JP2019160756A - Illumination light communication device - Google Patents

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西野 博之
Hiroyuki Nishino
博之 西野
後藤 弘通
Hiromichi Goto
弘通 後藤
伊藤 和雄
Kazuo Ito
和雄 伊藤
正二郎 木戸
Shojiro Kido
正二郎 木戸
輝人 武田
Teruhito Takeda
輝人 武田
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Abstract

To provide an illumination light communication device reducing the loss of reliability of a light source, which may occur when performing an operation for interrupting the LED current with small ON duty ratio.SOLUTION: An illumination light communication device includes a switch 22 connected in series with a light source 20, and interrupting a current flowing through the light source 20 according to a communication signal, a current detection circuit 60 connected in series with the switch 22, and detecting the magnitude of the current flowing through the light source 20 as a voltage drop, a feedback circuit 5 generating a feedback signal indicating the error of the voltage drop of the current detection circuit 60 and a first reference voltage, a DC-DC converter 3 outputting a current to the light source 20, and keeping the average value of the output current constant based on the feedback signal, and a shunt circuit 70 for limiting the voltage applied to the light source 20, so that the peak value of the current flowing through the light source 20 does not exceed the maximum rating of the light source 20.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、照明光を変調することにより可視光通信を行う照明光通信装置に関する。   The present invention relates to an illumination light communication apparatus that performs visible light communication by modulating illumination light.

特許文献1は、発光ダイオード(LED、Light Emitting Diode)等を光源として備える照明器具において、光源を流れる電流を断続することによって照明光の変調を行う照明光通信装置を開示している。この照明光通信装置は、照明光の明るさを安定させるために、光源を流れる電流の平均値を一定に制御する定電流フィードバック制御を行う電源回路を備える。   Patent Document 1 discloses an illumination light communication device that modulates illumination light by intermittently passing a current flowing through a light source in a lighting fixture including a light emitting diode (LED) as a light source. This illumination light communication apparatus includes a power supply circuit that performs constant current feedback control for controlling the average value of the current flowing through the light source to be constant in order to stabilize the brightness of the illumination light.

特開2017−139211号公報JP 2017-139211 A

しかしながら、上記従来技術によれば、光源を流れる電流(以下LED電流と呼ぶ)を断続するオン・デューティ比が小さいほどLED電流のピーク値が大きくなり、光源の信頼性を損なうという問題がある。   However, according to the above prior art, there is a problem that the peak value of the LED current increases as the on-duty ratio for intermittently passing the current flowing through the light source (hereinafter referred to as the LED current) decreases, and the reliability of the light source is impaired.

より詳しく説明すると、従来の照明光通信装置は、定電流フィードバック制御によってLED電流の平均値をほぼ一定に保つ動作をする。例えば、断続のオン・デューティ比が50%のとき、LED電流のピーク値は、断続しない場合のLED電流の2倍になる。また、断続のオン・デューティ比が10%のとき、LED電流のピーク値は、断続しない場合のLED電流の10倍になる。   More specifically, the conventional illumination light communication device operates to keep the average value of the LED current substantially constant by constant current feedback control. For example, when the intermittent on-duty ratio is 50%, the peak value of the LED current is twice the LED current when not intermittent. Further, when the intermittent on-duty ratio is 10%, the peak value of the LED current is 10 times the LED current when the intermittent current is not intermittent.

したがって、オン・デューティ比が小さい場合、LED電流のピーク値が定格を超える可能性がある。LED電流のピーク値が定格を超えれば、LEDの経年劣化を早める、寿命を縮める、故障を誘発する等の信頼性を損なうという問題が生じる。   Therefore, when the on-duty ratio is small, the peak value of the LED current may exceed the rating. If the peak value of the LED current exceeds the rating, there arises a problem that reliability of the LED is deteriorated, such as aging deterioration, shortening the lifetime, and inducing a failure.

本発明は、LED電流を断続する動作を小さいオン・デューティ比で行う場合に、光源の信頼性を損なうことを軽減する照明光通信装置を提供する。   The present invention provides an illuminating light communication apparatus that reduces the loss of reliability of a light source when an operation for intermittently switching LED current is performed with a small on-duty ratio.

上記目的を達成するために、本発明に係る照明光通信装置の一形態は、照明光を発する光源と、二値の通信信号を発生する信号発生回路と、前記光源と直列接続され、前記通信信号に従って前記光源を流れる電流を断続するスイッチと、前記スイッチと直列接続され、前記光源を流れる電流の大きさを電圧降下として検出するための電流検出回路と、前記電流検出回路の電圧降下と第1基準電圧との誤差を示すフィードバック信号を生成するフィードバック回路と、前記光源に電流を出力し、前記フィードバック信号に基づいて出力電流の平均値を一定に保つDC−DCコンバータと、前記光源を流れる電流のピーク値が前記光源の最大定格を超えないように、前記光源に印加される電圧を制限するシャント回路とを備える。   In order to achieve the above object, an embodiment of an illumination light communication apparatus according to the present invention includes a light source that emits illumination light, a signal generation circuit that generates a binary communication signal, and the light source connected in series, and the communication A switch that interrupts the current flowing through the light source according to a signal, a current detection circuit that is connected in series with the switch and detects the magnitude of the current flowing through the light source as a voltage drop, and a voltage drop of the current detection circuit A feedback circuit that generates a feedback signal indicating an error from one reference voltage, a DC-DC converter that outputs a current to the light source and maintains an average value of the output current based on the feedback signal, and flows through the light source A shunt circuit that limits a voltage applied to the light source so that a peak value of the current does not exceed a maximum rating of the light source.

本発明に係る照明光通信装置は、LED電流を断続する動作を小さいオン・デューティ比で行う場合に、光源の信頼性を損なうことを軽減することできる。   The illumination light communication apparatus according to the present invention can reduce the loss of the reliability of the light source when the operation of intermittently switching the LED current is performed with a small on-duty ratio.

図1は、実施の形態1に係る照明光通信装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of the illumination light communication apparatus according to the first embodiment. 図2は、実施の形態1に係るシャント回路の構成例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the shunt circuit according to the first embodiment. 図3Aは、実施の形態1に係る照明光通信装置におけるデューティ比に対するLED電流の特性を示す図である。FIG. 3A is a diagram showing a characteristic of an LED current with respect to a duty ratio in the illumination light communication apparatus according to Embodiment 1. 図3Bは、実施の形態1に係る照明光通信装置におけるデューティ比に対する出力電圧の特性を示す図である。FIG. 3B is a diagram showing the characteristics of the output voltage with respect to the duty ratio in the illumination light communication apparatus according to Embodiment 1. 図4は、実施の形態1に係る照明光通信装置の変形例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a modification of the illumination light communication apparatus according to the first embodiment. 図5Aは、変形例に係る照明光通信装置におけるデューティ比に対するLEDピーク電流の特性を示す図である。FIG. 5A is a diagram illustrating a characteristic of an LED peak current with respect to a duty ratio in an illumination light communication apparatus according to a modified example. 図5Bは、変形例に係る照明光通信装置におけるデューティ比に対する出力電圧の特性を示す図である。FIG. 5B is a diagram illustrating a characteristic of an output voltage with respect to a duty ratio in an illumination light communication apparatus according to a modified example. 図6Aは、変形例に係る照明光通信装置におけるデューティ比に対する損失の特性を示す図である。FIG. 6A is a diagram illustrating a loss characteristic with respect to a duty ratio in an illumination light communication apparatus according to a modification. 図6Bは、変形例に係る照明光通信装置におけるデューティ比に対する損失の特性を示す図である。FIG. 6B is a diagram illustrating a loss characteristic with respect to a duty ratio in an illumination light communication apparatus according to a modification. 図7は、実施の形態2に係る照明光通信装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the illumination light communication apparatus according to the second embodiment. 図8は、実施の形態2に係るシャント回路、調整回路および基準電圧源の構成例を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the shunt circuit, the adjustment circuit, and the reference voltage source according to the second embodiment. 図9は、実施の形態2に係る照明光通信装置におけるデューティ比に対する損失の特性を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a characteristic of loss with respect to the duty ratio in the illumination light communication apparatus according to Embodiment 2. In FIG. 図10は、実施の形態3に係る照明光通信装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of the illumination light communication apparatus according to the third embodiment. 図11は、実施の形態3に係るシャント回路およびパルス制御回路の構成例を示す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration example of a shunt circuit and a pulse control circuit according to the third embodiment. 図12は、実施の形態3に係るパルス制御回路における各種信号波形を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating various signal waveforms in the pulse control circuit according to the third embodiment. 図13は、実施の形態3に係る照明光通信装置におけるデューティ比に対する損失の特性を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a characteristic of loss with respect to the duty ratio in the illumination light communication apparatus according to Embodiment 3. 図14は、実施の形態3に係る照明光通信装置における損失を一定に保つ場合のLED電流対デューティ比を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing LED current versus duty ratio when the loss in the illumination light communication apparatus according to Embodiment 3 is kept constant. 図15は、実施の形態4に係る照明光通信装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration example of the illumination light communication apparatus according to the fourth embodiment. 図16は、実施の形態4に係るシャント回路および尖頭値検出回路の構成例を示す回路図である。FIG. 16 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the shunt circuit and the peak value detection circuit according to the fourth embodiment. 図17は、比較例における照明光通信装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration example of the illumination light communication apparatus in the comparative example. 図18Aは、比較例の照明光通信装置におけるデューティ比に対するLED電流のピーク値の特性および平均値の特性を示す図である。FIG. 18A is a diagram illustrating a peak value characteristic and an average value characteristic of the LED current with respect to the duty ratio in the illumination light communication apparatus of the comparative example. 図18Bは、比較例の照明光通信装置におけるデューティ比に対する出力電圧を示す図である。FIG. 18B is a diagram illustrating an output voltage with respect to a duty ratio in the illumination light communication apparatus of the comparative example. 図19は、比較例の照明光通信装置における出力電圧の波形およびLED電流の波形を示す図である。FIG. 19 is a diagram illustrating the waveform of the output voltage and the waveform of the LED current in the illumination light communication device of the comparative example.

