JP2010171708A

JP2010171708A - 可視光通信受信器

Info

Publication number: JP2010171708A
Application number: JP2009012008A
Authority: JP
Inventors: Yanbin Sun; 彦斌孫; Kenji Takahashi; 健治高橋; Hidenori Nishigaki; 英則西垣; Maki Chokai; 麻記鳥海; Shinji Nogi; 新治野木; Shinichi Kamishiro; 真一神代
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2010-08-05

Abstract

【課題】可視光通信信号の混信防止を簡単な構成で実現することができる可視光通信受信器を提供する。
【解決手段】筐体１０と；開口部１０aを有する光遮蔽部材３０と；前記筐体１０内に前記開口部１０aに対向するように所定間隔を有して配設され、可視光領域に感度を持ち前記開口部１０aと略同面積を有する受光素子１１と；前記受光素子１１で受光した可視光から可視光通信信号を復調する復調手段１２と；を具備する。
【選択図】図３

Description

この発明は、可視光通信信号を受信可能な可視光通信受信器に関するものである。

近年、照明制御システムにおいて、照明装置から出射される可視光による可視光通信を利用した提案がされている。例えば、照明装置に予めアドレスを設定しておき、照明装置は点灯時に自己のアドレスを可視光通信によって送信する。そして、可視光信号を受信可能な端末が可視光に含まれるアドレス情報を受信し、受信したアドレス情報を含む制御信号によって特定の照明装置を制御することができる。可視光通信は、通信範囲を特定することができるためこのように照明制御システムに適用すれば、視覚的に制御対象となる照明装置を容易に判別することができる。

ところが、複数の照明装置が互いの照射範囲が重複するように設置されると、可視光信号を受信する受信器は複数の可視光信号を受信してしまい正しいデータを取得できない場合がある。

そこで、可視光信号を時分割で送信する等の制御により、可視光通信領域が重複する照明装置から送信される可視光信号を時間的にずらすことで混信を防止する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００７−２６６７９４号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では特別な中央制御装置が必要であるとともに予め可視光通信を発信するタイミングを設定する必要があり、設定が手間である。また、新たに照明装置を追加する場合は、その制御系に接続する必要があるため、既に敷設したシステムに対応していない照明装置は可視光通信信号を他の照明装置と混信しないタイミングで送信することができないという問題がある。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、可視光通信信号の混信防止を簡単な構成で実現することができる可視光通信受信器を提供する。

請求項１の発明に係る可視光通信受信器は、筐体と；開口部を有する光遮蔽部材と；前記筐体に前記開口部に対向するように所定間隔を有して配設され、可視光領域に感度を持つ受光素子と；前記受光素子で受光した可視光から可視光通信信号を復調する復調手段と；を具備したことを特徴とする。

開口部を有する光遮蔽部材とは、例えば、開口部が設けられた平面状の部材や筒状の部材であってもよく、筐体の一部または別体であってもよい。開口部の形状は円形、四角形、その他どのような形状であってもよい。
受光素子は、可視光に感度を有しており、例えば、可視光領域の光を受信したときに電気信号に変換するものである。
開口部に対向するとは、開口部を介して外部に望むように配設されていることをいい、開口部を平面視したときに視認可能な構成であることをいう。
請求項２の発明に係る可視光通信受信器は、前記受光素子は、前記開口部と略同面積を有することを特徴とする。
開口部の面積とは、開口部を平面視したときの面積であり、受光素子の面積とは、可視光を実質的に受光可能な面積をいう。

受光素子の面積が開口部と略同面積とは、両者が同面積の場合の他、受光素子の面積が開口部の面積に対して多少異なる場合も含む。例えば開口部と受光素子との面積比が０．５〜１．６程度であってもよく、好ましくは０．６〜１．０程度が望ましい。
請求項３の発明に係る可視光通信受信器は、前記受光素子は、前記開口部を平面視したときに全体が開口部の内側に配設されていることを特徴とする。

