JP2019193111A - 照明光通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ電流の断続によるピーク値の増大に起因する光源の信頼性が低下す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、調光率が所定範囲内にあるとき、光源５３を流れる電流に直流電流を重畳する電流重畳回路１０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っている。

特開２０１７−１３９２１１号公報

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。

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。

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。

本発明は、ＬＥＤ電流の断続によるピーク値の増大に起因する光源の信頼性が低下することを軽減する照明光通信装置を提供する。

上記の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、前記調光率が所定範囲内にあるとき、前記光源を流れる電流に直流電流を重畳する電流重畳回路とを備える。

本発明の照明光通信装置によれば、ＬＥＤ電流の断続による大きな電流ピーク値に起因して光源の信頼性が低下することを軽減することができる。

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。 図１Ｂは、実施の形態１に係る照明光通信装置の各部の電流波形を模式的に示す説明図である。 図２Ａは、実施の形態１に係る照明光通信装置のより詳細な構成例を示すブロック図である。 図２Ｂは、実施の形態１に係る変調回路の構成例を示す回路図である。 図２Ｃ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。 図３は、実施の形態１に係る照明光通信装置における調光率に対するＬＥＤ電流およびバイパス電流の特性の一例を示す図である。 図４は、図３中の複数ポイントにおけるＬＥＤ電流の波形、条件および計算例を模式的に示す説明図である。 図５は、実施の形態１に係る調光判別回路および電流設定回路の構成例を示す回路図である。 図６は、図５の調光判別回路および電流設定回路における各部の信号波形を示すタイムチャートである。 図７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８は、実施の形態１に係る照明光通信装置の変形例における処理例を示すフローチャートである。 図９は、実施の形態２に係る照明光通信装置における調光率に対するＬＥＤ電流およびバイパス電流の特性の一例を示す図である。 図１０は、図９中の複数ポイントにおけるＬＥＤ電流の波形、条件および計算例を模式的に示す説明図である。 図１１は、実施の形態２に係る照明光通信装置の変形例における処理例を示すフローチャートである。 図１２は、比較例に係る照明光通信装置の構成を示すブロック図である。 図１３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。 図１４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。 図１５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。 図１６は、比較例に係る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。

（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。

図１２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の出力両端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と電流検出抵抗７３との直列回路が形成される。電流検出抵抗７３の電圧降下は入力抵抗６８およびフィードバック回路６７を介して、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４に帰還される。ＤＣ−ＤＣコンバータ６４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。例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４は、電流検出抵抗７３の電圧降下と基準電圧源７２の基準電圧との差分を０に保とうとする。

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１３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）断続信号の縦軸は電圧を示す。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合をいう。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１４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ＬＥＤ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。

例えば、調光率１００％の場合、平均デューティ比２０％のＬＥＤピーク電流は平均デューティ比１００％のＬＥＤピーク電流の５倍になる。また例えば、調光率１００％の場合、平均デューティ比１０％のＬＥＤピーク電流は平均デューティ比１００％のＬＥＤピーク電流の１０倍になる。

このように、同じ調光率では、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。

図１５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１４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１４と同様に、同じ調光率では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っている。また、同じ平均デューティ比では、調光率が高いほどＬＥＤピーク電流は大きくなっている。

図１６は、比較例に係る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６４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。

図１６においても、図１４、図１５と同様に、デューティ比が小さいほど、出力電圧、ＬＥＤ電流ともに大きくなっている。

比較例のように、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６４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電流のピーク値が過大になって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。

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、前記調光率が所定範囲内にあるとき、前記光源を流れる電流に直流電流を重畳する電流重畳回路とを備える。

この構成によれば、重畳された直流電流に相当する電流量が、ＬＥＤ電流のパルス状の電流から減少する。つまり、前記光源を流れる電流に直流電流を重畳することによって、ＬＥＤ電流のピーク値を下げることができる。これにより、ＬＥＤ電流の断続による大きな電流ピーク値に起因して光源の信頼性が低下することを軽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。

［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、デューティ切替回路７および電流重畳回路１０を備える。電流重畳回路１０は、可変定電流回路２、調光判別回路４および電流設定回路６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。

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、照明光に通信信号（断続信号とも呼ぶ）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。二値の通信信号は、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。

デューティ切替回路７は、調光率が第１のしきい値を下回ったとき、信号源５に、平均デューティ比が小さい通信信号に切替させる。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。

