JP6548166B2 - 照明装置及び可視光通信システム - Google Patents

Description

本発明は、照明装置、及び、照明装置を備える可視光通信システムに関する。

照明装置から発せられる可視光の強度を変化（変調）させることでデータを送信する可視光通信が提案されている（例えば、特許文献１参照）。可視光通信では、キャリアである可視光の強度をサブキャリアで振幅変調したうえで送信したいデータで変調させるサブキャリア方式が採用される。この方式によれば、アプリケーションごとに異なるサブキャリアの周波数を割り当てることでアプリケーション間の干渉を抑制できる等のメリットがある。

特表２０１５−５１３８０６号公報

近年のカメラを内蔵したスマートフォンの普及により、カメラを可視光通信の受信機として用いたいという要望がある。しかしながら、サブキャリア方式の可視光通信において、３０〜６０Ｈｚ程度のフレームレートをもつカメラで受信（可視光の強度をサンプリング）できるようにするには、サブキャリアの周波数を低く設定する必要がある。つまり、サブキャリアをカメラで検出するには、サンプリング定理により、サブキャリアの周波数をカメラのフレームレートの１／２よりも低い値（例えば、１５〜３０Ｈｚ）に設定する必要がある。ところが、サブキャリアの周波数をこのような低い値に設定したのでは、照明装置から発せられる可視光にちらつきが生じるという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、カメラのような低フレームレートの受信機に対して、従来よりも高い周波数のサブキャリアを用いた可視光送信を可能にする照明装置及び可視光通信システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る照明装置は、可視光通信によって受信機にデータを送信する照明装置であって、可視光を発する発光部と、前記データに基づいて前記発光部が発する可視光の強度を変化させる制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、キャリアである前記可視光の強度を振幅変調するためのサブキャリアを前記データで変調することで前記サブキャリアの有無が前記データに対応した信号である変調信号を生成する変調信号生成部を有し、前記発光部は、前記制御部で生成された前記変調信号に従って可視光の強度を変化させる変調回路を有し、前記サブキャリアの周波数は、前記受信機が前記可視光の強度をサンプリングする周波数であるフレームレートの非整数倍である。

また、本発明の一形態に係る可視光通信システムは、上記照明装置と、上記受信機とを備える。

本発明に係る照明装置及び可視光通信システムより、カメラのような低フレームレートの受信機に対して、従来よりも高い周波数のサブキャリアを用いた可視光送信が可能になる。

実施の形態における可視光通信システムの構成図 図１における照明装置の構成を示すブロック図 図１における受信機の構成を示すブロック図 本実施の形態における可視光通信システムの動作を示す通信シーケンス図 本実施の形態の可視光通信における可視光の強度変化の一例を示すタイミングチャート 本実施の形態の可視光通信におけるサブキャリア、受信機でのサンプリング及びサンプリング結果（光強度）のタイミングチャート 比較例に係る可視光通信におけるサブキャリア、受信機でのサンプリング及びサンプリング結果（光強度）のタイミングチャート 比較例に係る変調信号の波形を示すタイミングチャート 本実施の形態における変調信号の波形を示すタイミングチャート 本実施の形態の変形例における可視光通信システムの動作を示す通信シーケンス図

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及び接続形態、ステップ、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、任意の構成要素として説明される。

図１は、実施の形態における可視光通信システム１０の構成図である。可視光通信システム１０は、可視光通信によってデータを送信する照明装置１２と、可視光通信によって照明装置１２から送信されてくるデータを受信する受信機１４とから構成される。

照明装置１２は、例えば、当該照明装置１２の設置位置に対応づけられたデータを一定周期で繰り返し送信する照明装置である。

受信機１４は、例えば、受光した可視光の強度を３０〜６０Ｈｚのフレームレートでサンプリングすることで、可視光通信で送信されてくるデータを復元するスマートフォンである。受信機１４では、例えば、復号したデータに基づいて、現在位置を特定するアプリ（プログラム）が実行される。これによって、可視光通信システム１０が、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の電波が届きにくい屋内での位置情報サービス等に利用され得る。

