JP2019193109A - 照明光通信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】暗いときほど受信装置が受信しにくくなることを軽減する照明光通信装置を提供する。【解決手段】照明光通信装置は、光源53に直列に接続され、通信信号に従って光源53を流れる電流を断続することにより照明光を変調する変調回路1と、調光率を指示する調光信号に応じて可変の出力電流を前記光源53に供給し、一定の調光率の下で出力電流の平均を一定に保つ電源回路52と、調光率が第1のしきい値を下回ったとき、人が知覚できない速度で周期的なオフ期間であって光源53を流れる電流を遮断するオフ期間を通信信号に挿入するように信号源5を制御する信号制御回路9とを備える。【選択図】図1A
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。
特許文献1は、発光ダイオード(LED、Light Emitting Diode)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。
しかしながら、従来技術によれば、調光機能によって照明光を暗くするほど受信装置が受信しにくくなるという問題がある。
本発明は、暗いときほど受信装置が受信しにくくなることを軽減する照明光通信装置を提供する。
上記課題を解決するため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源と、前記光源に直列に接続され、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ことにより前記照明光を変調する変調回路と、調光率を指示する調光信号に応じて可変の出力電流を前記光源に供給し、一定の調光率の下で出力電流の平均を一定に保つ電源回路と、前記調光率が第1のしきい値を下回ったとき、人が知覚できない速度で周期的なオフ期間であって前記光源を流れる電流を遮断するオフ期間を前記通信信号に挿入するように前記信号源を制御する信号制御回路とを備える。
本発明に係る照明光通信装置によれば、暗いときほど受信装置が受信しにくくなることを軽減することができる。
(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。
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。
図16は、本発明者の知見に係る比較例の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、変調回路1、電源回路52、平滑コンデンサ65および光源53を備える。また、電源回路52は、整流ブリッジ62、DC−DCコンバータ64およびフィードバック回路67を備える。
光源53は、照明光を発する1つ以上のLEDを含む。
変調回路1は、スイッチ11を有し、照明光に通信信号(同図の断続信号)を重畳する変調を行う。照明光への通信信号の重畳は、スイッチ11の断続による。つまり、変調回路1は、光源53を流れる電流を断続することによって、照明光を変調する。
同図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62で全波整流し、DC−DCコンバータ64に入力する。DC−DCコンバータ64の出力端子間に平滑コンデンサ65が接続されている。また平滑コンデンサ65と並列に、照明光を発する発光ダイオードを含む光源53と、断続信号に応じて当該光源53の電流を断続する変調回路1と、電流検出抵抗73から成る直列回路が形成される。電流検出抵抗73の電圧降下は、演算増幅器69などで構成されるフィードバック回路67を介してDC-DCコンバータ64に負帰還される。電流検出抵抗73の電圧降下はフィードバック回路67の入力抵抗68を介して演算増幅器69の負入力端子に入力され、正入力端子には基準電圧源72の基準電圧が入力され、エラーアンプとして動作する。
上記演算増幅器69の負入力端子と出力端子間には利得調整用の抵抗71および積分コンデンサ70が接続され、その結果、上記の発光ダイオードを含む光源53を流れる電流、即ち上記電流検出抵抗73の電圧降下の平均値が、上記基準電圧源72の基準電圧に応じた値になるように平均化制御される。このような制御によれば、変調回路1によって光源53の電流を断続した場合の平均電流値と、断続しない場合の平均電流値を略同一とすることができるので、断続信号の有無に係わらず照明光を一定に維持することができる。
このようなDC−DCコンバータ64を用いて照明光を変調する可視光通信を行う場合、光源53と直列に接続された変調回路1は、通信信号(断続信号)に従ってスイッチ11を断続する。
次に、比較例において断続信号とLED電流について説明する。
図17は、比較例に係る照明光通信装置の断続信号および負荷電流の波形を示す説明図である。同図の横軸は時間軸である。(a)断続信号の縦軸は二値の信号レベル(例えば電圧など)を示す。断続信号は、通信信号であり、例えば、ID信号や送信すべきデータを含む。(b)LED電流の縦軸は電流を示す。LED電流は、光源53を流れる電流であり、スイッチ11により断続され、同図のようにパルス状になる。照明光は、人の目には、同図の平均値に対応する明るさと感じられるが、実際には、高速な断続信号に従って点灯(発光)と消灯(非発光)を繰り返す。スイッチ11がLED電流を断続している場合でも、電源回路52におけるフィードバック制御によって、LED電流の平均値は一定に保たれる。
次に、調光機能および断続信号の平均デューティ比によってLED電流がどのように変化するのかを説明する。調光機能は、照明光の明るさを調整する機能である。断続信号のデューティ比は、断続信号の1サイクルの時間中のスイッチ11のオンにする時間の割り合いをいう。図17では、デューティ比は1サイクル時間に対するハイレベル時間の割合をいう。平均デューティ比は、単位時間または通信信号の単位送信ブロックに対する合計オン時間の割り合いをいう。
図18は、比較例に係る照明光通信装置の平均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。同図の横軸は、断続信号の平均デューティ比を示す。縦軸のLDEピーク電流は、光源53の流れる電流のピーク値(つまりハイレベル区間の電流値)を示す。縦軸の単位は、平均デューティ比が100%かつ調光率100%のとき(断続しないときの最も明るいとき)のLED電流を1とする倍率を示す。同図では、調光率が100%、80%、60%、40%、20%、10%の場合のそれぞれのLEDピーク電流の特性を示している。
