JP5146255B2

JP5146255B2 - 可視光通信システム及び送信側装置

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Publication number: JP5146255B2
Application number: JP2008274712A
Authority: JP
Inventors: 聡米原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2028-10-24
Also published as: JP2010103851A

Description

本発明は、送信側装置及び受信側装置間で可視光を用いて通信データの送受信を行なう可視光通信システム及びこの可視光通信システムを構成する送信側装置に関する。

従来、この種の可視光通信システム及び送信側装置として、特許文献１に記載の技術が知られている。この文献に記載の技術では、送信側装置は、通信データをＰＰＭ信号に変換するとともにこのＰＰＭ信号を用いて副搬送波（キャリア信号）を変調することで変調信号を生成する変調信号生成部と、発光素子から発せられる可視光の輝度を変化させる調光信号（ＰＷＭ信号）にこの変調信号を埋め込むことで駆動信号を生成する駆動信号生成部と、この駆動信号を用いて発光素子の発光を制御する駆動部とを備える。これにより、送信側装置は、可視光の輝度を調整しつつ、可視光を用いて上記通信データを送信することができるようになる。
特開２００７−９７０７１号公報

しかしながら、上記可視光を用いた無線通信システム（送信側装置）を車両に搭載すると、次のような課題が生じることが懸念される。

詳しくは、可視光の輝度に影響が及ばないようにするには、変調信号の周波数を調光信号の周波数よりも十分に高くする必要がある。そのため、変調信号が調光信号に埋め込まれて生成された駆動信号は高周波信号とされている。通常、この高周波信号である駆動信号は、ワイヤハーネスを介して車載ライトに伝達されるため、ワイヤハーネスがアンテナとして動作することで電波が発せられてしまう。このように発せられた電波は他の車載機器に対しノイズとして作用し、車載ラジオに雑音が入ってしまったり、他の車載機器の誤動作を引き起こしてしまったりすることが懸念される。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両に搭載された場合であっても、ノイズの発生を低減することのできる可視光通信システム及び送信側装置を提供することにある。

こうした目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ユーザの手動操作に基づいて設定された輝度の可視光を用いて送信側装置及び受信側装置間で通信データの送受信を行なう可視光通信システムであって、前記送信側装置は、前記可視光を発光する第１発光部及び第２発光部と、前記設定された輝度となるように前記第１発光部を駆動するための第１駆動信号を生成する第１駆動信号生成部と、前記設定された輝度となるように前記第２発光部を駆動するための第２駆動信号として、前記第１駆動信号と同一の信号及び前記第１駆動信号を所定時間遅延させた信号のいずれか一方を、前記通信データの論理レベルに応じて生成する第２駆動信号生成部とを備え、前記受信側装置は、前記第１発光部にて発光される可視光を第１受光信号として受光する第１受光部と、前記第２発光部にて発光される可視光を第２受光信号として受光する第２受光部と、これら第１受光信号と第２受光信号との間の遅延の有無に基づいて前記通信データの論理レベルを抽出するデータ抽出部とを備えることを特徴とする。

可視光通信システムとしての上記構成では、所定時間として、データ抽出部によって遅延の検出が可能な下限値よりも長く、且つ、可視光の輝度に影響があらわれない上限値よりも短い時間を採用することが可能である。こうした所定時間を採用した場合、第２駆動信号生成部によって、第１駆動信号と同一の信号及び第１駆動信号を所定時間遅延させた信号が、第２駆動信号として、通信データの論理レベルに応じて生成され、データ抽出部によって、第１受光信号と第２受光信号との間の遅延の有無に基づいて通信データの論理レベルが抽出される。これにより、駆動信号が高周波信号とならざるを得ない上記従来技術とは異なり、上記第１駆動信号及び第２駆動信号を高周波信号としなくても、通信データを伝送することができるようになる。そのため、当該可視光通信システムの送信側装置が車両に搭載された場合でも、ワイヤハーネスから電波が発せられることは少なくなり、その結果、ノイズの発生を低減することができるようになる。

無線通信システムとしては、携帯電話等の電波を用いた無線通信システムや、赤外光（ＩｒＤＡ（Infrared Data Association））を用いた無線通信システムが知られている。可視光通信システムとしての上記構成によれば、電波を用いた無線通信システムとは異なり、公的機関による認証が不要であるため、世界中で使用することができるようになる。また、可視光通信システムとしての上記構成によれば、赤外光を用いた無線通信システムとは異なり、短距離（ＩｒＤＡでは例えば「１ｍ」）での無線通信でだけでなく、長距離（例えば「数十ｍ」）での無線通信もできるようになる。

