JP6593694B2 - 可視光通信装置、及び、可視光通信装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、可視光通信装置、及び、可視光通信装置の製造方法に関する。

従来、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として備え、光源が出射する照明光の強度を変調することによって通信信号を送信する可視光通信装置が提案されている。可視光通信装置では照明光の強度そのものを変調することで通信信号を送信するので、通信信号を送信するための専用の機器（例えば赤外線通信装置）を必要としない。また照明用光源として発光ダイオードを用いることで省電力が実現できるので、地下街などにおけるユビキタス情報システムへの利用が検討されている。

従来、通信のために簡素な回路を照明装置に付加することで、高周波の光通信信号に応じて忠実に出力光を変調できる可視光通信装置がある（例えば、特許文献１）。

一方、照明装置に付加する回路により、照明光の強度の変調により通信信号を送信する機能のみならず、通信信号を電波により送受信する通信機能（例えば、電波ビーコン送信機能）、又は、無線モジュールを介して光源を点消灯又は調光する機能の追加が求められている。

特開２０１２−６９５０５号公報

上記回路を既存の照明装置に付加する場合、上記回路は、光源としてのＬＥＤに電力を供給する電源回路から供給される電力を受けて動作するように接続されるのが簡便である。

しかしながら、上記接続方法では、調光制御により光源としてのＬＥＤが点灯されない状態において、上記各機能を有する回路が電力供給を受けることができず、動作することができないという問題がある。

そこで、調光制御により光源が点灯されない状態においても、付加される回路を適切に動作させる可視光通信装置等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、本発明の一態様に係る可視光通信装置は、光源と、前記光源に電路により接続され、前記光源を発光させるための電圧を前記電路に印加する電源回路と、前記電路に接続された変調回路であって、前記電源回路から前記光源に流れる電流の電流値を通信信号に基づいて変調することで、前記光源に前記通信信号を含む光を出射させる変調回路と、前記電路に接続され、前記電路に流れる電流により動作することで所定の機能を発揮する機能回路部であって、前記光源を発光可能な最低電圧値である第一電圧値より低く、かつ、第二電圧値以上の電圧により動作可能である機能回路部とを備え、前記電源回路は、さらに、第一電圧値より低く、かつ、前記第二電圧値以上の電圧を前記電路に印加する。

また、上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る可視光通信装置の製造方法は、光源を光源用基板に実装するステップと、前記光源に電路により接続され、前記光源を発光させるための電圧を前記電路に印加する電源回路を、電源用基板に実装するステップと、（ｉ）前記電路に接続された変調回路であって、前記電源回路から前記光源に流れる電流の電流値を通信信号に基づいて変調することで、前記光源に前記通信信号を含む光を出射させる変調回路、及び、（ｉｉ）前記電路に接続され、前記電路に流れる電流により動作することで所定の機能を発揮する機能回路部であって、前記光源を発光可能な最低電圧値である第一電圧値より低く、かつ、第二電圧値以上の電圧により動作可能である機能回路部を、付加回路用基板に実装するステップとを含み、前記電源回路は、さらに、第一電圧値より低く、かつ、前記第二電圧値以上の電圧を前記電路に印加する。

本発明の可視光通信装置によれば、調光制御により光源が点灯されない状態においても、付加される回路を適切に動作させることができる。

実施の形態に係る可視光通信システムの概観図である。 実施の形態に係る可視光通信装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る可視光通信装置が各動作モードで出力する電圧及び電流の説明図である。 実施の形態に係る可視光通信装置の供給モードの遷移の説明図である。 実施の形態に係る可視光通信装置の機能モードへ切り替えるための所定のオンオフ操作の説明図である。 実施の形態に係る可視光通信装置の機能モードへ切り替えるための調光信号の説明図である。 実施の形態に係る可視光通信装置の詳細な構成の第一例を示すブロック図である。 実施の形態に係る可視光通信装置の詳細な構成の第二例を示すブロック図である。 実施の形態に係る可視光通信装置の詳細な構成の第三例を示すブロック図である。 実施の形態に係る可視光通信装置の製造方法を示すフロー図である。

以下では、本発明の実施の形態に係る可視光通信装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に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ものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、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。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。

（実施の形態）
本実施の形態において、調光制御により光源が点灯されない状態においても、付加される回路を適切に動作させる可視光通信装置について説明する。

図１は、本実施の形態に係る可視光通信システムの概観図である。

図１に示されるように、本実施の形態に係る可視光通信システムは、可視光通信装置１と、端末１００とを備える。

可視光通信装置１は、照明光を周囲に照射することで、可視光通信装置１の周囲を照明する照明装置である。可視光通信装置１が照射する照明光には通信信号（可視光通信信号）が含まれている。言い換えれば、可視光通信装置１は、可視光通信により通信信号を端末１００に送信する。