電流重畳回路１０は、調光率が所定範囲内にあるとき、光源５３を流れる電流に直流電流を重畳する。

ここで、電流重畳回路１０による重畳について説明する。

図１Ｂは、実施の形態１に係る照明光通信装置の各部の電流波形を模式的に示す説明図である。同図の横軸は時間を示す。縦軸は電流値（瞬時値）を示す。同図では、図１Ａ中の矢線で示した配線部分の電流ｉ１、ｉ２、ｉ３の波形を示す。すなわち、電流ｉ１は、変調回路１を流れる電流である。電流ｉ１は、変調回路１による断続によりパルス状になっている。電流ｉ２は、電流重畳回路１０を流れる電流である。電流ｉ２は、電流重畳回路１０自身を流れる電流であり、光源５３を流れる電流に重畳される直流電流であり、かつ、変調回路１を流れないでバイパスする電流である。電流ｉ３は、光源５３を流れる電流であり、電流ｉ１に電流ｉ２を重畳した電流である。なお、電流ｉ２の直流電流をバイパス電流とも呼ぶ。

また、図１Ｂの（ａ）〜（ｃ）は、光源５３を流れる電流に電流重畳回路１０が直流電流を重畳しない場合、つまり電流ｉ２が０の場合の電流波形を示す。電流ｉ２が０なので、光源５３を流れる電流ｉ３は、変調回路１を流れる電流ｉ２と同じである。このときの（ｃ）電流ｉ３の平均値をａ３、ピーク値をｐ３、パルス高（波高値）をｈ３とする。

これに対して、図１Ｂの（Ａ）〜（Ｃ）は、（ａ）〜（ｃ）と同じ明るさで、つまり同じ調光率で、電流ｉ２を光源を流れる電流に重畳したときの電流波形を示す。電流ｉ２の大きさをＱとする。このときの（Ｃ）電流ｉ３の平均値は、（ａ）〜（ｃ）のケースと同じ明るさなので、（ｃ）の平均値ａ３と同じである。ところが、（Ｃ）電流ｉ３のピーク値Ｐ３およびパルス高（波高値）Ｈ３は、（ｃ）電流ｉ３のピーク値ｐ３およびパルス高（波高値）ｈ３と異なっている。すなわち、（Ｃ）電流ｉ３のピーク値Ｐ３は、（ｃ）電流ｉ３のピーク値ｐ３よりも小さくなっている。また、（Ｃ）電流ｉ３のパルス高（波高値）Ｈ３は、（ｃ）電流ｉ３のパルス高（波高値）ｈ３よりも小さくなっている。

これは、電源回路５２が一定の調光率の下では出力電流の平均を一定に保つ制御をしていることと、直流電流を光源５３を流れる電流に重畳したこととの帰結である。

このように電流重畳回路１０は、直流電流を光源５３を流れる電流に重畳するので、光源５３を流れる電流のピーク値および波高値を抑制することができる。直流電流の大きさＱは任意に設定可能であり、ピーク値をどの程度抑制が必要かに応じて定められる。

次に、照明光通信装置のより具体的な構成例について説明する。

図２Ａは、実施の形態１に係る照明光通信装置のより詳細な構成例を示すブロック図である。図２Ａは、図１Ａと比べて、電源回路５２、変調回路１および可変定電流回路２それぞれのより詳細な回路例を示す点が異なっている。以下、同じ点の説明の重複を避けて、異なる点を中心に説明する。

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、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の出力両端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、光源５３と変調回路１と電流検出抵抗７３との直列回路が形成される。さらに、電流重畳回路１０が変調回路１と並列に接続されている。電流検出抵抗７３の電圧降下は入力抵抗６８を介して、演算増幅器６９のマイナス入力端子に入力される。演算増幅器６９のプラス入力端子には基準電圧源７２の基準電圧が入力される。演算増幅器６９は、上記の電圧降下と上記の基準電圧との誤差を示すフィードバック信号をＤＣ−ＤＣコンバータ６４に出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ６４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。例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４は、電流検出抵抗７３の電圧降下と基準電圧源７２の基準電圧との誤差を０に保とうとする。

変調回路１は、信号源５からの断続信号に従って断続するスイッチ１１を有する。変調回路１は、例えば図２Ｂまたは図２Ｃのような回路構成としてもよい。

図２Ｂ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２Ｂのような簡単な回路構成としてもよい。

図２Ｃ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２Ｃ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。