(本発明の基礎となった知見)
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した照明光通信装置に関し、以下の問題が生じることを見出した。
(Knowledge that became the basis of the present invention)
The inventor has found that the following problems occur with respect to the illumination light communication apparatus described in the “Background Art” section.

図17は、本発明者の知見に係る比較例における照明光通信装置の構成例を示すブロック図である。同図の照明光通信装置は、整流ブリッジ2、DC−DCコンバータ3、平滑コンデンサ4、フィードバック回路5、電流検出回路6、光源20、および変調器21を備える。   FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration example of the illumination light communication apparatus in the comparative example according to the knowledge of the present inventor. The illumination light communication apparatus of FIG. 1 includes a rectifier bridge 2, a DC-DC converter 3, a smoothing capacitor 4, a feedback circuit 5, a current detection circuit 6, a light source 20, and a modulator 21.

この照明光通信装置は、商用電源からの交流電圧を整流ブリッジ2で全波整流し、DC−DCコンバータ3に入力する。DC−DCコンバータ3の出力両端間に平滑コンデンサ4が接続されている。また平滑コンデンサ4と並列に、照明光を発する発光ダイオードを含む光源20と電流検出抵抗61との直列回路が形成される。電流検出抵抗61の電圧降下が入力抵抗62およびフィードバック回路5を介して、DC−DCコンバータ3に帰還される。DC−DCコンバータ3は、出力電流の平均を一定に保とうとするフィードバック制御を行い、定電流電源として機能する。   In this illumination light communication apparatus, an AC voltage from a commercial power source is full-wave rectified by a rectifier bridge 2 and input to a DC-DC converter 3. A smoothing capacitor 4 is connected between both ends of the output of the DC-DC converter 3. In parallel with the smoothing capacitor 4, a series circuit of a light source 20 including a light emitting diode that emits illumination light and a current detection resistor 61 is formed. The voltage drop of the current detection resistor 61 is fed back to the DC-DC converter 3 via the input resistor 62 and the feedback circuit 5. The DC-DC converter 3 performs feedback control to keep the average of the output current constant, and functions as a constant current power source.

このようなDC−DCコンバータ3を用いて光通信を行う場合、光源20と直列に変調器21を設け、信号発生回路23で生成した2値の通信信号(断続信号とも呼ぶ)でスイッチ22の断続を駆動する。変調器21は、LED電流を断続することによって、照明光に通信信号を重畳する変調を行う。   When optical communication is performed using such a DC-DC converter 3, a modulator 21 is provided in series with the light source 20, and a binary communication signal (also referred to as an intermittent signal) generated by the signal generation circuit 23 is used for the switch 22. Drive intermittent. The modulator 21 performs modulation to superimpose a communication signal on the illumination light by intermittently switching the LED current.

次に、比較例において断続信号のデューティ比に対して光源20を流れる電流(以下LED電流と呼ぶ)がどのように変化するかについて説明する。なお、デューティ比の用語は、特に断りのない限り、オン・デューティ比の意味、すなわち、1サイクル中のLED電流が流れる期間の割り合いを意味するものとする。   Next, how the current flowing through the light source 20 (hereinafter referred to as LED current) changes with respect to the duty ratio of the intermittent signal in the comparative example will be described. The term “duty ratio” means the on-duty ratio, that is, the proportion of the period during which the LED current flows during one cycle, unless otherwise specified.

図18Aは、比較例の照明光通信装置におけるデューティ比に対するLED電流のピーク値の特性および平均値の特性を示す図である。同図の横軸は、断続信号のデューティ比、つまり、スイッチ22をオンにする割合を示す。縦軸はLED電流を示し、デューティ比100%(つまりスイッチ22が常時オン)のときのLED電流を1とした場合の相対的な倍率を示している。   FIG. 18A is a diagram illustrating a peak value characteristic and an average value characteristic of the LED current with respect to the duty ratio in the illumination light communication apparatus of the comparative example. The horizontal axis of the figure shows the duty ratio of the intermittent signal, that is, the ratio at which the switch 22 is turned on. The vertical axis represents the LED current, and the relative magnification when the LED current is 1 when the duty ratio is 100% (that is, the switch 22 is always on).

図18AのようにLED電流の平均値は、デューティ比に関わらず一定である。これは、DC−DCコンバータ3におけるフィードバック制御による。比較例の照明光通信装置では、デューティ比がいつくであっても照明光の見かけ上の明るさは同じになっている。   As shown in FIG. 18A, the average value of the LED current is constant regardless of the duty ratio. This is due to feedback control in the DC-DC converter 3. In the illumination light communication apparatus of the comparative example, the apparent brightness of the illumination light is the same even if the duty ratio is too high.

これに対して、LEDのピーク値は、デューティ比が小さいほど大きくなっている。例えば、デューティ比が10%だとすると、LED電流のピーク値は、断続しない場合のLED電流の10倍になっている。このようなLED電流の大きなピーク値は、光源20の定格を超える可能性がある。   In contrast, the LED peak value increases as the duty ratio decreases. For example, if the duty ratio is 10%, the peak value of the LED current is 10 times that of the LED current when not intermittent. Such a large peak value of the LED current may exceed the rating of the light source 20.

図18Bは、比較例の照明光通信装置におけるデューティ比に対する出力電圧を示す図である。同図の横軸は図18Aと同じくデューティ比を示す。縦軸は、DC−DCコンバータ3の出力電圧を示す。出力電圧も、デューティ比が小さいほど大きくなっている。このような大きい出力電圧は、スイッチ22がオンする期間でLED電流にオーバーシュートを生じる原因となり、光源20の定格を超える可能性がある。   FIG. 18B is a diagram illustrating an output voltage with respect to a duty ratio in the illumination light communication apparatus of the comparative example. The horizontal axis of the figure shows the duty ratio as in FIG. 18A. The vertical axis represents the output voltage of the DC-DC converter 3. The output voltage also increases as the duty ratio decreases. Such a large output voltage causes an overshoot in the LED current during the period when the switch 22 is turned on, and may exceed the rating of the light source 20.

図19は、比較例の照明光通信装置における出力電圧の波形およびLED電流の波形を示す図である。同図の横軸は時間を示す。同図上段の縦軸は、DC−DCコンバータ3の出力電圧を示す。同図下段の縦軸はLED電流を示す。同図では、断続信号のデューティ比が20%、40%、60%、80%である場合のそれぞれの波形を記してある。   FIG. 19 is a diagram illustrating the waveform of the output voltage and the waveform of the LED current in the illumination light communication device of the comparative example. The horizontal axis of the figure shows time. The vertical axis in the upper part of the figure shows the output voltage of the DC-DC converter 3. The vertical axis in the lower part of the figure shows the LED current. In the figure, respective waveforms when the duty ratio of the intermittent signal is 20%, 40%, 60%, and 80% are shown.

図19においても、図18A、図18Bと同様に、出力電圧、LED電流ともにデューティ比が小さい程大きくなっている。   In FIG. 19, as in FIGS. 18A and 18B, both the output voltage and the LED current increase as the duty ratio decreases.

比較例の照明光通信装置のように、フィードバック制御によってLED電流の平均値をほぼ一定に保つ動作をするDC−DCコンバータ3を備える照明光通信装置では、デューティ比が小さい場合、LED電流のピーク値が定格を超える可能性がある。LED電流のピーク値が定格を超えれば、LEDの経年劣化を早める、寿命を縮める、故障を誘発する等の信頼性を損なうという問題が生じる。   As in the illumination light communication device of the comparative example, in the illumination light communication device including the DC-DC converter 3 that operates to keep the average value of the LED current almost constant by feedback control, the peak of the LED current is obtained when the duty ratio is small. The value may exceed the rating. If the peak value of the LED current exceeds the rating, there arises a problem that reliability of the LED is deteriorated, such as aging deterioration, shortening the lifetime, and inducing a failure.

このような課題を解決するために、本発明の一態様における照明光通信装置は、照明光を発する光源と、二値の通信信号を発生する信号発生回路と、前記光源と直列接続され、前記通信信号に従って前記光源を流れる電流を断続するスイッチと、前記スイッチと直列接続され、前記光源を流れる電流の大きさを電圧降下として検出するための電流検出回路と、前記電流検出回路の電圧降下と第1基準電圧との誤差を示すフィードバック信号を生成するフィードバック回路と、前記光源に電流を出力し、前記フィードバック信号に基づいて出力電流の平均値を一定に保つDC−DCコンバータと、前記光源を流れる電流のピーク値が前記光源の最大定格を超えないように、前記光源に印加される電圧を制限するシャント回路とを備える。   In order to solve such a problem, an illumination light communication device according to an aspect of the present invention includes a light source that emits illumination light, a signal generation circuit that generates a binary communication signal, and the light source connected in series, A switch that interrupts the current flowing through the light source according to a communication signal, a current detection circuit that is connected in series with the switch and detects the magnitude of the current flowing through the light source as a voltage drop, and a voltage drop of the current detection circuit; A feedback circuit that generates a feedback signal indicating an error from the first reference voltage; a DC-DC converter that outputs a current to the light source and maintains an average value of an output current based on the feedback signal; and the light source A shunt circuit that limits a voltage applied to the light source so that a peak value of a flowing current does not exceed a maximum rating of the light source.