同図のように、平均デューティ比が一定であれば、調光率が小さいほどLEDピーク電流は小さくなる。例えば、平均デューティ比60%では、調光率20%のときの、LEDピーク電流は1*0.2/0.6=0.33倍である。平均デューティ比80%では、調光率20%のときの、LEDピーク電流は1*0.2/0.8=0.25倍である。
このように、調光率が小さいほど、つまり、調光により照明光が暗いほど、LEDピーク電流は小さくなる。LEDピーク電流が小さいほど、変調された照明光の明暗の差が小さくなり、つまり、変調された照明光の信号強度およびS/N比が小さくなる。そうすると、受信装置において受信しにくくなり、受信不良を生じさせるという問題がある。
また、図19は、比較例に係る照明光通信装置の調光率に対するLEDピーク電流の特性を示す図である。同図の横軸は、調光率を示す。縦軸は図18と同じである。
同図では、平均デューティ比(図中のDと表記)が100%、80%、60%、40%、20%、10%の場合のそれぞれのLEDピーク電流の特性を示している。
同図において、図18と同様に、同じ平均デューティ比では、調光率が小さいほどLEDピーク電流は小さくなっている。例えば、平均デューティ比60%では、調光率20%のときの、LEDピーク電流は1*0.2/0.6=0.33倍である。平均デューティ比60%では、調光率10%のときの、LEDピーク電流は1*0.1/0.6=0.17倍である。LEDピーク電流が0.33倍、0.17倍など小さくなるほど、変調された照明光のS/N比が劣化する。こうして、暗いほど照明光のS/N比が劣化する。照明光のS/N比の劣化により受信装置が受信しにくくなるという問題がある。
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源5と、前記光源に直列に接続され、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ことにより前記照明光を変調する変調回路と、調光率を指示する調光信号に応じて可変の出力電流を前記光源に供給し、一定の調光率の下で出力電流の平均を一定に保つ電源回路と、前記調光率が第1のしきい値を下回ったとき、人が知覚できない速度で周期的なオフ期間であって前記光源を流れる電流を遮断するオフ期間を前記通信信号に挿入するように前記信号源を制御する信号制御回路とを備える。
この構成によれば、前記通信信号へのオフ期間の挿入によって、オフ期間を含めた通信信号の平均デューティ比を小さくする。図19に示したように、平均デューティ比が小さいほど、LEDピーク電流は大きくなる。これにより、変調された照明光のS/N比が向上し、暗いときほど受信しにくくなることを軽減することができる。例えば、受信装置における暗い照明光の従来の受信限界よりも、もっと暗い照明光でも正常な受信を可能にする。また例えば、受信装置における暗い照明光での受信エラーを低減することができる。
(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。
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。
[1.1 照明光通信装置の構成例]
図1A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、電源回路52、光源53、変調回路1、調光器3、信号源5および信号制御回路9を備える。電源回路52は、整流ブリッジ62、DC−DCコンバータ64、平滑コンデンサ65、フィードバック回路67、および電流検出抵抗73を備える。フィードバック回路67は、入力抵抗68、演算増幅器69、コンデンサ70、抵抗71、および基準電圧源72を備える。
図1A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、電源回路52、光源53、変調回路1、調光器3、信号源5および信号制御回路9を備える。電源回路52は、整流ブリッジ62、DC−DCコンバータ64、平滑コンデンサ65、フィードバック回路67、および電流検出抵抗73を備える。フィードバック回路67は、入力抵抗68、演算増幅器69、コンデンサ70、抵抗71、および基準電圧源72を備える。
電源回路52は、調光率を指示する調光信号に応じて可変の出力電流を光源53に供給し、一定の調光率の下で出力電流の平均を一定に保つ制御を行う。具体的には、電源回路52は、商用電源からの交流電圧を整流ブリッジ62で全波整流し、DC−DCコンバータ64に入力する。DC−DCコンバータ64の出力端子間に平滑コンデンサ65が接続されている。また平滑コンデンサ65と並列に、照明光を発する発光ダイオードを含む光源53と、断続信号に応じて当該光源53の電流を断続する変調回路1と、電流検出抵抗73から成る直列回路が形成される。電流検出抵抗73の電圧降下は、演算増幅器69などで構成されるフィードバック回路67を介してDC-DCコンバータ64に負帰還される。電流検出抵抗73の電圧降下はフィードバック回路67の入力抵抗68を介して演算増幅器69の負入力端子に入力され、正入力端子には基準電圧源72の基準電圧が入力され、エラーアンプとして動作する。
上記演算増幅器69の負入力端子と出力端子間には利得調整用の抵抗71および積分コンデンサ70が接続され、その結果、上記の発光ダイオードを含む光源53を流れる電流、即ち上記電流検出抵抗73の電圧降下の平均値が、上記基準電圧源72の基準電圧に応じた値になるように平均化制御される。このような制御によれば、変調回路1によって光源53の電流を断続した場合の平均電流値と、断続しない場合の平均電流値を略同一とすることができるので、断続信号の有無に係わらず照明光を一定に維持することができる。
光源53は、照明光を発する1つ以上の発光ダイオード(LED)を含む。なお、光源53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。
変調回路1は、信号源5からの通信信号(断続信号とも呼ぶ)に従って断続するスイッチ11を有し、照明光に通信信号を重畳する変調を行う。そのため、変調回路1は、光源53に直列に接続され、信号源5からの通信信号に従って光源53を流れる電流を断続することにより照明光を変調する。
調光器3は、調光率を指示する調光信号を出力する。調光率は、照明光の明るさを示し、例えば、0%(非点灯)〜100%(最も明るい点灯)で表される。調光器3は、例えば、ユーザによる調光操作を受け付ける回転式またはスライド式のつまみを有し、つまみの位置に応じた調光信号を出力する。また、調光器3は、外部コントローラからの信号に基づいて調光信号を出力してもよい。