端末１００は、照明光を受光する情報端末である。端末１００は、可視光通信装置１が照射する照明光を受光し、受光した照明光に含まれる通信信号を取得する。端末１００は、例えば、フォトダイオード、又は、カメラ（撮像装置）を備え、これらを用いて照明光を受光する。

例えば、可視光通信システムにおいて、可視光通信装置１は、可視光通信装置１に固有のＩＤ（光ＩＤともいう）を含む光ビーコンを周囲に定期的に送信する光ビーコン送信装置として利用され得る。光ＩＤとは、可視光通信装置１の一の個体を他の個体から識別し得る識別子である。可視光通信装置１が光ＩＤを通信信号として含む光を定期的に送信すると、この光を受光した端末１００は、受光した光から光ＩＤを取得し、取得した光ＩＤに基づいて現在位置等を知ることができる。

図２は、本実施の形態に係る可視光通信装置１の構成を示すブロック図である。

図２に示されるように、可視光通信装置１は、調光制御部１０と、電源回路２０と、付加回路３０と、光源４０とを備える。

調光制御部１０は、照明装置としての可視光通信装置１の調光の度合いを制御する制御回路である。調光制御部１０は、具体的には、上記調光の度合いについてのユーザによる操作を受け付け、受け付けた操作により定まる調光の度合いに応じた調光信号を電源回路２０の調光信号受信部２１に送信する。調光制御部１０は、例えば、調光の度合いを０％〜１００％で示す「調光つまみ」によりユーザの操作を受け付け、調光つまみにより受け付けた調光の度合いに応じたＰＷＭ信号を調光信号として送信する。

電源回路２０は、可視光通信装置１内の光源４０及び各回路に出力側電路により接続されており、出力側電路を通じて光源４０及び各回路に直流の電力を供給する電源回路である。また、電源回路２０の入力側電路は、スイッチ５１を介して外部電源５０に接続されている。電源回路２０は、入力側電路から供給される電力に基づいて、出力側電路に電圧を印加することで、可視光通信装置１内の光源４０及び各回路に電力を供給する。なお、出力側電路のことを単に電路ということもある。

電源回路２０は、出力する電圧及び電流が互いに異なる３つの動作モードである、フル点灯モード、調光モード、及び、機能モードのいずれかで電圧及び電流を出力する。フル点灯モード、調光モード、及び、機能モードは、それぞれ、調光比が１００％、５０％、及び、０％と調光つまみにより設定された場合に選択される。各動作モードにおける出力電圧及び出力電流については後で詳しく説明する。なお、スイッチ５１は、可視光通信装置１の外部に存在するスイッチであり、例えば、造営材に埋設される壁スイッチである。スイッチ５１は、ユーザによるオン操作（以降、単にオンともいう）及びオフ操作（以降、単にオフともいう）を受け付け、外部電源５０から電源回路２０への電力供給をするか、しないか、を切り替える。なお、フル点灯モード及び調光モードのことを第一動作モードともいい、機能モードのことを第二動作モードともいう。

電源回路２０は、定電流モード又は定電圧モードのいずれかで動作可能である。定電流モードとは、出力側電路に流す電流の電流値を所定値に維持するモードである。また、定電圧モードとは、出力側電路に印加する電圧の電圧値を所定値に維持するモードである。

電源回路２０は、調光信号受信部２１と、制御部２２と、ＰＦＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）回路２３（力率改善回路）と、定電流回路２４と、検出部２５とを備える。

調光信号受信部２１は、調光制御部１０から調光信号を受信する処理部である。具体的には、調光信号受信部２１は、調光制御部１０が送信するＰＷＭ信号を調光信号として受信する。また、調光信号受信部２１は、調光制御回路６２（図７）から調光信号を受信することもある。

制御部２２は、調光信号受信部２１が受信した調光信号、及び、検出部２５が検出したユーザによる操作に基づいて電源回路２０の動作モードを切り替え、動作モードに基づいてＰＦＣ回路２３及び定電流回路２４を制御する処理部である。また、制御部２２は、調光信号受信部２１が調光制御回路６２から受信した調光信号が動作モードを変更するものである場合には、当該調光信号に基づいて動作モードを切り替える。

ＰＦＣ回路２３は、外部電源５０から供給される電力の力率を改善するための回路である。

定電流回路２４は、電源回路２０が出力する電流を一定値に維持するよう制御する電流出力回路である。

検出部２５は、ユーザによるオフ−オン操作又は所定のオンオフ操作がスイッチ５１になされたことを検出するセンサである。ここでオフ−オン操作とは、スイッチ５１がオン状態であるときにオフ操作を行い、その後所定時間（例えば２秒）以内にオン操作を行うことをいう。また、所定のオンオフ操作とは、スイッチ５１に対して所定のタイミングでオン操作及びオフ操作を連続的に複数回行うことをいう。所定のオンオフ操作については、後で具体例を挙げて説明する。