(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示す。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップおよびステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明する。また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密な寸法を表すものではない。
(Embodiment 1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. The numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connection forms of the constituent elements, steps, the order of steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims showing the highest concept of the present invention will be described as optional constituent elements that constitute a more preferable embodiment. Moreover, each figure is a schematic diagram and does not necessarily represent a strict dimension.

[1.1 照明光通信装置の構成]
図1は、実施の形態1に係る照明光通信装置の構成例を示すブロック図である。同図の照明光通信装置は、整流ブリッジ2、DC−DCコンバータ3、平滑コンデンサ4、フィードバック回路5、光源20、変調器21、電流検出回路60、およびシャント回路70を備える。
[1.1 Illumination light communication device configuration]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of the illumination light communication apparatus according to the first embodiment. The illuminating light communication apparatus shown in FIG. 1 includes a rectifier bridge 2, a DC-DC converter 3, a smoothing capacitor 4, a feedback circuit 5, a light source 20, a modulator 21, a current detection circuit 60, and a shunt circuit 70.

DC−DCコンバータ3は、整流ブリッジ2によって全波整流された電圧を所望の電圧に変換する。また、DC−DCコンバータ3は、光源20に電流を出力し、フィードバック信号に基づいて出力電流の平均値を一定に保つフィードバック制御を行う。   The DC-DC converter 3 converts the voltage that has been full-wave rectified by the rectifier bridge 2 into a desired voltage. The DC-DC converter 3 outputs a current to the light source 20, and performs feedback control that keeps the average value of the output current constant based on the feedback signal.

平滑コンデンサ4は、DC−DCコンバータ3の出力電圧を平滑化する。   The smoothing capacitor 4 smoothes the output voltage of the DC-DC converter 3.

フィードバック回路5は、演算増幅器51、基準電圧源52、コンデンサ53、抵抗54を備える。これによりフィードバック回路5は、電流検出抵抗7の電圧降下と基準電圧源52によって生成される基準値(第1基準電圧とも呼ぶ)との誤差を示すフィードバック信号を生成し、DC−DCコンバータ3に出力する。フィードバック回路5は、例えば、フィードバック信号が示す誤差が0になるように制御する。   The feedback circuit 5 includes an operational amplifier 51, a reference voltage source 52, a capacitor 53, and a resistor 54. As a result, the feedback circuit 5 generates a feedback signal indicating an error between the voltage drop of the current detection resistor 7 and the reference value (also referred to as a first reference voltage) generated by the reference voltage source 52, and supplies the feedback signal to the DC-DC converter 3. Output. For example, the feedback circuit 5 performs control so that the error indicated by the feedback signal becomes zero.

光源20は、照明光を発する1つ以上の発光ダイオードを含む。なお、光源20は、発光ダイオードの代わりに有機EL発光素子、またはレーザ発光素子を備えていてもよい。   The light source 20 includes one or more light emitting diodes that emit illumination light. The light source 20 may include an organic EL light emitting element or a laser light emitting element instead of the light emitting diode.

変調器21は、スイッチ22と信号発生回路23とを備える。信号発生回路23は、2値の通信信号(断続信号とも呼ぶ)を生成する。2値の通信信号は、照明光通信装置に固有のIDを示すID信号であってもよいし、外部の装置から入力された信号に基づく通信信号であってもよい。変調器21は、光源20と直列に接続され、信号発生回路23により生成される2値の通信信号に従ってスイッチ22を断続してLED電流を断続することにより、照明光を変調する。   The modulator 21 includes a switch 22 and a signal generation circuit 23. The signal generation circuit 23 generates a binary communication signal (also called an intermittent signal). The binary communication signal may be an ID signal indicating an ID unique to the illumination light communication device, or may be a communication signal based on a signal input from an external device. The modulator 21 is connected in series with the light source 20, and modulates the illumination light by intermittently switching the switch 22 according to the binary communication signal generated by the signal generating circuit 23 and intermittently switching the LED current.

電流検出回路60は電流検出抵抗61と入力抵抗62とを備える。電流検出抵抗61は、光源20を流れる電流の大きさを電圧降下として検出するための抵抗素子である。入力抵抗62は、電流検出抵抗61の電圧降下をフィードバック回路5に入力する。   The current detection circuit 60 includes a current detection resistor 61 and an input resistor 62. The current detection resistor 61 is a resistance element for detecting the magnitude of the current flowing through the light source 20 as a voltage drop. The input resistor 62 inputs the voltage drop of the current detection resistor 61 to the feedback circuit 5.

シャント回路70は、光源20を流れる電流(以下、LED電流と呼ぶ)のピーク値が光源20の最大定格を超えないように、光源20に印加される電圧を制限する回路である。具体的には、シャント回路70は、光源20およびスイッチ22からなる直列回路に並列に接続され、電流検出回路60に直列に接続される。シャント回路70は、光源20に印加される電圧を検出し、検出した電圧に応じてDC−DCコンバータ3の出力電流の一部を吸い込むことによって、光源20に印加される電圧を制限する。制限される電圧は、スイッチ22を断続しない照明動作におけるDC−DCコンバータ3の最大出力電圧よりも大きい値に設定される。   The shunt circuit 70 is a circuit that limits the voltage applied to the light source 20 so that the peak value of the current flowing through the light source 20 (hereinafter referred to as LED current) does not exceed the maximum rating of the light source 20. Specifically, the shunt circuit 70 is connected in parallel to a series circuit including the light source 20 and the switch 22, and is connected in series to the current detection circuit 60. The shunt circuit 70 detects the voltage applied to the light source 20 and limits the voltage applied to the light source 20 by sucking a part of the output current of the DC-DC converter 3 according to the detected voltage. The voltage to be limited is set to a value larger than the maximum output voltage of the DC-DC converter 3 in the lighting operation in which the switch 22 is not interrupted.

次に、シャント回路70の具体例について説明する。   Next, a specific example of the shunt circuit 70 will be described.

図2は、実施の形態1に係るシャント回路の構成例を示す回路図である。同図においてシャント回路70は、トランジスタ71、抵抗72、演算増幅器73、抵抗74、抵抗75、抵抗76、抵抗77、基準電圧源78を備える。同図の端子T1は光源20のアノードに接続され、端子T2はスイッチ22の一端に接続される。   FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the shunt circuit according to the first embodiment. In the figure, the shunt circuit 70 includes a transistor 71, a resistor 72, an operational amplifier 73, a resistor 74, a resistor 75, a resistor 76, a resistor 77, and a reference voltage source 78. The terminal T1 in the figure is connected to the anode of the light source 20, and the terminal T2 is connected to one end of the switch 22.

トランジスタ71および抵抗72の直列回路は、DC−DCコンバータ3の出力電流の一部を吸い込む回路である。トランジスタ71および抵抗72の直列回路が吸い込み可能な電流量は、トランジスタ71のゲート信号の電圧に応じて定まり、抵抗72によって調整される。   The series circuit of the transistor 71 and the resistor 72 is a circuit that sucks a part of the output current of the DC-DC converter 3. The amount of current that can be absorbed by the series circuit of the transistor 71 and the resistor 72 is determined according to the voltage of the gate signal of the transistor 71 and is adjusted by the resistor 72.

演算増幅器73は、基準電圧源78からの基準電圧と、光源20に印加される電圧の大きさを示す信号との誤差を増幅し、ゲート信号としてトランジスタ71に供給する。誤差が大きいほど、上記の吸い込み可能な電流量が大きくなる。   The operational amplifier 73 amplifies an error between the reference voltage from the reference voltage source 78 and a signal indicating the magnitude of the voltage applied to the light source 20, and supplies the amplified signal to the transistor 71 as a gate signal. The greater the error, the greater the amount of current that can be drawn.

抵抗76および抵抗77からなる直列回路は、光源20に印加される電圧の大きさを示す信号を演算増幅器73のプラス入力端子に出力する。具体的には、抵抗76および抵抗77からなる直列回路は、光源20に印加される電圧(より正確には光源20およびスイッチ22に印加される電圧)を検出し、抵抗76および抵抗77の接続点に生じる分圧値を、光源20に印加される電圧の大きさを示す信号として、演算増幅器73のプラス入力端子に出力する。   The series circuit including the resistor 76 and the resistor 77 outputs a signal indicating the magnitude of the voltage applied to the light source 20 to the plus input terminal of the operational amplifier 73. Specifically, a series circuit including the resistor 76 and the resistor 77 detects a voltage applied to the light source 20 (more precisely, a voltage applied to the light source 20 and the switch 22), and connects the resistor 76 and the resistor 77. The divided voltage value generated at the point is output to the plus input terminal of the operational amplifier 73 as a signal indicating the magnitude of the voltage applied to the light source 20.

基準電圧源78は、基準電圧を生成する。基準電圧は、光源20を流れる電流のピーク値が光源20の最大定格を超えないように定められる。   The reference voltage source 78 generates a reference voltage. The reference voltage is determined so that the peak value of the current flowing through the light source 20 does not exceed the maximum rating of the light source 20.

このような構成により、シャント回路70は、光源20に印加される電圧を検出し、検出した電圧に応じてDC−DCコンバータ3の出力電流の一部を吸い込むことによって、光源20に印加される電圧を制限する。   With such a configuration, the shunt circuit 70 detects the voltage applied to the light source 20 and sucks a part of the output current of the DC-DC converter 3 in accordance with the detected voltage to be applied to the light source 20. Limit the voltage.

[1.2 照明光通信装置の動作]
次に、照明光通信装置の動作について、照明光通信装置のシミュレーション結果を用いて説明する。
[1.2 Operation of illumination light communication device]
Next, operation | movement of an illumination light communication apparatus is demonstrated using the simulation result of an illumination light communication apparatus.