図２は、図１における照明装置１２の構成を示すブロック図である。照明装置１２は、発光部２０、制御部３０及び通信部４０を備える。

発光部２０は、可視光を発する回路であり、整流回路２１、定電流回路２２、発光素子２３及び変調回路２４を有する。整流回路２１は、交流電源１６からの交流電力を直流電力に変換する回路であり、例えば、ダイオードブリッジ及びコンデンサ等で構成される。定電流回路２２は、整流回路２１から供給される直流電力を入力とし、制御部３０の調光信号生成部３１から送られてくる調光信号に応じた一定の電流を発光素子２３に印加する回路であり、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ等で構成される。発光素子２３は、印加された電流の大きさに応じた強度の可視光を発する素子であり、例えば、ＬＥＤ等である。変調回路２４は、制御部３０の変調信号生成部３２から送られてくる変調信号に従って発光素子２３が発する可視光の強度（つまり、発光素子２３を流れる電流）を変化させる回路である。この変調回路２４は、発光素子２３と直列に接続された、トランジスタ２４ａと抵抗２４ｂとの並列回路で構成される。トランジスタ２４ａが変調信号生成部３２から送られてくる変調信号に従って導通抵抗値を変化させることで、トランジスタ２４ａと抵抗２４ｂとの並列回路の合成抵抗値が変化し、発光素子２３を流れる電流が変調信号に従って変調される。

制御部３０は、受信機１４に送信するデータに基づいて発光部２０が発する可視光の強度を変化させる制御を行う回路であり、調光信号生成部３１及び変調信号生成部３２を有する。調光信号生成部３１は、調光レベルを示す調光信号（例えば、外部からの指示に応じたＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号）を生成して発光部２０の定電流回路２２に出力する。変調信号生成部３２は、発光部２０が発する可視光（キャリア）の強度を振幅変調するためのサブキャリアを受信機１４に送信するデータで変調することで、サブキャリアの有無がデータに対応した信号である変調信号を生成し、発光部２０の変調回路２４に出力する。このとき、変調信号生成部３２は、送信するデータを構成するビット列に従ってサブキャリアを変調し、当該変調では、ビット列中の連続する２ビットの区間において連続してサブキャリアが存在することとなる変調信号を生成する場合には、当該２ビットの区間においてサブキャリアの位相が連続するように変調信号を生成する。

また、制御部３０は、変調信号生成部３２で用いられるサブキャリアの周波数を、通信部４０を介して受信機１４に伝達する制御も行う。このような制御部３０は、例えば、プログラム及びそのプログラムを実行するプロセッサを内蔵するマイクロコントローラ等で実現される。

通信部４０は、受信機１４との間で通信する通信インタフェースであり、本実施の形態では、制御部３０からの指示に従って、変調信号生成部３２で用いられるサブキャリアの周波数を受信機１４に伝達する機能を果たす。通信部４０は、例えば、無線ＬＡＮ等の無線通信インタフェースである。

図３は、図１における受信機１４の構成を示すブロック図である。受信機１４は、カメラ５０、通信部５１及び制御部５２を備える。

カメラ５０は、照明装置１２から発せられた可視光の強度を、制御部５２から指示されたフレームレートでサンプリングする撮像装置であり、例えば、動画用のデジタルカメラである。

通信部５１は、照明装置１２との間で通信する通信インタフェースであり、本実施の形態では、照明装置１２から伝達されるサブキャリアの周波数を制御部５２に通知する機能を果たす。通信部５１は、例えば、無線ＬＡＮ等の無線通信インタフェースである。

制御部５２は、カメラ５０及び通信部５１との間で制御信号及び情報のやりとりをすることで、受信機１４の動作を制御するコントローラであり、例えば、アプリ等のプログラムを記憶するメモリ及びそのプログラムを実行するプロセッサ等で実現される。