検出部２５は、外部電源５０から供給される電圧を監視し、外部電源５０から電力供給がなされているか否かを検出する。そして、電力供給がなされている状態からなされていない状態に変化したことを検出することで、スイッチ５１にオフ操作がなされたことを検出する。同様に、検出部２５は、電力供給がなされていない状態からなされている状態に変化したことを検出することで、スイッチ５１にオン操作がなされたことを検出する。そして、検出部２５は、オフ操作から所定時間内にオン操作が行われたことを検出すると、オフ−オン操作がなされたことを検出する。同様に、オン操作とオフ操作とのタイミングが、所定のオンオフ操作として予め定められたパターンに適合すると、所定のオンオフ操作がなされたことを検出する。

付加回路３０は、電源回路２０と光源４０とを接続する電路に接続され、電源回路２０から光源４０に流れる電流により動作する回路である。付加回路３０は、制御用電源３１と、機能回路３２と、変調回路３３とを含む。なお、制御用電源３１と機能回路３２とを含む部分を機能回路部３２Ａともいう。

制御用電源３１は、電源回路２０により印加される電圧を昇降圧（昇圧又は降圧）することで、付加回路３０内の各回路が動作する電圧を生成する電源回路である。制御用電源３１は、光源４０を発光可能な最低電圧値（第一電圧値）より低く、かつ、上記第一電圧値より低い第二電圧値以上の電圧により動作可能である。制御用電源３１が、付加回路３０内の各回路へ供給する電圧は、例えば、５Ｖである。

機能回路３２は、制御用電源３１が生成した電圧により動作し、動作することで所定の機能を発揮する回路である。機能回路３２が発揮する機能は、例えば、無線通信により調光制御を受け付ける機能、人感センサにより周囲の人間を検出する機能、電波ビーコンを送信する機能などさまざまなものがあり得る。機能回路３２の内部回路及び機能については、後で詳細に説明する。

変調回路３３は、可視光通信装置１が送信する通信信号に基づいて光源４０に流れる電流の電流値Ｉを変調する回路である。具体的には、変調回路３３は、可視光通信装置１が外部に送信すべき通信信号に応じた振幅を有する電気信号を生成し、生成した電気信号に基づいてＦＥＴＱを駆動することで、電源回路２０から光源４０に流れる電流の電流値Ｉを変調する。

光源４０は、可視光通信装置１の光源であり、発光することで可視光通信装置１の外部に照明光を出射する。光源４０は、電源回路２０が供給する電力、より具体的には、電源回路２０から光源４０を流れる電流の電流値に応じた発光強度で発光する。この電流値が変調回路３３により通信信号に基づいて変調されているとき、光源４０は、通信信号を含む光をする。光源４０は、例えば、発光ダイオード又は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）であり、その特性上、順方向電圧（Ｖｆ）以上の電圧が印加されたときに発光し、印加された電圧が順方向電圧未満であるときには実質的には発光せずに消灯する。

なお、従来の調光機能付きの照明装置は、図２に示される可視光通信装置１において、付加回路３０を備えないものに相当する。言い換えれば、可視光通信装置１は、従来の調光機能付きの照明装置に対して付加回路３０を付加したものである。可視光通信装置１は、このように付加した付加回路３０を適切に動作させることができるように、電源回路２０の動作を、従来の調光機能付きの照明装置から変更したものであるともいえる。なお、従来の調光機能付きの照明装置のことを関連技術に係る照明装置ともいう。以降でもこの表現を用いる。

図３は、本実施の形態に係る可視光通信装置１が各動作モードで出力する電圧及び電流の説明図である。図３は、関連技術に係る照明装置、及び、本実施の形態に係る可視光通信装置１それぞれにおける電源回路の出力電圧及び出力電流の一例を、動作モードごとに示すものである。なお、可視光通信装置１の動作モードのうち機能モードは、関連技術に係る照明装置には存在しない。関連技術に係る照明装置で調光つまみにより調光比０％と設定された場合には光源４０を消灯させる消灯モードとなるので、関連技術に係る照明装置における機能モードに対応する欄は、消灯モードについての出力電圧及び出力電流が示されている。

供給モードは、フル点灯モード、調光モード及び消灯モードの３つがあり、電源回路２０が出力する電圧及び電流が互いに異なる。

図３に示されるように、関連技術に係る照明装置、及び、本実施の形態に係る可視光通信装置１ともに、フル点灯モードでは、電源回路２０の出力電圧が１００Ｖ、出力電流が１００ｍＡであり、また、電源回路２０は定電流モードで動作する。これにより、光源４０は調光比１００％で発光する。

また、調光モードでは、電源回路２０の出力電圧が９８Ｖ、出力電流が５０ｍＡであり、また、電源回路２０は定電流モードで動作する。これにより、光源４０は調光比５０％で発光する。なお、調光比が０％を超え、１００％未満である状態を調光モードとしてもよい。