図3Aは、実施の形態1に係る照明光通信装置におけるデューティ比に対するLED電流の特性を示す図である。また、図3Bは、実施の形態1に係る照明光通信装置におけるデューティ比に対する出力電圧の特性を示す図である。図3A、図3Bの横軸は、スイッチ22の断続するデューティ比を示す。図3Aの縦軸は、LED電流のピーク値を示し、デューティ比100%のときの電流を1とした相対的な倍率を示している。図3Bの縦軸は、DC−DCコンバータ3の出力電圧(つまり平滑コンデンサ4の電圧)を示す。   FIG. 3A is a diagram showing a characteristic of an LED current with respect to a duty ratio in the illumination light communication apparatus according to Embodiment 1. FIG. 3B is a diagram showing the characteristics of the output voltage with respect to the duty ratio in the illumination light communication apparatus according to Embodiment 1. The horizontal axis of FIG. 3A and FIG. 3B shows the duty ratio with which the switch 22 is intermittent. The vertical axis of FIG. 3A indicates the peak value of the LED current, and indicates a relative magnification with the current being 1 when the duty ratio is 100%. The vertical axis in FIG. 3B indicates the output voltage of the DC-DC converter 3 (that is, the voltage of the smoothing capacitor 4).

図3A、図3B中のシャントレベルL1〜L4は、基準電圧源78により生成される4通りの基準電圧に対応する。シャントレベルL1、L2、L3、L4は、この順に吸い込み電流量が大きくなっている。   The shunt levels L1 to L4 in FIGS. 3A and 3B correspond to the four reference voltages generated by the reference voltage source 78. The shunt levels L1, L2, L3, and L4 increase in the amount of current drawn in this order.

シャントレベルL1のピーク電流は、デューティ比が10%のときに、デューティ比が100%のときの約9倍になっている。シャントレベルL1の出力電圧は、デューティ比が10%のときに、デューティ比が100%のときの45Vから約78Vに上昇している。このシャントレベルL1のピーク電流および出力電圧は、図18A、図18Bに示した比較例とほとんど変わりなく、シャント回路70によるLED電流のピーク値を抑制する効果をほとんど得られていない。つまりシャント回路70として基準電圧が不適切な例である。   The peak current of the shunt level L1 is about 9 times that when the duty ratio is 10% and when the duty ratio is 100%. When the duty ratio is 10%, the output voltage of the shunt level L1 increases from 45V when the duty ratio is 100% to about 78V. The peak current and output voltage of the shunt level L1 are almost the same as the comparative examples shown in FIGS. 18A and 18B, and the effect of suppressing the peak value of the LED current by the shunt circuit 70 is hardly obtained. That is, the reference voltage is inappropriate for the shunt circuit 70.

シャントレベルL2のピーク電流は、デューティ比が10%のときに、デューティ比が100%のときの約6倍弱に抑制されている。シャントレベルL2の出力電圧は、デューティ比が10%のときに、デューティ比が100%のときの約45Vから約65Vに上昇している。このシャントレベルL2のピーク電流は、図18Aに示した比較例よりも抑制されており、シャント回路70によるLED電流のピーク値を抑制する効果を奏している。また、シャントレベルL2の出力電圧は、図18Bに示した比較例よりも抑制されており、シャント回路70による出力電圧を制限する効果を奏している。つまりシャント回路70として基準電圧が適切な例である。   The shunt level L2 peak current is suppressed to about 6 times when the duty ratio is 10% and when the duty ratio is 100%. When the duty ratio is 10%, the output voltage of the shunt level L2 increases from about 45V when the duty ratio is 100% to about 65V. The peak current of the shunt level L2 is suppressed as compared with the comparative example shown in FIG. 18A, and the effect of suppressing the peak value of the LED current by the shunt circuit 70 is achieved. Further, the output voltage of the shunt level L2 is suppressed more than the comparative example shown in FIG. 18B, and the effect of limiting the output voltage by the shunt circuit 70 is achieved. That is, the reference voltage is an appropriate example for the shunt circuit 70.

シャントレベルL3では、シャントレベルL2よりもLED電流のピーク値を抑制する効果が強く表れ、かつ、出力電圧を制限する効果も強く表れている。シャントレベルL3の例も、シャント回路70としての基準電圧が適切な例である。   The shunt level L3 has a stronger effect of suppressing the peak value of the LED current than the shunt level L2, and also has a strong effect of limiting the output voltage. The example of the shunt level L3 is also an example in which the reference voltage as the shunt circuit 70 is appropriate.

シャントレベルL4では、さらに、シャントレベルL3よりもLED電流のピーク値を抑制する効果が強く表れ、かつ、出力電圧を制限する効果も強く表れている。シャントレベルL4の例も、シャント回路70としての基準電圧が適切な例である。   In shunt level L4, the effect of suppressing the peak value of the LED current is stronger than in shunt level L3, and the effect of limiting the output voltage is also stronger. The example of the shunt level L4 is also an example in which the reference voltage as the shunt circuit 70 is appropriate.

基準電圧をシャントレベルL2〜L4のいずれに対応させるかについては、光源20の定格に応じて選択すればよい。   Which of the shunt levels L2 to L4 corresponds to the reference voltage may be selected according to the rating of the light source 20.

このように構成された実施の形態1に係る照明光通信装置によれば、光源20を流れる電流のピーク値が光源20の最大定格を超えないように、光源20に印加される電圧を制限することができるので、断続のオン・デューティ比が小さくなった場合でも光源の信頼性を損なうことを軽減することができるという効果がある。   According to the illumination light communication apparatus according to the first embodiment configured as described above, the voltage applied to the light source 20 is limited so that the peak value of the current flowing through the light source 20 does not exceed the maximum rating of the light source 20. Therefore, there is an effect that it is possible to reduce the loss of the reliability of the light source even when the intermittent on-duty ratio becomes small.

次に、実施の形態1に係る照明光通信装置の変形例について説明する。   Next, a modified example of the illumination light communication apparatus according to Embodiment 1 will be described.

図4は、実施の形態1に係る照明光通信装置の変形例を示すブロック図である。図4は、図1と比べて、電流検出回路60内の回路構成が異なっている。以下、異なる点を中心に説明する。   FIG. 4 is a block diagram showing a modification of the illumination light communication apparatus according to the first embodiment. FIG. 4 is different from FIG. 1 in the circuit configuration in the current detection circuit 60. Hereinafter, different points will be mainly described.

図4の電流検出回路60は、図1と比べてLED電流を制限する機能が追加されている。このLED電流を制限する機能は、照明光の明るさを指示する調光機能を実現するためである。つまり、電流検出回路60は、LED電流の大きさを検出する機能と、LED電流を制限する機能とを有している。そのため、電流検出回路60は、トランジスタ611、電流検出抵抗612、演算増幅器613、抵抗614、および基準電圧源615を備える。   The current detection circuit 60 in FIG. 4 has a function of limiting the LED current as compared with FIG. The function of limiting the LED current is to realize a dimming function that indicates the brightness of the illumination light. That is, the current detection circuit 60 has a function of detecting the magnitude of the LED current and a function of limiting the LED current. Therefore, the current detection circuit 60 includes a transistor 611, a current detection resistor 612, an operational amplifier 613, a resistor 614, and a reference voltage source 615.

トランジスタ611および電流検出抵抗612は、スイッチ22と直列に接続される。トランジスタ611および電流検出抵抗612からなる直列回路は、LED電流の大きさを、両端の電圧降下として、検出するための回路である。つまり、スイッチ22とトランジスタ611との接続点の電位は、LED電流の大きさを示す。   The transistor 611 and the current detection resistor 612 are connected in series with the switch 22. A series circuit including the transistor 611 and the current detection resistor 612 is a circuit for detecting the magnitude of the LED current as a voltage drop across the both ends. That is, the potential at the connection point between the switch 22 and the transistor 611 indicates the magnitude of the LED current.

演算増幅器613は、電流検出回路60の電流検出抵抗612の電圧降下と基準電圧源615の基準電位との誤差に応じたゲート信号を生成してトランジスタ611に供給する。トランジスタ611は、ゲート信号の電圧に応じた抵抗値を有し、これによりLED電流を制限する。なお、電流検出回路60の電圧降下(つまりスイッチ22とトランジスタ611との接続点の電位)は、入力抵抗62を介してフィードバック回路5に入力され、当該電圧降下が一定値を保つようDC-DCコンバータ3の出力を制御する。   The operational amplifier 613 generates a gate signal corresponding to an error between the voltage drop of the current detection resistor 612 of the current detection circuit 60 and the reference potential of the reference voltage source 615 and supplies the gate signal to the transistor 611. The transistor 611 has a resistance value corresponding to the voltage of the gate signal, thereby limiting the LED current. Note that the voltage drop of the current detection circuit 60 (that is, the potential at the connection point between the switch 22 and the transistor 611) is input to the feedback circuit 5 via the input resistor 62, and DC-DC so that the voltage drop maintains a constant value. The output of the converter 3 is controlled.

基準電圧源615は、照明光の明るさを指示する調光率に応じた基準電圧を生成する。   The reference voltage source 615 generates a reference voltage corresponding to the dimming rate that indicates the brightness of the illumination light.

次に、実施の形態1に係る照明光通信装置の変形例の動作について、照明光通信装置のシミュレーション結果を用いて説明する。   Next, the operation of the modified example of the illumination light communication apparatus according to Embodiment 1 will be described using the simulation result of the illumination light communication apparatus.