主要な動作として、制御部５２は、通信部５１を介して伝達された照明装置１２のサブキャリアの周波数に基づいて、カメラ５０でのフレームレートを決定し、カメラ５０に通知する。このとき、制御部５２は、照明装置１２から伝達されたサブキャリアの周波数をｆ１（Ｈｚ）とし、カメラ５０のフレームレートをｆ２（ｆｐｓ）とするとき、以下の式１が成り立つように、フレームレートを決定する。

ｆ１＝ｆ２×（Ｍ＋Ａ）／２ 式１

ただし、Ｍは、２以上の整数であり、Ａは、０＜Ａ＜１を満たす。

なお、Ｍ及びＡは、例えば、ユーザからの指示等に基づいて予め設定（決定）され、制御部５２に格納されている。

一例として、カメラ５０のフレームレートｆ２が６０ｆｐｓの場合、Ｍ＝８、Ａ＝０．５とすると、サブキャリアの周波数ｆ１は、２５５Ｈｚとなる。なお、カメラ５０のシャッタースピードは、光量との兼ね合いで決定され、その時間下限は必要光量の確保可能な時間とし、その時間上限は波形振幅を捉えるために少なくとも、１／（４×ｆ１）と設定（決定して記憶)される。ただし、時間下限値を上記値として設定する際には、光量の時間平均による振幅のなまり影響を避けるように配慮して設定される。

制御部５２は、決定したフレームレートをカメラ５０に通知することで、指定したフレームレートでカメラ５０に可視光の受信を行わせる。制御部５２は、カメラ５０で得られた可視光の強度の変化に基づいて、元のデータ（照明装置１２が送信したデータ）を復元する。

本実施の形態では、照明装置１２から伝達されたサブキャリアの周波数に基づいて、受信機１４では、上記式１を満たすフレームレートが決定される。よって、サブキャリアの周波数は、受信機１４におけるフレームレートの非整数倍となる。

次に、以上のように構成された本実施の形態における可視光通信システム１０の動作について説明する。

図４は、本実施の形態における可視光通信システム１０の動作を示す通信シーケンス図である。

照明装置１２は、可視光通信を開始する前に、受信機１４に対して、可視光通信で用いるサブキャリアの周波数を伝達する（Ｓ１０）。具体的には、照明装置１２において、通信部４０は、制御部３０からの指示に従って、変調信号生成部３２で用いられるサブキャリアの周波数を示すサブキャリア情報を受信機１４に送信する。

受信機１４は、照明装置１２から送信されてきたサブキャリア情報を受け取り、受け取ったサブキャリア情報が示すサブキャリアの周波数に基づいて、カメラ５０でのフレームレートを決定する（Ｓ１１）。具体的には、受信機１４において、制御部５２は、通信部５１を介して受信したサブキャリア情報が示す照明装置１２のサブキャリアの周波数に基づいて、上記式１を満たすフレームレートを決定し、カメラ５０に通知する。

その後、照明装置１２と受信機１４との間で、可視光通信が開始される（Ｓ１２）。

具体的には、照明装置１２では、変調信号生成部３２は、次の処理を行う。つまり、発光部２０が発する可視光（キャリア）の強度を振幅変調するためのサブキャリアを受信機１４に送信するデータで変調することで、サブキャリアの有無がデータに対応した信号である変調信号を生成し、発光部２０の変調回路２４に出力する。発光部２０の変調回路２４は、制御部３０の変調信号生成部３２から送られてくる変調信号に従って発光素子２３が発する可視光の強度を変化させる。これにより、図５に示されるように、送信するデータのビット列に対応してサブキャリアの有無が変化する可視光が照明装置１２から発せられる。