関連技術に係る照明装置は、消灯モードでは、電源回路２０の出力電圧が０Ｖであり、出力電流は０ｍＡである。これにより、光源４０は、発光せずに消灯する。

一方、可視光通信装置１は、機能モードでは、電源回路２０の出力電圧が、光源４０を発光可能である最低電圧値（第一電圧値）より低く、かつ、機能回路部３２Ａが動作可能である最低電圧値（第二電圧値）以上である。また、電源回路２０は、定電圧モードで動作する。例えば、電源回路２０の出力電圧が４０Ｖであり、出力電流が１０ｍＡである。

すなわち、電源回路２０は、機能モードにおいて、光源４０を発光させず、かつ、付加回路３０を動作させることができる電圧を印加している。これにより、可視光通信装置１は、調光制御により光源４０が点灯されない状態においても、付加回路３０を動作させることができる。なお、電源回路２０は、第一電圧値と第二電圧値との平均値より低い電圧を電路に印加するようにしてもよい。このようにすれば、より低い電圧で機能回路部３２Ａを動作させることができ、消費電力を低減することができる。

次に、可視光通信装置１における供給モードの遷移について説明する。

図４は、本実施の形態に係る可視光通信装置１の供給モードの遷移の説明図である。

図４には、電源回路２０の供給モードとしてのフル点灯モード３０２と、調光モード３０３と、機能モード３０４とが示されている。また、外部電源５０から電源回路２０への電力供給がスイッチ５１により断たれている状態（オフ状態）が消灯３０１として示されている。以降で、制御部２２によりなされる電源回路２０のモード遷移について説明する。

電源回路２０は、消灯３０１の状態において、スイッチ５１にオン操作がなされるとフル点灯モード３０２に遷移する。また、フル点灯モード３０２において、スイッチ５１にオフ操作がなされると消灯３０１の状態に遷移する。

また、電源回路２０は、フル点灯モード３０２において、スイッチ５１にオフ−オン操作がなされると、調光モード３０３に遷移する。調光モード３０３において、スイッチ５１にオフ−オン操作がなされると、フル点灯モード３０２に遷移する。

また、電源回路２０は、消灯３０１の状態において、スイッチ５１に所定のオンオフ操作がなされると、機能モード３０４に遷移する。また、機能モード３０４において、スイッチ５１にオフ操作がなされると消灯３０１の状態に遷移する。

また、電源回路２０は、機能モード３０４において、スイッチ５１にオフ−オン操作がなされると、調光モード３０３に遷移する。調光モード３０３において、スイッチ５１に所定のオンオフ操作がなされると、機能モード３０４に遷移する。また、電源回路２０は、フル点灯モード３０２において調光信号受信部２１により所定の調光信号を受信した場合にも、機能モード３０４に遷移するようにしてもよい。

また、電源回路２０は、機能モード３０４において、スイッチ５１にオフ−オン操作がなされると、フル点灯モード３０２に遷移する。電源回路２０は、フル点灯モード３０２において、スイッチ５１に所定のオンオフ操作がなされると、機能モード３０４に遷移する。また、電源回路２０は、フル点灯モード３０２において調光信号受信部２１により所定の調光信号を受信した場合にも、機能モード３０４に遷移するようにしてもよい。

なお、機能モード３０４においてオフ−オン操作がなされた場合にフル点灯モード３０２へ遷移するか、調光モード３０３に遷移するかは任意に定められてよい。例えば、機能モード３０４に遷移する直前に動作していた供給モードに遷移するようにしてもよいし、フル点灯モード３０２又は調光モード３０３の予め定められた一方に遷移するようにしてもよい。

図５は、本実施の形態に係る可視光通信装置１の機能モードへ切り替えるための所定のオンオフ操作の説明図である。図５は、所定のオンオフ操作として予め定められたパターンの一例を示している。

所定のオンオフ操作は、例えば、スイッチ５１に対するオン操作及びオフ操作を所定時間（例えば２秒）以上の間隔を空けずに連続的に複数回行う操作、より具体的には、スイッチ５１にオン、オフ、オン、オフ、オンというように順にオン操作及びオフ操作を行うことである（図５）。なお、上記のオン及びオフのパターンはあくまで一例であり、これより少ない回数又は多い回数のオン及びオフを組み合わせたものであってもよい。なお、フル点灯モード３０２と調光モード３０３とを互いに遷移させるオフ−オン操作と類似するパターンとは異なるパターンとしてもよい。検出部２５により、上記オフ−オン操作であると誤認識されることを回避するためである。

図６は、本実施の形態に係る可視光通信装置１の機能モードへ切り替えるための調光信号の説明図である。

図６の（ａ）に示される調光信号は、従来、光源４０の調光のために用いられるＰＷＭ信号である。ＰＷＭ信号は、一定周期Ｔごとにパルスを含む信号であり、パルスの時間幅に応じて光源４０の調光比を制御するものである。