全体が開口部の内側に配設されるとは、開口部を平面視したときに受光素子の外周が開口部の周縁よりも内側にあることをいい、この場合は受光素子の面積は開口部の面積よりも小さく、開口部と受光素子との面積比が１．０以下となる。
請求項４の発明に係る可視光通信受信器は、前記受光素子から前記開口部までの領域を含む所定位置に空間部が設けられていることを特徴とする。

所定位置に空間部が設けられているとは、受光素子及びその周囲から開口部方向にかけて、筐体の外部斜め方向から開口部を介して入射した光が反射等する部材が無いことをいう。

本発明に係る可視光通信受信器によれば、可視光通信信号の混信を防止することができる。
本発明に係る可視光通信受信器によれば、可視光通信信号の混信を防止するとともに感度を向上させることができる。

本発明に係る可視光通信受信器によれば、受光素子の受光面に直交する方向からの可視光を確実に受光することができ可視光通信信号の混信を防止することができる。

本発明に係る可視光通信受信器によれば、受光素子の受光面に対して斜め方向から入射する可視光が、筐体内で反射して受光素子へ入射することを防止するので可視光通信信号の混信を防止することができる。

本発明に係るリモコン装置の実施例を示すブロック図。本発明に係るリモコン装置の実施例の正面図。本発明に係るリモコン装置の実施例の断面図。本発明に係るリモコン装置の説明図。本発明に係るリモコン装置の説明図。

以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る可視光通信受信器としてのリモコン装置の実施例を示すブロック図、図２は、本発明に係るリモコン装置の正面図、図３は、本発明に係るリモコン装置の断面図である。本実施形態では、可視光通信受信器をリモコン装置として説明するがこれに限定されず、可視光通信信号を受信可能な機器であれば適用することができる。

図１において、リモコン装置１は、可視光に感度を有する受光素子１１、受光素子１１で受信した可視光信号を電気信号に変換する復調手段としての受信回路１２、制御信号を送信する制御部１３、可視光信号に含まれる情報を記憶する記憶部１４、各電子部品に電源を供給する電池１５、制御部１３からの制御信号を無線で送信する無線通信部１６、各種操作を行う操作部１７を具備している。

図２に示すように、リモコン装置１の筐体１０は、正面一端側に開口部１０aが設けられており、正面側の一面が開口部１０aを有する光遮蔽部材３０を構成している。また、受光素子１１は開口部１０aと所定間隔を有して対向するように筐体１１内部に配設されている。受光素子１１は、四角形状に構成されており、開口部１１aを平面視したときに全体が開口部１１aの内側に配設される寸法関係を有している。つまり、受光素子１１の面積は開口部１１aの面積よりもやや小さいがほぼ同面積となるように構成されている。また、筐体１０の正面他端側には貫通孔１０ｂが横一例に３つ設けられており、この貫通孔１０ｂから操作部１７が突出するように設けられている。

図３は、図２のA-A断面を示す断面図である。筐体１０は、正面側のカバー２０、背面側のボディ２１、カバー体２０及びボディ一２１に挟み込まれるように一端側に設けられた端板２２で構成され、全体が略直方体状に形成されている。
ボディ２１には、正面側に向かって突設する支柱２１aが４つ設けられており、
この支柱２１aの位置に対応するカバー体２０には背面側に突設する支柱２０aが設けられている。
カバー体２０とボディ２１とは、周縁及び支柱２０a、２１aで当接し図示しないねじによって接合される。
さらに、ボディ２１には正面側に向かって突出形成される突出部２１bを４つ有しており、この突出部２１ｂにはねじ穴が設けられている。

基板２３は、一端側及び他端側の４箇所にねじ貫通孔、一端側の２箇所に支持孔が設けられている。この基板２３は、支持孔に一端側の支柱２１aを貫通させて位置決めするとともに、ねじ貫通孔が設けられた箇所を突出部２１bに載置し、図示しないねじによって基板を突出部２１ｂに固定する。

基板２３は、受光素子１１、操作部１７が配設されるとともに、復調手段としての受信回路１２、制御部１３、記憶部１４が実装されており、ボディ２１の他端側に配設された電源部としての電池１５から電源が供給される。