図５は、本実施の形態の可視光通信における可視光の強度変化の一例を示すタイミングチャートである。ここでは、送信するデータを構成するビット列「０１０１１」に対応して、サブキャリア（１ビット当たり４周期の強度変化が含まれるような周波数をもつ方形波のサブキャリア）の有無が変化している。つまり、可視光は、発光素子２３に電流Ｉ０が流れるときの光強度を中心とし、送信するビット列の値に従って、発光素子２３に最大電流Ｉ１が流れたときの光強度と最小電流Ｉ２が流れたときの光強度との間で変化する状態、又は、変化しない状態になっている。例えば、電流Ｉ０は１００ｍＡ、電流Ｉ１は１５０ｍＡ、電流Ｉ２は５０ｍＡ、サブキャリアの周波数は２００〜６００Ｈｚである。

一方、受信機１４では、ステップＳ１１で決定されたフレームレートでカメラ５０が、照明装置１２から発せられた可視光の強度をサンプリングする。このとき、フレームレートは、上記式１を満たすように決定されているので、サブキャリアの周波数は、受信機１４におけるフレームレートの非整数倍となる。

図６は、本実施の形態の可視光通信におけるサブキャリア、受信機１４でのサンプリング（フレームレート）及びサンプリング結果（光強度）のタイミングチャートである。ここでは、上記式１におけるＭ＝３、Ａ＝０．５、つまり、サブキャリアの周波数ｆ１＝フレームレートｆ２×１．７５が成り立つ場合のタイミングチャートが示されている。また、サブキャリアが正弦波である例が示されている。

本図に示されるように、サブキャリアの周波数は、受信機１４におけるフレームレートよりも大きいにも拘わらず、フレームレートの非整数倍である。これにより、本図のサンプリング結果に示されるように、サブキャリアは、受信機１４のカメラ５０によって、光強度の変化として検出される。つまり、カメラ５０による光強度のサンプリングにおいては、エイリアシングが生じているものの、サブキャリアの周波数が受信機１４におけるフレームレートの非整数倍であることから、サンプリング結果において光強度の変化が現れる。これにより、サブキャリアの存在（ここでは、ビット「１」）が検出される。なお、サブキャリアが存在しない時間区間においては、カメラ５０によって光強度が変化しないことが検出され、サブキャリアが存在しないこと（ここでは、ビット「０」）が検出される。

ここで、もし、サブキャリアの周波数がフレームレートの整数倍であった場合には、図７に示されるように、サブキャリアの存在がカメラ５０で検出されないことになる。図７は、比較例に係る可視光通信におけるサブキャリア、受信機でのサンプリング及びサンプリング結果（光強度）のタイミングチャートである。ここでは、サブキャリアの周波数がフレームレートの整数倍（２倍）である場合のタイミングチャートが示されている。本図のサンプリング結果に示されるように、もし、サブキャリアの周波数がフレームレートの整数倍であった場合には、サブキャリアの存在がカメラで検出されないことになる。

このように、本実施の形態では、可視光通信によって受信機１４にデータを送信する照明装置１２は、可視光を発する発光部２０と、データに基づいて発光部２０が発する可視光の強度を変化させる制御を行う制御部３０とを備える。制御部３０は、キャリアである可視光の強度を振幅変調するためのサブキャリアをデータで変調することでサブキャリアの有無がデータに対応した信号である変調信号を生成する変調信号生成部３２を有する。発光部２０は、制御部３０で生成された変調信号に従って可視光の強度を変化させる変調回路２４を有する。サブキャリアの周波数は、受信機１４が可視光の強度をサンプリングする周波数であるフレームレートの非整数倍である。

これにより、サブキャリアの周波数が、フレームレートの１／２よりも大きい場合であっても、フレームレートの非整数倍となるので、可視光に含まれるサブキャリアは、受信機１４において、光強度の変化となってサンプリングされ、送信データが復元される。よって、サブキャリアの周波数を、受信機１４のフレームレートに依存して１５〜３０Ｈｚ等の低い周波数に設定することなく、高い周波数に設定することができる。つまり、カメラのような低フレームレートの受信機に対して、従来よりも高い周波数のサブキャリアを用いた可視光送信が可能になる。これにより、照明装置から発せられる可視光にちらつきが生じることが抑制される。