図６の（ｂ）に示される調光信号は、可視光通信装置１においてフル点灯モード３０２若しくは調光モード３０３から機能モード３０４への遷移に用いられる調光信号であり、パルスの周期（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３など）が、パルスごとに互いに異なる。

調光信号受信部２１は、受信した調光信号の周期が所定の条件を満たすか否かを判定する。具体的には、調光信号受信部２１は、受信した調光信号が従来通りの光源４０の調光のためのＰＷＭ信号であるか、又は、フル点灯モード３０２若しくは調光モード３０３から機能モード３０４への遷移に用いられる調光信号（以降、遷移用調光信号ともいう）であるかを判定する。そして、受信した調光信号が遷移用調光信号である場合には、制御部２２がＰＦＣ回路２３及び定電流回路２４を制御することで、電源回路２０を機能モード３０４に遷移させることができる。

図７は、本実施の形態に係る可視光通信装置１の詳細な構成の第一例としての可視光通信装置２を示すブロック図である。図７に示される可視光通信装置２は、付加回路３０Ａを備え、付加回路３０Ａ内の機能回路３２として、無線通信回路６１と、調光制御回路６２とを備える。

無線通信回路６１は、外部の無線通信装置（不図示）との間で無線通信を行い、無線通信により可視光通信装置２の調光制御のための信号（以降、調光制御信号ともいう）を受信する通信回路である。また、無線通信回路６１は、さらに、電源回路２０の供給モードをフル点灯モード３０２又は調光モード３０３から機能モード３０４へ遷移させるための所定の信号を受信してもよい。

調光制御回路６２は、無線通信回路６１が受信した調光制御信号により定められるＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号を調光信号として調光信号受信部２１へ送信する。また、調光制御回路６２は、機能モード３０４へ遷移させるための所定の信号を無線通信回路６１が受信した場合には、所定の調光信号（図４、図６の（ｂ））を生成し、生成した所定の調光信号を調光信号受信部２１へ送信する。

上記構成により、可視光通信装置２は、外部の無線通信装置から無線通信により調光制御信号を受け付け、受け付けた調光制御信号に基づいて光源４０の調光制御を行い、また、電源回路２０を機能モード３０４で動作させることができる。

図８は、本実施の形態に係る可視光通信装置１の詳細な構成の第二例としての可視光通信装置３を示すブロック図である。

図８に示される可視光通信装置３は、付加回路３０Ｂを備え、付加回路３０Ｂ内に機能回路３２と、変調回路３３Ｂと、赤外線光源４２とを備える。

機能回路３２は、上記可視光通信装置２におけるものと同様である。

変調回路３３Ｂは、上記可視光通信装置１及び２における変調回路３３と同様、可視光通信装置３が送信する通信信号に応じて光源４０に流れる電流の電流値Ｉを変調する。さらに、変調回路３３Ｂは、上記通信信号に応じて赤外線光源４２に流れる電流の電流値Ｉｒを変調する。具体的には、変調回路３３Ｂは、通信信号に応じた振幅を有する電気信号を生成し、生成した電気信号に基づいてＦＥＴＱｒを駆動することで、赤外線光源４２に流れる電流の電流値Ｉｒを変調する。

上記構成により、可視光通信装置３は、光源４０が消灯しているときに、赤外線光源４２による赤外線通信を行うことができる。この赤外線通信により、可視光通信装置３の光ＩＤを通信信号として含む赤外線を送信すれば、光源４０が消灯しているときに赤外線により光ＩＤを周囲に送信することができる利点がある。

図９は、本実施の形態に係る可視光通信装置１の詳細な構成の第三例としての可視光通信装置４を示すブロック図である。可視光通信装置４は、付加回路３０Ｃを備え、付加回路３０Ｃ内に無線ＩＣ９１と、負荷電圧検出回路９２と、マイコン９３とを備える。

無線ＩＣ９１は、外部の無線通信装置（不図示）との無線通信を行う通信インタフェース及び処理回路である。負荷電圧検出回路９２は、負荷電圧、つまり、光源４０に印加される電圧を検出する検出回路である。

マイコン９３は、調光制御のための無線通信機能と、可視光通信のための変調機能とを１つのマイコン上に実現したものである。マイコン９３は、無線ＩＣ制御部９５と、調光信号生成部９６と、負荷状態検出部９７と、変調信号生成部９８とを備える。

無線ＩＣ制御部９５は、無線ＩＣ９１を制御する処理部である。具体的には、無線ＩＣ制御部９５は、無線ＩＣ９１が上記無線通信装置から受信した通信信号から、可視光通信装置４の調光制御のための調光制御信号を取得する。

調光信号生成部９６は、無線ＩＣ制御部９５が取得した調光制御信号により定められるＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号を調光信号として調光信号受信部２１へ送信する。