ところで、第２駆動信号は通信データの論理レベルに応じて生成されていればよい。そのため、例えば、「第２駆動信号生成部は、通信データが論理Ｈレベルである場合、第１駆動信号と同一の信号を第２駆動信号として生成する一方、通信データが論理Ｌレベルである場合、第１駆動信号を所定時間遅延させた信号を第２駆動信号として生成する」こととしてもよく、あるいは、「第２駆動信号生成部は、通信データが論理Ｌレベルである場合、第１駆動信号と同一の信号を第２駆動信号として生成する一方、通信データが論理Ｈレベルである場合、第１駆動信号を所定時間遅延させた信号を第２駆動信号として生成する」こととしてもよい。

上記請求項１に記載の構成では、第１受光部及び第２受光部を互いに隣接して設けることも可能である。ただし、この場合においては、第１発光部によって発光された可視光が、第１受光部のみならず、第２受光部によっても受光されてしまったり、第２発光部によって発光された可視光が、第２受光部のみならず、第１受光部によっても受光されてしまい、その結果、データ抽出部によって通信データの論理レベルを抽出できなくなることも考えられる。

そこで、請求項２に記載の発明のように、前記第１発光部と前記第２受光部との間には、前記第１発光部から発光された可視光が前記第２受光部にて受光されることを抑制する第２光学フィルタが備えられているとともに、前記第２発光部と前記第１受光部との間には、前記第２発光部から発光された可視光が前記第１受光部にて受光されることを抑制する第１光学フィルタが備えられていることが望ましい。これにより、通信データの論理レベルを抽出する精度を向上することができるようになる。

また、車両には、例えばテールランプやＤＲＬ（Daytime Running Light）等の各種ライトが搭載されていることが多い。また、第１発光部及び第２発光部としては、設定された輝度の可視光を発光することができれば、その発光原理や構成は任意である。

そこで、上記請求項１または２に記載の構成において、請求項３に記載の発明のように、前記送信側装置は車両に搭載されているとともに、前記第１発光部及び第２発光部は車載ライトであることが望ましい。これにより、車両に既に装備されている車載ライトを用いるため、僅かに構成を変更するだけで、可視光を用いた外部との無線通信を行なうことができるようになる。また、構成の変更が僅かであるため、コスト面で有利となる。

また、上記目的を達成するため、上記請求項４に記載の発明では、ユーザの手動操作に基づいて設定された輝度の可視光を用いて受信側装置に通信データを送信する送信側装置であって、前記可視光を発光する第１発光部及び第２発光部と、前記設定された輝度となるように前記第１発光部を駆動するための第１駆動信号を生成する第１駆動信号生成部と、前記設定された輝度となるように前記第２発光部を駆動するための第２駆動信号として、前記第１駆動信号と同一の信号及び前記第１駆動信号を所定時間遅延させた信号のいずれか一方を、前記通信データの論理レベルに応じて生成する第２駆動信号生成部とを備えることとした。これにより、上記請求項１に記載の発明と同様に、上記第１駆動信号及び第２駆動信号を高周波信号としなくても、通信データを伝送することができるようになるため、当該送信側装置が車両に搭載された場合でも、ワイヤハーネスから電波が発せられることは少なくなり、その結果、ノイズの発生を低減することができるようになる。

以下、本発明に係る可視光通信システムの一実施の形態について、図１〜図６を参照しつつ説明する。

まず、図１及び図２を参照して、本発明にかかる可視光通信システムを構成する送信側装置１００について説明する。なお、図１は、送信側装置１００の概略構成の一例を示す模式図であり、図２は、送信側装置１００の詳細構成の一例を示すブロック図である。

図１に示されるように、送信側装置１００は、車両Ｃに搭載されており、図２に示されるように、制御装置１１０、左ヘッドライト１２０、右ヘッドライト１３０、及び操作部１４０等々を備えて構成されている。

このうち、左ヘッドライト１２０及び右ヘッドライト１３０は、車両Ｃの進行方向側にそれぞれ設けられた公知の車載ライトであり、可視光Ｂ１及びＢ２をそれぞれ車両Ｃの進行方向に向けて照射（発光）する。これら左ヘッドライト１２０及び右ヘッドライト１３０には制御装置１１０（後述の第１出力ドライバ１１４及び第２出力ドライバ１１５）が接続されており、これら左ヘッドライト１２０及び右ヘッドライト１３０から発光される可視光の輝度は、制御装置１１０によってＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御される。なお、左ヘッドライト１２０は特許請求の範囲に記載の第１発光部に相当し、右ヘッドライト１３０は特許請求の範囲に記載の第２発光部に相当する。また、ＰＷＭ制御可能なヘッドライトについては公知であるため、ここでの詳しい説明を割愛する。