信号源5は、二値の通信信号を発生する。2値の通信信号は、照明光通信装置に固有のIDを繰り返すID信号であってもよいし、外部から入力された信号に基づく信号であってもよい。
信号制御回路9は、調光率が第1のしきい値を下回ったとき、人が知覚できない速度で周期的なオフ期間であって光源53を流れる電流を遮断するオフ期間を通信信号に挿入するように信号源5を制御する。通信信号へのオフ期間の挿入は、オフ期間を含めた通信信号の平均デューティ比を小さくし、LED電流のピーク値を大きくする。なお、「調光率が第1のしきい値を下回ったとき」というのは、「調光率が減少してきて第1のしきい値より小さくなったとき」という意味である。「調光率が第1のしきい値を上回ったとき」というのは、「調光率が増加してきて第1のしきい値より大きくなったとき」という意味である。信号制御回路9は、LED電流のピーク値を大きくすることによって、変調された照明光のS/N比を向上させることができる。また、第1のしきい値は、例えば、照明光が暗いことによって受信装置における通信信号の受信が困難になり始める暗さに対応する照明率の値としてよい。また、オフ期間を含む通信信号の平均的な周波数は、人にちらつきを知覚させない範囲で可変とする。例えば、オフ期間を含む通信信号の平均的な周波数は、100Hz以上としてもよい。
なお、「人に知覚できない速度で周期的な」というのは、例えば、周波数でいえば500Hz以上の周波数でもよい。ここで、「人が知覚できない速度で周期的な」は「人にちらつきを知覚させない」ことを意味している。LED照明のちらつき対策については、例えば、電気用品安全法(PSE)の解説書類である、「電気用品安全法の改正政省令施行について(平成24年7月1日から施行)」(経済産業省商務流通グループ製品安全課による)に基準が示されている。同解説書類28頁の「光出力のちらつき(フリッカー)対策」では、「光出力はちらつきを感じないものであること」に相当する効果をもたらす周波数を次のように解釈している。すなわち、同解説書類においては、「光出力はちらつきを感じないものであること」を満たすのは、(1)繰り返し周波数が100Hz以上で光出力に欠落部がない、(2)繰り返し周波数が500Hz以上、のいずれかと解釈されている。
本実施の形態の照明光光通信装置では、100%変調(つまり点灯と消灯との組み合わせた変調)を採用するので、上記(2)に該当する場合が多いと考えられる。そのため、本実施の形態における照明光通信装置は、上記(2)を満たすように動作してもよい。
すなわち、本実施の形態の照明光通信装置における、「調光率が第1のしきい値を下回ったとき、人が知覚できない速度で周期的なオフ期間であって光源53を流れる電流を遮断するオフ期間を通信信号に挿入する」という動作は、言い換えると、「調光率が第1のしきい値を下回ったとき、人がちらつきを感じない速度で周期的なオフ期間であって光源53を流れる電流を遮断することに相当するオフ期間を通信信号に挿入する」という動作でもある。このとき、オフ期間を含む通信信号の平均的な周波数は、500Hz以上であってもよい。
次に、変調回路1の回路例について説明する。変調回路1は、例えば図1Bまたは図1Cのような回路構成としてもよい。
図1Bは、実施の形態1に係る変調回路1の構成例を示す回路図である。同図の変調回路1は、スイッチトランジスタであるスイッチ11およびバッファ回路13を備える。信号源5の断続信号は、バッファ回路13でより高い駆動能力の信号に変換されてスイッチ11のゲートに入力される。変調回路1は、図1Bのような簡単な回路構成としてもよい。
図1Cは、実施の形態1に係る変調回路の他の構成例を示す回路図である。同図の変調回路1は、スイッチ11、電流検出抵抗15、演算増幅器16、基準電圧源17および入力抵抗18を備える。
スイッチ11は、トランジスタであり、LED電流を断続する機能とLED電流を制限する機能を兼用している。つまり、このトランジスタは、LED電流を断続するだけでなく、ゲート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。
演算増幅器16は、電流検出抵抗15の電位(および断続信号からの入力抵抗18の電位)と基準電圧源17の基準電位との誤差に応じたゲート電圧を生成してスイッチ11のゲートに供給する。
電流検出抵抗15は、LED電流の大きさを検出するための抵抗である。
抵抗19は、電流検出抵抗15の電位を演算増幅器16の負入力端子に伝える入力抵抗である。
入力抵抗18は、信号源5から入力される通信信号(断続信号)を演算増幅器16の負入力端子に伝える入力抵抗である。
基準電圧源17は、基準電位を演算増幅器16の正入力端子に入力する。基準電位は、例えば、所定値(例えば、LED電流の立ち下がりエッジにおける高い方の値)に対応するように設定される。
図1Cの変調回路1によれば、スイッチ11における光源53を流れる電流を制限する機能は、電流波形に生じるオーバーシュートを抑制することができる。
[1.2 照明光通信装置の動作]
次に、実施の形態1に係る照明光通信装置の動作について説明する。
次に、実施の形態1に係る照明光通信装置の動作について説明する。
図2は、実施の形態1に係る照明光通信装置における調光率とLED電流の特性の一例を示す図である。同図において横軸は、調光率を100分率で示す。縦軸のLED電流は、光源53を流れる電流を示す。縦軸のLED電流の値は、調光率100%におけるLED電流の平均値を1とした場合の倍率を示す。
同図では、平均デューティ比が65%の通信信号によって照明光を変調しているものとする。図中の点線は、LED電流の平均値を示し、照明光の明るさに比例する。図中の太線は、LED電流のピーク値を示す。また、破線および区間(a)の太線は、比較例の変調回路1におけるLED電流のピーク値を示す。同図のTh1は、第1のしきい値の一例であり、受信装置が受信しにくくなる暗い領域のおおよその境界に相当する。
区間(a)は、調光率が第1のしきい値Th1よりも大きい調光範囲である。また、区間(b)は、調光率が第1のしきい値Th1よりも小さい領域である。信号制御回路9は、調光率が第1のしきい値Th1を下回ったとき、人が知覚できない速度で周期的なオフ期間であって光源53を流れる電流を遮断するオフ期間を通信信号に挿入するように信号源5を制御する。したがって、区間(a)はオフ期間が挿入されていない調光範囲である。区間(b)はオフ期間が挿入される調光範囲である。
区間(a)では、LED電流のピーク値は調光率に比例して変化する。これに対して、区間(b)では、オフ期間の挿入によってLED電流のピーク値は調光率に関わらずほぼ一定レベルに調整されている。
次に、通信信号へのオフ期間の挿入について説明する。
