JP6933364B2 - 照明通信システムおよび照明通信方法 - Google Patents

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本発明は、照明通信システムおよび照明通信方法に関する。
3色のLEDを用いた可視光通信において、入力データ信号を、色の数と同じ3つに分割し、3つのデータ信号に変換することで、これらを、各色に割り当てて送信する方法が知られている(特許文献1)。
特開2012−151677号公報
しかしながら、この場合、受光部では、例えば、各色の光をカラーフィルタ等で分離し、各色の信号を受信した後、多重回路において3つのデータ信号を合わせることにより、元のデータの復調を行う必要がある。
そこで、本発明は、例えば、単一の受光装置を用いて受光し、データ通信を行うことが可能な、新たな照明通信システムの提供を目的とする。
前記目的を達成するために、本発明の照明通信システムは、
可視光域の光を出射する光源、および、
前記光源からの出射光の出射を制御する制御手段を含み、
前記光源は、それぞれ異なる色の光を出射する複数の発光素子を含み、
前記制御手段は、
通信データ信号を時間分割する分割手段、および、
前記複数の発光素子のうち、いずれか1色の前記発光素子を、前記通信データ信号を送信する発光素子として設定する設定手段を含み、
前記設定された発光素子が、前記時間分割された通信データ信号に対応する光を出射することを特徴とする。
本発明の照明通信方法は、
可視光域の光を出射する光源からの出射光の出射を制御する制御工程および出射工程を含み、
前記光源が、それぞれ異なる色の光を出射する複数の発光素子を含み、
前記制御工程は、
通信データ信号を時間分割する分割工程、および、
前記複数の発光素子のうち、いずれか1色の前記発光素子を、前記通信データ信号を送信する発光素子として設定する設定工程を含み、
前記出射工程は、前記時間分割された通信データ信号に対応する光を、前記設定された発光素子から出射する工程であることを特徴とする。
本発明によれば、例えば、単一の受光装置を用いて受光し、データ通信を行うことが可能な、新たな照明通信システムを提供することができる。
図1は、本発明の照明通信システムの一例を示すブロック図である。 図2は、本発明の照明通信方法の一例を示すフローチャートである。 図3は、通信データ信号の流れを示すブロック図である。 図4は、通信データ信号の流れを示すブロック図である。 図5は、通信データ信号の流れを示すブロック図である。 図6は、本発明における補正手段による補正の一例を示す図である。 図7は、本発明における補正手段による補正の一例を示す図である。 図8は、本発明における補正手段による補正の一例を示す図である。
本発明の照明通信システムは、例えば、前記分割手段が、所定時間ごとに通信データ信号を時間分割する。
本発明の照明通信システムは、例えば、前記複数の発光素子の出射する光の色が、n色であり(nは、2以上の整数)、前記分割手段が、前記通信データ信号を、1/(n×60)秒以下となるように分割する。
本発明の照明通信システムは、例えば、前記光源が、白色光を出射する。
本発明の照明通信システムは、例えば、前記複数の発光素子が、それぞれ、赤色、緑色、青色の光を出射する。
本発明の照明通信システムは、例えば、前記光源が、光を透過可能な前記複数の発光素子が積層された構造であり、前記積層構造が、光の出射方向に沿って、より波長の長い光を出射する発光素子から、より波長の短い光を出射する発光素子の順に積層する構造である。
本発明の照明通信システムは、例えば、前記分割手段が、複数の前記通信データ信号を時間分割し、前記複数の通信データ信号は、それぞれ、前記複数の発光素子のうち、いずれか1色の前記発光素子に対応し、前記設定された発光素子が、それぞれに対応する前記時間分割された通信データ信号に対応する光を出射する。
本発明の照明通信システムは、例えば、前記制御手段が、さらに、前記時間分割された通信データ信号に対応する変調光の波形情報を生成する生成手段、前記変調光の波形情報から前記変調光の光情報を演算し、評価基準となる照明光の光情報との差分を求める演算手段、および、前記差分が補正された補正変調光の波形情報を生成する補正手段を含み、前記補正変調光の波形情報に基づき、前記補正変調光を前記光源から出射させる。
本発明の照明通信システムは、例えば、さらに、前記通信データ信号を受信する受信手段を含み、前記受信手段は、前記光源からの出射光を受光する受光手段、および前記出射光から前記通信データ信号を復調する復調手段を含む。
つぎに、本発明の実施形態について、図を用いて説明する。本発明は、下記の実施形態によって何ら限定および制限されない。
(照明通信システム)
図1に、本実施形態における照明通信システム1のブロック図を示す。図1に示すように、本実施形態の照明通信システム1は、可視光域の光を出射する有機EL光源10と、有機EL光源10からの出射光の出射を制御する制御手段20とを含む。有機EL光源10は、基板と、前記基板上に配置され、それぞれ、赤色、緑色、青色(RGB)の光を出射する、有機EL素子10a、10b、10cとを含む。制御手段20は、通信データ信号を時間分割する分割手段201と、有機EL素子10a、10b、10cのいずれかを、前記通信データ信号を送信する有機EL素子として設定する設定手段202とを含む。本実施形態の照明通信システム1において、有機EL光源10は、制御手段20と電気的に接続している。