操作部１４０は、ユーザの手動操作に基づいて、左ヘッドライト１２０及び右ヘッドライト１３０にて発光される可視光の輝度を設定するためのものである。

詳しくは、操作部１４０は、図示しない回転軸を中心として所定回転角度範囲内で回転可能な回転式のポテンションメータであり、車室内に設けられているとともに制御装置１１０に接続されている。ここで、左ヘッドライト１２０及び右ヘッドライト１３０にて発光される可視光の輝度を大きく（明るく）する場合、ユーザは初期角度位置からの回転角度が大きくなるように回転軸を回転するものとし、この回転角度が大きいほど、操作部１４０内部の抵抗値は大きくなるものとする。なお、本実施の形態では、操作部１４０として回転式のポテンションメータを採用したが、回転式のポテンションメータに限らず、他に例えば公知のスライダ式のポテンションメータ等を採用してもよい。さらに、ポテンションメータにも限らず、例えば公知のモーメンタリスイッチ等を採用してもよい。

制御装置１１０は、実際には、周知のＣＰＵ、例えばＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、Ｉ／Ｏ、及びこれらを接続するバスラインを有する通常のコンピュータとして構成されている（このうちＩ／Ｏのみを図示）。以下の説明では、制御装置１１０は、メモリに記憶保持されたプログラムがＣＰＵによって実行されることで実現される機能として、デューティ比算出部１１１、制御波形生成部１１２及び立ち上がり遅延部１１３を有するものとし、また、制御装置１１０は、実際のＩ／Ｏである第１出力ドライバ１１４及び第２出力ドライバ１１５を有するものとして説明する。

デューティ比算出部１１１は、上記操作部１４０に接続されており、操作部１４０内部の抵抗値を検出する。そして、デューティ比算出部１１１は、上記操作部１４０内部の抵抗値が大きいほどデューティ比を大きな値として算出し、上記操作部１４０内部の抵抗値が小さいほどデューティ比を小さな値として算出する。

制御波形生成部１１２は、上記デューティ比算出部１１１によって算出されたデューティ比が得られるパルス信号を生成する。詳しくは、制御波形生成部１１２は、デューティ比が「１００％」である場合、所定周期中、連続して論理Ｈレベル（例えば「５Ｖ」）となる矩形状のパルス信号を生成する。また、制御波形生成部１１２は、デューティ比が「０％」である場合、所定周期中、連続して論理Ｌレベル（例えば「０Ｖ」）となる矩形状のパルス信号を生成する。また、制御波形生成部１１２は、デューティ比が「５０％」である場合、所定周期の前半「５０％」が連続して論理Ｈレベルとなり、且つ、所定周期の後半「５０％」が連続して論理Ｌレベルとなる矩形状のパルス信号を生成する。このように、制御波形生成部１１２は、デューティ比が大きいほど連続して論理Ｈレベルとなる割合が高くなる矩形状のパルス信号を生成する。

ただし、パルス信号に含まれる論理Ｌレベルから論理Ｈレベルへの立ち上がり部分や論理Ｈレベルから論理Ｌレベルへの立ち下がり部分においては、左ヘッドライト１２０及び右ヘッドライト１３０をこのパルス信号通りにオンオフ制御することは難しい。そのため、制御波形生成部１１２は、上記矩形状のパルス信号の立ち上がり部分及び立ち下がり部分を緩やかに整形した第１ＰＷＭ信号を生成・出力する。なお、この制御波形生成部１１２が特許請求の範囲に記載した第１駆動信号生成部に相当し、第１ＰＷＭ信号が特許請求の範囲に記載した第１駆動信号に相当する。

立ち上がり遅延部１１３は、送信側装置１００から送信するべきデータである通信データ及び上記第１ＰＷＭ信号に基づいて第２ＰＷＭ信号を生成する。詳しくは、立ち上がり遅延部１１３は、通信データが論理Ｌレベルである場合には、第１ＰＷＭ信号を所定の遅延時間だけ遅延させた信号を第２ＰＷＭ信号として生成する一方、通信データが論理Ｈレベルである場合には、第１ＰＷＭ信号と同一の信号を第２ＰＷＭ信号として生成する。このように、立ち上がり遅延部１１３は、通信データの論理レベルに応じて第２ＰＷＭ信号を生成する。なお、立ち上がり遅延部１１３が特許請求の範囲に記載した第２駆動信号生成部に相当し、第２ＰＷＭ信号が特許請求の範囲に記載した第２駆動信号に相当する。

