JP4338388B2

JP4338388B2 - 可視光通信装置

Info

Publication number: JP4338388B2
Application number: JP2002358662A
Authority: JP
Inventors: 一俊広橋; 正雄中川
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2022-12-10
Also published as: JP2004193908A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の信号で可視光を変調して伝送する可視光通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光を通信媒体として無線通信を行う場合には、目に見えない赤外光が用いられている。その理由は、赤外光の送信デバイスや受信デバイスの伝送効率が可視光のそれに対して高く、また、可視光を用いると人にとって視覚的に不快であったり、邪魔になることなどが挙げられる。一方、可視光を用いた場合には、受信可能エリアを人が視覚的に認識できるので、用途によっては利便性、娯楽性などに優れている。例えば２以上のＰＣ（パーソナルコンピュータ）に光の送受信器を設けてお互いに向き合わせて通信を行うことを考えた場合、送信光は可視光の方がユーザにとって各ＰＣの配置が容易である。
【０００３】
上記のような配置を可能にする従来例としては、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１では、電子機器の状況を表示する可視光ＬＥＤと、送信光を出射する赤外ＬＥＤと、可視光ＬＥＤ及び赤外ＬＥＤの各出射光を結合するオプティカルガイドとで構成して、電子機器の１つの開口から可視光と赤外光の両方を出力するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３０３４６３号公報（要約、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、可視光ＬＥＤ及び赤外ＬＥＤの各出射光を結合するので、構成が複雑であるという問題点がある。また、複数の異なる信号光を別々のエリアに送信する場合に、ユーザにとって各受信エリアを視覚的に認識可能にすることが望まれる。しかしながら、複数の異なる信号光を別々のエリアに送信しても一部の受信エリアが重畳する場合、受信側では不要な信号が混合するという問題点がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記の問題点に鑑み、受信側の複数の異なる信号光を別々のエリアに送信しても一部の受信エリアが重畳する場合に、不要な信号を除去して所望の信号のみを受信することができる可視光通信装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、送信側で各チャネルの信号でそれぞれ異なるキャリア周波数の信号を周波数変調し、受信側で周波数を周波数選択性フィルタにより選択するようにしたものである。
すなわち本発明によれば、複数の信号の各信号でそれぞれ異なるキャリア周波数の信号を周波数変調して各信号を異なる波長の可視光に変換し、その各可視光を受信エリアの一部が重畳するように送信する可視光送信手段と、
前記可視光送信手段により前記受信エリアに送信された前記複数の可視光のうちの少なくとも１つの可視光を受光して光電変換し、その光電変換した信号から異なるキャリア周波数の信号をそれぞれ選択する複数の周波数選択性フィルタにより選択された各キャリア周波数の信号をそれぞれ周波数復調する可視光受信手段であって、前記選択した各キャリア周波数の信号から周波数復調した各信号の再生レベルを、前記選択した各キャリア周波数の受信レベルに比例するように制御する可視光受光手段とを、
備えた可視光通信装置が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る可視光通信装置の第１の実施の形態を示す構成図、図２は図１の可視光通信装置の受信エリアを示す説明図、図３は図１の可視光通信装置のシステム構成を示すブロック図、図４は図３の色フィルタを示す構成図である。
【００１０】
図１は、一例としてカラオケ装置を示し、三原色のＲ、Ｇ、Ｂの各可視光送信部１Ｒ、１Ｇ、１Ｂは、ステージ上を投影するようにステージの天井に設置されている。可視光送信部１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの投影形状は、例えば図２に示すように加色法による色再現を説明するための形状であり、一部が重畳するように構成される。ステージ上には可視光送信部１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの送信光を受信する受信カード２ａ、２ｂが任意に移動可能に載置され、受信カード２ａ、２ｂにはそれぞれヘッドホン３ａ、３ｂが接続される。なお、受信カード２ａ、２ｂはマイクロホン（不図示）と一体で組み込むようにすれば、ユーザにとってより便利である。