負荷状態検出部９７は、負荷電圧検出回路９２が検出した負荷電圧に基づいて負荷状態、つまり、光源４０の状態を検出する処理部である。

変調信号生成部９８は、負荷状態検出部９７が検出した負荷状態に基づいて光源４０に流れる電流の電流値Ｉを変調する処理部である。

上記構成により、可視光通信装置４は、調光制御のための無線通信機能と、可視光通信のための変調機能とを１つのマイコンにより実現することができる。

なお、上記の他にも、機能回路３２は、周囲に存在する人間を検知する人感センサと、人感センサが人間を検知すると、制御部２２による動作モードの切り替えを行わせる人感制御回路を有してもよい。これにより、可視光通信装置１は、周囲に人間がいるか否かに基づいて、可視光通信装置１の点消灯又は調光を制御することができる。

また、機能回路３２は、所定の情報を含む電波ビーコンを電波により周囲に送信する電波ビーコン送信回路を有してもよい。これにより、可視光通信装置１は、機能回路部３２Ａ内の電波ビーコン送信部により電波ビーコンを周囲に送信することができる。

次に、可視光通信装置１の製造方法について説明する。

図１０は、実施の形態に係る可視光通信装置１の製造方法を示すフロー図である。

ステップＳ１１において、光源４０の実装を行う。本ステップでは、例えば、基板に光源４０を実装する場合を一例として説明するが、実装の対象となる物は上記に限定されない。以降のステップでも同様である。なお、光源４０が基板に実装される場合、光源４０が実装される基板のことを光源用基板ともいう。

ステップＳ１２において、電源回路２０の実装を行う。なお、電源回路２０が実装される基板のことを電源用基板ともいう。

この時点で、光源４０及び電源回路２０を備える、調光機能付きの照明装置の製造が完了している。なお、ステップＳ１１及びＳ１２は、どちらが先であってもよく、また、同時に行われてもよい。

ステップＳ１３において、変調回路３３の実装を行う。なお、変調回路３３が実装される基板のことを付加回路用基板ともいう。

ステップＳ１４において、機能回路部３２Ａ（制御用電源３１及び機能回路３２）の実装を行う。なお、機能回路部３２Ａは、一例として、上記付加回路用基板に実装される。

この時点で、可視光通信装置１の製造が完了している。なお、ステップＳ１３及びＳ１４は、どちらが先であってもよく、また、同時に行われてもよい。

以上の一連の流れにより、可視光通信機能を備えない、調光機能付きの照明装置に対して変調回路及び機能回路部を実装することで、可視光通信装置１を製造することができる。

以上のように、本実施の形態の可視光通信装置１等は、光源４０と、光源４０に電路により接続され、光源４０を発光させるための電圧を電路に印加する電源回路２０と、電路に接続された変調回路３３であって、電源回路２０から光源４０に流れる電流の電流値を通信信号に基づいて変調することで、光源４０に通信信号を含む光を出射させる変調回路３３と、電路に接続され、電路に流れる電流により動作することで所定の機能を発揮する機能回路部３２Ａであって、光源４０を発光可能な最低電圧値である第一電圧値より低く、かつ、第二電圧値以上の電圧により動作可能である機能回路部３２Ａとを備え、電源回路２０は、さらに、第一電圧値より低く、かつ、第二電圧値以上の電圧を電路に印加する。

これによれば、可視光通信装置１は、機能回路部３２Ａが動作可能であり、かつ、光源４０を発光させない電圧を電源回路２０により印加する。この電圧により、光源４０を発光させずに、機能回路部３２Ａを動作させることができ、機能回路部３２Ａが有する所定の機能を発揮させることができる。よって、可視光通信装置１は、調光制御により光源４０が点灯されない状態においても、付加される回路を適切に動作させることができる。

また、電源回路２０は、光源４０を発光させる際には、電路に流す電流の電流値を所定値に維持する定電流モードで動作し、第一電圧値より低く、かつ、第二電圧値以上の電圧を電路に印加する際には、電路に印加する電圧の電圧値を所定値に維持する定電圧モードで動作してもよい。

これによれば、可視光通信装置１は、一般に光源４０を発光させるために用いる定電流モードではなく、電圧値を所定値に維持する定電圧モードで機能回路部３２Ａを動作させる。これにより、機能回路部３２Ａをより安定に動作させることができる。

また、電源回路２０は、第一電圧値と第二電圧値との平均値より小さい電圧を電路に印加してもよい。

これによれば、可視光通信装置１は、光源４０を発光させずに機能回路部３２Ａを動作させることができる電圧範囲内のうちでも、比較的低い電圧により機能回路部３２Ａを動作させる。これにより、より低い電力で機能回路部３２Ａを動作させることができ、消費電力を低減させる効果がある。

また、電源回路２０は、第一電圧値以上の電圧を電路に印加する第一動作モードと、第一電圧値より低くかつ第二電圧値以上の電圧を電路に印加する第二動作モードとのいずれかの動作モードにより、選択的に、電路に電圧を印加することが可能であり、電源回路２０は、動作モードを切り替える制御部２２を有してもよい。