また、本実施の形態では、サブキャリアの周波数をｆ１とし、フレームレートをｆ２とするとき、ｆ１＝ｆ２×（Ｍ＋Ａ）／２、ただし、Ｍは２以上の整数、０＜Ａ＜１、が成り立つ。

これにより、この式を満たすように、サブキャリアの周波数ｆ１からフレームレートｆ２、又は、フレームレートｆ２からサブキャリアの周波数ｆ１を決定できるので、サブキャリアの周波数がフレームレートの非整数倍であるという関係が確実に実現される。

また、本実施の形態では、照明装置１２は、さらに、サブキャリアの周波数を受信機１４に伝達する通信部４０を備える。そして、受信機１４は、通信部４０から伝達されたサブキャリアの周波数を用いてフレームレートを設定（決定して記憶)する。

これにより、照明装置１２で決定されたサブキャリアの周波数に従って受信機でのフレームレートが決定される。よって、照明装置１２において任意にサブキャリアの周波数を設定（決定）するだけで、サブキャリアの周波数が受信機１４におけるフレームレートの非整数倍になるという関係が実現される。

次に、サブキャリアの位相の連続性について説明する。

本実施の形態の照明装置１２では、変調信号生成部３２は、送信するデータを構成するビット列に従ってサブキャリアを変調する際に、ビット列中の連続する２ビットの区間において連続してサブキャリアが存在することとなる変調信号を生成する場合には、当該２ビットの区間においてサブキャリアの位相が連続するように変調信号を生成する。本実施の形態では、変調信号生成部３２は、送信するデータにおいて、ビット「１」が連続する場合に、サブキャリアが連続して存在することとなるように変調信号を生成するが、その際に、以下の処理を行う。つまり、変調信号生成部３２は、連続する２つのビット「１」の境界において、サブキャリアの位相が連続することとなるように、発生するサブキャリアの位相を調整する。

図８は、比較例に係る変調信号の波形を示すタイミングチャートである。図９は、本実施の形態における変調信号の波形を示すタイミングチャートである。いずれの場合も、３０ｂｐｓでビット「１」が連続する場合における変調信号が示されている。

比較例では、図８に示されるように、連続する２つのビット「１」の境界において、サブキャリアの位相が不連続となっている。そのために、ビット「１」が連続する区間において、サブキャリアの周波数よりも高い不要な周波数成分が発生する。また、受信機１４における可視光のサンプリングにおいて、サブキャリアの存在が検知されにくくなり得る。

これに対して、本実施の形態では、図９に示されるように、連続する２つのビット「１」の境界において、サブキャリアの位相が連続している。そのために、ビット「１」が連続する区間において、不要な高周波成分が発生することがなく、また、受信機１４における可視光のサンプリングにおいて、確実にサブキャリアの存在が検知される。

なお、本実施の形態では、可視光通信を開始する前に、照明装置１２が用いるサブキャリアの周波数が照明装置１２から受信機１４に伝達され、受信機１４において、伝達されたサブキャリアの周波数を用いてフレームレートが設定された。しかしながら、これに代えて、あるいは、これに加えて、逆方向に伝達されてもよい。つまり、受信機１４が用いるフレームレートが受信機１４から照明装置１２に伝達され、照明装置１２において、伝達されたフレームレートを用いてサブキャリアの周波数が設定（決定して記憶)されてもよい。

図１０は、本実施の形態の変形例における可視光通信システム１０の動作を示す通信シーケンス図である。ここでは、図４に示される伝達方向（Ｓ１０）と逆方向で受信機１４のフレームレートが照明装置１２に伝達されるケースの手順が示されている。

受信機１４は、可視光通信を開始する前に、照明装置１２に対して、可視光通信のサンプリングで用いるフレームレートを伝達する（Ｓ２０）。具体的には、受信機１４において、通信部５１は、制御部５２からの指示に従って、カメラ５０での可視光受信のサンプリングに用いられるフレームレートを示すフレームレート情報を照明装置１２に送信する。