【００１１】
可視光送信部１Ｒ、１Ｇ、１Ｂからは、例えば図２に示すように、それぞれピアノ、ボーカル、ギターの各チャネルの音声信号でＲ、Ｇ、Ｂの各可視光を変調した光信号が送信される。このため、ステージ上に投影されたＲのみのエリアでは、ピアノの音声信号でＲの可視光を変調した光信号のみが受信され、Ｇのみのエリアでは、ボーカルの音声信号でＧの可視光を変調した光信号のみが受信され、Ｂのみのエリアでは、ギターの音声信号でＢの可視光を変調した光信号のみが受信される。
【００１２】
さらに、ＲとＧが重畳したＹ（イエロー）のエリアでは、ピアノ付きボーカルが受信され、ＧとＢが重畳したＣ（シアン）のエリアでは、ギター付きボーカルが受信され、ＢとＲが重畳したＭ（マゼンタ）のエリアでは、ピアノ／ギターの合奏（カラオケ）が受信され、このため、Ｙ、Ｍ、Ｃの受信エリアでは２チャネルが受信される。また、Ｒ、Ｇ、Ｂのすべてが重畳したＷ（白）のエリアでは、３チャネル全て、すなわちピアノ／ギター付きボーカルが受信される。
【００１３】
次に図３を参照して上記のカラオケ装置のシステム構成について説明する。まず、図３（ａ）に示す送信側では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各可視光送信部１Ｒ、１Ｇ、１Ｂはそれぞれ、ステージ上に十分大きな広さを投影可能なように複数の赤ＬＥＤ、緑ＬＥＤ、青ＬＥＤを配列した赤ＬＥＤアレイ１０Ｒ、緑ＬＥＤアレイ１０Ｇ、青ＬＥＤアレイ１０Ｂにより構成され、赤ＬＥＤアレイ１０Ｒ、緑ＬＥＤアレイ１０Ｇ、青ＬＥＤアレイ１０Ｂにはユニバーサル電源１１から共通に電源が供給されている。また、上記の３つのチャネルの各音声信号は、それぞれＡＭ変調器１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂにより、図示省略の所定の搬送波をＡＭ変調し、変調された各信号が赤ＬＥＤアレイ１０Ｒ、緑ＬＥＤアレイ１０Ｇ、青ＬＥＤアレイ１０Ｂに供給される。
【００１４】
このため、赤ＬＥＤアレイ１０Ｒ、緑ＬＥＤアレイ１０Ｇ、青ＬＥＤアレイ１０Ｂからは、上記３つのチャネルの各音声信号により強度が変調された光信号がそれぞれ送信される。このため、ステージ上の色の重畳したＹ、Ｍ、Ｃ、Ｗの各エリアでは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各受信強度に比例したレベルで受信される。
【００１５】
図３（ｂ）に示す受信カード２では、受信光のうちの第１、第２、第３の波長がそれぞれ色フィルタ２０−１、２０−２、２０−３により選択されて、それぞれＰＤ２１−１、２１−２、２１−３により受光され、Ｏ／Ｅ変換器（Ｏ／Ｅ）２２−１、２２−２、２２−３によりそれぞれＡＭ変調信号に変換され、次いでこのＡＭ変調信号はＡＭ復調器２３−１、２３−２、２３−３によりそれぞれアナログ音声信号に変換される。次いでこれらのアナログ音声信号は混合器２４により混合されてヘッドホン（ＡＭＰ）アンプ２５により増幅されてヘッドホン３に印加される。
【００１６】
色フィルタ２０は図４に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各フィルタとフィルタなしが選択可能であり、例えばＲとＧが重畳したＹのエリアに位置するユーザは、Ｒのみの音声チャネルが所望であればＲフィルタを選択することによりＲのみの音声チャネルを聞くことができ、また、ＲとＧの音声チャネルが所望であればフィルタなしを選択することによりＲとＧの音声チャネルを聞くことができる。
【００１７】
＜第２の実施の形態＞
次に図５〜図７を参照して第２の実施の形態について説明する。図５は第２の実施の形態の全体構成を示し、送信側はＦＭ変調部３０と図１に示した赤ＬＥＤアレイ１０Ｒ、緑ＬＥＤアレイ１０Ｇ、青ＬＥＤアレイ１０Ｂにより構成された発光器４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂにより構成され、受信側は受光部５０とＦＭ復調部６０により構成されている。図６はＦＭ変調部３０の構成を詳しく示し、３ＣＨの音声信号の第１ＣＨ、第２ＣＨ、第３ＣＨは、それぞれＦＭ変調器３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂによりキャリア周波数ｆ１＝２．０６ＭＨｚ、ｆ２＝２．５６ＭＨｚ、ｆ３＝３．２０ＭＨｚでＦＭ変調されて発光器４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂにより送信される。
【００１８】