可変定電流回路２は、トランジスタ２１、検出抵抗２２、演算増幅器２３、および電圧源２４を備える。

トランジスタ２１は、ゲート電圧に応じた抵抗値を有し、これにより、自身に可変の定電流を通電する。ゲート電圧は演算増幅器２３から供給される。

検出抵抗２２は、トランジスタ２１を流れる電流の大きさを検出するための電流検出抵抗である。

演算増幅器２３は、検出抵抗２２の電位と電流設定回路６からの設定信号の電位との誤差に応じた出力信号を生成してスイッチ１１のゲートに供給する。

電圧源２４は、演算増幅器２３に電源となる定電圧を供給する。

これによれば、可変定電流回路２は、電流設定回路６からの設定信号に応じて可変の直流電流を自身に通電する。この直流電流は、図１Ｂの例では（Ｂ）電流ｉ２に相当し、（Ｃ）電流ｉ３に重畳される。また、直流電流の大きさは、電流設定回路６からの設定信号の電位Ｖｂに応じて定まる。

［１．２ 照明光通信装置の動作例］
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３は、実施の形態１に係る照明光通信装置における調光率に対するＬＥＤ電流およびバイパス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。同図上段の縦軸のＬＥＤ電流は、光源５３を流れる電流を示す。同図下段の縦軸のバイパス電流は、光源５３を流れる電流に重畳される直流電流を示す。同図上段および下段の縦軸の電流値は、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。

同図の上段において、一点鎖線はＬＥＤ電流の平均値を示し、一定の調光率の下では平均デューティ比に関わらず、ＬＥＤ電流の平均値は、一定（つまり同じ明るさ）である。

同図の破線（区間ＴａおよびＴｂ）および区間Ｔ２の太線からなる直線は、通信信号の平均デューティ比が６５％であると仮定した場合のＬＥＤ電流のピーク値を示す。平均デューティ比６５％の下で調光率を変化させた場合、ＬＥＤ電流のピーク値は、この直線のように調光率に比例する。

また、図３では、調光率５０％を境に通信信号がデューティ切替回路７によって切り替えられているものとする。すなわち、調光率５０％から１００％の範囲では、通信信号の平均デューティ比が６５％であるものとしている。つまり、区間Ｔａ、Ｔ１、Ｔ２のいずれも通信信号の平均デューティ比が６５％であるものとしている。

また、調光率０％から５０％の範囲では、通信信号の平均デューティ比が３５％であるものとしている。つまり、区間Ｔ３での通信信号の平均デューティ比が３５％であるものとしている。

図３上段の太線は、実施の形態１の照明光通信装置におけるＬＥＤ電流のピーク値を示す。同図中の区間Ｔ１は、上記の所定範囲の一例、つまり、電流重畳回路１０がバイパス電流をＬＥＤ電流に重畳する区間の一例である。

バイパス電流をＬＥＤ電流へのバイパス電流の重畳について、区間Ｔａと区間Ｔ１を対比して説明する。

区間Ｔａの破線は、比較例の照明光通信装置におけるＬＥＤ電流のピーク値、言い換えればバイパス電流が重畳されない場合のＬＥＤ電流のピーク値を示す。調光率１００％のときの区間Ｔａのピーク値は、図３では最大の値になっており、１／０．６５＝１．５４倍になっている。平均デューティ比が６５％よりももっと小さければ、調光率１００％のときのピーク値はもっと大きい値になり、電流ピーク値に起因して光源の信頼性が低下するという問題がより深刻になる。

これに対して、区間Ｔ１は、実施の形態１の照明光通信装置における図３の下段のようなパイパス電流がＬＥＤ電流に重畳されている例を示す。電流重畳回路１０は、区間Ｔ１では、バイパス電流の大きさを調光率に比例するように決定している。ここでは、電流重畳回路１０は、区間Ｔ１におけるＬＥＤ電流のピーク値を、（Ｂ）点の約１．３３倍の一定レベルに抑制するように、バイパス電流の大きさを決定している。

電流重畳回路１０がパイパス電流を重畳する所定範囲を、調光率１００％を含む範囲（図３では区間Ｔ１）にすれば、調光率１００％における最大となるＬＥＤ電流のピーク値を所望するレベルに抑制することができる。ＬＥＤ電流のピーク値を抑制することによって、電流ピーク値に起因して光源の信頼性が低下することを軽減することができる。