図3Aは、実施の形態1に係る通信信号の波形およびオフ期間の例を示す模式図である。また、図3Bは、図3Aに対応するLED電流の波形およびオフ期間の例を示す模式図である。
図3Aの通信信号(a)は、図2の区間(a)に対応する通信信号を示す。通信信号(a)にはオフ期間が挿入されていない。図3BのLED電流(a)は、通信信号(a)に対応し、例えば、図2の調光率50%のときのLED電流の波形を模式的に示す。
通信信号(b1)は、図2の(b1)点に対応する通信信号を示す。通信信号(b1)にはオフ期間Rが挿入されている。オフ期間Rの挿入により通信信号(b1)の平均デューティ比が小さくなっている。図3BのLED電流(b1)は、図2の(b1)点におけるLED電流を示す。
図3Aの通信信号(b2)は、図2の(b2)点に対応する通信信号を示す。通信信号(b2)にはオフ期間Rが挿入されている。図3BのLED電流(b2)は、図2の(b2)点におけるLED電流を示す。通信信号(b2)には、通信信号(b1)のオフ期間よりも長いオフ期間Rが挿入されている。つまり、通信信号(b2)の平均デューティ比は、通信信号(b1)の平均デューティ比よりも小さくなっている。これにより、図3Bに示すように、LED電流(b1)とLED電流(b2)のピーク値が同じレベルになっている。LED電流(b1)とLED電流(b2)のピーク値を同じレベルにするために、図2の区間(b)において信号制御回路9は光率が小さいほどオフ期間を長くするように信号源5を制御している。
図3A、図3Bに示したように、信号制御回路9は、通信信号へのオフ期間の挿入によって、オフ期間を含めた通信信号の平均デューティ比を小さくする。平均デューティ比が小さいほど、LEDピーク電流は大きくなる。これにより、変調された照明光のS/N比が向上し、暗いときほど受信しにくくなることを軽減することができる。例えば、受信装置における暗い照明光の従来の受信限界よりも、もっと暗い照明光でも正常な受信を可能にする。また例えば、受信装置における暗い照明光での受信エラーを低減することができる。
[1.3 信号制御回路の構成例]
次に、信号制御回路9を簡単な回路により構成する例について説明する。
次に、信号制御回路9を簡単な回路により構成する例について説明する。
図4は、実施の形態1に係る信号制御回路の具体的な構成例を示す回路図である。図5は、図4の信号制御回路における各部の信号の波形を示す図である。図5中の信号A、信号B、信号C、信号Dは、図4のA、B、C、Dにおける信号を意味する。図5中のWA、WB、WCは、信号A、信号B、信号Cのそれぞれのパルス幅を意味する。図5の区間D1は、調光率が第1のしきい値よりも大きい場合(明るい場合)に対応する。区間D2は、調光率が第1のしきい値よりも小さい場合(暗い場合)に対応する。
図4において、信号制御回路9は、基準信号源41、AND回路42およびEXOR回路43を備える。なお、調光信号は、調光率に応じたパルス幅WAのパルスを有するものとする。パルス幅WAは調光率に比例して小さくなるものとする。つまり、調光率が小さいほどパルス幅WAが大きくなるものとする。
基準信号源41は、調光信号(信号A)に含まれるパルスをトリガーに、上記の第1のしきい値が示す調光率に対応するパルス幅WBを有する基準パルス(信号B)を発生する。
AND回路42は、調光信号(信号A)のパルスと基準パルス(信号B)との論理積をとる。AND回路42の出力信号(信号C)のパルス幅WCは、パルス幅WAとパルス幅WBのうち小さい方と同じになる。
EXOR回路43は、調光信号(信号A)のパルスと、論理積つまりAND回路42の出力信号(信号C)との排他的論理和をとる。
このように構成された調光判別回路4において、EXOR回路43の出力信号(信号D)におけるパルスの有無は、調光率が第1のしきい値より小さいか否かを示す。つまり、EXOR回路43は、しきい値判定を行っている。
また、EXOR回路43の出力信号(信号D)にパルスが含まれる場合、そのパルス幅WDは、調光率に対応する。言い換えれば、EXOR回路43の出力信号のパルス幅WDは調光率に比例する(言い換えればパルス幅WDは調光率が小さいほど大きくなる)。さらに言い換えれば、EXOR回路43の出力信号のパルス幅WDは、調光率が小さいほどオフ期間を長くするための制御信号として利用可能である。
図4の回路例のように信号制御回路9は簡単な論理回路を中心に構成され、オフ期間の長さの決定を容易にすることができ、調光率が第1のしきい値より小さいか否かを判定するしきい値判定を容易にすることができる。
[1.4 照明光通信装置の変形例]
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。
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。
図6A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。同図の照明光通信装置は、図1Aと比べて、信号源5および信号制御回路9がマイコン8によって構成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。
マイコン8は、プログラムを記憶するメモリ、プログラムを実行するプロセッサ、AD(Analog-Digital)変換回路、DA(Digital-Analog)変換回路、入出力ポート等を備えるいわゆるマイクロコンピュータまたはマイクロコントローラである。マイコン8は、信号源5および信号制御回路9の機能の全部または一部をソフトウェアにより実現する。機能の一部をソフトウェアで実現する場合、機能の残部は、マイコン8内にハードウェア(つまり回路)として備えてもよいし、マイコン8外部の回路として照明光通信装置に備えてもよい。
図6Bは、実施の形態1に係る照明光通信装置の処理例を示すフローチャートである。同図のフローチャートは、調光率が所定範囲内にあるとき、通信信号にオフ期間を挿入する処理例を示す。所定範囲は、例えば図2の区間(b)でよい。マイコン8は、調光信号に変化があるか否かを判定する(S61)。この調光信号は、マイコン8が判別可能であればよく、デジタル信号であっても、アナログ信号であってよい。
調光信号に変化がないと判定した場合、マイコン8は、S61の判定に戻る。調光信号に変化があると判定した場合、マイコン8は、調光率が所定範囲内にあるか否かを判定する(S82)。
調光率が所定範囲内にあると判定した場合、マイコン8は、LED電流のピーク値が所望のレベルになるように、調光率および平均デューティ比に応じて、オフ期間の長さを決定し、決定した長さのオフ期間を通信信号に周期的に挿入する(S63)。
一方、調光率が所定範囲内にないと判定した場合、マイコン8は、通信信号にオフ期間を挿入していれば挿入を停止する(S64)。