無線通信部１６は、基板２３とは別体で設けられ、図示しない電線によって基板２３と接続されるとともに、突出部２１ｂによって基板２３とボディ２１との間に形成された空隙に配設される。

操作部１７は、その長手方向に押圧可能なプッシュスイッチであり、基板２３の他端側に設けられており、その一部がカバー２０の貫通孔１０ｂから外部へ突出している。

前述した突出部２１ｂは、基板の他端側で３つの操作部１７を両端から挟み込む位置に２箇所設けられている。そして、基板２３を突出部２１bに載置したときに、操作部１７は突出部２１b近傍に位置することになり、操作部１７を操作したときに基板２３へかかる応力を突出部２１ｂで支持することができるので、操作部１７の操作による基板２３の歪みや変形を最小限に抑えることができる。さらに、無線通信部１６を基板２３とは別体で構成し、基板２３とボディとで形成される空隙に配設したので操作部１７の操作によって、無線通信部１６に力がかかることがない。

このように、ボディ２１から突出部２１ｂを設けて基板２３を支持することによって、操作部１７を操作したときの基板２３の変形を抑制するとともに、比較的変形に弱い無線通信部１６への応力を無くすことができる。

一方、受光素子１１は、基板の一端側に配設されており、基板２３をボディ２１に位置決め固定したときに、開口部１０aと所定間隔を有して対向配置される。このとき、外部から開口部１０aを平面視したときに視認可能な領域を点線で示している。

受光素子１１は、受光素子１１から開口部１０aを臨む範囲内、すなわち、受光素子１１を含む平面と受光素子１１から開口部１０aの縁部を通る直線で形成される角度θが所定の角度範囲内の場合に可視光を受信することができ、この範囲から送信された可視光通信信号を受信することができる。
図４は、受光素子１１、開口部１０aを有する光遮蔽部材３０及び異なる可視光通信信号を発信する２つの光源L1、L2、との関係を示す説明図である。
光源L１とL2とは１ｍの間隔Dを有して、例えば図示しない天井に配設されており、リモコン装置１は光源L1の直下に２ｍの間隔ｈを有して配置している。

ここで、図４の左右方向における開口部１０aと受光素子１１との長さ寸法ｄ１とｄ２とが３ｍｍの場合、光遮蔽部材３０と受光素子１１との間隔Lが６ｍｍ以上であれば、光源L2からの可視光は受光素子１１に到達しない。従って、光源L1及びL2から異なる可視光通信信号が送信されていたとしても混信しない。

つまり、光遮蔽部材３０を受光素子の前面に配設したことによって、受光素子に対して斜め方向から照射される光を遮光することができ、混信しない領域をリモコン装置側で形成することができる。
従って、実際に使用する場合には、リモコン装置１を適宜移動させて混信しない領域で使用すればよい。

図５は、筒状の光遮蔽部材３０を用いた場合の説明図であり、その他の構成は図４と同様である。この場合には、光遮蔽部材３０を筐体１０に設ける必要がなく、直接受光素子１１に対して配設すればよいので、受光素子１１と開口部１０aとの位置合わせが容易になる。ここで、筒状の光遮蔽部材３０の内面は反射率を低くしておくことが好ましく、例えば内面を黒色にしておくことが望ましい。

光源L1、L2、開口部１０a、受光素子１１等の寸法関係は図４と同様であり、上述したようにこの構成であっても同様に可視光通信信号が混信しない領域をリモコン装置側で形成することができる。

本願発明者らは、このように受光素子１１に斜め方向から入射する光を遮光することで極めて容易に可視光通信信号の混信を防止することができることを見出した。
さらに、斜め方向からの光を一部遮光することが、可視光通信信号の混信防止の観点からより効果的であることが分かってきた。

受光素子１１は、受光面に直交する方向から入射した可視光通信信号を最も強く受信することができ、異なる可視光通信信号が斜め方向から入射するような場合であっても、その一部を遮光することで受信強度差が明確となり混信防止ができるものと考えられる。
従って、開口部１０aから所定間隔を有して受光素子１１を配設することによって、所定方向以外から入射する可視光通信信号の混信を防止することができる。

