力照明光のごく一部を変調するものでよい。記憶装置14は、外部光変調器12を設置される照明器具10を特定するID情報等を記憶する。駆動回路16は、商用交流電源からの電力で動作する。駆動回路16は、記憶装置14に記憶されるIDに従い照明光を繰り返し強度変調するように、外部光変調機12を駆動する。これにより、外部光変調器12を透過した照明光は、記憶装置14に記憶されるIDを繰り返し搬送する。好ましくは、駆動回路16は、照明光の明るい期間でデータを送信できるように、照明光の強度変動に同期して外部変調器12を駆動する。
In the present embodiment, an
本実施例では、外部光変調器12、記憶装置14及び駆動回路16が、照明光変調装置を構成する。
In the present embodiment, the
外部光変調器12は、照明光の輝度変動周波数とは異なる変調周波数で照明光を強度変調する。一般に入手可能な外部光変調器には、例えば、液晶シャッタを使用するものである。液晶シャッタを外部光変調器12として使用する場合、変調周波数は、例えば、数kHz程度が十分可能である。
The
携帯端末20は、携帯電話又は携帯情報端末等からなり、以下の構成要素を具備する。受光器22は、変調された照明光を受光し、電気信号に変換する。受光器22の出力電気信号は、外部変調器12による被変調信号成分を抽出するフィルタ24と、照明光源10Aの出力する照明光の輝度変化を抽出するフィルタ26に印加される。フィルタ24の出力は、復調回路28に印加され、フィルタ26の出力は復調制御回路30に印加される。
The
フィルタ26は、受光器22の出力から照明光の輝度変動周波数成分を抽出し、復調制御回路30は、フィルタ26の出力に従い、照明光の十分に輝度が高い期間で復調動作を行うように、復調回路28を制御する。復調回路28は、復調制御回路30により指示された期間、即ち、照明光の十分に輝度が高い期間で、フィルタ24の出力信号を復調する。フィルタ26及び復調制御回路30により、復調回路28の復調動作のタイミングを制御することにより、照明光自身の輝度変動に関わらず、高い信号対雑音比でIDを受信できる。
The
復調回路28は、復調で得られたID情報をCPU32に出力する。ID情報がそのまま、照明器具10の位置を示している場合等では、ID情報をそのまま表示すればよい。そのような場合、CPU32は、復調回路28からのID情報を表示装置34に表示する。ID情報が、単に照明器具10を特定する固有値に過ぎない場合には、その固有値を位置情報等に変換する必要がある。その場合、CPU32は、通信制御回路36を介して、ID情報と位置情報との対応を管理するサーバ40に問い合わせる。サーバ40は、携帯端末20からのID情報を対応する位置情報に変換して、携帯端末20に送信する。携帯端末20のCPU32は、サーバ40から得られた位置情報を表示装置34に表示する。
The
位置情報は、緯度経度座標に限られず、例えば、テーマパーク、遊園地、大規模展示場及び大規模駐車場の広い地域内の小さなエリアを示す情報であってもよい。地図に重ねて位置を表示することで、位置の把握が容易になる。各照明光源のIDと位置との対応と、地図データを予め携帯端末20にダウンロードしておけば、ID取得の都度、サーバ40にアクセスする必要は無くなる。即ち、サーバ40への問い合わせは、ID取得後に限定されない。
The position information is not limited to latitude and longitude coordinates, and may be information indicating a small area in a wide area of a theme park, an amusement park, a large-scale exhibition hall, and a large-scale parking lot, for example. By displaying the position over the map, it is easy to grasp the position. If the correspondence between the ID and position of each illumination light source and the map data are downloaded to the
本実施例は、学校などでの出欠管理にも利用可能である。取得されたID情報を取得日時情報及び携帯端末20の識別情報と共に出欠管理サーバに伝送する。これにより、各生徒が特定の教室に特定の日時に出席していたことを簡単に確認できる。
This embodiment can also be used for attendance management in schools and the like. The acquired ID information is transmitted to the attendance management server together with the acquisition date information and the identification information of the
図2は、本発明の第2実施例の概略構成ブロック図を示す。図1に示す実施例では、駆動回路16の動作電力は、商用交流電源から供給されているが、図2に示す実施例では、照明光源10Aの出力する照明光により発電する太陽電池18を設け、太陽電池18が駆動回路16の動作電力を供給するようにした。その他の構成と動作は、図1に示す実施例と同じである。
FIG. 2 shows a schematic block diagram of the second embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 1, the operating power of the