このように、マイコン8によっても、調光率が所定範囲内にあるとき、通信信号にオフ期間を挿入することができる。
なお、マイコン8は、LED電流のピーク値、調光率、平均デューティ比およびオフ期間の長さを対応付けたテーブルデータを予め記憶しておき、ステップS63でテーブルデータの参照することによってオフ期間の長さを決定してもよい。
以上のように実施の形態1に係る照明光通信装置は、照明光を発する光源53と、二値の通信信号を発生する信号源5と、光源53に直列に接続され、通信信号に従って光源53を流れる電流を断続することにより照明光を変調する変調回路1と、調光率を指示する調光信号に応じて可変の出力電流を光源53に供給し、一定の調光率の下で出力電流の平均を一定に保つ電源回路52と、調光率が第1のしきい値を下回ったとき、人が知覚できない速度で周期的なオフ期間であって光源53を流れる電流を遮断するオフ期間を通信信号に挿入するように信号源5を制御する信号制御回路9とを備える。
これによれば、調光率が第1のしきい値を下回ったとき例えば、調光により照明光がある明るさよりも暗くなったときに変調された照明光のS/N比の劣化を軽減することができる。というのは、出力電流の平均が一定に保たれるので、オフ期間を挿入することによってLED電流のピーク値は維持または上昇することができる。LED電流のピーク値の維持または上昇により、照明光の断続による変調のS/N比の劣化を少なくとも軽減することができる。
ここで、信号制御回路9は、調光率が小さいほどオフ期間を長くするように信号源5を制御してもよい。
これによれば、調光率が小さいほどオフ期間を長くすることによって、調光率が小さくなることによるLED電流のピーク値の低下を抑制または防止することができる。
ここで、信号制御回路9は、調光率の第1のしきい値に低下したときオフ期間の長さをゼロとするように信号源5を制御してもよい。
これによれば、オフ期間の長さをゼロから徐々に長くすることによって、LED電流のピーク値をほぼ一定レベルに保つ、あるいは、一定レベル以上に維持することができる。
ここで、調光信号は、調光率に応じたパルス幅のパルスを有し、信号制御回路9は、調光信号に含まれるパルスをトリガーに、基準パルス幅を有する基準パルスを発生する基準信号源41と、調光信号のパルスと基準パルスとの論理積をとるAND回路42と、調光信号のパルスとAND回路42の出力パルスとの排他的論理和をとるEXOR回路43とを備え、信号制御回路9は、EXOR回路43の出力信号に生じるパルスの幅に応じてオフ期間の長さを決定してもよい。
これによれば、信号制御回路9は簡単な論理回路を中心に構成され、オフ期間の長さ決定を容易にすることができる。
ここで、上記の基準パルス幅は、第1のしきい値が示す調光率に対応し、信号制御回路9は、EXOR回路43の出力信号にパルスが生じていないとき、調光率が第1のしきい値より大きいと判定し、EXOR43の出力信号にパルスが生じていれば、調光率が第1のしきい値より小さいと判定してもよい。
これによれば、信号制御回路9は簡単な論理回路を中心に構成され、調光率が第1のしきい値より大きいか小さいかを判定するしきい値判定を容易にすることができる。
ここで、オフ期間を含む通信信号の平均的な周波数は、人にちらつきを知覚させない範囲で可変であるとしてもよい。
ここで、オフ期間を含む通信信号の平均的な周波数は、100Hz以上であるとしてもよい。
なお、「人に知覚できない速度で周期的な」というのは、上述したように、周波数でいえば500Hz以上の周波数でもよい。
(実施の形態2)
実施の形態2では、実施の形態1における第1のしきい値近傍において、オフ期間の挿入と挿入停止との動作にいわゆるヒステリシス特性を持たせる例について説明する。
実施の形態2では、実施の形態1における第1のしきい値近傍において、オフ期間の挿入と挿入停止との動作にいわゆるヒステリシス特性を持たせる例について説明する。
[2.1 照明光通信装置の構成例]
実施の形態2に係る照明光通信装置は、実施の形態1に係る照明光通信装置とほぼ同じである。ただし、実施の形態1に係る照明光通信装置に対して、第1のしきい値近傍において、オフ期間の挿入と挿入停止との動作にいわゆるヒステリシス特性を持たせる機能が追加されている。
実施の形態2に係る照明光通信装置は、実施の形態1に係る照明光通信装置とほぼ同じである。ただし、実施の形態1に係る照明光通信装置に対して、第1のしきい値近傍において、オフ期間の挿入と挿入停止との動作にいわゆるヒステリシス特性を持たせる機能が追加されている。
[2.2 照明光通信装置の動作]
次に、実施の形態2に係る照明光通信装置の動作について説明する。
次に、実施の形態2に係る照明光通信装置の動作について説明する。
図7は、実施の形態2に係る照明光通信装置における調光率とLED電流の特性例を示す図である。同図は、図2の第1のしきい値Th1の近傍の拡大した部分に対応する。図7の横軸は調光率を示す。縦軸はLED電流のピーク値を示す。
しきい値TB1としきい値TB2はオフセット値だけ異なっている。オフセット値は、例えば、調光率の数%でよい。しきい値TB1からしきい値TB2までの範囲は、図2の第1のしきい値Th1を含むものとする。例えば、しきい値TB1は第1のしきい値Th1と同じでよい。
図7に示すように、信号制御回路9は、調光率がしきい値TB1を下回ったとき、人が知覚できない速度で周期的なオフ期間であって光源53を流れる電流を遮断するオフ期間を通信信号に挿入するように信号源5を制御する。ただし、同図は、オフ期間の長さが非ゼロの固定値である場合を示している。また、信号制御回路9は、調光率がしきい値TB1よりオフセット値だけ異なるしきい値TB2を上回ったとき、オフ期間の挿入を停止するように信号源5を制御する。
図7によれば、オフ期間の挿入開始時の調光率TB1と、オフ期間の挿入停止時の調光率TB2とが異なるので、調光率とオフ期間の関係は、いわゆるヒステリシス特性を有する。その結果、オフ期間の挿入開始および停止によるばたつきを防止することができる。
なお、図7で図示している部分よりも調光率が低い部分では、例えばしきい値TB1より所定値だけ低い部分では、調光率が小さくなるのに応じてオフ期間の長さを大きくしてもよい。こうすれば、しきい値TB1より所定値だけ低い部分では、図2の区間(b)のように電流ピーク値を一定にすることができる。
以上のように実施の形態2に係る照明光通信装置において、信号制御回路9は、調光率が第1のしきい値よりオフセット値だけ異なる第2のしきい値を上回ったとき、オフ期間の挿入を停止するように信号源5を制御する。