また、開口部１０aを筐体１０の外部から平面視したときの受光素子１１の面積を開口部１０aの面積と同程度にしておけば受光素子１１に対して直交する方向から入射する光を最大限受光することができるため、受信感度を高めることができるとともに可視光通信信号の混信を抑制することができる。

さらに、本実施形態では開口部１０aを平面視したときに図２に示すように受光素子１１全体が開口部１０aの内側に配設されている。仮に、開口部１０aより外側に受光素子１１の一部が存在すると、その領域では受光素子１１に対して直交する方向から入射した光を受光せず、斜め方向から入射する光のみを受光することになり、受光素子１１に直交する方向から入射する光と斜め方向から入射する光とで受信強度差を作りだすという効果が小さくなり好ましくない。このように、開口部１０aを平面視したときに受光素子１１全体が開口部１０aの内側に配設されるように構成することで混信防止をさらに抑制することができる。

ところで、本実施形態では、受光素子１１は、開口部１０aから所定間隔を有して設けられるとともに、点線で示された領域を含んで筐体１０内に空間部Sが形成されている。すなわち、受光素子１１から開口部１０aにかけて反射部材が設けられていないため、開口部１０aから入射した光は筐体１０内で反射することが無く、斜め方向から入射した光は受光素子１１へ入射しなくなる。

従って、さらに受光素子１１に対して直交する方向から入射した可視光通信信号と斜め方向から入射した可視光通信信号との強度差を明確にし、混信を防止することができる。
次に本実施形態に係るリモコン装置１の作用について説明する。

所定間隔を設けて天井面に照明器具が複数設置され、各照明器具は自己のアドレスを可視光通信号として送信している場合について説明する。なお、照明器具は無線通信部を具備しており、無線の制御信号によって制御される。

まず、リモコン装置１の操作部１７のいずれか一つを長押しすると、制御部１３が設定モードに移行する。この状態でリモコン装置１を照明器具の下側へ移動させると、受光素子１１が可視光通信信号を含む可視光を受信し、受信回路１２は可視光通信信号を復調し照明器具のアドレスを制御部１３へ送信する。このとき、使用者が操作部１７を操作すると、制御部１３は受信したアドレスを記憶部１４へ記憶するとともに操作された操作部１７と受信したアドレスとを対応付けて記憶する。そして、操作部１７とアドレスとの対応付けが完了すると設定モードを終了する。
次に、設定モードでアドレスとの対応付けがされた操作部１７を操作すると、無線通信部から対応するアドレスと照明器具の点灯制御信号とが送信される。
点灯制御信号を受信した照明器具は、制御信号に自己のアドレスが含まれる場合には点灯制御信号の内容に従って制御を行う。
そして、アドレスとの対応付けが終了した操作部１７は、その後別のアドレスとの対応付けが行われるまで対応する照明器具を制御することができる。

このように、複数の照明器具から可視光通信が送信されている場合、可視光通信信号の混信が発生すると、所望の照明器具と操作部１７との対応付けを行うことができなくなるが、本実施形態のリモコン装置１によれば、混信することなく確実に可視光通信信号を受信することができる。

１可視光通信受信器としてのリモコン装置
１０筐体
１０a 開口部
１１受光素子
１２復調手段としての受信回路
３０光遮蔽部材
S 空間部

Claims

筐体と；
開口部を有する光遮蔽部材と；
前記筐体に前記開口部に対向するように所定間隔を有して配設され、可視光領域に感度を持つ受光素子と；
前記受光素子で受光した可視光から可視光通信信号を復調する復調手段と；
を具備したことを特徴とする可視光通信受信器。
前記受光素子は、前記開口部と略同面積を有することを特徴とする請求項１記載の可視光通信受信器。
前記受光素子は、前記開口部を平面視したときに全体が開口部の内側に配設されていることを特徴とする請求項１または２記載の可視光通信受信器。
前記開口部は前記筐体の一部に設けられ、前記受光素子は前記筐体内に配設されるとともに前記受光素子から前記開口部までの領域を含む所定位置に空間部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の可視光通信受信器。