照明装置１２は、受信機１４から送信されてきたフレームレート情報を受け取り、受け取ったフレームレート情報が示すフレームレートに基づいて、変調信号生成部３２で用いるサブキャリアの周波数を決定する（Ｓ２１）。具体的には、照明装置１２において、制御部３０は、通信部４０を介して受信したフレームレート情報が示す受信機１４のフレームレートに基づいて、上記式１を満たすサブキャリアの周波数を決定し、変調信号生成部３２に通知する。

その後、照明装置１２と受信機１４との間で、可視光通信が開始される（Ｓ２２）。可視光通信の詳細な処理は、図４のステップＳ１２と同じである。

このように、本実施の形態の変形例では、受信機１４は、フレームレートを照明装置１２に伝達する。照明装置１２は、受信機１４から伝達されたフレームレートを受け取る通信部４０を備える。そして、変調信号生成部３２は、通信部４０が受け取ったフレームレートを用いてサブキャリアの周波数を設定（決定して記憶)する。

これにより、受信機１４で決定されたフレームレートに従って照明装置１２で用いられるサブキャリアの周波数が決定される。よって、受信機１４において任意にフレームレートを設定（決定）するだけで、サブキャリアの周波数が受信機１４におけるフレームレートの非整数倍になるという関係が実現される。

なお、上記実施の形態及びその変形例では、可視光通信の開始前に、照明装置１２と受信機１４との通信によって、サブキャリアの周波数とフレームレートとが決定され、可視光通信においては、決定後のサブキャリアの周波数とフレームレートが維持された。しかしながら、このようなやり方に限定されない。サブキャリアの周波数及びフレームレートの一方が固定で、他方が一定範囲で変化してもよい。

例えば、サブキャリアの周波数を１２０Ｈｚに固定しておき、フレームレートを６０Ｈｚ以上１２０Ｈｚ以下の範囲で変化（スイープ、あるいは、ランダムに変化）させてもよい。具体的には、照明装置１２は、サブキャリアの周波数を１２０Ｈｚとし、そのサブキャリアをデータで変調した変調信号に基づく可視光を繰り返し送信する。一方、受信機１４は、照明装置１２からのデータの繰り返し送信における周期かそれ以上の周期ごとに、フレームレートを６０Ｈｚ以上１２０Ｈｚ以下の範囲で変化（例えば、１０Ｈｚステップで増加）させながら、可視光の強度をサンプリングする。

このように、上記実施の形態における「サブキャリアの周波数は、受信機１４が可視光の強度をサンプリングする周波数であるフレームレートの非整数倍である」ことに代えて、受信機１４は、可視光をサンプリングするフレームレートを６０Ｈｚ以上１２０Ｈｚ以下の範囲で変化させながら、データを復元してもよい。

これにより、サブキャリアの周波数が受信機１４におけるフレームレートよりも大きいにも拘わらず、フレームレートの非整数倍となる状態においては、受信機１４において正しく可視光が受信され元のデータに復元される。この方式によれば、可視光通信の開始前に照明装置１２と受信機１４とが通信し合ってサブキャリアの周波数又はフレームレートを伝達しておく必要がなくなる。

以上、本発明に係る照明装置及び可視光通信システムについて、実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態及び変形例に限定されない。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実施の形態又は変形例に施したものや、実施の形態及び変形例における一部の構成要素を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。

例えば、上記実施の形態では、サブキャリアの周波数が受信機１４におけるフレームレートの非整数倍になるという関係を満たすために、上記式１が用いられた。しかしながら、サブキャリアの周波数と受信機１４におけるフレームレートとの関係は、上記式１に限られない。例として、サブキャリアの周波数ｆ１＝フレームレートｆ２×Ｂ、ただし、Ｂは、予め設定（記憶)された正の非整数値（例えば、０．７５、１．２５、１．７５、２．２５等）であってもよい。