本発明において、光源は、可視光域の光を出射することにより、照明通信が可能な光源である。具合的には、前記光源は、例えば、有機EL光源、および、LED光源のいずれを用いることもでき、好ましくは、有機EL光源である。従来、LEDの点滅をデータ送信に用いた可視光通信では、白色光のLEDを利用する場合が多く、また、LEDは極めて小さな素子を作製することが困難であることから、例えば、RGBの3波長のLEDを用いた通信装置では、大型化してしまうという問題があった。これに対し、通信装置に有機EL光源を用いる場合、透明基板上に発光素子と配線とを直接形成し、そのまま通信装置として用いることができるため、装置の小型化も容易である。また、有機EL光源は、複数の有機EL素子を同一の基板上で形成することが可能であるため、設計上の自由度も高い。したがって、複数の光波長の有機EL光源を組み合わせて用いることにより、経済的であり、且つ、大容量の情報を通信可能な通信装置とすることができる。
有機EL光源10において、前記基板は、前記有機EL素子における有機EL層の発光を透過させる透過率の高いものであることが好ましい。前記基板の形成材料としては、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、ソーダライムガラス、硼珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、石英ガラス等のガラス;ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル;ポリイミド;ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル等のアクリル系樹脂;ポリエーテルサルフォン;ポリ炭酸エステル;等があげられる。前記基板110の大きさ(長さおよび幅)は、特に制限されず、例えば、所望の有機EL光源10の大きさに応じて、適宜設定すればよい。前記基板の厚さも、特に制限されず、その形成材料、使用環境等に応じて、適宜設定でき、例えば、1mm以下である。
有機EL素子10a、10b、10cは、例えば、一対の電極と、有機EL層とを有し、前記一対の電極のうちの一方の電極と、前記有機EL層と、前記一対の電極のうちの他方の電極とが、この順序で積層された積層体である。前記一対の電極は、例えば、陽極と陰極との組合せであり、前記陽極は、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)等の透明電極であり、前記陰極は、例えば、金属(例えば、アルミニウム等)等の対向電極である。前記有機EL層は、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、有機ELを含む発光層、電子輸送層、電子注入層が、順次積層された積層構造等である。
前記発光層は、電極から注入された電子と正孔とを再結合させ、蛍光、燐光等を発光させる層である。前記発光層は、発光材料を含む。前記発光材料は、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム錯体(Alq)、ビスジフェニルビニルビフェニル(BDPVBi)、1,3−ビス(p−t−ブチルフェニル−1,3,4−オキサジアゾールイル)フェニル(OXD−7)、N,N’−ビス(2,5−ジ−t−ブチルフェニル)ペリレンテトラカルボン酸ジイミド(BPPC)、1,4ビス(N−p−トリル−N−4−(4−メチルスチリル)フェニルアミノ)ナフタレン等の低分子化合物、または、ポリフェニレンビニレン系ポリマー等の高分子化合物等があげられる。
また、前記発光材料は、例えば、ホストとドーパントとの二成分系からなり、ホスト分子で生成した励起状態のエネルギーがドーパント分子へ移動してドーパント分子が発光する材料でもよい。このような発光材料は、具体的には、例えば、ホストのAlq等のキノリノール金属錯体に、ドーパントの4−ジシアノメチレン−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノスチリル)−4H−ピラン(DCM)、2,3−キナクリドン等のキナクリドン誘導体、もしくは、3−(2’−ベンゾチアゾール)−7−ジエチルアミノクマリン等のクマリン誘導体をドープしたもの、ホストの電子輸送性材料であるビス(2−メチル−8−ヒドロキシキノリン)−4−フェニルフェノール−アルミニウム錯体に、ドーパントのペリレン等の縮合多環芳香族をドープしたもの、または、ホストの正孔輸送層材料である4,4’−ビス(m−トリルフェニルアミノ)ビフェニル(TPD)に、ドーパントのルブレン等をドープしたもの、ホストの4,4’−ビスカルバゾリルビフェニル(CBP)、4,4’−ビス(9−カルバゾリル)−2,2’−ジメチルビフェニル(CDBP)等のカルバゾール化合物に、ドーパントの白金錯体、トリス−(2フェリニルピリジン)イリジウム錯体(Ir(ppy))、(ビス(4,6−ジ−フルオロフェニル)−ピリジネート−N,C2’)ピコリネートイリジウム錯体(FIr(pic))、(ビス(2−(2’−ベンゾ(4,5−α)チエニル)ピリジネート−N,C2’)(アセチルアセトネート)イリジウム錯体(BtpIr(acac))、Ir(pic)、BtIr(acac)等のイリジウム錯体をドープしたもの等があげられる。