第１出力ドライバ１１４は、例えばトランジスタによって構成され、上記制御波形生成部１１２から第１ＰＷＭ信号が入力されるとともに、上記左ヘッドライト１２０に接続されている。ここで、第１ＰＷＭ信号の電圧レベルが論理Ｈレベルであると、第１出力ドライバ１１４はオンとされ、左ヘッドライト１２０を駆動して可視光を発光させる。一方、第１ＰＷＭ信号の電圧レベルが論理Ｌレベルであると、第１出力ドライバ１１４はオフとされ、左ヘッドライト１２０を駆動せず可視光は発光されない。

同様に、第２出力ドライバ１１５は、例えばトランジスタによって構成され、上記立ち上がり遅延部１１３から第２ＰＷＭ信号が入力されるとともに、上記右ヘッドライト１３０に接続されている。ここで、第２ＰＷＭ信号の電圧レベルが論理Ｈレベルであると、第２出力ドライバ１１５はオンとされ、右ヘッドライト１３０を駆動して可視光を発光させる。一方、第２ＰＷＭ信号の電圧レベルが論理Ｌレベルであると、第２出力ドライバ１１５はオフとされ、右ヘッドライト１３０を駆動せず可視光は発光されない。

以上のように構成された送信側装置１００の動作のうち、輝度調整に係る動作について説明する。なお、この輝度調整に係る動作の説明においては、便宜上、通信データが論理Ｌレベルであるものとする。

左ヘッドライト１２０及び右ヘッドライト１３０にて発光される可視光の輝度を最大にしようとする場合、ユーザは、操作部１４０の回転軸を所定回転角度範囲限度まで手動にて回転する。操作部１４０の回転軸が所定回転角度範囲限度まで回転されると、操作部１４０内部の抵抗値は最大となるため、デューティ比算出部１１１はデューティ比を「１００％」と算出する。デューティ比が「１００％」と算出されると、制御波形生成部１１２は、所定周期中連続して論理Ｈレベルとなる矩形状のパルス信号、さらには第１ＰＷＭ信号を生成し、第１出力ドライバ１１４に出力する。また、立ち上がり遅延部１１３は、この第１ＰＷＭ信号と同一の信号を第２ＰＷＭ信号として生成し、第２出力ドライバ１１５に出力する。すると、左ヘッドライト１２０及び右ヘッドライト１３０は、第１ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号が第１出力ドライバ１１４及び第２出力ドライバ１１５にそれぞれ入力される期間中オンとされるため、発光可能な最大の輝度にて可視光を発光するようになる。

また、左ヘッドライト１２０及び右ヘッドライト１３０にて発光される可視光の輝度を最小にしようとする場合、ユーザは、操作部１４０の回転軸を初期角度位置に手動にて設定する。操作部１４０の回転軸が初期角度位置に設定されると、操作部１４０内部の抵抗値は最小となるため、デューティ比算出部１１１はデューティ比を「０％」と算出する。デューティ比が「０％」と算出されると、制御波形生成部１１２は、所定周期中連続して論理Ｌレベルとなる矩形状のパルス信号、さらには第１ＰＷＭ信号を生成し、第１出力ドライバ１１４に出力する。また、立ち上がり遅延部１１３は、この第１ＰＷＭ信号と同一の信号を第２ＰＷＭ信号として生成し、第２出力ドライバ１１５に出力する。すると、左ヘッドライト１２０及び右ヘッドライト１３０は、第１ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号が第１出力ドライバ１１４及び第２出力ドライバ１１５にそれぞれ入力される期間中オフとされるため、最小の輝度にて可視光を発光するようになる。

また、左ヘッドライト１２０及び右ヘッドライト１３０にて発光される可視光の輝度を中程度にしようとする場合、ユーザは、操作部１４０の回転軸を所定回転角度範囲の略中央に手動にて設定する。操作部１４０の回転軸が所定回転角度範囲の略中央に設定されると、操作部１４０内部の抵抗値は中程度となるため、デューティ比算出部１１１はデューティ比を「５０％」と算出する。デューティ比が「５０％」と算出されると、制御波形生成部１１２は、所定周期の前半「５０％」が連続して論理Ｈレベルとなり、且つ、所定周期の後半「５０％」が連続して論理Ｌレベルとなる矩形状のパルス信号、さらには第１ＰＷＭ信号を生成し、第１出力ドライバ１１４に出力する。また、立ち上がり遅延部１１３は、この第１ＰＷＭ信号と同一の信号を第２ＰＷＭ信号として生成し、第２出力ドライバ１１５に出力する。すると、左ヘッドライト１２０及び右ヘッドライト１３０は、第１ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号が第１出力ドライバ１１４及び第２出力ドライバ１１５にそれぞれ入力される期間の前半「５０％」がオンとされ、且つ、後半「５０％」がオフとされるため、中程度の輝度にて可視光を発光するようになる。