図5Aは、変形例に係る照明光通信装置におけるデューティ比に対するLEDピーク電流の特性を示す図である。また、図5Bは、変形例に係る照明光通信装置におけるデューティ比に対する出力電圧の特性を示す図である。図5A、図5Bは、図3A、図3Bとほぼ同じである。   FIG. 5A is a diagram illustrating a characteristic of an LED peak current with respect to a duty ratio in an illumination light communication apparatus according to a modified example. Moreover, FIG. 5B is a figure which shows the characteristic of the output voltage with respect to the duty ratio in the illumination light communication apparatus which concerns on a modification. 5A and 5B are almost the same as FIGS. 3A and 3B.

以上のように、調光機能を有する図4の変形例においても、図1と同じ効果、つまり、光源20を流れる電流のピーク値が光源20の最大定格を超えないように、光源20に印加される電圧を制限することができるので、断続のオン・デューティ比が小さくなった場合でも光源の信頼性を損なうことを軽減することができるという効果がある。   As described above, also in the modified example of FIG. 4 having the dimming function, the same effect as that of FIG. Therefore, even when the intermittent on-duty ratio is reduced, it is possible to reduce the loss of the reliability of the light source.

以上のように実施の形態1係る照明光通信装置は、照明光を発する光源20と、二値の通信信号を発生する信号発生回路23と、光源20と直列接続され、通信信号に従って光源20を流れる電流を断続するスイッチ22と、スイッチ22と直列接続され、光源20を流れる電流の大きさを電圧降下として検出するための電流検出回路60と、電流検出回路60の電圧降下と第1基準電圧との誤差を示すフィードバック信号を生成するフィードバック回路5と、光源20に電流を出力し、フィードバック信号に基づいて出力電流の平均値を一定に保つDC−DCコンバータ3と、光源20を流れる電流のピーク値が光源20の最大定格を超えないように、光源20に印加される電圧を制限するシャント回路70とを備える。   As described above, the illumination light communication apparatus according to Embodiment 1 is connected in series with the light source 20 that emits illumination light, the signal generation circuit 23 that generates a binary communication signal, and the light source 20, and the light source 20 is connected according to the communication signal. A switch 22 that interrupts the flowing current, a current detection circuit 60 that is connected in series with the switch 22 and detects the magnitude of the current flowing through the light source 20 as a voltage drop, the voltage drop of the current detection circuit 60 and the first reference voltage A feedback circuit 5 that generates a feedback signal indicating an error between the output current, a current output to the light source 20, a DC-DC converter 3 that keeps an average output current constant based on the feedback signal, and a current flowing through the light source 20. A shunt circuit for limiting the voltage applied to the light source so that the peak value does not exceed the maximum rating of the light source.

これによれば、調光機能を有する照明光通信装置においても、LED電流を断続する動作を小さいオン・デューティ比で行う場合に、光源の信頼性を損なうことを軽減することができる。   According to this, even in the illumination light communication device having the dimming function, it is possible to reduce the loss of the reliability of the light source when the operation for intermittently switching the LED current is performed with a small on-duty ratio.

ここで、シャント回路70は、光源20に印加される電圧を検出し、検出した電圧に応じてDC−DCコンバータ3の出力電流の一部を吸い込むことによって、光源20に印加される電圧を制限してもよい。   Here, the shunt circuit 70 detects the voltage applied to the light source 20, and limits the voltage applied to the light source 20 by sucking a part of the output current of the DC-DC converter 3 according to the detected voltage. May be.

これによれば、DC−DCコンバータ3の出力電流の一部を吸い込むことによって、光源20に印加される電圧を制限し、LED電流のピーク値が光源20の最大定格を超えないようにすることができる。   According to this, the voltage applied to the light source 20 is limited by sucking a part of the output current of the DC-DC converter 3 so that the peak value of the LED current does not exceed the maximum rating of the light source 20. Can do.

ここで、シャント回路70は、光源20およびスイッチ22からなる直列回路に並列に接続され、電流検出回路60に直列に接続されてもよい。   Here, the shunt circuit 70 may be connected in parallel to a series circuit including the light source 20 and the switch 22, and may be connected in series to the current detection circuit 60.

ここで、電流検出回路60は、スイッチ22に直列に接続された電流検出抵抗61を有し、上記の電圧降下は、電流検出抵抗61の両端の電圧であってもよい。   Here, the current detection circuit 60 includes a current detection resistor 61 connected in series to the switch 22, and the voltage drop may be a voltage across the current detection resistor 61.

ここで、電流検出回路60は、スイッチ22に直列に接続されたトランジスタ611と、トランジスタ611に直列に接続された電流検出抵抗612と、電流検出抵抗612の電位と、調光率に対応する第2基準電圧との誤差に応じたゲート信号をトランジスタ611供給する演算増幅器613とを備え、電流検出回路60の電圧降下は、トランジスタ611と電流検出抵抗612とからなる直列回路の両端の電圧であってもよい。   Here, the current detection circuit 60 includes a transistor 611 connected in series to the switch 22, a current detection resistor 612 connected in series to the transistor 611, the potential of the current detection resistor 612, and the first dimming rate corresponding to the dimming rate. 2 is provided with an operational amplifier 613 for supplying a gate signal corresponding to an error from the reference voltage, and the voltage drop of the current detection circuit 60 is a voltage across the series circuit composed of the transistor 611 and the current detection resistor 612. May be.

これによれば、調光機能を有する照明光通信装置においても上記と同様の効果がある。   According to this, the illumination light communication apparatus having the light control function has the same effect as described above.

次にシャント回路70がDC−DCコンバータ3の出力電流の一部を吸い込むことよって生じる損失について説明する。   Next, the loss caused by the shunt circuit 70 sinking a part of the output current of the DC-DC converter 3 will be described.

図6Aは、変形例に係る照明光通信装置におけるデューティ比に対する損失の特性を示す図である。同図の横軸は断続のデューティ比を示す。同図の縦軸は、シャント回路70で生じる損失を示す。図6Aでは、DC−DCコンバータ3の出力電圧が、67.6V、62.4V、57.2Vの3つのケースについてシャント回路70に生じる損失をシミュレーションした結果を示す。図6Aに示すように、デューティ比が小さい場合に、出力電圧が低いほど(つまり吸い込み電流量が多く、電圧を大きく抑制するほど)損失が大きくなっていることがわかる。   FIG. 6A is a diagram illustrating a loss characteristic with respect to a duty ratio in an illumination light communication apparatus according to a modification. The horizontal axis of the figure shows the intermittent duty ratio. The vertical axis of the figure shows the loss that occurs in the shunt circuit 70. FIG. 6A shows the result of simulating the loss generated in the shunt circuit 70 for three cases in which the output voltage of the DC-DC converter 3 is 67.6V, 62.4V, and 57.2V. As shown in FIG. 6A, when the duty ratio is small, it can be seen that the lower the output voltage (that is, the greater the amount of current drawn and the greater the voltage), the greater the loss.

また、図6Bは、変形例に係る照明光通信装置におけるデューティ比に対する損失の特性を示す図である。図6Bでは、調光率が100%、75%、50%、25%、10%の5つのケースについてシャント回路70に生じる損失をシミュレーションした結果を示す。図6Bに示すよう、デューティ比が小さい場合に、調光率が大きいほど(つまり照明光が明るいほど)損失が大きくなっていることがわかる。   Moreover, FIG. 6B is a figure which shows the characteristic of the loss with respect to the duty ratio in the illumination light communication apparatus which concerns on a modification. FIG. 6B shows the result of simulating the loss occurring in the shunt circuit 70 for five cases where the dimming rate is 100%, 75%, 50%, 25%, and 10%. As shown in FIG. 6B, it can be seen that when the duty ratio is small, the loss increases as the dimming rate increases (that is, the illumination light becomes brighter).

シャント回路70における吸い込み電流量は、図6A、図6Bの損失が小さくなるように設定するべきである。以下の実施の形態では、シャント回路70で生じる損失を抑制する例について説明する。   The amount of current drawn in the shunt circuit 70 should be set so that the loss in FIGS. 6A and 6B is reduced. In the following embodiment, an example of suppressing loss generated in the shunt circuit 70 will be described.

(実施の形態2)
続いて、実施の形態2に係る照明光通信装置について説明する。本実施の形態では、図4に示した変形例に対して、シャント回路70の損失を軽減するために調光機能を連動させる構成例を説明する。
(Embodiment 2)
Next, the illumination light communication apparatus according to Embodiment 2 will be described. In the present embodiment, a configuration example will be described in which the dimming function is linked to reduce the loss of the shunt circuit 70 with respect to the modification shown in FIG.

[2.1 照明光通信装置の構成]
図7は、実施の形態2に係る照明光通信装置の構成例を示すブロック図である。同図は、図4と比較して、調整回路520が追加された点が異なっている。以下、異なる点を中心に説明する。
[2.1 Illumination light communication device configuration]
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the illumination light communication apparatus according to the second embodiment. This figure is different from FIG. 4 in that an adjustment circuit 520 is added. Hereinafter, different points will be mainly described.

調整回路520は、シャント回路70が吸い込む電流量を一定にするように基準電圧源615の基準電圧を調整する回路である。この調整は、シャント回路70で生じる損失を一定レベルを超えないように抑制する。   The adjustment circuit 520 is a circuit that adjusts the reference voltage of the reference voltage source 615 so that the amount of current sucked by the shunt circuit 70 is constant. This adjustment suppresses the loss generated in the shunt circuit 70 so as not to exceed a certain level.

次に調整回路520の具体的な回路例について説明する。   Next, a specific circuit example of the adjustment circuit 520 will be described.

図8は、実施の形態2に係るシャント回路70、調整回路520および基準電圧源615の構成例を示す回路図である。   FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the shunt circuit 70, the adjustment circuit 520, and the reference voltage source 615 according to the second embodiment.