前述の発光材料は、例えば、照明通信システム1の目的とする発光色に応じて、適宜選択できる。具体的には、例えば、緑色発光の場合、Alq、ドーパントとしてキナクドリン、クマリン、Ir(ppy)等、青色発光の場合、DPVBi、ドーパントとしてペリレン、ジスチリルアリーレン誘導体、FIr(pic)等、緑〜青緑色発光の場合、OXD−7等、赤〜オレンジ色発光の場合、ドーパントとしてDCM、DCJTB、Ir(pic)等、黄色発光の場合、ドーパントとしてルブレン、BtIr(acac)等を選択できる。また、白色発光を得るには、前記発光材料は、例えば、ホストとしてAlq等、ゲストとしてDCM(橙色)等の組み合わせを選択できる。
有機EL光源10は、前述のように、それぞれ異なる色に発光する複数の有機EL素子を組み合わせたものである。有機EL光源10は、例えば、前記基板に、前記複数の有機EL素子を配置することにより形成できる。有機EL光源10に含まれる、それぞれ異なる色の光を出射する有機EL素子の数は、特に制限されず、例えば、2〜10、2〜6、3である。前記有機EL素子の数が、3の場合、例えば、赤色、緑色、青色を発光する前記有機EL素子により、白色光を得ることができる。この他にも、前記有機EL素子の数が、2の場合、例えば、青色および黄色等、補色を発光する光を組み合わせることにより、白色光を得ることができる。
有機EL光源10は、例えば、基板上に、光を透過可能な有機EL素子10a、10b、10cが積層された積層構造としてもよい。これにより、前記基板上に各有機EL素子10a、10b、10cを平面的に配置した場合と比較して、例えば、装置を小型化することができ、また、設置面積あたりの光の利用効率(開口率)を向上させることができる。
有機EL光源10が前記積層構造である場合、前記積層構造は、例えば、光の出射方向に沿って、より波長の長い光を出射する有機EL素子から、より波長の短い光を出射する有機EL素子の順に積層する構造であることが好ましい。これにより、例えば、基板側の有機EL素子から出射した光により、表面側の有機EL素子が励起されるのを防ぐことができる。
有機EL光源10は、例えば、各色の前記有機EL素子が、それぞれ、複数含まれていてもよい。この場合、例えば、前記有機EL素子から出射される光が、各色において、同期している。
制御手段20は、前述のように、通信データ信号を時間分割する分割手段201と、有機EL素子10a、10b、10cのいずれかを、前記通信データ信号を送信する有機EL素子として設定する設定手段202とを含む。制御手段20は、例えば、分割手段201および設定手段202を一体として含む装置(端末)であり、システムでもよい。分割手段201および設定手段202は、例えば、ハードウェアであるデータ処理手段(データ処理装置)に組み込まれてもよく、ソフトウェアまたは前記ソフトウェアが組み込まれたハードウェアでもよい。前記データ処理手段は、中央演算装置(CPU)、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ等を備えてもよい。本実施形態の照明通信システム1において、分割手段201は、設定手段202に電気的に接続されている。本実施形態の照明通信システム1において、制御手段20は、例えば、分割手段201および設定手段202が分離されてもよい。
分割手段201は、通信データ信号を時間分割する。分割手段201は、例えば、1つの前記通信データ信号を時間分割してもよいし、複数の前記通信データ信号を時間分割してもよい。後者の場合、例えば、有機EL素子10a、10b、10cの数に対応する、3つの前記通信データ信号を時間分割することができる。
分割手段201において、前記通信データ信号を時間分割する方式は、特に制限されず、例えば、前記通信データ信号を時間軸上において区切ることにより行うことができる。
分割手段201は、例えば、前記通信データ信号を、所定時間ごとに時間分割する。この場合、前記所定時間は、前記複数の有機EL素子の出射する光の色が、n色である場合(nは、2以上の整数)、例えば、1/(n×60)秒以下とすることができる。また、前記所定時間は、例えば、1×10−10秒〜16.7m秒、2×10−10秒〜5.5m秒、1×10−9秒〜0.4m秒とすることができる。前記所定時間ごとに時間分割を行うことにより、例えば、照明光として使用する際に、加法混色による白色とならずに原色が認識されてしまう色分離、混色、およびチラツキ等を抑制することができる。また、後述するように、前記有機EL素子が、3色であり、各色の有機EL素子が1回ずつ繰り返し発光する場合、各色の前記有機EL素子が発光する周期は、例えば、1/(3×10)秒〜1/60秒、1/(1.5×10)秒〜1/120秒、1/(1×10)秒〜1/180秒とすることができる。これにより、例えば、人が、有機EL光源10から出射される光を、照明光として違和感なく認識できる。なお、分割手段201は、例えば、前記通信データ信号を、所定時間ごとに時間分割するのではなく、それぞれ異なる時間間隔で時間分割してもよい。この場合、前記時間間隔は、例えば、前記所定時間として例示した時間と同様である。