次に、電流重畳回路１０によるバイパス電流の大きさを決定する例について説明する。

図４は、図３中の複数ポイントにおけるＬＥＤ電流の波形、条件および計算例を模式的に示す説明図である。同図の（Ａ）から（Ｃ）は図３中の（Ａ）から（Ｃ）に対応する。

図３の（Ａ）点では、平均デューティ比６５％で調光率１００％のときに、ＬＥＤ電流のピーク値を１．３３倍に抑制することを前提にしている。１．３３倍は、平均デューティ比７５％の通信信号の最大ピーク値に相当する。図４の（Ａ）の「条件」は、平均デューティ比が６５％で調光率が１００％であるものとしている。図４の（Ａ）の「計算例」では、平均デューティ比６５％で調光率１００％のとき、ＬＥＤ電流のピーク値を１．３３倍にするために、バイパス電流の大きさＱをいくつにすればよいかを示している。この計算例から、図４の（Ａ）の「波形」に示すように、バイパス電流の大きさＱは、０．３９と決定される。

図３の（Ｂ）点では、バイパス電流を０にしてよいポイントを示している。つまり、図４の（Ｂ）の「条件」では、平均デューティ比６５％でＬＥＤ電流のピーク値が１．３３倍であるものとしている。図４の（Ｂ）の計算例では、平均デューティ比６５％でＬＥＤ電流のピーク値が１．３３倍になるのは、調光率Ｄｉｍがいくつのときかを計算している。その結果、図３の（Ｂ）点は、バイパス電流を０にしてよいポイントとして、調光率８６．５％のポイントが決定される。図３および図４の例では、上記の所定範囲は、調光率８６．５％から１００％までの範囲と決定される。この例では、調光率８６．５％でのパイパス電流の大きさＱを０と決定する。上記の所定範囲におけるバイパス電流の調光率に比例するように制御される。

さらに、図３の（Ｃ）点における平均デューティ比に切替について説明する。

デューティ切替回路７は、調光率が第１のしきい値を下回ったとき、信号源５に平均デューティ比が小さい通信信号に切替させるように制御する。図３では第１のしきい値は（Ｃ）点つまり調光率５０％としている。比較例では、調光率が小さくなるほどピーク電流も減少し、照明光の明暗の差が小さくなり、Ｓ／Ｎ比が劣化する。これに対して、デューティ切替回路７によれば、調光率が第１のしきい値を下回ったとき、平均デューティ比の小さい通信信号に切り替えることにより、ピーク値を高くし、Ｓ／Ｎ比の劣化を軽減することができる。

［１．３ 電流重畳回路１０の回路例］
次に、電流重畳回路１０を簡単な回路構成により実現する回路例について説明する。

図５は、実施の形態１に係る調光判別回路４および電流設定回路６の構成例を示す回路図である。また、図６は、図５の調光判別回路４および電流設定回路６における各部の信号波形を示すタイムチャートである。図６中の信号Ａ、信号Ｂ、信号Ｃ、・・・等は、図５のＡ、Ｂ、Ｃ、・・・等における信号を意味する。図６中のＷＡ、ＷＢ、・・・等は、信号Ａ、信号Ｂ、・・・等のそれぞれのパルス幅を意味する。図６の区間Ｄ１は、調光率が上記の所定範囲の下限よりも小さい場合（暗い場合）に対応する。区間Ｄ２は、調光率が所定範囲の下限よりも大きい場合（明るい場合）に対応する。

図５において、調光判別回路４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は調光率に比例するものとする。つまり、調光率が大きいほどパルス幅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、上記の所定範囲の下限の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、調光率が所定範囲の下限より大きいか否かを示す。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。さらに言い換えれば、ＥＸＯＲ回路４３の出力信号のパルス幅ＷＤは調光率に比例するバイパス電流の大きさを指示する信号として利用可能である。

また、図５の電流設定回路６は、基準信号源４４、バッファ回路４５、ＥＸＯＲ回路４６、バッファ回路４７、ＡＮＤ回路４８、抵抗４９、コンデンサ４１０および抵抗４１１を備える。

基準信号源４４は、調光判別回路４のＥＸＯＲ回路４３の出力信号（信号Ｄ）に含まれるパルスをトリガーに、所望のバイパス電流の大きさに対応するパルス幅ＷＥを有する基準パルスを発生する。

バッファ回路４５は、ＥＸＯＲ回路４３の出力信号（信号Ｄ）をＥＸＯＲ回路４６に入力する。

ＥＸＯＲ回路４６は、バッファ回路４５の出力信号と、基準信号源４４からの基準パルス（信号Ｅ）との排他的論理和をとる。ＥＸＯＲ回路４６の出力信号（信号Ｆ）のパルス幅ＷＦは、パルス幅ＷＥからパルス幅ＷＤを引いた大きさになる。