以下、輝度調整に係る動作の説明を踏まえ、図３を参照して、送信側装置１００の通信データの送信に係る動作について説明する。なお、図３は、送信側装置１００によって実行される通信データの送信処理Ｓ１の処理手順を示すフローチャートである。

通信データの送信処理Ｓ１が開始されると、制御装置１１０（デューティ比算出部１１１）は、ステップＳ１１の処理として、デューティ比を算出する。デューティ比を算出すると、続くステップＳ１２の処理として、制御装置１１０（制御波形生成部１１２）は、パルス信号、ひいては第１ＰＷＭ信号を生成する。

第１ＰＷＭ信号を生成すると、制御装置１１０（立ち上がり遅延部１１３）は、続くステップＳ１３の判断処理として、通信データが論理Ｌレベルであるか否かを判断する。ここで、通信データが論理Ｌレベルであると判断される場合（ステップＳ１３の判断処理で「Ｙｅｓ」）、立ち上がり遅延部１１３は、第１ＰＷＭ信号を所定の遅延時間だけ遅延させた信号を第２ＰＷＭ信号として生成する。一方、先のステップＳ１３の判断処理において、通信データが論理Ｈレベルであると判断される場合（ステップＳ１３の判断処理で「Ｎｏ」）、立ち上がり遅延部１１３は、第１ＰＷＭ信号と同一の信号を第２ＰＷＭ信号として生成する。

このようにして、第１ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号を生成すると、続くステップＳ１６の処理として、制御波形生成部１１２は、第１出力ドライバ１１４に対し第１ＰＷＭ信号を出力するととともに、立ち上がり遅延部１１３は、第２出力ドライバ１１５に対し第２ＰＷＭ信号を出力する。

図４は、デューティ比が「５０％」と算出された場合において、制御波形生成部１１２によって生成された第１ＰＷＭ信号、及び、立ち上がり遅延部１１３によって生成された第２ＰＷＭ信号の波形例を示すタイミングチャートである。

この図４に示されるように、制御波形生成部１１２は、通信データが論理Ｈレベルであれ、あるいは、論理Ｌレベルであれ、所定周期Ｔの前半「５０％」が連続して論理Ｈレベルとなり、且つ、所定周期Ｔの後半「５０％」が連続して論理Ｌレベルとなる矩形状のパルス信号を、第１ＰＷＭ信号として生成・出力している。

また、図４に示されるように、立ち上がり遅延部１１３は、通信データが論理Ｈレベルである場合には、第１ＰＷＭ信号と同一の信号を第２ＰＷＭ信号として生成する一方、通信データが論理Ｌレベルである場合には、第１ＰＷＭ信号を所定の遅延時間Δｔだけ遅延させた信号を第２ＰＷＭ信号として生成・出力している。

次に、図５を参照して、本発明にかかる可視光通信システムを構成する受信側装置２００について説明する。なお、図５は、受信側装置２００の構成の一例を示すブロック図である。

図５に示されるように、受信側装置２００は、第１受光部２１０、第２受光部２２０及び立ち上がり時間比較部２３０等々を備えて構成されている。

第１受光部２１０は、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光素子を有して構成されている。左ヘッドライト１２０にて発光される可視光が第１受光部２１０に照射されると、第１受光部２１０は、受光した光信号を電気信号（第１受光信号）に変換し、立ち上がり時間比較部２３０に出力する。

第２受光部２２０は、第１受光部２１０と同様に、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光素子を有して構成されている。右ヘッドライト１３０にて発光される可視光が第２受光部２２０に照射されると、第２受光部２２０は、受光した光信号を電気信号（第２受光信号）に変換し、立ち上がり時間比較部２３０に出力する。

立ち上がり時間比較部２３０は、周知のＣＰＵ、例えばＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、Ｉ／Ｏ、及びこれらを接続するバスラインを有する通常のコンピュータとして構成されており（いずれも図示略）、第１受光信号と第２受光信号との間の遅延の有無に基づき、送信側装置１００から送信された通信データの論理レベルを抽出する。