設定手段202は、有機EL素子10a、10b、10cのいずれかを、前記通信データ信号を送信する有機EL素子として設定する。そして、設定手段202により設定された有機EL素子が、前記時間分割された通信データ信号に対応する光を出射する。これにより、設定手段202により設定された有機EL素子以外の有機EL素子からは、前記通信データ信号に対応する光が出射されず、前記通信データ信号が、1色の有機EL素子から出射されるため、後述する受信手段30における受光手段301が1つである場合においても、受光手段301が、前記3種類の光を順次受光することにより、前記通信データ信号に対応する3種類の光を重複することなく受光し、前記通信データ信号を受信することができる。このため、例えば、後述する復調手段302における前記通信データ信号の復調時等において、データのクロストークおよび混線等を防ぐことができる。
設定手段202において、有機EL素子10a、10b、10cを、前記通信データ信号を送信する有機EL素子として設定する順序は、特に制限されず、例えば、有機EL素子10a、10b、10cを、周期的に設定することができる。前記周期的な設定とは、例えば、有機EL素子10a、10b、10cの、1回ずつの繰り返し、すなわち、有機EL素子10a、10b、10cがRGBの3色である場合、赤色、緑色、青色の繰り返しである。ただし、前記設定順序は、これには制限されず、例えば、赤色、緑色、赤色、緑色、青色の繰り返し等、各色の有機EL素子を異なる回数ずつ繰り返してもよいし、周期的でなくてもよい。
制御手段20は、例えば、さらに、スロット補正手段を含み、前記スロット補正手段が、例えば、分割手段201における前記時間間隔、および、設定手段202における前記設定順序の少なくとも一方を補正してもよい。前記スロット補正手段は、前記時間分割を行う間隔を補正することにより、例えば、有機EL素子10a、10b、10cのそれぞれの発光時間を制御できる。また、前記スロット補正手段は、有機EL素子10a、10b、10cが前記通信データ信号を送信する順序を補正することにより、例えば、有機EL素子10a、10b、10cのそれぞれの発光時間を制御できる。このため、前記スロット補正手段によれば、例えば、有機EL光源10から出射される光の色温度を制御できる。
制御手段20は、例えば、さらに、付加手段203を含んでもよく、付加手段203が、前記時間分割された通信データ信号に対し、有機EL素子10a、10b、10cに対応する識別信号を付加してもよい。前記識別信号は、例えば、通信データ信号の読み始めのスタート信号およびリード信号、ならびに通信データ信号終端のエンド信号およびストップ信号があげられる。前記通信データ信号の終端を示すエンド信号およびストップ信号は、例えば、付加されなくてもよく、この場合、例えば、次の前記通信データ信号の先頭に付加されたスタート信号が、前の前記通信データ信号の終端を示す信号を兼ねてもよい。前記識別信号の付加により、例えば、有機EL素子10a、10b、10cのうち、いずれの有機EL素子から出射されたかという情報を、前記時間分割された通信データ信号に付加することができる。
また、制御手段20は、例えば、さらに、前記時間分割された通信データ信号に対応する変調光の波形情報を生成する生成手段、前記変調光の波形情報から前記変調光の光情報を演算し、評価基準となる照明光の光情報との差分を求める演算手段、および、前記差分が補正された補正変調光の波形情報を生成する補正手段を含み、前記補正変調光の波形情報に基づき、前記補正変調光を光源から出射させてもよい。前記生成手段、前記演算手段、および前記補正手段は、例えば、中央演算装置(CPU)、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ等である。これにより、例えば、後述するように、データ通信を行うと同時に、照明光として必要な明るさ等の条件を満たした光を出射することができる。
前記生成手段は、通信データ信号に対応する変調光の波形情報を生成する。前記波形情報は、例えば、前記変調光の波形の情報、および、前記波形となるように光を出射させるための電流値の情報である。前記生成手段において、前記通信データ信号を変調する方式は、例えば、パルス幅変調(PWM)方式、およびパルス位置変調(PPM)方式があげられる。
前記演算手段は、前記生成手段において生成された前記変調光の波形情報から、前記変調光の光情報を演算し、さらに、前記変調光の光情報と、評価基準となる照明光の光情報との差分を求める。
前記光情報は、例えば、色温度(K)、輝度、複数波長の光強度、および色の三刺激値である。色温度は、例えば、色度と言い換えることもでき、輝度は、例えば、光束、明るさ、および光強度と言い換えることもできる。
前記照明光は、例えば、白色光であり、具体的には、昼光色(約6500K)、昼白色(約5000K)、電球色(約3000K)、白色(約4200K)、および温白色(約3500K)があげられる。前記照明光の色温度は、例えば、黒体軌跡上に乗った色温度である。また、照明通信システム1がデザイン照明や自動車用照明に用いられる場合には、前記照明光は、例えば、白色光以外の光であってもよい。前記照明光の輝度は、例えば、100〜10000cd/mである。