バッファ回路４７は、基準信号源４４からの基準パルスをＡＮＤ回路４８に入力する。

ＡＮＤ回路４８は、ＥＸＯＲ回路４６の出力信号（信号Ｆ）と、バッファ回路４７の出力信号との論理積をとる。

抵抗４９、コンデンサ４１０、抵抗４１１からなる回路は、ＡＮＤ回路４８の出力信号中のパルスのパルス幅に応じた直流電圧を生成する積分回路を構成する。例えば、コンデンサ４１０に保持される積分値としての電圧は、直流電流（バイパス電流）の大きさを示す電圧Ｖｂの設定信号として、可変定電流回路２内の演算増幅器２３のプラス入力端子に出力される。設定信号の電圧Ｖｂは、直流電流（バイパス電流）の大きさを可変定電流回路２に指示する。

このように、電流重畳回路１０は、図５のような簡単な論理回路を中心に構成することができる。

なお、上記の調光判別回路４の基準信号源４１は、所定範囲（例えば図３の区間Ｔ１）の下限の調光率に対応する基準パルスを生成する例を説明したが、所定範囲の下限ではなく上記の第１のしきい値（例えば図３の調光率５０％）に対応する基準パルスを生成してもよい。

また、電流重畳回路１０は、それぞれ異なるしきい値に対応する複数の調光判別回路４を備えてもよい。例えば、調光判別回路４の１つは所定範囲の下限の調光率に対応する基準パルスを生成する。調光判別回路４の他の１つは、第１のしきい値に対応する基準パルスを生成する。調光判別回路４のさらに他の１つは他のしきい値に対応する基準パルスを生成する。

なお、調光信号の正パルスの幅が調光率に比例する例について説明したが、調光信号の負パルスの幅が調光率に比例する場合であっても、調光信号を反転する等により図５の回路で同様に処理可能である。

また、調光信号は、調光率をパルス幅で示すＰＷＭ変調されたデジタル信号である例を説明したがこれに限らない、例えば、調光信号が調光率に対応する電圧値をもつアナログ信号であってもよい。この場合、アナログ信号としての調光信号を上記のデジタル信号に変換し、図５の調光判別回路４に入力してもよい。また、調光信号は、ＰＷＭ変調以外でデジタル信号であってもよい。

［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。

図７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、調光判別回路４、信号源５、電流設定回路６およびデューティ切替回路７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、調光判別回路４、信号源５、電流設定回路６およびデューティ切替回路７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８は、実施の形態１に係る照明光通信装置の変形例における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、光源５３を流れる電流に直流電流を重畳する処理例を示す。所定範囲は、例えば図３の区間Ｔ１でもよい。マイコン８は、調光信号に変化があるか否かを判定する（Ｓ８１）。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、Ｓ８１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、調光率および平均デューティ比に応じて、直流電流（つまりバイパス電流）の大きさを決定する（Ｓ８３）。この決定では、マイコン８は、たとえば、図４の例のように、条件を定めてバイパス電流の大きさを算出する。あるいは、マイコン８は、図４の例のような条件、調光率および平均デューティ比に応じた直流電流の大きさを、予めテーブルデータとして記憶しておき、テーブルデータを参照することによってバイパス電流の大きさを決定してもよい。

さらに、マイコン８は、決定したバイパス電流の大きさを指示する設定信号を可変定電流回路２に供給することによって、光源５３を流れる電流に、バイパス電流を重畳する（Ｓ８４）。

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、バイパス電流を重畳していれば重畳を停止する（Ｓ８５）。このとき、マイコン８、例えばバイパス電流の大きさとしてゼロを指示する設定信号を可変定電流回路２に供給する。

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、光源５３を流れる電流に直流電流を重畳することができる。

なお、デューティ切替回路７による平均デューティ比の切替もマイコン８により処理することができる。

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、調光率が所定範囲内にあるとき、光源５３を流れる電流に直流電流を重畳する電流重畳回路１０とを備える。

これによれば、光源を流れる電流の断続による瞬間的な大きなピーク値に起因して光源の信頼性が低下することを軽減することができる。詳しく言うと、変調回路１が光源５３を流れる電流を断続することによって光源５３を流れる電流ＬＥＤ電流のピーク値は大きくなるけれども、調光率が所定範囲内にあるときは、直流電流を光源５３を流れる電流に重畳するので、ピーク値を抑制することができる。こうして、大きなピーク値による瞬時的な光源への負担を軽減し、光源の信頼性の低下を軽減することができる。

ここで、電流重畳回路１０は、直流電流の大きさを調光率に応じて決定してもよい。

これによれば、直流電流の大きさを調光率に応じて決定することにより、ＬＥＤ電流のピーク値を適切に設定することを容易にする。つまり、ＬＥＤ電流のピーク値をどの程度抑制するかを容易に設定することができる。