詳しくは、立ち上がり時間比較部２３０は、第１受光信号に含まれる論理Ｌレベルから論理Ｈレベルへの立ち上がり部分を検出するとともに、第２受光信号に含まれる論理Ｌレベルから論理Ｈレベルへの立ち上がり部分を検出する。そして、立ち上がり時間比較部２３０は、第２受光信号の立ち上がりが第１受光信号の立ち上がりから所定の遅延時間だけ遅延しているか否かを判断する。立ち上がり時間比較部２３０は、所定の遅延時間だけ遅延していると判断される場合には、送信側装置１００から送信された通信データは論理Ｌレベルであると判断する。一方、立ち上がり時間比較部２３０は、所定の遅延時間だけ遅延していないと判断される場合には、送信側装置１００から送信された通信データは論理Ｈレベルであると判断する。このようにして、立ち上がり時間比較部２３０は、左ヘッドライト１２０及び右ヘッドライト１３０にて発光された可視光から通信データの論理レベルを抽出する。なお、この立ち上がり時間比較部２３０が特許請求の範囲に記載したデータ抽出部に相当する。

以下、図６を併せ参照して、受信側装置２００の通信データの受信に係る動作について説明する。なお、図６は、受信側装置２００によって実行される通信データの受信処理Ｓ２の処理手順を示すフローチャートである。

通信データの受信処理Ｓ２が開始されると、立ち上がり時間比較部２３０は、ステップＳ２１の処理として、第１受光信号に含まれる論理Ｌレベルから論理Ｈレベルへの立ち上がり部分を検出し、続くステップＳ２２の処理として、第２受光信号に含まれる論理Ｌレベルから論理Ｈレベルへの立ち上がり部分を検出する。

これら第１受光信号及び第２受光信号それぞれについて立ち上がり部分を検出すると、立ち上がり時間比較部２３０は、続くステップＳ２３の処理として、第１受光信号の立ち上がり時間と第２受光信号の立ち上がり時間を比較するとともに、続くステップＳ２４の判断処理として、第２受光信号の立ち上がりが第１受光信号の立ち上がりから所定の遅延時間だけ遅延しているか否かを判断する。

ここで、所定の遅延時間だけ遅延していると判断される場合（ステップＳ２４の判断処理で「Ｙｅｓ」）、立ち上がり時間比較部２３０は、続くステップＳ２５の処理として、送信側装置１００から送信された通信データは論理Ｌレベルであると判断する。一方、所定の遅延時間だけ遅延していないと判断される場合（ステップＳ２４の判断処理で「Ｎｏ」）、立ち上がり時間比較部２３０は、続くステップＳ２６の処理として、送信側装置１００から送信された通信データは論理Ｈレベルであると判断する。

以上説明した上記実施の形態では、送信側装置１００は、通信データが論理Ｈレベルである場合には、第１ＰＷＭ信号と同一の信号を第２ＰＷＭ信号として生成して右ヘッドライト１３０に出力し、可視光Ｂ２を発光させる一方、通信データが論理Ｌレベルである場合には、第１ＰＷＭ信号を所定の遅延時間だけ遅延させた信号を第２ＰＷＭ信号として生成して右ヘッドライト１３０に出力し、可視光Ｂ２を発光させる制御装置１１０を備える。また、受信側装置２００は、右ヘッドライト１３０にて発光される可視光Ｂ２を受光して変換された第２受光信号の立ち上がりが、左ヘッドライト１２０にて発光される可視光Ｂ１を受光して変換された第１受光信号の立ち上がりよりも所定遅延時間だけ遅延しているか否かを判断し、所定の遅延時間だけ遅延していると判断される場合には、送信側装置１００から送信された通信データは論理Ｈレベルであると判断するとともに、所定の遅延時間だけ遅延していないと判断される場合には、送信側装置１００から送信された通信データは論理Ｌレベルであると判断することとした。

これにより、上記第１ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号を高周波信号としなくても、通信データを伝送することができるようになる。そのため、当該可視光通信システム（送信側装置１００）が車両Ｃに搭載された場合でも、ワイヤハーネスから電波が発せられることは少なくなり、その結果、ノイズの発生を低減することができるようになる。また、電波を用いた無線通信システムとは異なり、公的機関による認証が不要であるため、世界中で使用することができるようになる。さらに、赤外光を用いた無線通信システムとは異なり、短距離（ＩｒＤＡでは例えば「１ｍ」）での無線通信でだけでなく、長距離（例えば「数十ｍ」）での無線通信もできるようになる。

なお、本発明に係る可視光通信システムは、上記実施の形態にて例示した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々に変形して実施することが可能である。すなわち、上記実施の形態を適宜変更した例えば次の形態として実施することもできる。

先の図１及び図５に対応する図として図７に示すように、送信側装置１００ａは、第１光学フィルタＦ１１及び第２光学フィルタＦ２１を左ヘッドライト１２０及び右ヘッドライト１３０の直前にそれぞれ備えるとともに、受信側装置２００ａは、第１光学フィルタＦ１２及び第２光学フィルタＦ２２を第１受光部２１０及び第２受光部２２０の直前にそれぞれ備えることが望ましい。