これによれば、実施の形態1における効果に加えて、次の効果がある。すなわち、オフ期間の挿入開始時の調光率と、オフ期間の挿入停止時の調光率とが異なるので、調光率とオフ期間の関係は、いわゆるヒステリシス特性を有する。その結果、オフ期間の挿入開始および停止によるばたつきを防止することができる。
(実施の形態3)
実施の形態3では、暗い調光範囲における電源回路52の出力電圧を実施の形態1よりも高い定電圧に保つことにより、暗い調光領域においてLED電流のピーク値を実施の形態1よりも高くできる構成例について説明する。
実施の形態3では、暗い調光範囲における電源回路52の出力電圧を実施の形態1よりも高い定電圧に保つことにより、暗い調光領域においてLED電流のピーク値を実施の形態1よりも高くできる構成例について説明する。
[3.1 照明光通信装置の構成例]
図8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1Aと比べて、DC−DCコンバータ64に調光信号の代わりに修正調光信号が入力される点と、信号制御回路9がDC−DCコンバータ64に修正調光信号を出力する点とが異なっている。以下異なる点を中心に説明する。
図8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1Aと比べて、DC−DCコンバータ64に調光信号の代わりに修正調光信号が入力される点と、信号制御回路9がDC−DCコンバータ64に修正調光信号を出力する点とが異なっている。以下異なる点を中心に説明する。
DC−DCコンバータ64は、調光率が第1のしきい値以上のとき、出力電流の平均を一定に保つ定電流動作モードで動作する。また、DC−DCコンバータ64は、調光率が第1のしきい値よりも小さいとき、実質的に出力電圧が一定つまり出力電圧の平均が一定になるよう、定電圧動作を行う定電圧動作モードで動作するものとする。
信号制御回路9が出力する修正調光信号は、調光率が第1のしきい値よりも大きいとき、調光信号と同じであり、調光率が第1のしきい値よりも小さいとき、第1のしきい値と同じ値である。つまり、修正調光信号は、調光率が第1のしきい値よりも小さいときに、第1のしきい値と同じ調光率を示す信号である。信号制御回路9は、調光率が第1のしきい値よりも小さくなったとき、DC−DCコンバータ64を定電圧動作モードに移行するよう指示を出す。これにより、DC−DCコンバータ64は、定電圧動作モードに移行する。このモード時には、定電圧動作のため、平均デューティ比が小さくなるほどLED電流の平均値が小さくなるが、LED電流のピーク値は平均デューティ比にかかわらず一定値となる。また、信号制御回路9は、第1のしきい値よりも小さい調光範囲において、LED電流の平均値が調光率の明るさに対応するように、オフ期間を挿入する。
電源回路52は、調光信号の代わりに修正調光信号が入力されるので、調光信号が示す調光率が第1のしきい値よりも小さいときでも、第1のしきい値と同じ調光率に対応する出力電圧を維持する。
次に、修正調光信号を出力する信号制御回路9の回路例について説明する。
図9は、実施の形態3に係る信号制御回路9の具体的な構成例を示す回路図である。同図の信号制御回路9は、図4と同じ回路構成であるが、AND回路42の出力信号を修正調光信号として電源回路52に出力している点が異なっている。
AND回路42は、調光信号(信号A)のパルスと基準パルス(信号B)との論理積をとる。調光信号(信号A)のパルス幅WAは、調光率が小さいほど大きいものとする。図5に示したように、AND回路42の出力信号(信号C)のパルス幅WCは、パルス幅WAとパルス幅WBのうち小さい方と同じになる。言い換えれば、パルス幅WCは、調光率が第1のしきい値より大きいとき調光信号のパルス幅WAと同じになり、調光率が第1のしきい値より小さいとき基準パルスのパルス幅WBと同じになる。基準パルスのパルス幅WBは、第1のしきい値の調光率を示す。
[3.2 照明光通信装置の動作例]
次に、実施の形態3に係る照明光通信装置の動作について説明する。
次に、実施の形態3に係る照明光通信装置の動作について説明する。
図10は、実施の形態3に係る照明光通信装置における調光率とLED電流の特性の一例を示す図である。同図は、図2と比べて、調光率が第1のしきい値Th1より小さく調光範囲が異なっている。以下、異なっている点を中心に説明する。
調光率が第1のしきい値Th1より小さい調光範囲では、電源回路52に修正調光信号が入力されるとともに、信号制御回路9からの指示により、DC−DCコンバータ64が定電圧動作モードに移行する結果、電源回路52の出力電圧は定電圧になっている。
調光率が第1のしきい値Th1より小さい調光範囲では、実施の形態1よりも高い電圧に保たれているので、LED電流のピーク値を実施の形態1よりも高く設定することができる。実施の形態3では、図10に示すように、第1のしきい値Th1より小さい調光範囲においてLED電流のピーク値を、1.0倍の高さに設定してもよいし、1.5倍に設定してもよい。また、実施の形態と同じ(区間(b))に設定してもよい。
図11は、実施の形態3に係るLED電流の波形およびオフ期間の例を示す模式図である。同図のLED電流(a)は、図10の区間(a)の例えば調光率50%のときのLED電流の波形を示す。LED電流(a)にはオフ期間が挿入されていない。
LED電流(b1)、LED電流(b3)、LED電流(b4)は、図10の(b1)点、(b3)点、(b4)点に対応する。
LED電流(b1)は、図3BのLED電流(b1)と同じである。LED電流(b3)では、ピーク値が1.0倍になっている。また、LED電流(b4)では、ピーク値が1.5倍になっている。
図11のように、実施の形態3に係る照明光通信装置によれば、第1のしきい値よりも小さい調光範囲で光源53にはより高い定電圧が印加され、LEDの電流ピーク値をより高くすることができる。
以上のように実施の形態3に係る信号制御回路9では、電源回路53は、調光率が第1のしきい値以上のとき、出力電流の平均を一定に保つ定電流動作モードで動作し、調光率が第1のしきい値より小さいとき、出力電圧の平均を一定に保つ低電圧動作モードで動作する。
ここで、論理積回路42の出力信号を、調光信号として電源回路52に供給してもよい。
これによれば、暗い調光領域における従来の可視光通信の限界よりももっと暗い調光領域でも可視光通信することができる。
より詳しく説明すると、電源回路52には、AND回路42の出力信号が修正された調光信号として供給される。また、信号制御回路9からの指示により、DC−DCコンバータ64が定電圧動作モードに移行する。そうすると、調光率が第1のしきい値よりも小さいとき、電源回路52の出力電圧は一定に保たれる。また、定電圧動作モードのため、LED電流のピーク値は平均デューティ比にかかわらず一定値となる。その結果、従来の可視光通信の限界よりももっと暗い調光領域において、オフ期間の挿入によって調光するとともに、光源53に流れる電流(LED電流)のピーク値を高く一定に保つことができる、これにより、従来の可視光通信の限界よりももっと暗い調光領域におけるS/N比を格段に向上させることができる。