ここで、電流重畳回路１０は、直流電流の大きさを通信信号のデューティ比に応じて決定してもよい。

これによれば、直流電流の大きさを通信信号のデューティ比に応じて決定することにより、ＬＥＤ電流のピーク値を適切に設定することを容易にする。

ここで、電流重畳回路１０は、直流電流の大きさを、調光率および通信信号のデューティ比に応じて決定としてもよい。

これによれば、ＬＥＤ電流のピーク値を適切に設定することを容易にする。

ここで、上記の所定範囲は、調光率１００％を含む範囲であってもよい。

これによれば、上記の所定範囲は最も明るい調光範囲であり、調光率が１００％のときの最も高いピーク値を抑制することができる。その結果、光源の信頼性の低下を効果的に軽減することができる。

ここで、電流重畳回路１０は、直流電流を所定範囲内の調光率に比例させてもよい。

これによれば、所定範囲におけるピーク値を、所望の一定レベルを超えないように抑制することができる。

ここで、照明光通信装置は、調光率が第１のしきい値を下回ったとき、信号源５に、平均デューティ比が小さい通信信号に切替させるデューティ切替回路７を備えていてもよい。

比較例では、調光率が小さくなるほどピーク電流も減少し、照明光の明暗の差が小さくなり、Ｓ／Ｎ比が劣化する。これに対して、実施の形態１に係る照明光通信装置によれば、調光率が第１のしきい値を下回ったとき、例えば調光によりある明るさよりも暗くなったとき、平均デューティ比が小さい通信信号に切り替えることにより、ＬＥＤ電流のピーク値を高くし、Ｓ／Ｎ比の劣化を軽減することができる。

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、電流重畳回路１０は、調光信号に含まれるパルスをトリガーに、所定範囲の下限の調光率に対応する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、論理積との排他的論理和をとるＥＸＯＲ回路４３とを備え、ＥＸＯＲ回路４３の出力信号におけるパルスの有無は、調光率が所定範囲の下限より大きいか否かを示し、ＥＸＯＲ回路４３の出力信号に含まれるパルスの幅は、調光率に対応してもよい。

これによれば、信号制御回路は簡単な論理回路を中心に構成することができる。また、調光率が所定範囲の下限より大きいか否かの判定を容易にすることができる。

ここで、電流重畳回路１０は、ＥＸＯＲ回路４３の出力信号におけるパルスの幅に応じて、直流電流の大きさを決定してもよい。

これによれば、直流電流の大きさの決定を容易にすることができる。

ここで、電流重畳回路１０は、光源５３と直列に接続され、かつ、変調回路１と並列に接続され、直流電流の大きさを示す設定信号に応じて可変の直流電流を自身に通電する可変定電流回路２と、調光率が所定範囲の下限より大きいか否かを判定する調光判別回路４と、調光率が所定範囲内にあるとき、調光率に応じた設定信号を生成する電流設定回路６とを備え、調光信号は、調光率に応じたパルス幅のパルスを有し、調光判別回路４は、調光信号に含まれるパルスをトリガーに、所定範囲の下限の調光率に対応する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、論理積との排他的論理和をとるＥＸＯＲ回路４３とを備え、電流設定回路６は、ＥＸＯＲ回路４３の出力信号に基づいて設定信号を生成してもよい。

これによれば、電流重畳回路１０は、簡単な論理回路を中心に構成され、所定範囲の下限より大きいか小さいかの判定を容易にすることができ、かつ、設定信号の決定を容易にすることができる。

（実施の形態２）
実施の形態２では、実施の形態１における平均デューティ比の切替時に、つまり、調光率が第１のしきい値を下回ったときに、さらに、バイパス電流を光源５３を流れる電流に重畳す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と比べて、調光判別回路４および電流設定回路６において、調光率が第１のしきい値を下回ったときにバイパス電流を光源５３を流れる電流に重畳する機能が追加されている。

［２．２ 照明光通信装置の動作例］
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９は、実施の形態２に係る照明光通信装置における調光率に対するＬＥＤ電流およびバイパス電流の特性の一例を示す図である。同図は、図３と比べて、図９の区間Ｔ４においてバイパス電流が重畳される点が異なっている。以下、図３と異なる点を中心に説明する。また、同図の（Ｃ）点は、第１のしきい値（図９では調光率５０％）よりわずかに大きい調光率に対応し、（Ｃ）点での平均デューティ比６５％であり、区間Ｔ４に含まれない。