前記演算手段は、例えば、前記変調光が、複数種類の色の光を組み合わせた光である場合、前記複数種類の色の光を足し合わせた光の光情報と、前記評価基準となる照明光の光情報との差分を求めてもよいし、前記複数種類の色の光のそれぞれの光情報と、前記評価基準となる照明光を複数の光に分けたときのそれぞれの光情報との差分を求めてもよい。
前記補正手段は、前記演算手段において求められた、前記変調光の光情報と評価基準となる照明光の光情報との前記差分に基づき、前記差分が補正された補正変調光の波形情報を生成する。
前記補正により、例えば、前記補正変調光を、評価基準となる照明光との比較において、光情報に差がない、または差が小さい光とすることができる。すなわち、前記補正変調光が、照明光として必要な条件を満たす光となる。
一般に、人間の目の時間分解能は約50ms〜100ms程度であるため、前記分解可能な時間間隔よりも短い間隔で光が点滅した場合、人は、光が連続点灯していると認識する。また、前記分解可能な時間間隔よりも短い間隔で異なる波長の光が点灯した場合、人は、前記異なる波長の光が合成された1種類の光として認識する。したがって、前記補正手段は、前記人間の目が時間分解可能な間隔よりも短い期間を所定期間とし、前記所定期間において、その期間における前記差分を補正することが好ましい。これにより、人が、前記補正変調光を、照明光として違和感なく認識することができる。また、例えば、複数の色の光を組み合わせた光を用いる場合も、前記所定期間における各色の光情報の差分を補正することにより、前記補正変調光の色のばらつきを抑えることができる。前記所定期間(補正の1周期)は、例えば、5×10−9〜100ms、1×10−8〜50ms、2×10−8〜16.7msである。
前記補正手段は、例えば、前記変調光が、複数種類の色の光を組み合わせた光である場合、各色の光について補正を行うことが好ましい。前記補正手段は、前記複数種類の色の光について補正を行う場合、例えば、各色の変調光の輝度をそれぞれ変化させることにより、前記複数種類の色の光を足し合わせた光の色温度の差分を補正することができる。また、例えば、各色の変調光の輝度を一律に変化させることにより、前記複数種類の色の光を足し合わせた光の輝度の差分を補正することができる。前記補正手段は、例えば、後述する記憶手段に記憶された情報を参照してもよい。
本実施形態の照明通信システム1は、例えば、さらに、前記評価基準となる照明光の光情報を記憶する記憶手段を含んでもよい。前記記憶手段は、例えば、データベース、サーバ、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)等である。
前記記憶手段は、例えば、電流値に対応する前記光情報を、参照テーブルとして記憶してもよい。この場合、制御手段20は、前記記憶手段に記憶された前記参照テーブルに基づき、前記光源からの出射光の出射を制御することができる。
本実施形態における照明通信システム1において、前記通信データ信号に対応する光は、それぞれ、設定手段202において設定された、有機EL素子10a、10b、10cのうちのいずれか1つから出射される。具体的な出射方法については、後述する。
本実施形態における照明通信システム1は、前記通信データ信号を受信する受信手段30を含む。受信手段30は、有機EL光源10からの出射光を受光する受光手段301、および前記出射光から前記通信データ信号を復調する復調手段302を含む。これにより、有機EL光源10により出射された光から、通信データ信号を受信することができる。ただし、本実施形態の照明通信システム1において、受信手段30は、必須の構成要素ではなく、受信手段30は、照明通信システム1に含まれてもよいし、含まれなくてもよい。
受信手段30は、例えば、受光手段301、および復調手段302を一体として含む装置(端末)であり、システムでもよい。本実施形態の照明通信システム1において、受光手段301は、復調手段302に、電気的に接続されている。本実施形態の照明通信システム1において、受信手段30は、例えば、それぞれの手段が分離されてもよい。
受光手段301は、有機EL光源10から出射された光を受光できればよく、例えば、PIN−フォトダイオード、カラーセンサ、CMOSモノリシックフォトICおよびCCD等のイメージセンサ、ならびにフォトレジスタ等のフォトディテクタがあげられる。受光手段301は、例えば、有機EL素子10a、10b、10cから出射された光を、いずれも受光可能である。
復調手段302は、受光手段301において受光された、前記通信データ信号に対応する前記光から、前記通信データ信号を復調する。具体的には、復調手段302は、受光手段301により変換された前記色ごとの電気信号から、元の通信データ信号を復調する。復調手段302において、前記通信データ信号を復調する方式は、例えば、前記通信データ信号を変調する方式に対応した方式である。復調手段302は、例えば、中央演算装置(CPU)、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ等である。