これによれば、可視光通信装置１は、光源４０を発光させる動作モード、光源４０を発光させずに機能回路部３２Ａを動作させる動作モード、その他の動作モードを切り替えることができる。

また、制御部２２は、ＰＷＭ信号を受信し、受信したＰＷＭ信号の周期が、所定の変化をしたか否かを判定し、周期が所定の変化をした場合に切り替えを行ってもよい。

これによれば、可視光通信装置１は、外部から受け取るＰＷＭ信号の周期に基づいて、動作モードを変更する。よって、ユーザは、可視光通信装置１の外部の装置から、周期が所定の変化をするＰＷＭ信号を可視光通信装置１に与えることにより、可視光通信装置１の動作モードを変更することができる。

また、電源回路２０は、可視光通信装置１が外部から電力供給を受ける電力線上の電圧を検知し、検知した電圧に基づいて、電力線上のスイッチ５１による所定のオンオフ操作を検出する検出部２５を有し、制御部２２は、所定のオンオフ操作を検出部２５が検出すると、切り替えを行ってもよい。

これによれば、可視光通信装置１は、スイッチ５１への所定のオンオフ操作がなされたことに基づいて、動作モードを変更する。よって、ユーザは、可視光通信装置１が接続されているスイッチ５１に対して所定のオンオフ操作を行うことにより、可視光通信装置１の動作モードを変更することができる。

また、機能回路部３２Ａは、外部から可視光通信装置１の点灯、消灯及び調光を制御するための制御信号を無線通信により受信する無線通信回路６１と、無線通信回路６１が受信した制御信号に基づいて調光信号を生成する調光制御回路６２とを有し、電源回路２０は、さらに、調光制御回路６２が生成した調光信号を受信し、受信した調光信号に従って制御部２２による切り替えを行わせる調光信号受信部２１を有してもよい。

これによれば、可視光通信装置１は、機能回路部３２Ａ内の無線通信回路６１及び調光制御回路６２により、外部の端末１００から可視光通信装置１の点消灯又は調光のための信号を受信する。ユーザは、端末１００により、可視光通信装置１の点消灯又は調光を制御することができる。

一般に、照明装置の一例としての配線ダクト用のスポットライト用照明器具は、入力部がＡＣ１００か、ＤＣ１２Ｖの２線式である。よって、複数の照明装置の調光制御を個別に行いたい場合には、手動による調光つまみで調整を行う。可視光通信装置１のように、変調回路３３と無線通信回路６１を一体化し、かつ、消灯時にも付加機能を動作させる機能モードを追加させるだけで、無線機能による調光機能が利用できる利点がある。

また、機能回路部３２Ａは、周囲に存在する人間を検知する人感センサと、人感センサが人間を検知すると、制御部２２による切り替えを行わせる人感制御回路を有してもよい。

これによれば、可視光通信装置１は、周囲に人間がいるか否かに基づいて、可視光通信装置１の点消灯又は調光を制御することができる。

また、機能回路部３２Ａは、所定の情報を含む電波ビーコンを電波により周囲に送信する電波ビーコン送信回路を有してもよい。

これによれば、可視光通信装置１は、機能回路部３２Ａ内の電波ビーコン送信部により電波ビーコンを周囲に送信することができる。可視光通信装置１は、光源４０を消灯させているときには光ビーコンを周囲に送信することができず、端末１００は、光ビーコンに基づく位置情報の取得等を行うことができない。そこで、光源４０を消灯させているときに、光ビーコンの代わりに電波ビーコンを送信することで、周囲の端末１００に可視光通信装置１の識別情報を送信することができる。よって、端末１００は、光ビーコンを受信できないときに、その代わりに電波ビーコンを受信することで位置情報の取得を行うことができる。

また、本実施の形態の可視光通信装置１の製造方法は、光源４０を光源用基板に実装するステップ（Ｓ１１）と、光源４０に電路により接続され、光源４０を発光させるための電圧を電路に印加する電源回路を、電源用基板に実装するステップ（Ｓ１２）と、（ｉ）電路に接続された変調回路３３であって、電源回路２０から光源４０に流れる電流の電流値を通信信号に基づいて変調することで、光源４０に通信信号を含む光を出射させる変調回路３３、及び、（ｉｉ）電路に接続され、電路に流れる電流により動作することで所定の機能を発揮する機能回路部３２Ａであって、光源４０を発光可能な最低電圧値である第一電圧値より低く、かつ、第二電圧値以上の電圧により動作可能である機能回路部３２Ａを、付加回路用基板に実装するステップ（Ｓ１３及びＳ１４）とを含み、電源回路２０は、さらに、第一電圧値より低く、かつ、第二電圧値以上の電圧を前記電路に印加する。