また、上記実施の形態では、送信データを構成するビットが「１」であるときにサブキャリアが存在し、「０」であるときにサブキャリアが存在しない振幅変調が行われたが、このような変調に限られない。送信データを構成するビットが「０」であるときにサブキャリアが存在し、「１」であるときにサブキャリアが存在しない振幅変調であってもよいし、「１」又は「０」が連続するときにサブキャリアが存在する（又は、存在しない）変調であってもよい。

また、上記実施の形態では、可視光通信システム１０は、電波が届きにくい屋内での位置情報サービスに利用される例が示されたが、このような応用例に限られず、屋外に設置される電子看板等の他の可視光通信に応用されてもよい。

また、上記実施の形態では、照明装置１２の発光部２０は、交流電源１６を入力として動作したが、直流電源を入力として動作してもよい。さらに、照明装置１２は、調光機能を有したが、消灯及びフル点灯のいずれかを行う調光機能を有しない簡易な照明器具であってもよい。

また、上記実施の形態では、変調回路２４は、トランジスタ２４ａと抵抗２４ｂとの並列回路であったが、これに限られず、トランジスタ２４ａだけ、あるいは、スイッチング素子だけであってもよい。また、可視光の変調方式としては、上記実施の形態のように変調信号生成部３２がサブキャリアを送信データで変調した変調信号を生成し、その後に、変調回路２４が変調信号に従って発光素子２３を流れる電流の強弱を変化させたが、このような方式に限られない。発光素子２３を流れる電流を連続的なサブキャリアで変調し、その後に、送信データでさらに変調してもよい。

１０ 可視光通信システム
１２ 照明装置
１４ 受信機
２０ 発光部
２４ 変調回路
３０ 制御部
３１ 調光信号生成部
４０ 通信部

Claims (7)

1. 可視光通信によって受信機にデータを送信する照明装置であって、
   可視光を発する発光部と、
   前記データに基づいて前記発光部が発する可視光の強度を変化させる制御を行う制御部とを備え、
   前記制御部は、キャリアである前記可視光の強度を振幅変調するためのサブキャリアを前記データで変調することで前記サブキャリアの有無が前記データに対応した信号である変調信号を生成する変調信号生成部を有し、
   前記発光部は、前記制御部で生成された前記変調信号に従って可視光の強度を変化させる変調回路を有し、
   前記サブキャリアの周波数は、前記受信機が前記可視光の強度をサンプリングする周波数であるフレームレートの非整数倍である
   照明装置。
2. 前記サブキャリアの周波数をｆ１とし、前記フレームレートをｆ２とするとき、
   ｆ１＝ｆ２×（Ｍ＋Ａ）／２、ただし、Ｍは２以上の整数、０＜Ａ＜１、が成り立つ
   請求項１記載の照明装置。
3. 前記データは、ビット列で構成され、
   前記変調信号生成部は、前記サブキャリアを前記ビット列に従って変調し、当該変調では、前記ビット列中の連続する２ビットの区間において連続して前記サブキャリアが存在することとなる変調信号を生成する場合には、当該２ビットの区間において前記サブキャリアの位相が連続するように前記変調信号を生成する
   請求項１又は２記載の照明装置。
4. さらに、前記サブキャリアの周波数を前記受信機に伝達する通信部を備え、
   前記受信機は、前記通信部から伝達された前記サブキャリアの周波数を用いて前記フレームレートを設定する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 前記受信機は、前記フレームレートを前記照明装置に伝達し、
   前記照明装置は、さらに、前記受信機から伝達された前記フレームレートを受け取る通信部を備え、
   前記変調信号生成部は、前記通信部が受け取った前記フレームレートを用いて前記サブキャリアの周波数を設定する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 請求項１記載の照明装置と、請求項１記載の受信機とから構成される可視光通信システム。
7. 請求項１における「前記サブキャリアの周波数は、前記受信機が前記可視光の強度をサンプリングする周波数であるフレームレートの非整数倍である」ことに代えて、
   前記受信機は、前記可視光をサンプリングするフレームレートを６０Ｈｚ以上１２０Ｈｚ以下の範囲で変化させながら、前記データを復元する
   請求項６記載の可視光通信システム。

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