本実施形態の照明通信システム1は、例えば、データの通信を行わない期間においては、有機EL光源10を照明装置としてのみ用いることもできる。有機EL光源10を照明装置としてのみ用いる場合、前記複数の有機EL素子のうち、いずれか1色の前記有機EL素子が光を出射してもよいし、複数の色の前記有機EL素子が同時に光を出射してもよい。また、有機EL光源10を照明装置としてのみ用いる場合、前記有機EL素子は、それぞれ、パルス発光してもよいし、連続して発光してもよい。前記有機EL素子が、パルス発光する場合、例えば、各パルスの発光時間、単位期間あたりのパルス回数、およびパルスの高さ等を変えることにより、前記照明装置の色温度の調整および調光等を行うことができる。前記有機EL素子が、連続して発光する場合、例えば、各色の光の振幅を制御することにより、色温度を調整できる。また、例えば、各色の光の振幅の比を一定とした状態ですべての色の光の振幅を制御することにより、調光を行うことができる。
そして、照明通信システム1がデータを送信する場合、例えば、送信すべき通信データ信号が制御手段20に供給されることにより、制御手段20が、前記通信データ信号に基づき、有機EL光源10からの出射光の出射を制御する。これにより、前記通信データ信号に対応する光が、有機EL光源10から出射される。
(照明通信方法)
図2は、本実施形態における照明通信方法の一例を示すフローチャートである。図2に示すように、本実施形態の照明通信方法は、S1Aステップ(分割工程)、S1Bステップ(設定工程)、およびS2ステップ(出射工程)を含む。本実施形態の照明通信方法は、例えば、本実施形態の照明通信システム1を用いて実施することができる。本実施形態の照明通信方法は、例えば、本実施形態の照明通信システム1の記載を援用できる。
分割工程S1Aでは、通信データ信号を時間分割する。設定工程S1Bでは、前記複数の有機EL素子のうち、いずれか1色の前記有機EL素子を、前記通信データ信号を送信する有機EL素子として設定する。出射工程S2では、前記時間分割された通信データ信号に対応する光を、前記設定された有機EL素子から出射する。分割工程S1Aおよび設定工程S1Bは、それぞれが前記順序で実施されてもよいし、前記順序とは逆の順序で実施されてもよいし、それぞれが同時に実施されてもよい。
本実施形態における照明通信方法は、例えば、通信データ信号を受信する受信工程S3を含んでもよい。受信工程S3は、例えば、前記光源からの出射光を受光する受光工程S3A、および前記出射光から前記通信データ信号を復調する復調工程S3Bを含む。これにより、前記出射光に含まれる前記通信データ信号を取得できる。なお、本実施形態の照明通信方法において、受信工程S3は、必須の構成要素ではなく、受信工程S3は、本実施形態の照明通信方法に含まれてもよいし、含まれなくてもよい。
分割工程S1A、設定工程S1B、出射工程S2、および受信工程S3について、まず、例えば、1つの前記通信データ信号を時間分割する場合について説明する。
図3は、有機EL素子10a、10b、10cがRGBの3種類である場合の、通信データ信号の流れを示すブロック図である。図3に示すように、分割手段201において、1つの通信データ信号(送信データ)は時間分割され、それぞれの時間分割された通信データ信号が、有機EL素子10a、10b、10c、すなわち、RGBの3種類の光に割り当てられる。そして、有機EL素子10a、10b、10cから、前記時間分割された通信データ信号に対応する光が、それぞれ出射される。また、受信手段30は、フォトディテクタ(PD)により、前記通信データ信号に対応する光を受信する。この際、前記通信データ信号は時間分割されているため、受信手段30における1つの受光手段301は、前記3種類の光を順次受光することにより、前記通信データ信号に対応する光を、重複することなく受光できる。このため、受信手段30における復調手段302は、例えば、そのまま、すなわち、前記分割された前記通信データ信号を多重回路等により1つの通信データ信号に戻す工程を行うことなく、1つの前記通信データ信号(受信データ)を復調できる。
従来の照明通信システムでは、図4に示すように、入力データ信号を分割し、これらを各色に割り当てて同時に送信するため、受信側において、カラーフィルタ等により分光を行う必要がある。一方、本発明は、前述のように、前記通信データ信号を時間分割し、順次送信するため、例えば、受光した光を、前記有機EL素子の色ごとに分離する必要がない。このため、1つの受光手段301により、前記通信データ信号を受信できる。また、例えば、受信回路を簡略化でき、例えば、1つの受信回路により前記通信データ信号を受信できる。ただし、本発明は、受光手段301が1つである場合には限定されず、受信手段30は、カラーフィルタを備えるフォトディテクタ(PD)等により、個別に、前記通信データ信号に対応する3種類の前記光を受信してもよい。
また、従来の照明通信システムでは、例えば、RGB各色に分光される場合、Rの光を受光するには、GおよびB領域の光をカラーフィルタで吸収するため、受光する光の光量が、全体の1/3となる。ここで、全体の光の光量は一定であることから、各領域の光において光量の低下が生じ、これを受光するためには、高感度のPDが必要となる。一方、本発明によれば、前記通信データ信号は時間分割されているため、例えば、光量の低下が生じるカラーフィルタによる分光を必要とすることなく、照明通信を行うことができる。