第1及び第2実施例では、固定データを携帯端末20に送信したが、可変データを送信することも可能である。図3は、可変データを送信可能な第3実施例の概略構成ブロック図を示す。第3実施例では、電源線をLAN(local Area Network)の回線としても使用可能であるとする。電源線をLAN(local Area Network)の回線としても使用可能なデータ伝送システムは、公知である。
In the first and second embodiments, fixed data is transmitted to the
駆動回路16Aは、電源線からのデータDを記憶装置14に書き込む又は,データDで記憶装置14の記憶情報を更新する。駆動回路16Aは、記憶装置14の記憶情報に従い照明光源10Aから出力される照明光の強度をデータDで繰り返し変調するように、外部変調器12を駆動する。この構成では、可変のデータを携帯端末20に送信できる。可変データは、例えば、大規模展示場での所在地付近の展示情報、大規模小売店内の所在地付近の商品に関する特売情報、及び学校での注意情報などである。勿論、位置情報のような固定情報と、一般的な可変情報を交互に送信することも可能である。
The
本実施例では、外部光変調器12、記憶装置14及び駆動回路16Aが、照明光変調装置を構成する。
In the present embodiment, the external
通常の有線又は無線のLAN回線を駆動回路16Aに接続して、データを外部のサーバから駆動回路16Aに伝送しても良い。
A normal wired or wireless LAN line may be connected to the
図4は、本発明の第4実施例の概略構成ブロック図を示す。本実施例では、照明光により送信する情報を変更可能である。図1と同じ構成要素には同じ符号を付してある。図1に示す実施例に対する変更部分を詳細に説明する。 FIG. 4 shows a schematic block diagram of a fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, information transmitted by illumination light can be changed. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Changes to the embodiment shown in FIG. 1 will be described in detail.
駆動回路16Bは、駆動回路16と同様に、記憶装置14に記憶される情報に従い外部光変調器12を駆動して、照明光を繰り返し強度変調する。これにより、外部光変調器12は照明光を記憶装置14の記憶情報で変調し、変調された照明光が携帯端末20Aに入射する。携帯端末20Aの、変調された照明光を受信する部分は、携帯端末20と同じである。携帯端末20Aは、それ以外に、変調回路38と、変調器38の出力電気信号を光信号に変換する電気/光変換器39、例えば発光ダイオードを具備する。これらに対応して、照明光変調装置は、受光器42及び復調回路44を具備する。
Similarly to the
変調回路38は、記憶装置14に記憶されるべき新しい情報を搬送する変調信号を出力する。電気/光変換器39は、変調回路38からの変調信号を光信号に変換し、受光器42に向けて出力する。受光器42は、電気/光変換器39からの光信号を電気信号に変換し、復調回路44は、受光器42の出力電気信号を復調する。復調回路44の出力は新しいIDを示す信号であり、駆動回路16Bに印加される。駆動回路16Bは、復調回路44からの情報を記憶装置14に書き込む、又は復調装置44からの情報で記憶装置14の情報を更新する。
The
本実施例では、外部光変調器12、記憶装置14、駆動回路16B、受光器42及び復調回路44が、照明光変調装置を構成する。
In the present embodiment, the external
このようにして、本実施例では、照明光を変調することにより送信するデータを、簡単に変更することができる。例えば、駆動回路16Aのようにネットワークに接続する機能を設けなくても、可変データを伝送できるようになる。
In this way, in the present embodiment, the data to be transmitted can be easily changed by modulating the illumination light. For example, variable data can be transmitted without providing a function of connecting to a network like the
照明光で伝送される情報を受信する携帯端末20Aに、その情報を変更するための変調回路38及び光電変換器39を配置した実施例を図示したが、勿論、変調回路38及び光電変換器39を別の携帯端末、例えば、データ変更のための専用携帯端末に装備しても良い。悪戯で送信データを変更されてしまうことを防止しやすい。
Although the embodiment in which the
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。 Although the invention has been described with reference to specific illustrative embodiments, various modifications and alterations may be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the invention as defined in the claims. This is obvious to an engineer in the field to which the present invention belongs, and such changes and modifications are also included in the technical scope of the present invention.