詳しくは、第１光学フィルタＦ１１及びＦ１２並びに第２光学フィルタＦ２１及びＦ２２として垂直偏光フィルタ並びに水平偏光フィルタをそれぞれ採用する。この場合、左ヘッドライト１２０から発光され第１光学フィルタＦ１１を透過した可視光Ｂ１は、第１光学フィルタＦ１２を透過して第１受光部２１０にて受光されるものの、第２光学フィルタＦ２２を透過せず第２受光部２２０にて受光されない。また、右ヘッドライト１３０から発光され第２光学フィルタＦ２１を透過した可視光Ｂ２は、第２光学フィルタＦ２２を透過して第２受光部２２０にて受光されるものの、第１光学フィルタＦ１２を透過せず第１受光部２１０にて受光されない。これにより、通信データの論理レベルを抽出する精度を向上することができるようになる。

また、上記垂直偏光フィルタ及び水平偏光フィルタに限らない。第１光学フィルタＦ１１及び第２光学フィルタＦ２１並びに第１光学フィルタＦ１２及び第２光学フィルタＦ２２として採用可能な光学フィルタの組み合わせを図８に示す。

図８に別例１として示すように、第１光学フィルタＦ１１及びＦ１２並びに第２光学フィルタＦ２１及びＦ２２として赤外光反射フィルタ並びに赤外光透過フィルタをそれぞれ採用することができる。このような光学フィルタを採用すると、左ヘッドライト１２０から発光され第１光学フィルタＦ１１を透過した可視光Ｂ１には赤外光が含まれず赤外光以外の光が含まれることになる。そのため、可視光Ｂ１は、第１光学フィルタＦ１２を透過して第１受光部２１０にて受光されるものの、第２光学フィルタＦ２２を透過せず第２受光部２２０にて受光されなくなる。また、右ヘッドライト１３０から発光され第２光学フィルタＦ２１を透過した可視光Ｂ２には赤外光以外の光は含まれず赤外光のみ含まれることになる。そのため、可視光Ｂ２は、第２光学フィルタＦ２２を透過して第２受光部２２０にて受光されるものの、第１光学フィルタＦ１２を透過せず第１受光部２１０にて受光されなくなる。これにより、通信データの論理レベルを抽出する精度を向上することができるようになる。

また、図８に別例２として示すように、第１光学フィルタＦ１１及びＦ１２並びに第２光学フィルタＦ２１及びＦ２２として第１波長選択フィルタ並びに第２波長選択フィルタをそれぞれ採用することができる。ここで、第１波長及び第２波長は互いに異なる波長である。このような光学フィルタを採用すると、左ヘッドライト１２０から発光され第１光学フィルタＦ１１を透過した可視光Ｂ１には第１波長の光のみが含まれることになる。そのため、可視光Ｂ１は、第１光学フィルタＦ１２を透過して第１受光部２１０にて受光されるものの、第２光学フィルタＦ２２を透過せず第２受光部２２０にて受光されなくなる。また、右ヘッドライト１３０から発光され第２光学フィルタＦ２１を透過した可視光Ｂ２には第２波長の光のみが含まれることになる。そのため、可視光Ｂ２は、第２光学フィルタＦ２２を透過して第２受光部２２０にて受光されるものの、第１光学フィルタＦ１２を透過せず第１受光部２１０にて受光されなくなる。これにより、通信データの論理レベルを抽出する精度を向上することができるようになる。

また、上記実施の形態の適用例を図９に示す。この図９に示されるように、可視光通信システムを構成する受信側装置２００あるいは２００ａは、可視光Ｂ１及びＢ２を受光可能なガレージＧ１の適宜の場所に備えられ、車両Ｃの固有ＩＤを記憶保持する記憶保持部（図示略）を有する。また、送信側装置１００あるいは１００ａは、通信データとして車両Ｃの固有ＩＤを可視光Ｂ１及びＢ２にて送信する。そして、送信側装置１００あるいは１００ａから可視光Ｂ１及びＢ２にて送信された固有ＩＤが受信側装置２００あるいは２００ａにて認証されると、ガレージはガレージドアを開扉する。このように、上記実施の形態は、こうしたガレージに適用することができる。

また、上記実施の形態の別の適用例を図１０に示す。この図１０に示されるように、パーキングシステムＰは、可視光Ｂ１及びＢ２を受光可能な適宜の場所に受信側装置２００あるいは２００ａを備えており、さらに、車両Ｃの固有ＩＤを記憶保持する記憶保持部（図示略）、指定の駐車区画を表示する表示部２４０、及び駐車区画にて点消滅する照明２５０を備えている。そして、送信側装置１００あるいは１００ａから可視光Ｂ１及びＢ２にて送信された固有ＩＤが受信側装置２００あるいは２００ａにて認証されると、ガレージシステムＧ２は、ゲートを開けるとともに、表示部２４０に表示することで駐車区画を指定し、該当する駐車区画に備えられた照明２５０を点消灯させる。このように、上記実施の形態は、こうしたパーキングシステムＰに適用することができる。