また、従来の照明通信システムでは、例えば、復調時において、受信側でデータを並べ替え、再構築するための多重回路が必要となる。一方、本発明によれば、前記通信データ信号の復調は、時間分割された前記通信データ信号を、時間軸で逐次並べればよいため、多重回路が必要ではなく、例えば、復調処理の負荷が小さくなる。このように、本発明の照明通信システム1は、前記通信データ信号に対応する各色の光を同時に送信する場合と比較して、例えば、構成がシンプルであり、コスト的にもメリットのある構成とすることができる。
さらに、別の従来の照明通信方法として、1つの入力データ信号を、n色の発光素子において同時に送信する方法があげられる。前記方法と比較すると、本発明は、例えば、送受信するデータ量が1/nであり、必要なデータメモリも1/nに抑えることができるため、例えば、コストを低減できる。また、例えば、送受信されるデータ量に対する実際の有効なデータ量はn倍であり、効率が良い。さらに、前記方法の場合、例えば、データ処理量が本発明のn倍となる、または、(n−1)/nのデータについて、処理をせずに捨てることになるため、本発明は、前記方法と比較して、例えば、処理の負荷を抑えることができる。
前記時間分割された通信データ信号に対応する光は、例えば、図3に示すように、時間軸上において間隔を開けずに出射されることが好ましい。これにより、例えば、受光した光から1つの前記通信データ信号を復調する工程を、より簡略化することができる。
分割工程S1A、設定工程S1B、出射工程S2、および受信工程S3について、つぎに、例えば、複数の前記通信データ信号を時間分割する場合について説明する。
図5は、前記通信データ信号に対応する光がRGBの3種類の光である場合の、通信データ信号の流れを示すブロック図である。図5に示すように、3つの通信データ信号は、それぞれ、有機EL光源10から出射されるRGBの3種類の光に割り当てられており、分割手段201において、各通信データ信号が、時間分割される。そして、有機EL素子10a、10b、10cのうち、いずれか1色の有機EL素子から、前記時間分割された通信データ信号に対応する光が、出射される。また、受信手段30は、フォトディテクタ(PD)により、前記通信データ信号に対応する光を受信する。この際、前記通信データ信号は、いずれか1色の有機EL素子から出射されるため、受信手段30における1つの受光手段301は、前記3種類の光を順次受光することにより、前記通信データ信号に対応する光を、重複することなく受光できる。このため、受信手段30における復調手段302は、受光した前記3種類の光から、3つの前記通信データ信号を復調できる。
ここで、本実施形態の照明通信方法は、さらに、付加工程S1Cを含み、付加工程S1Cにおいて、前記時間分割された通信データ信号に、有機EL素子10a、10b、10cのうち、いずれの有機EL素子から出射されたかを示す識別信号が付加されてもよい。前記識別信号は、例えば、前述の通りである。これにより、受信工程S3において、有機EL素子10a、10b、10cからの光を1つの受光手段301で受光する場合でも、復調手段302は、受信した前記3種類の光から、前記識別信号に基づき、3つの前記通信データ信号を復調できる。
出射工程S2において、有機EL素子10a、10b、10cは、データの通信を行わない期間においては、例えば、光を出射しなくてもよいし、前記通信データ信号に対応しない光を出射してもよい。
また、本実施形態の照明通信方法は、例えば、さらに、前記制御工程が、前記時間分割された通信データ信号に対応する変調光の波形情報を生成する生成工程、前記変調光の波形情報から前記変調光の光情報を演算し、評価基準となる照明光の光情報との差分を求める演算工程、および、前記差分が補正された補正変調光の波形情報を生成する補正工程を含み、前記出射工程において、前記補正変調光の波形情報に基づき、前記補正変調光を光源から出射させてもよい。これにより、照明光として必要な光情報の条件を満たした前記補正変調光を出射することができる。
前記生成工程では、通信データ信号を変調し、前記通信データ信号に対応する変調光の波形情報を生成する。前記通信データ信号を変調する方式は、前述のように、例えば、パルス幅変調(PWM)方式、およびパルス位置変調(PPM)方式があげられる。パルス幅変調方式は、パルス信号を発生させる周期を一定にし、パルス幅と前記通信データ信号とを対応させることにより、前記通信データ信号を変調光の波形情報に変調する変調方式である。また、パルス位置変調方式は、パルス幅を一定にし、一定周期におけるパルス信号の時間的な位置と前記通信データ信号とを対応させることにより、前記通信データ信号を変調光の波形情報に変調する変調方式である。
前記演算工程では、前記変調光の波形情報から、前記変調光の光情報を演算する。また、前記変調光の光情報と、評価基準となる照明光の光情報との差分を求める。前記変調光の光情報の演算は、例えば、予め、電流値に対する各光源の発光スペクトルから、所定の電流値において得られる光情報を算出しておき、前記対応関係を記憶しておくことにより、前記対応関係に基づき、前記変調光の波形情報から、前記変調光の光情報を求めることができる。