このように、調光率が第1のしきい値よりも小さいとき、電源回路52には修正された調光信号つまり基準パルス幅と同じ調光率を示す修正調光信号が入力される。調光率が第1のしきい値よりも小さいとき、元の調光信号が示す調光率を実現する制御は信号制御回路9によるオフ期間の挿入によって行われる。
なお、実施の形態3に係る照明光通信装置と、実施の形態2に係る照明光通信装置とを組み合わせた構成としてもよい。
(実施の形態4)
実施の形態4では、暗い調光範囲における電源回路52の出力電圧を定電圧に保ち、かつ、定電圧のレベルを制御可能にし、暗い調光領域においてLED電流のピーク値を高くできる構成例について説明する。
実施の形態4では、暗い調光範囲における電源回路52の出力電圧を定電圧に保ち、かつ、定電圧のレベルを制御可能にし、暗い調光領域においてLED電流のピーク値を高くできる構成例について説明する。
[4.1 照明光通信装置の構成例]
図12は、実施の形態4に係る信号制御回路の具体的な構成例を示す回路図である。同図は、図9と比較して、信号生成回路44が追加されている点が異なっている。以下、異なっている点を中心に説明する。
図12は、実施の形態4に係る信号制御回路の具体的な構成例を示す回路図である。同図は、図9と比較して、信号生成回路44が追加されている点が異なっている。以下、異なっている点を中心に説明する。
信号生成回路44は、AND回路42の出力信号とEXOR回路43の出力信号とに基づいて、調光率が第1のしきい値以上のときに調光信号と同じ信号を出力し、調光率が第1のしきい値よりも小さいときに、第1のしきい値よりも大きい調光率を示すパルス幅の信号を生成する、生成した信号を、修正調光信号として電源回路52に出力する。
[4.2 照明光通信装置の動作例]
次に、実施の形態4に係る照明光通信装置の動作について説明する。
次に、実施の形態4に係る照明光通信装置の動作について説明する。
図13は、実施の形態4に係る信号制御回路における各部の信号の波形を示す図である。同図は、図5と比べて、信号Eが追加されている点が異なっている。
信号Eは、修正調光信号であり、調光率が第1のしきい値よりも大きいとき、調光信号と同じパルス幅WAの信号になる。また、修正調光信号は、調光率が第1のしきい値よりも小さいとき、第1のしきい値よりも大きい調光率を示すパルス幅WEの信号になる。パルス幅WEが示す調光率は、調光率が第1のしきい値よりも小さいときの電源回路52が出力する定電圧のレベルを決定付ける。パルス幅WEを設定することによって定電圧のレベルを所望するレベルに制御することができる。
電源回路52は、調光率が第1のしきい値よりも小さいとき、実際の調光率よりも大きいものとして動作し、出力電圧を、パルス幅WEに対応するレベルの定電圧にする。
以上のように実施の形態4に係る信号制御回路91は、AND回路42の出力信号とEXOR回路43の出力信号とに基づいて、調光率が第1のしきい値以上のときに調光信号を出力し、調光率が第1のしきい値よりも小さいときに、基準パルス幅(つまり、第1のしきい値が示す調光率に対応するパルス幅)よりも大きいパルス幅の信号を生成する信号生成回路44を備え、信号制御回路9は、信号生成回路44により生成された信号を、調光信号として電源回路52に供給する。
これによれば、実施の形態3の効果に加えて、暗い調光領域における電源回路52の定電圧のレベルを所望のレベルに設定することができる。これにより、LED電流のピーク値をより容易に設定することができる。
(実施の形態5)
実施の形態5では、通信信号のパルス幅を変更することによって通信信号の平均デューティ比を変更する照明光通信装置の例について説明する。
実施の形態5では、通信信号のパルス幅を変更することによって通信信号の平均デューティ比を変更する照明光通信装置の例について説明する。
[5.1 照明光通信装置の構成例]
実施の形態5に係る照明光通信装置は、実施の形態1の変形例に係る照明光通信装置とほぼ同じである。ただし、実施の形態1の変形例に係る照明光通信装置に対して、通信信号のパルス幅を変更する機能が追加されている。
実施の形態5に係る照明光通信装置は、実施の形態1の変形例に係る照明光通信装置とほぼ同じである。ただし、実施の形態1の変形例に係る照明光通信装置に対して、通信信号のパルス幅を変更する機能が追加されている。
[5.2 照明光通信装置の動作例]
次に、実施の形態5に係る照明光通信装置の動作について説明する。
次に、実施の形態5に係る照明光通信装置の動作について説明する。
図14は、実施の形態4に係るLED電流の波形およびオフ期間の例を示す模式図である。
同図のLED電流(b4)は、実施の形態3の図11に示したものを比較用に再掲している。図14のLED電流(b5)は、LED電流(b4)の代替するLED電流の波形を示している。すなわち、LED電流(b5)の休止期間およびピーク値は、LED電流(b4)と同じである。
LED電流(b5)は、LED電流(b4)と比べて、パルス幅が小さくなっている。
図15は、実施の形態5に係る照明光通信装置の処理例を示すフローチャートである。同図は、図6Aに示した照明光通信装置の変形例におけるマイコン8による処理例を示す。同図のフローチャートは、調光率が所定範囲内にあるとき、通信信号にオフ期間を挿入し、かつ、パルス幅を変更する処理例を示す。所定範囲は、例えば図10の区間(b)でよい。
まず、マイコン8は、調光信号に変化があるか否かを判定する(S51)。この調光信号は、マイコン8が判別可能であればよく、デジタル信号であっても、アナログ信号であってよい。
調光信号に変化がないと判定した場合、マイコン8は、S51の判定に戻る。調光信号に変化があると判定した場合、マイコン8は、調光率が所定範囲内にあるか否かを判定する(S52)。
調光率が所定範囲内にあると判定した場合、マイコン8は、LED電流の平均値が所望のレベルになるように、調光率および平均デューティ比に応じて、オフ期間の長さおよび周期と、パルス幅とを決定する(S53)。さらに、決定した長さおよび周期のオフ期間を通信信号にし、(S54)、通信信号のパルス幅を決定したパルス幅に設定する(S55)。
一方、調光率が所定範囲内にないと判定した場合、マイコン8は、通信信号にオフ期間を挿入していれば元に戻す(S64)。ここで、元に戻すというのは、オフ期間の挿入を停止し、パルス幅を元に戻すことである。