これによれば、可視光通信機能を備えない、調光機能付きの照明装置に対して変調回路及び機能回路部を実装することで、可視光通信装置１を製造することができる。

（その他）
以上、本発明に係る可視光通信装置及び可視光通信装置の製造方法について、上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１、２、３、４ 可視光通信装置
２０ 電源回路
２１ 調光信号受信部
２２ 制御部
２５ 検出部
３２Ａ 機能回路部
３３、３３Ｂ 変調回路
４０ 光源
５１ スイッチ
６１ 無線通信回路
６２ 調光制御回路
３０２ フル点灯モード（第一動作モード）
３０３ 調光モード（第一動作モード）
３０４ 機能モード（第二動作モード）

Claims (9)

1. 光源と、
   前記光源に電路により接続され、前記光源を発光させるための電圧を前記電路に印加する電源回路と、
   前記電路に接続された変調回路であって、前記電源回路から前記光源に流れる電流の電流値を通信信号に基づいて変調することで、前記光源に前記通信信号を含む光を出射させる変調回路と、
   前記電路に接続され、前記電路に流れる電流により動作することで所定の機能を発揮する機能回路部であって、前記光源を発光可能な最低電圧値である第一電圧値より低く、かつ、第二電圧値以上の電圧により動作可能である機能回路部とを備え、
   前記電源回路は、さらに、前記第一電圧値より低く、かつ、前記第二電圧値以上の電圧を前記電路に印加し、
   前記電源回路は、前記第一電圧値と前記第二電圧値との平均値より小さい電圧を前記電路に印加する
   可視光通信装置。
2. 前記電源回路は、
   前記光源を発光させる際には、前記電路に流す電流の電流値を所定値に維持する定電流モードで動作し、
   前記第一電圧値より低く、かつ、前記第二電圧値以上の電圧を前記電路に印加する際には、前記電路に印加する電圧の電圧値を所定値に維持する定電圧モードで動作する
   請求項１に記載の可視光通信装置。
3. 前記電源回路は、前記第一電圧値以上の電圧を前記電路に印加する第一動作モードと、第一電圧値より低くかつ前記第二電圧値以上の電圧を前記電路に印加する第二動作モードとのいずれかの動作モードにより、選択的に、前記電路に電圧を印加することが可能であり、
   前記電源回路は、前記動作モードを切り替える制御部を有する
   請求項１又は２に記載の可視光通信装置。
4. 前記制御部は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を受信し、受信した前記ＰＷＭ信号の周期が、所定の変化をしたか否かを判定し、前記周期が前記所定の変化をした場合に前記切り替えを行う
   請求項３に記載の可視光通信装置。
5. 前記電源回路は、
   前記可視光通信装置が外部から電力供給を受ける電力線上の電圧を検知し、検知した電圧に基づいて、前記電力線上のスイッチによる所定のオンオフ操作を検出する検出部を有し、
   前記制御部は、
   前記所定のオンオフ操作を前記検出部が検出すると、前記切り替えを行う
   請求項３に記載の可視光通信装置。
6. 前記機能回路部は、
   外部から前記可視光通信装置の点灯、消灯及び調光を制御するための制御信号を無線通信により受信する無線通信回路と、
   前記無線通信回路が受信した前記制御信号に基づいて調光信号を生成する調光制御回路
   とを有し、
   前記電源回路は、さらに、
   前記調光制御回路が生成した前記調光信号を受信し、受信した前記調光信号に従って前記制御部による前記切り替えを行わせる調光信号受信部を有する
   請求項３に記載の可視光通信装置。
7. 前記機能回路部は、
   周囲に存在する人間を検知する人感センサと、
   前記人感センサが人間を検知すると、前記制御部による前記切り替えを行わせる人感制御回路を有する
   請求項３又は６に記載の可視光通信装置。
8. 前記機能回路部は、所定の情報を含む電波ビーコンを電波により周囲に送信する電波ビーコン送信回路を有する
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
9. 光源を光源用基板に実装するステップと、
   前記光源に電路により接続され、前記光源を発光させるための電圧を前記電路に印加する電源回路を、電源用基板に実装するステップと、
   （ｉ）前記電路に接続された変調回路であって、前記電源回路から前記光源に流れる電流の電流値を通信信号に基づいて変調することで、前記光源に前記通信信号を含む光を出射させる変調回路、及び、（ｉｉ）前記電路に接続され、前記電路に流れる電流により動作することで所定の機能を発揮する機能回路部であって、前記光源を発光可能な最低電圧値である第一電圧値より低く、かつ、第二電圧値以上の電圧により動作可能である機能回路部を、付加回路用基板に実装するステップとを含み、
   前記電源回路は、さらに、前記第一電圧値より低く、かつ、前記第二電圧値以上の電圧を前記電路に印加し、
   前記電源回路は、前記第一電圧値と前記第二電圧値との平均値より小さい電圧を前記電路に印加する
   可視光通信装置の製造方法。

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