（Ｄ）点は、第１のしきい値（図９では調光率５０％）よりわずかに小さい調光率に対応し、（Ｄ）点での平均デューティ比３５％であり、区間Ｔ４に含まれる。

（Ｅ）点は、区間Ｔ４の端点であり、平均デューティ比３５でＬＥＤ電流のピーク値が１．３３になるときの、調光率に対応する。

電流重畳回路１０は、図９の下段に示すように、調光率が第１のしきい値よりも小さく、区間Ｔ４の範囲内にあるとき、ＬＥＤ電流にバイパス電流を重畳する。この重畳により、区間Ｔ４では、図３のようなピーク値の急激な変化を防止し、滑らかに変化させる。

これによれば、さらに、平均デューティ比が小さい通信信号に切り替えることによるピーク値の上昇を、所望のレベル（図９では１．３３）に設定することができる。その結果、切り替え時の急激なピーク値の上昇を抑制することができる。また、急激なピーク値の上昇を抑制するので、ちらつき等の視覚上の違和感を低減させることができる。また、通信信号の切り替え時における光源の信頼性の低下を軽減することができる。

図１０は、図９中の複数ポイントにおけるＬＥＤ電流の波形、条件および計算例を模式的に示す説明図である。図１０は、図４と比べて、（Ｄ）欄と（Ｅ）蘭とが追加されている点が異なる。以下、異なる点を中心に説明する。

図１０の（Ｄ）欄と（Ｅ）蘭は、図９の（Ｄ）点と（Ｅ）点に対応する。

図９の（Ｄ）点は、平均デューティ比の切替直後の点であり、切替直前の（Ｃ）点と同じピーク値０．７７倍にすることを目標とする。図１０の（Ｄ）の「条件」は、調光率５０で、平均デューティ比３５％のときに、ピーク電流を０．７７倍にするには、バイパス電流をいくつにすればよいかである。図１０の（Ｄ）の「計算例」は、この条件を満たすバイパス電流の大きさが０．３５倍であることを示している。

図９の（Ｅ）点は、ピーク値が１．３３倍になる点であり、バイパス電流をゼロにする点である。図１０の（Ｅ）の「条件」は、平均デューティ比３５％のときに、ピーク電流が１．３３倍になるのは、調光率Ｄｉｍがいくつなのかである。図１０の（Ｅ）の「計算例」は、この条件を満たす調光率Ｄｉｍが４７％であることを示している。

図１０の計算例に従って、図９では、電流重畳回路１０は、調光率が第１のしきい値（５０％）を下回ったとき、直流電流を光源５３を流れる電流に重畳する。さらに、電流重畳回路１０は、調光率が第１のしきい値（５０％）から、第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値（４７％）までの範囲内にあるとき、光源５３を流れる電流に直流電流を重畳する。このときの直流電流（バイパス電流）は、調光率が第１のしきい値のとき平均デューティ比切替直前と同じ０．７７倍に設定され、調光率が第２のしきい値のときゼロに設定され、第１のしきい値から第２のしきい値までの範囲でリニアに変化するよう設定される。

図１１は、実施の形態２に係る照明光通信装置における処理例を示すフローチャートである。同図は、図７に示した実施の形態１に変形例におけるマイコン８を有する照明光通信装置を前提とする。図１１の第１の範囲は、例えば、図９の区間Ｔ１に対応する上記の所定範囲である。図１１の第２の範囲は、例えば、図９の区間Ｔ４に対応し、第１のしきい値から第２のしきい値までの範囲である。

図１１において、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（Ｓ１１）。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、Ｓ８１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、調光率が第１の範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ１２）。

調光率が第１の範囲内にないと判定した場合、マイコン８は、調光率が第２の範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ１３）。

調光率が第２の範囲内にないと判定した場合、マイコン８は、バイパス電流を重畳していれば重畳を停止する（Ｓ１４）。このとき、マイコン８、例えばバイパス電流の大きさとしてゼロを指示する設定信号を可変定電流回路２に供給してもよい。

一方、調光率が第１の範囲内にあると判定した場合、および、調光率が第２の範囲内にあると判定した場合、マイコン８は、調光率および平均デューティ比に応じて、直流電流（つまりバイパス電流）の大きさを決定する（Ｓ１５）。この決定では、マイコン８は、たとえば、図１０の例のように、条件を定めてバイパス電流の大きさを算出する。あるいは、マイコン８は、図１０の例のような条件、調光率および平均デューティ比に応じた直流電流の大きさを、予めテーブルデータとして記憶しておき、テーブルデータの参照することによってバイパス電流の大きさを決定してもよい。