このように、実施の形態5に係る照明光通信装置は、調光率が所定範囲内にあるとき、通信信号にオフ期間を挿入するとともに、パルス幅を変更することによって、暗い調光範囲においても、LED電流のピーク値を一定に保ちつつ、調光率に応じて、LED電流の平均値をより小さい値に、大きい自由度で設定することができる。
なお、マイコン8は、LED電流のピーク値、調光率、平均デューティ比、オフ期間の長さ、通信信号のパルス幅を対応付けたテーブルデータを予め記憶しておき、ステップS53でテーブルデータを参照することによってオフ期間の長さおよび通信信号のパルス幅を決定してもよい。
以上のように実施の形態5に係る信号制御回路9は、さらに、調光率が第1のしきい値よりも小さいときに、通信信号のパルス幅を変更することによって、通信信号の平均デューティ比を変更するよう信号源を制御する。
これによれば、信号制御回路9は、パルス幅を変更することによってLED電流のピーク値を一定に保ちつつ、LED電流の平均値を増減することができる。また、信号制御回路9は、休止期間の長さと、パルス幅とを組み合わせることによって、LED電流の平均値の設定の自由度が大きくなる。
以上、本開示の一つまたは複数の態様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、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣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、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれてもよい。
1 変調回路
5 信号源
9 信号制御回路
41 基準信号源
42 AND回路(論理積回路)
43 EXOR回路(排他的論理和回路)
44 信号生成回路
52 電源回路
53 光源
5 信号源
9 信号制御回路
41 基準信号源
42 AND回路(論理積回路)
43 EXOR回路(排他的論理和回路)
44 信号生成回路
52 電源回路
53 光源
Claims (12)
- 照明光を発する光源と、
二値の通信信号を発生する信号源と、
前記光源に直列に接続され、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ことにより前記照明光を変調する変調回路と、
調光率を指示する調光信号に応じて可変の出力電流を前記光源に供給し、一定の調光率の下で出力電流の平均を一定に保つ電源回路と、
前記調光率が第1のしきい値を下回ったとき、人が知覚できない速度で周期的なオフ期間であって前記光源を流れる電流を遮断するオフ期間を前記通信信号に挿入するように前記信号源を制御する信号制御回路と、を備える
照明光通信装置。 - 前記信号制御回路は、前記調光率が第1のしきい値よりオフセット値だけ異なる第2のしきい値を上回ったとき、オフ期間の挿入を停止するように前記信号源5を制御する
請求項1に記載の照明光通信装置。 - 前記信号制御回路は、前記調光率が小さいほど前記オフ期間を長くするように前記信号源を制御する
請求項1または2に記載の照明光通信装置。 - 前記信号制御回路は、
前記調光率の前記第1のしきい値に低下したとき前記オフ期間の長さをゼロとするように前記信号源を制御する
請求項1から3のいずれか1項に記載の照明光通信装置。 - 前記電源回路は、前記調光率が第1のしきい値以上のとき、出力電流の平均を一定に保つ定電流動作モードで動作し、前記調光率が第1のしきい値より小さいとき、出力電圧の平均を一定に保つ低電圧動作モードで動作する
請求項1から4のいずれか1項に記載の照明光通信装置。 - 前記調光信号は、調光率に応じたパルス幅のパルスを有し、
前記信号制御回路は、
前記調光信号に含まれるパルスをトリガーに、基準パルス幅を有する基準パルスを発生する基準信号源と、
前記調光信号のパルスと前記基準パルスとの論理積をとる論理積回路と、
前記調光信号のパルスと前記論理積回路の出力パルスとの排他的論理和をとる排他的論理和回路とを備え、
前記信号制御回路は、前記排他的論理和回路の出力信号に生じるパルスの幅に応じて前記オフ期間の長さを決定する
請求項1から5のいずれか1項に記載の照明光通信装置。 - 前記基準パルス幅は、前記第1のしきい値が示す調光率に対応し、
前記信号制御回路は、前記排他的論理和回路の出力信号にパルスが生じていないとき、前記調光率が前記第1のしきい値より大きいと判定し、前記排他的論理和回路の出力信号にパルスが生じていれば、前記調光率が前記第1のしきい値より小さいと判定する
請求項6に記載の照明光通信装置。 - 前記信号制御回路は、前記論理積回路の出力信号を、前記調光信号として前記電源回路に供給する
請求項6または7に記載の照明光通信装置。 - 前記信号制御回路は、さらに、
前記論理積回路の出力信号と前記排他的論理和回路の出力信号とに基づいて、前記調光率が前記第1のしきい値以上のときに前記調光信号を出力し、前記調光率が前記第1のしきい値よりも小さいときに前記基準パルス幅よりも大きいパルス幅の信号を生成する信号生成回路を備え、
前記信号制御回路は、前記信号生成回路により生成された信号を、前記調光信号として前記電源回路に供給する
請求項6または7に記載の照明光通信装置。 - 前記信号制御回路は、さらに、前記調光率が前記第1のしきい値よりも小さいときに、前記通信信号の平均パルス幅を変更することによって、前記通信信号の平均デューティ比を変更するよう前記信号源を制御する
請求項1から9のいずれか1項に記載の照明光通信装置。 - 前記オフ期間を含む前記通信信号の平均的な周波数は、人にちらつきを知覚させない範囲で可変である
請求項1から10のいずれか1項に記載の照明光通信装置。 - 前記オフ期間を含む前記通信信号の平均的な周波数は、100Hz以上である
請求項1から11のいずれか1項に記載の照明光通信装置。
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JP2018084277A Pending JP2019193109A (ja) | 2018-04-25 | 2018-04-25 | 照明光通信装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2019193109A (ja) |
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2018
- 2018-04-25 JP JP2018084277A patent/JP2019193109A/ja active Pending
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