図8のシャント回路70は、図2のシャント回路に対して、抵抗79が追加されている。抵抗79は、抵抗72およびトランジスタ71と直列に接続され、吸い込み電流(シャント電流とも呼ぶ)の大きさを検出するための電流検出抵抗である。   The shunt circuit 70 of FIG. 8 has a resistor 79 added to the shunt circuit of FIG. The resistor 79 is a current detection resistor that is connected in series with the resistor 72 and the transistor 71 and detects the magnitude of the sink current (also referred to as shunt current).

調整回路520は、演算増幅器521、基準電圧源522、出力抵抗523、発光素子524を備える。   The adjustment circuit 520 includes an operational amplifier 521, a reference voltage source 522, an output resistor 523, and a light emitting element 524.

演算増幅器521のプラス入力端子には、抵抗79が接続され、シャント電流の大きさを示す信号SHが入力される。演算増幅器521のマイナス入力端子には、基準電圧源522の基準電圧が入力される。演算増幅器521は、シャント電流の大きさを示す信号SHと、基準電圧源522の基準電圧との誤差を出力抵抗523を介して発光素子524に出力する。   A resistor 79 is connected to the positive input terminal of the operational amplifier 521, and a signal SH indicating the magnitude of the shunt current is input. The reference voltage of the reference voltage source 522 is input to the negative input terminal of the operational amplifier 521. The operational amplifier 521 outputs an error between the signal SH indicating the magnitude of the shunt current and the reference voltage of the reference voltage source 522 to the light emitting element 524 via the output resistor 523.

発光素子524は、信号SHと基準電圧源522の基準電圧との誤差に応じた光量で発光する。   The light emitting element 524 emits light with a light amount corresponding to an error between the signal SH and the reference voltage of the reference voltage source 522.

基準電圧源615は、抵抗616と受光素子617とを備える。受光素子617は、発光素子524とともにフォトカプラを構成し、発光素子524からの受光量応じた電流を流す。抵抗616と受光素子617は直列に接続され、その接続点の電位を基準電圧Vrefとして出力する。基準電圧源615の基準電圧Vrefは、シャント電流の大きさに応じた電圧に調整される。   The reference voltage source 615 includes a resistor 616 and a light receiving element 617. The light receiving element 617 forms a photocoupler together with the light emitting element 524, and allows a current corresponding to the amount of light received from the light emitting element 524 to flow. The resistor 616 and the light receiving element 617 are connected in series, and the potential at the connection point is output as the reference voltage Vref. The reference voltage Vref of the reference voltage source 615 is adjusted to a voltage corresponding to the magnitude of the shunt current.

このような構成により、照明光通信装置は、スイッチ22の断続デューティ比が小さい場合にシャント回路70が動作し、DC−DCコンバータ3の出力電流の一部を吸い込んだ場合において、吸い込んだ電流(シャント電流)が大きくなった場合、調整回路520は、基準電圧源615の基準電圧を小さめに調整する。これにより、電流検出回路60の電流が制限され、フィードバック回路5およびDC−DCコンバータ3によるフィードバック制御によって、DC−DCコンバータ3の出力電流を減少させる。これにより、シャント電流も減少し、シャント回路70に生じる損失の増加を抑制することができる。   With such a configuration, the illumination light communication apparatus operates when the shunt circuit 70 operates when the intermittent duty ratio of the switch 22 is small and sucks a part of the output current of the DC-DC converter 3. When the shunt current is increased, the adjustment circuit 520 adjusts the reference voltage of the reference voltage source 615 to be smaller. Thereby, the current of the current detection circuit 60 is limited, and the output current of the DC-DC converter 3 is reduced by the feedback control by the feedback circuit 5 and the DC-DC converter 3. As a result, the shunt current also decreases, and an increase in loss that occurs in the shunt circuit 70 can be suppressed.

[2.2 照明光通信装置の動作]
次に、照明光通信装置の動作について、照明光通信装置のシミュレーション結果を用いて説明する。
[2.2 Operation of illumination light communication device]
Next, operation | movement of an illumination light communication apparatus is demonstrated using the simulation result of an illumination light communication apparatus.

図9は、実施の形態2に係る照明光通信装置におけるデューティ比に対する損失の特性を示す図である。同図の横軸はスイッチ22の断続デューティ比を示し、5%から20%までの小さいデューティ比の部分を示している。縦軸は、シャント回路70に生じる損失を示す。同図の(A)「調整あり」の特性曲線は、図8の照明光通信装置における損失特性を示す。同図の(B)「調整なし」の特性曲線は、図4の照明光通信装置における損失特性を示す。   FIG. 9 is a diagram illustrating a characteristic of loss with respect to the duty ratio in the illumination light communication apparatus according to Embodiment 2. In FIG. The horizontal axis of the figure shows the intermittent duty ratio of the switch 22 and shows a portion with a small duty ratio from 5% to 20%. The vertical axis indicates the loss that occurs in the shunt circuit 70. The characteristic curve (A) “with adjustment” in FIG. 8 shows the loss characteristic in the illumination light communication apparatus of FIG. The characteristic curve (B) “No adjustment” in the figure shows the loss characteristic in the illumination light communication apparatus of FIG.

同図の(A)の特性曲線が示すように、本実施の形態における照明光通信装置は、デューティ比が小さくなっても、シャント回路70で生じる損失が増加することなく抑制されている。   As indicated by the characteristic curve (A) in the figure, the illumination light communication apparatus in the present embodiment is suppressed without increasing the loss generated in the shunt circuit 70 even when the duty ratio is reduced.

以上のように実施の形態2に係る照明光通信装置は、シャント回路70が出力電流から吸い込む電流量を一定にするように第2基準電圧を調整する調整回路520を備える。   As described above, the illumination light communication apparatus according to Embodiment 2 includes the adjustment circuit 520 that adjusts the second reference voltage so that the amount of current that the shunt circuit 70 absorbs from the output current is constant.

これによれば、調整回路520は、シャント回路70が出力電流から吸い込む電流量を一定するように基準電圧源615の基準電圧を調整するので、シャント回路70で生じる損失を一定レベル以下に抑制することができる。   According to this, the adjustment circuit 520 adjusts the reference voltage of the reference voltage source 615 so that the amount of current that the shunt circuit 70 sinks from the output current is constant, so that the loss generated in the shunt circuit 70 is suppressed to a certain level or less. be able to.

(実施の形態3)
続いて、実施の形態3に係る照明光通信装置について説明する。本実施の形態では、図1に示した構成例に対して、シャント回路70の損失を軽減するために通信信号のパルス幅を制御する構成例を説明する。
(Embodiment 3)
Next, the illumination light communication apparatus according to Embodiment 3 will be described. In the present embodiment, a configuration example in which the pulse width of the communication signal is controlled to reduce the loss of the shunt circuit 70 will be described with respect to the configuration example shown in FIG.

[3.1 照明光通信装置の構成]
図10は、実施の形態3に係る照明光通信装置の構成例を示すブロック図である。同図は、図1と比べて、パルス制御回路200が追加されている点が異なっている。以下、異なる点を中心に説明する。
[3.1 Configuration of Illumination Optical Communication Device]
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of the illumination light communication apparatus according to the third embodiment. This figure is different from FIG. 1 in that a pulse control circuit 200 is added. Hereinafter, different points will be mainly described.

パルス制御回路200は、シャント回路70がDC−DCコンバータ3の出力電流から吸い込んだ電流量に応じて、通信信号のパルス幅を調整する回路である。   The pulse control circuit 200 is a circuit that adjusts the pulse width of the communication signal in accordance with the amount of current that the shunt circuit 70 sucks from the output current of the DC-DC converter 3.

図11は、実施の形態3に係るシャント回路70およびパルス制御回路200の構成例を示す回路図である。   FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration example of the shunt circuit 70 and the pulse control circuit 200 according to the third embodiment.

シャント回路70は、図8で既に説明した。   The shunt circuit 70 has already been described with reference to FIG.

図11のパルス制御回路200は、演算増幅器223、基準電圧源224、ワンショットIC225、抵抗226、コンデンサ227、コンデンサ228、ダイオード229、抵抗230、反転回路231、および出力抵抗232を備える。   The pulse control circuit 200 of FIG. 11 includes an operational amplifier 223, a reference voltage source 224, a one-shot IC 225, a resistor 226, a capacitor 227, a capacitor 228, a diode 229, a resistor 230, an inverting circuit 231, and an output resistor 232.

演算増幅器223は、シャント電流の大きさを示す信号SHと、基準電圧源224の基準電圧との誤差を増幅し、ワンショットIC225に供給する。   The operational amplifier 223 amplifies an error between the signal SH indicating the magnitude of the shunt current and the reference voltage of the reference voltage source 224 and supplies the amplified error to the one-shot IC 225.

ワンショットIC225は、いわゆる「555」タイマーICであり、トリガー信号に応じてワンショットのパルスを生成する単安定マルチバイブレータを構成している。図12に示すように、信号発生回路23が生成した通信信号IDは、コンデンサ228、ダイオード229、抵抗230からなる微分回路によって、立ち上がりエッジの変化が抽出される(A点電位)。この立ち上がりエッジの変化は、反転回路231を介してワンショットIC225のトリガー入力端子にトリガー信号として入力される。ワンショットIC225は、トリガー信号に応じてワンショットのパルスを出力端子Outから出力する(B点電位)。このワンショットパルスの幅は、抵抗226、コンデンサ227および制御端子Contの電圧により定まる。例えば、ワンショットのパルス幅は、演算増幅器223が出力する誤差信号が0の場合、元の通信信号IDのパルスと同じ幅になり、誤差信号の電圧(つまり制御端子Contの電圧)に応じて広くなる。ワンショットIC225の出力端子Outから出力されたパルスは、出力抵抗232を介してスイッチ22のゲートに入力される。   The one-shot IC 225 is a so-called “555” timer IC, and constitutes a monostable multivibrator that generates a one-shot pulse in response to a trigger signal. As shown in FIG. 12, the communication signal ID generated by the signal generation circuit 23 is extracted from the rising edge (point A potential) by a differentiating circuit including a capacitor 228, a diode 229, and a resistor 230. This rising edge change is input to the trigger input terminal of the one-shot IC 225 via the inverting circuit 231 as a trigger signal. The one-shot IC 225 outputs a one-shot pulse from the output terminal Out in accordance with the trigger signal (point B potential). The width of this one-shot pulse is determined by the voltage of the resistor 226, the capacitor 227, and the control terminal Cont. For example, when the error signal output from the operational amplifier 223 is 0, the one-shot pulse width has the same width as the pulse of the original communication signal ID, and depends on the voltage of the error signal (that is, the voltage of the control terminal Cont). Become wider. The pulse output from the output terminal Out of the one-shot IC 225 is input to the gate of the switch 22 via the output resistor 232.