図７は受光部５０とＦＭ復調部６０の構成を詳しく示している。まず、受光部５０では、図３（ｂ）に示したＰＤ２１により受光されてＯ／Ｅ変換器２２によりＦＭ変調信号に変換され、ＦＭ復調部６０に送られる。ＦＭ復調部６０では、まず、ＢＰＦ６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂによりそれぞれキャリア周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３が選択され、ＢＰＦ６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂによりそれぞれ選択されたＦＭ変調信号は、ＲＦ（ＡＭＰ）アンプ６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂ、周波数変換器６３Ｒ、６３Ｇ、６３Ｂを経由して同じ周波数＝１０．７ＭＨｚに変換されてＦＭ復調器６４Ｒ、６４Ｇ、６４ＢとＲＦレベル検出部６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂに送られ、ＦＭ復調器６４Ｒ、６４Ｇ、６４Ｂにそれぞれ送られたＲ、Ｇ、Ｂの各信号はＦＭ復調されてＶＣＡ６５Ｒ、６５Ｇ、６５Ｂに送られる。
ＲＦレベル検出部６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂはそれぞれ、周波数変換器６３Ｒ、６３Ｇ、６３Ｂから送られた各信号に基づいてＲ、Ｇ、Ｂの各ＲＦレベルを検出して各レベルに比例したゲインをＶＣＡ６５Ｒ、６５Ｇ、６５Ｂに設定する。これにより、ＶＣＡ６５Ｒ、６５Ｇ、６５ＢはそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの各信号をＲ、Ｇ、Ｂの重なり具合に応じた受光レベルで増幅するので、これらを混合することによりＲ、Ｇ、Ｂの重なり具合に応じた受光レベルで再生することができる。
【００１９】
なお、上記各実施の形態では、可視光で送信する信号形態として音声信号を、また、システム構成としてカラオケ装置を例にしたが、本発明は音声信号、カラオケ装置に限定されず、コンテンツデータなどのあらゆる信号形態に適用することができるので、例えばゲーム機器やＰＣ間通信などにも適用することができる。また、上記各実施の形態ではアナログ信号の振幅変調（ＡＭ）や周波数変調（ＦＭ）を採用しているが、デジタル信号の場合はＰＣＭやＰＷＭなどの変調方式を用いることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数の異なる信号光を別々のエリアに送信しても一部の受信エリアが重畳する場合に、受信側の不要な信号を除去して所望の信号のみを受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る可視光通信装置の第１の実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１の可視光通信装置の受信エリアを示す説明図である。
【図３】図１の可視光通信装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図４】図３の色フィルタを示す構成図である。
【図５】第２の実施の形態の可視光通信装置の全体構成を示す図である。
【図６】図５の送信側のＦＭ変調部の構成を詳しく示すブロック図である。
【図７】図５の受光部とＦＭ復調部の構成を詳しく示すブロック図である。
【符号の説明】
１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ可視光送信部
２ａ、２ｂ受信カード
３ａ、３ｂヘッドホン
１０Ｒ赤ＬＥＤアレイ
１０Ｇ緑ＬＥＤアレイ
１０Ｂ青ＬＥＤアレイ
１１ユニバーサル電源
１２Ｒ、１２Ｇ、１２ＢＡＭ変調器
２０色フィルタ
２１、２１−１、２１−２、２１−３ＰＤ
２２、２２−１、２２−２、２２−３Ｏ／Ｅ変換器（Ｏ／Ｅ）
２３、２３−１、２３−２、２３−３ＡＭ復調器
２４混合器
２５ヘッドホン（ＡＭＰ）アンプ
３１Ｒ、３１Ｇ、３１ＢＦＭ変調器
４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂ発光器
６１Ｒ、６１Ｇ、６１ＢＢＰＦ

Claims

複数の信号の各信号でそれぞれ異なるキャリア周波数の信号を周波数変調して各信号を異なる波長の可視光に変換し、その各可視光を受信エリアの一部が重畳するように送信する可視光送信手段と、
前記可視光送信手段により前記受信エリアに送信された前記複数の可視光のうちの少なくとも１つの可視光を受光して光電変換し、その光電変換した信号から異なるキャリア周波数の信号をそれぞれ選択する複数の周波数選択性フィルタにより選択された各キャリア周波数の信号をそれぞれ周波数復調する可視光受信手段であって、前記選択した各キャリア周波数の信号から周波数復調した各信号の再生レベルを、前記選択した各キャリア周波数の受信レベルに比例するように制御する可視光受光手段とを、
備えた可視光通信装置。