また、上記実施の形態では、第１発光部及び第２発光部として左ヘッドライト１２０及び右ヘッドライト１３０をそれぞれ採用したが、逆に、第１発光部及び第２発光部として右ヘッドライト１３０及び左ヘッドライト１２０をそれぞれ採用してもよい。また、ヘッドライトに限らず、テールランプやＤＲＬ等の各種ライトを採用してもよい。もっとも、
当該可視光通信システムを車載する必要はない。

本発明に係る可視光通信システムの一実施の形態を構成する送信側装置について、その概略構成の一例を示す模式図である。送信側装置の詳細構成について、その一例を示すブロック図である。送信側装置によって実行される通信データ送信処理について、その処理手順の一例を示すフローチャートである。送信側装置によって生成される第１ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号について、その波形の一例を示すタイミングチャートである。上記一実施の形態を構成する受信側装置について、その全体構成の一例を示すブロック図である。受信側装置によって実行される通信データ受信処理について、その処理手順の一例を示すフローチャートである。本発明に係る可視光通信システムについて、別の構成例を示す模式図である。第１光学フィルタ及び第２光学フィルタの組み合わせを一覧にて示す図である。本発明に係る可視光通信システムの適用例を示す模式図である。本発明に係る可視光通信システムの別の適用例を示す模式図である。

符号の説明

１００、１００ａ…送信側装置、１１０…制御装置、１１１…デューティ比算出部、１１２…制御波形生成部、１１３…立ち上がり遅延部、１１４…第１出力ドライバ、１１５…第２出力ドライバ、１２０…左ヘッドライト、１３０…右ヘッドライト、１４０…操作部、２００、２００ａ…受信側装置、２１０…第１受光部、２２０…第２受光部、２３０…立ち上がり時間比較部、２４０…表示部、Ｃ…車両、Ｆ１…第１光学フィルタ、Ｆ２…第２光学フィルタ、Ｇ…ガレージシステム、Ｐ…パーキングシステム

Claims

ユーザの手動操作に基づいて設定された輝度の可視光を用いて送信側装置及び受信側装置間で通信データの送受信を行なう可視光通信システムであって、
前記送信側装置は、
前記可視光を発光する第１発光部及び第２発光部と、
前記設定された輝度となるように前記第１発光部を駆動するための第１駆動信号を生成する第１駆動信号生成部と、
前記設定された輝度となるように前記第２発光部を駆動するための第２駆動信号として、前記第１駆動信号と同一の信号及び前記第１駆動信号を所定時間遅延させた信号のいずれか一方を、前記通信データの論理レベルに応じて生成する第２駆動信号生成部とを備え、
前記受信側装置は、
前記第１発光部にて発光される可視光を第１受光信号として受光する第１受光部と、
前記第２発光部にて発光される可視光を第２受光信号として受光する第２受光部と、
これら第１受光信号と第２受光信号との間の遅延の有無に基づいて前記通信データの論理レベルを抽出するデータ抽出部とを備えることを特徴とする可視光通信システム。
請求項１に記載の可視光通信システムにおいて、
前記第１発光部と前記第２受光部との間には、前記第１発光部から発光された可視光が前記第２受光部にて受光されることを抑制する第２光学フィルタが備えられているとともに、
前記第２発光部と前記第１受光部との間には、前記第２発光部から発光された可視光が前記第１受光部にて受光されることを抑制する第１光学フィルタが備えられていることを特徴とする可視光通信システム。
請求項１または２に記載の可視光通信システムにおいて、
前記送信側装置は車両に搭載されているとともに、前記第１発光部及び第２発光部は車載ライトであることを特徴とする可視光通信システム。
ユーザの手動操作に基づいて設定された輝度の可視光を用いて受信側装置に通信データを送信する送信側装置であって、
前記可視光を発光する第１発光部及び第２発光部と、
前記設定された輝度となるように前記第１発光部を駆動するための第１駆動信号を生成する第１駆動信号生成部と、
前記設定された輝度となるように前記第２発光部を駆動するための第２駆動信号として、前記第１駆動信号と同一の信号及び前記第１駆動信号を所定時間遅延させた信号のいずれか一方を、前記通信データの論理レベルに応じて生成する第２駆動信号生成部とを備えることを特徴とする送信側装置。