[3.2 照明光通信装置の動作]
次に、照明光通信装置の動作について、照明光通信装置のシミュレーション結果を用いて説明する。
[3.2 Operation of illumination optical communication device]
Next, operation | movement of an illumination light communication apparatus is demonstrated using the simulation result of an illumination light communication apparatus.

図13は、実施の形態3に係る照明光通信装置におけるデューティ比に対する損失の特性を示す図である。同図の横軸は、パルス制御回路200から出力されるパルスのデューティ比を示す。縦軸は、シャント回路70に生じる損失を示す。同図では、LED電流の平均が20mA、50mA、100mAの3つのケースについて、パルス制御回路200から出力されるパルスの幅を変えた場合の損失の特性を示す。   FIG. 13 is a diagram illustrating a characteristic of loss with respect to the duty ratio in the illumination light communication apparatus according to Embodiment 3. The horizontal axis of the figure shows the duty ratio of the pulse output from the pulse control circuit 200. The vertical axis indicates the loss that occurs in the shunt circuit 70. The figure shows the loss characteristics when the width of the pulse output from the pulse control circuit 200 is changed for three cases where the average LED current is 20 mA, 50 mA, and 100 mA.

LED電流の20mAのケースでは、パルス制御回路200から出力されるパルスのデューティ比が、約4%、約5%、約6%、約7%、約8%である場合に対する損失を示している。   In the case of 20 mA of LED current, loss is shown when the duty ratio of the pulse output from the pulse control circuit 200 is about 4%, about 5%, about 6%, about 7%, or about 8%. .

LED電流の50mAのケースでは、パルス制御回路200から出力されるパルスのデューティ比が、約12%、約13%、約14%、約16%、約17%である場合に対する損失を示している。   In the case of 50 mA of LED current, loss is shown when the duty ratio of the pulse output from the pulse control circuit 200 is about 12%, about 13%, about 14%, about 16%, and about 17%. .

LED電流の100mAのケースでは、パルス制御回路200から出力されるパルスのデューティ比が、約23%、約24%、約25%、約27%、約30%である場合に対する損失を示している。   In the case of 100 mA of LED current, the loss is shown when the duty ratio of the pulse output from the pulse control circuit 200 is about 23%, about 24%, about 25%, about 27%, about 30%. .

図13からは、断続信号のパルス幅の少しの増加でシャント回路70の損失が大きく減少することがわかる。例えば、パルス幅の約2%の増加で損失が半分になっている。   From FIG. 13, it can be seen that the loss of the shunt circuit 70 is greatly reduced by a slight increase in the pulse width of the intermittent signal. For example, an increase of about 2% in pulse width reduces the loss by half.

図14は、実施の形態3に係る照明光通信装置における損失を一定に保つ場合のLED電流対デューティ比を示す図である。図14の横軸はLED電流の平均を示す。縦軸は、スイッチ22の断続デューティ比を示す。図14は、図13において損失が100mWである時のLED電流(平均)と、デューティ比とを抽出したグラフである。パルス制御回路200が図14を満たすようにパルス幅を制御すれば、シャント回路70に生じる損失を100mWを超えないように抑制することができる。   FIG. 14 is a diagram showing LED current versus duty ratio when the loss in the illumination light communication apparatus according to Embodiment 3 is kept constant. The horizontal axis of FIG. 14 shows the average LED current. The vertical axis represents the intermittent duty ratio of the switch 22. FIG. 14 is a graph obtained by extracting the LED current (average) and the duty ratio when the loss is 100 mW in FIG. If the pulse control circuit 200 controls the pulse width so as to satisfy FIG. 14, the loss generated in the shunt circuit 70 can be suppressed so as not to exceed 100 mW.

以上のように実施の形態3係る照明光通信装置は、シャント回路70がDC−DCコンバータ3の出力電流から吸い込んだ電流量に応じて、通信信号のパルス幅を大きくするパルス制御回路200を備え、スイッチ22は、パルス制御回路200からの通信信号に従って光源20を流れる電流を断続する。   As described above, the illumination light communication apparatus according to the third embodiment includes the pulse control circuit 200 that increases the pulse width of the communication signal according to the amount of current that the shunt circuit 70 sucks from the output current of the DC-DC converter 3. The switch 22 interrupts the current flowing through the light source 20 in accordance with the communication signal from the pulse control circuit 200.

これによれば、上記の効果に加えて、スイッチ22を断続する通信信号のパルス幅を少し広くすることによって、シャント回路70に生じる損失を低減することができ、また、損失を一定レベル以下に抑制することができる。   According to this, in addition to the above effect, the loss generated in the shunt circuit 70 can be reduced by slightly widening the pulse width of the communication signal that intermittently switches the switch 22, and the loss can be reduced to a certain level or less. Can be suppressed.

(実施の形態4)
続いて、実施の形態4に係る照明光通信装置について説明する。本実施の形態では、図1に示した構成例に対して、シャント回路70の損失を一定レベル以下に軽減するために吸い込み電流量を変更する構成例を説明する。
(Embodiment 4)
Subsequently, an illumination light communication apparatus according to Embodiment 4 will be described. In the present embodiment, a configuration example will be described in which the amount of sink current is changed in order to reduce the loss of the shunt circuit 70 below a certain level with respect to the configuration example shown in FIG.

[4.1 照明光通信装置の構成]
図15は、実施の形態4に係る照明光通信装置の構成例を示すブロック図である。同図は、図1と比べて、電流検出抵抗24が追加された点と、尖頭値検出回路が追加された点とが主に異なっている。以下、異なる点を中心に説明する。
[4.1 Configuration of Illumination Optical Communication Device]
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration example of the illumination light communication apparatus according to the fourth embodiment. Compared with FIG. 1, this figure mainly differs in that a current detection resistor 24 is added and a peak value detection circuit is added. Hereinafter, different points will be mainly described.

電流検出抵抗24は、光源20およびスイッチ22と直列に接続され、LED電流の大きさを検出するための抵抗素子である。   The current detection resistor 24 is connected to the light source 20 and the switch 22 in series, and is a resistance element for detecting the magnitude of the LED current.

尖頭値検出回路780は、電流検出抵抗24の電位が入力され、光源20を流れる電流の尖頭値(ピーク値)を検出して保持するピーク・ホールド回路である。   The peak value detection circuit 780 is a peak hold circuit that receives the potential of the current detection resistor 24 and detects and holds the peak value (peak value) of the current flowing through the light source 20.

シャント回路70は、尖頭値検出回路780に保持された尖頭値に応じて、DC−DCコンバータ3の出力電流から吸い込み可能な電流量を変更する。これにより、光通信に必要なLED電流パルスの高さを維持できるようにする。例えば、LED電流パルスの高さが不足している場合は、シャント回路70の吸い込み電流量を減らし、パルスが高すぎる場合は吸い込み電流量を増やす。   The shunt circuit 70 changes the amount of current that can be absorbed from the output current of the DC-DC converter 3 in accordance with the peak value held in the peak value detection circuit 780. Thereby, the height of the LED current pulse necessary for optical communication can be maintained. For example, when the LED current pulse height is insufficient, the amount of current drawn by the shunt circuit 70 is reduced, and when the pulse is too high, the amount of current drawn is increased.

図16は、実施の形態4に係るシャント回路70および尖頭値検出回路780の構成例を示す回路図である。   FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration example of the shunt circuit 70 and the peak value detection circuit 780 according to the fourth embodiment.

尖頭値検出回路780は、ダイオード781、コンデンサ782、抵抗783、抵抗784、演算増幅器785、基準電圧源786、抵抗787、抵抗788、抵抗789、抵抗7810を備える。この構成による、尖頭値検出回路780は、変調器21内の電流検出抵抗24の電位(つまりLED電流の大きさ)の尖頭値(ピーク値)を検出して、コンデンサ782に保持する。コンデンサ782の電位は、演算増幅器785によって増幅され、抵抗788、抵抗789および抵抗7810からなる抵抗回路を介してシャント回路70に出力される。   The peak value detection circuit 780 includes a diode 781, a capacitor 782, a resistor 783, a resistor 784, an operational amplifier 785, a reference voltage source 786, a resistor 787, a resistor 788, a resistor 789, and a resistor 7810. With this configuration, the peak value detection circuit 780 detects the peak value (peak value) of the potential (that is, the magnitude of the LED current) of the current detection resistor 24 in the modulator 21 and holds it in the capacitor 782. The potential of the capacitor 782 is amplified by an operational amplifier 785 and output to the shunt circuit 70 through a resistor circuit including a resistor 788, a resistor 789 and a resistor 7810.