さらに、マイコン８は、決定したバイパス電流の大きさを指示する設定信号を可変定電流回路２に供給することによって、光源５３を流れる電流に、バイパス電流を重畳する（Ｓ１６）。

このように、マイコン８によっても、調光率が第１の範囲内にあるとき、および、調光率が第２の範囲内にあるとき、光源５３を流れる電流に直流電流を重畳することができる。

なお、デューティ切替回路７による平均デューティ比の切替もマイコン８により処理することができる。

以上のように実施の形態２に係る照明光通信装置は、第１のしきい値は、所定範囲の下限よりも小さく、電流重畳回路１０は、さらに、調光率が第１のしきい値を下回ったとき、直流電流を光源５３を流れる電流に重畳する。

これによれば、さらに、平均デューティ比が小さい通信信号に切り替えることによるＬＥＤ電流のピーク値の上昇を、所望のレベルに設定することができる。その結果、切り替え時の急激なピーク値の上昇を抑制し、ちらつき等の視覚上の違和感を低減させることができる。また、急激なピーク値の上昇を抑制するので、通信信号の切り替え時における光源の信頼性の低下を軽減することができる。

ここで、電流重畳回路１０は、調光率が第１のしきい値から、第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値までの範囲内にあるとき、光源５３を流れる電流に直流電流を重畳してもよい。

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
２ 可変定電流回路
４ 調光判別回路
５ 信号源
６ 電流設定回路
７ デューティ切替回路
１０ 電流重畳回路
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）
５２ 電源回路
５３ 光源

Claims (12)

1. 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、
   前記調光率が所定範囲内にあるとき、前記光源を流れる電流に直流電流を重畳する電流重畳回路と、を備える
   照明光通信装置。
2. 前記電流重畳回路は、前記直流電流の大きさを、前記調光率に応じて決定する
   請求項１に記載の照明光通信装置。
3. 前記電流重畳回路は、前記直流電流の大きさを、前記通信信号のデューティ比に応じて決定する
   請求項１に記載の照明光通信装置。
4. 前記電流重畳回路は、前記直流電流の大きさを、前記調光率および前記通信信号のデューティ比に応じて決定する
   請求項１に記載の照明光通信装置。
5. 前記所定範囲は、調光率１００％を含む範囲である
   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。
6. 前記電流重畳回路は、前記直流電流を前記所定範囲内の調光率に比例させる
   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。
7. さらに、調光率が第１のしきい値を下回ったとき、前記信号源に、平均デューティ比が小さい通信信号に切替させるデューティ切替回路を備える
   請求項１から６のいずれか１項に記載の照明光通信装置。
8. 前記第１のしきい値は、前記所定範囲の下限よりも小さく、
   前記電流重畳回路は、さらに、前記調光率が第１のしきい値を下回ったとき、直流電流を前記光源を流れる電流に重畳する
   請求項７に記載の照明光通信装置。
9. 前記電流重畳回路は、前記調光率が第１のしきい値から、第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値までの範囲内にあるとき、前記光源を流れる電流に直流電流を重畳する
   請求項８に記載の照明光通信装置。
10. 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、
    前記電流重畳回路は、
    前記調光信号に含まれるパルスをトリガーに、前記所定範囲の下限の調光率に対応する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、
    前記排他的論理和回路の出力信号におけるパルスの有無は、前記調光率が前記所定範囲の下限より大きいか否かを示し、
    前記排他的論理和回路の出力信号に含まれるパルスの幅は、前記調光率に対応する
    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。
11. 前記電流重畳回路は、前記排他的論理和回路の出力信号におけるパルスの幅に応じて、前記直流電流の大きさを決定する
    請求項１０に記載の照明光通信装置。
12. 前記電流重畳回路は、
    前記光源と直列に接続され、かつ、前記変調回路と並列に接続され、前記直流電流の大きさを示す設定信号に応じて可変の前記直流電流を自身に通電する可変定電流回路と、
    前記調光率が前記所定範囲の下限より大きいか否かを判定する調光判別回路と、
    前記調光率が前記所定範囲内にあるとき、前記調光率に応じた前記設定信号を生成する電流設定回路とを備え、
    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、
    前記調光判別回路は、
    前記調光信号に含まれるパルスをトリガーに、前記所定範囲の下限の調光率に対応する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、
    前記電流設定回路は、排他的論理和回路の出力信号に基づいて前記設定信号を生成する
    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。