10:照明器具
10A:照明光源
10B:電源回路
12:外部光変調器
14:記憶装置
16,16A,16B:駆動回路
18:太陽電池
20,20A:携帯端末
22:受光器
24,26:フィルタ
28:復調回路
30:復調制御回路
32:CPU
34:表示装置
36:通信制御回路
38:変調回路
39:光電変換器
40:サーバ
42:受光器
44:復調回路
10:
34: display device 36: communication control circuit 38: modulation circuit 39: photoelectric converter 40: server 42: light receiver 44: demodulation circuit
Claims (11)
所定情報を記憶する記憶装置(14)と、
当該記憶装置(14)に記憶される当該所定情報に従って当該外部光変調器を駆動することにより当該外部光変調器の透過率を当該所定情報に従い変化させる駆動回路(16、16A,16B)と、
当該外部光変調器(12)により変調された照明光を受光する受光器(22)と、
当該受光器(22)の出力信号から当該所定情報を復元する復元装置(24〜28)
とを具備することを特徴とする照明光通信システム。 An external light modulator (12) capable of transmitting illumination light from the illumination light source (10A) with different transmittances;
A storage device (14) for storing predetermined information;
A drive circuit (16, 16A, 16B) for changing the transmittance of the external light modulator according to the predetermined information by driving the external light modulator according to the predetermined information stored in the storage device (14);
A light receiver (22) for receiving illumination light modulated by the external light modulator (12);
Restoration device (24 to 28) for restoring the predetermined information from the output signal of the light receiver (22)
An illumination light communication system comprising:
当該受光器(22)の出力から当該所定情報を搬送する成分を抽出する第1のフィルタ(24)と、
当該受光器(22)の出力から当該照明光の変動周波数成分を抽出する第2のフィルタ(26)と、
当該第1のフィルタ(24)の出力から当該所定情報を復調する復調回路(28)と、
当該第2のフィルタ(26)の出力に従い当該復調回路(28)の復調タイミングを制御する復調制御回路(30)
とを具備することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の照明光通信システム。 The restoration device is
A first filter (24) for extracting a component carrying the predetermined information from the output of the light receiver (22);
A second filter (26) for extracting the fluctuation frequency component of the illumination light from the output of the light receiver (22);
A demodulation circuit (28) for demodulating the predetermined information from the output of the first filter (24);
A demodulation control circuit (30) for controlling the demodulation timing of the demodulation circuit (28) according to the output of the second filter (26).
The illumination light communication system according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
所定情報を記憶する記憶装置(14)と、
当該記憶装置(14)に記憶される当該所定情報に従って当該外部光変調器を駆動することにより当該外部光変調器の透過率を当該所定情報に従い変化させる駆動回路(16,16A,16B)
とを具備することを特徴とする照明光変調装置。 An external light modulator (12) capable of transmitting illumination light from the illumination light source (10A) with different transmittances;
A storage device (14) for storing predetermined information;
Drive circuits (16, 16A, 16B) for changing the transmittance of the external optical modulator according to the predetermined information by driving the external optical modulator according to the predetermined information stored in the storage device (14)
An illumination light modulation device comprising:
変調された照明光を受光する受光器(22)と、
当該受光器(22)の出力から当該情報を搬送する成分を抽出する第1のフィルタ(24)と、
当該受光器(22)の出力から当該照明光の変動周波数成分を抽出する第2のフィルタ(26)と、
当該第1のフィルタ(24)の出力から当該情報を復調する復調回路(28)と、
当該第2のフィルタ(26)の出力に従い当該復調回路(28)の復調タイミングを制御する復調制御回路(30)
とを具備することを特徴とする受信装置。 In an illumination light communication system for transmitting information by modulating illumination light from an illumination light source (10A), an apparatus for receiving the information,
A light receiver (22) for receiving the modulated illumination light;
A first filter (24) for extracting a component carrying the information from the output of the light receiver (22);
A second filter (26) for extracting the fluctuation frequency component of the illumination light from the output of the light receiver (22);
A demodulation circuit (28) for demodulating the information from the output of the first filter (24);
A demodulation control circuit (30) for controlling the demodulation timing of the demodulation circuit (28) according to the output of the second filter (26).
A receiving apparatus.
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