シャント回路70は、図2における基準電圧源78の基準電圧が演算増幅器73のマイナス入力端子に入力される代わりに、尖頭値検出回路780の出力が演算増幅器73のマイナス入力端子に入力される。これによりシャント回路70の吸い込み可能な電流量は、LED電流のピーク値に応じた可変になる。   In the shunt circuit 70, the output of the peak value detection circuit 780 is input to the negative input terminal of the operational amplifier 73 instead of the reference voltage of the reference voltage source 78 in FIG. 2 being input to the negative input terminal of the operational amplifier 73. . As a result, the amount of current that can be absorbed by the shunt circuit 70 becomes variable according to the peak value of the LED current.

さらに、シャント回路70は、DC−DCコンバータ3の出力電流から吸い込んだ電流量を示す信号SHに応じて、フィードバック回路5内の基準電圧源52の基準電圧の大きさを変更する。この場合、基準電圧源52の基準電圧は調光率に応じた可変であり、さらに、シャント回路70からの信号SHに応じて調整される。   Further, the shunt circuit 70 changes the magnitude of the reference voltage of the reference voltage source 52 in the feedback circuit 5 according to the signal SH indicating the amount of current drawn from the output current of the DC-DC converter 3. In this case, the reference voltage of the reference voltage source 52 is variable according to the dimming rate, and is further adjusted according to the signal SH from the shunt circuit 70.

以上のように実施の形態4に係る照明光通信装置において、光源20を流れる電流の尖頭値を検出する尖頭値検出回路780を備え、シャント回路70は、尖頭値に応じて、DC−DCコンバータ3の出力電流から吸い込み可能な電流量を変更する。   As described above, the illumination light communication apparatus according to Embodiment 4 includes the peak value detection circuit 780 that detects the peak value of the current flowing through the light source 20, and the shunt circuit 70 is configured to perform DC according to the peak value. -The amount of current that can be drawn from the output current of the DC converter 3 is changed.

これによれば、LED電流の尖頭値に応じて、DC−DCコンバータ3の出力電流から吸い込み可能な電流量を変更するので、例えば、調光率が低い場合でも(暗い場合でも)、可視光通信に必要なLED電流の高さを確保しやすくなる。   According to this, since the amount of current that can be drawn from the output current of the DC-DC converter 3 is changed according to the peak value of the LED current, for example, even when the dimming rate is low (even when dark), it is visible It becomes easy to ensure the high LED current required for optical communication.

ここで、前記照明光通信装置は、光源20を流れる電流の尖頭値を検出する尖頭値検出回路780を備え、シャント回路70は、尖頭値に応じて、DC−DCコンバータ3の出力電流から吸い込む電流量を変更し、かつ、出力電流から吸い込んだ電流量に応じて第1基準電圧の大きさを変更してもよい。   Here, the illumination light communication apparatus includes a peak value detection circuit 780 that detects a peak value of the current flowing through the light source 20, and the shunt circuit 70 outputs the output of the DC-DC converter 3 according to the peak value. The amount of current drawn from the current may be changed, and the magnitude of the first reference voltage may be changed according to the amount of current drawn from the output current.

以上、本発明に係る照明光通信装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、実施の形態および変形例における一部の構成要素を任意に組み合わせて構築される別の形態も、本発明の範囲内に含まれる。   As described above, the illumination light communication apparatus according to the present invention has been described based on the embodiment, but the present invention is not limited to the embodiment. Without departing from the gist of the present invention, various modifications conceived by those skilled in the art have been made in this embodiment, and other forms constructed by arbitrarily combining some components in the embodiments and modifications are also possible. Are included within the scope of the present invention.

3 DC−DCコンバータ
5 フィードバック回路
20 光源
22 スイッチ
23 信号発生回路
60 電流検出回路
61 電流検出抵抗
70 シャント回路
200 パルス制御回路
520 調整回路
611 トランジスタ
612 電流検出抵抗
613 演算増幅器
780 尖頭値検出回路
3 DC-DC converter 5 feedback circuit 20 light source 22 switch 23 signal generation circuit 60 current detection circuit 61 current detection resistor 70 shunt circuit 200 pulse control circuit 520 adjustment circuit 611 transistor 612 current detection resistor 613 operational amplifier 780 peak value detection circuit

Claims (9)

照明光を発する光源と、
二値の通信信号を発生する信号発生回路と、
前記光源と直列接続され、前記通信信号に従って前記光源を流れる電流を断続するスイッチと、
前記スイッチと直列接続され、前記光源を流れる電流の大きさを電圧降下として検出するための電流検出回路と、
前記電流検出回路の電圧降下と第1基準電圧との誤差を示すフィードバック信号を生成するフィードバック回路と、
前記光源に電流を出力し、前記フィードバック信号に基づいて出力電流の平均値を一定に保つDC−DCコンバータと、
前記光源を流れる電流のピーク値が前記光源の最大定格を超えないように、前記光源に印加される電圧を制限するシャント回路とを備える
照明光通信装置。
A light source that emits illumination light;
A signal generation circuit for generating a binary communication signal;
A switch that is connected in series with the light source and interrupts the current flowing through the light source according to the communication signal;
A current detection circuit connected in series with the switch and detecting the magnitude of the current flowing through the light source as a voltage drop;
A feedback circuit for generating a feedback signal indicating an error between a voltage drop of the current detection circuit and a first reference voltage;
A DC-DC converter that outputs a current to the light source and keeps an average value of the output current constant based on the feedback signal;
An illumination optical communication apparatus comprising: a shunt circuit that limits a voltage applied to the light source so that a peak value of a current flowing through the light source does not exceed a maximum rating of the light source.
前記シャント回路は、前記光源に印加される電圧を検出し、検出した電圧に応じて前記DC−DCコンバータの出力電流の一部を吸い込むことによって、前記光源に印加される電圧を制限する
請求項1に記載の照明光通信装置。
The shunt circuit limits a voltage applied to the light source by detecting a voltage applied to the light source and sucking a part of an output current of the DC-DC converter according to the detected voltage. The illumination light communication apparatus according to 1.
前記シャント回路は、前記光源および前記スイッチからなる直列回路に並列に接続され、前記電流検出回路に直列に接続される
請求項1または2に記載の照明光通信装置。
The illumination optical communication apparatus according to claim 1, wherein the shunt circuit is connected in parallel to a series circuit including the light source and the switch, and is connected in series to the current detection circuit.
前記電流検出回路は、前記スイッチに直列に接続された電流検出抵抗を有し、
前記電圧降下は、前記電流検出抵抗の両端の電圧である
請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明光通信装置。
The current detection circuit has a current detection resistor connected in series to the switch,
The illumination light communication device according to claim 1, wherein the voltage drop is a voltage across the current detection resistor.
前記電流検出回路は、
前記スイッチに直列に接続されたトランジスタと、
前記トランジスタに直列に接続された電流検出抵抗と、
前記電流検出抵抗の電位と、調光率に対応する第2基準電圧との誤差に応じたゲート信号を前記トランジスタ供給する演算増幅器とを備え、
前記電流検出回路の前記電圧降下は、前記トランジスタと前記電流検出抵抗とからなる直列回路の両端の電圧である
請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明光通信装置。
The current detection circuit includes:
A transistor connected in series to the switch;
A current detection resistor connected in series with the transistor;
An operational amplifier that supplies the transistor with a gate signal corresponding to an error between the potential of the current detection resistor and a second reference voltage corresponding to a dimming rate;
The illumination light communication apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the voltage drop of the current detection circuit is a voltage across a series circuit including the transistor and the current detection resistor.
前記照明光通信装置は、さらに、
前記シャント回路が前記出力電流から吸い込む電流量を一定にするように前記第2基準電圧を調整する調整回路を備える
請求項5に記載の照明光通信装置。
The illumination light communication device further includes:
The illumination light communication apparatus according to claim 5, further comprising an adjustment circuit that adjusts the second reference voltage so that the amount of current that the shunt circuit sinks from the output current is constant.
前記照明光通信装置は、さらに、前記シャント回路が前記DC−DCコンバータの出力電流から吸い込んだ電流量に応じて、前記通信信号のパルス幅を大きくするパルス制御回路を備え、
前記スイッチは、前記パルス制御回路からの通信信号に従って前記光源を流れる電流を断続する
請求項1〜6のいずれか1項に記載の照明光通信装置。
The illumination light communication device further includes a pulse control circuit that increases a pulse width of the communication signal according to an amount of current sucked from an output current of the DC-DC converter by the shunt circuit.
The illumination light communication apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the switch interrupts a current flowing through the light source in accordance with a communication signal from the pulse control circuit.
前記照明光通信装置は、さらに、前記光源を流れる電流の尖頭値を検出する尖頭値検出回路を備え、
前記シャント回路は、前記尖頭値に応じて、前記DC−DCコンバータの出力電流から吸い込み可能な電流量を変更する
請求項1〜7のいずれか1項に記載の照明光通信装置。
The illumination light communication device further includes a peak value detection circuit that detects a peak value of a current flowing through the light source,
The illumination light communication apparatus according to claim 1, wherein the shunt circuit changes an amount of current that can be absorbed from an output current of the DC-DC converter according to the peak value.
前記照明光通信装置は、さらに、前記光源を流れる電流の尖頭値を検出する尖頭値検出回路を備え、
前記シャント回路は、前記尖頭値に応じて、前記DC−DCコンバータの出力電流から吸い込む電流量を変更し、かつ、前記出力電流から吸い込んだ電流量に応じて前記第1基準電圧の大きさを変更する
請求項1〜5、7のいずれか1項に記載の照明光通信装置。
The illumination light communication device further includes a peak value detection circuit that detects a peak value of a current flowing through the light source,
The shunt circuit changes the amount of current drawn from the output current of the DC-DC converter according to the peak value, and the magnitude of the first reference voltage according to the amount of current drawn from the output current. The illumination light communication apparatus according to any one of claims 1 to 5 and 7, wherein:
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