前記補正工程では、前記差分に基づき、前記差分が補正された補正変調光の波形情報を生成する。前記補正工程における補正の例を、以下に、図面を用いて説明する。以下の説明において、1色の光について補正を行う例を示すが、本発明は、これには限定されず、複数種類の色の光について、それぞれ、同様に補正を行うことができる。
前記補正工程における前記差分の補正の一例を、前記変調光がパルス幅変調方式による変調光である場合について、図6に示す。図6において、(A)は、パルス幅変調方式による前記変調光の波形を示し、(B)および(C)は、前記変調光の輝度が補正された、補正変調光の波形を示す。図6(A)〜(C)において、横軸は時間を示し、縦軸はパルス信号の振幅を示す。図6において、所定時間におけるパルス信号の積分値が、所定時間における前記変調光の輝度に対応する。図6(A)に示すように、パルス幅変調方式により変調された前記変調光において、前記通信データ信号は、各パルス信号におけるパルス幅に対応している。また、前記変調光において、パルス信号の周期および振幅は一定である。前記補正工程において、例えば、パルス信号の振幅を変化させることで、前記変調光の輝度を変化させることができる。具体的には、図6(B)に示すように、前記補正工程において、例えば、所定期間(補正の1周期)における前記変調光の輝度が、評価基準となる照明光の輝度と比較して不足している場合、所定期間におけるパルス信号の振幅を所定の値だけ大きくすることにより、前記変調光の輝度を大きくすることができる。また、前記補正工程において、例えば、所定期間における前記変調光の輝度が、評価基準となる照明光の輝度と比較して過剰である場合、所定期間におけるパルス信号の振幅を所定の値だけ小さくすることにより、前記変調光の輝度を小さくすることができる。なお、図6(B)において、各パルス信号の振幅をそれぞれ同じ値だけ変化させているが、各パルス信号の振幅をそれぞれ異なった値だけ変化させてもよい。この場合、例えば、各パルス信号から得られる輝度が一定となるように、各パルス信号の振幅を変化させることができる。一方、図6(C)に示すように、前記補正工程において、例えば、各パルス信号について、前記変調光の輝度と評価基準となる照明光の輝度とを比較し、前記変調光の輝度が不足している場合、前記各パルス信号の振幅を所定の値だけ大きくすることにより、前記変調光の輝度を大きくし、前記変調光の輝度が過剰である場合、前記各パルス信号の振幅を所定の値だけ小さくすることにより、前記変調光の輝度を小さくすることができる。
つぎに、前記補正工程における前記差分の補正の別の一例を、前記変調光がパルス位置変調方式による変調光である場合について、図7に示す。図7において、(A)は、パルス位置変調(4PPM)方式による前記変調光の波形を示し、(B)は、前記変調光の輝度が補正された、補正変調光の波形を示す。図7(A)および(B)において、横軸は時間を示し、縦軸はパルス信号の振幅を示す。図7において、所定時間におけるパルス信号の積分値が、所定時間における前記変調光の輝度に対応する。図7(A)に示すように、パルス位置変調方式により変調された前記変調光において、前記通信データ信号は、一定周期におけるパルス信号の時間的な位置に対応している。また、前記変調光において、パルス信号のパルス幅および振幅は一定である。前記補正工程において、例えば、パルス信号の振幅を変化させることで、前記変調光の輝度を変化させることができる。具体的には、図7(B)に示すように、前記補正工程において、例えば、前記変調光の輝度が、評価基準となる照明光の輝度と比較して不足している場合、パルス信号の振幅を所定の値だけ大きくすることにより、前記変調光の輝度を大きくすることができる。また、前記補正工程において、例えば、前記変調光の輝度が、評価基準となる照明光の輝度と比較して過剰である場合、パルス信号の振幅を所定の値だけ小さくすることにより、前記変調光の輝度を小さくすることができる。
このように、パルス位置変調方式による変調光を補正する場合、パルス信号の振幅およびパルス幅が一定であり、且つ、一定期間(1シンボル期間)中のパルス回数も一定であるため、補正の演算を簡単にすることができ、補正のデータ量も小さくすることができる。
前記補正工程における前記差分の補正のさらなる別の一例を、前記変調光がパルス幅変調方式およびパルス位置変調方式による変調光である場合について、図8に示す。図8において、(A)は、パルス幅変調方式による前記変調光について、前記変調光の輝度が補正された、補正変調光の波形を示す。また、(B)は、パルス位置変調(4PPM)方式による前記変調光について、前記変調光の輝度が補正された、補正変調光の波形を示す。図8において、横軸は時間を示し、縦軸はパルス信号の振幅を示す。図8において、所定時間におけるパルス信号の積分値が、所定時間における前記変調光の輝度に対応する。図8に示すように、前記補正工程において、例えば、前記通信データに対応する変調光を出射する期間(信号伝送期間)の前および後の少なくとも一方の期間(補正期間)に補正用の光を出射することにより、前記差分を補正することができる。具体的には、前記補正工程では、例えば、前記演算工程において演算された、前記変調光の輝度と評価基準となる照明光の輝度との差分を、前記補正期間に割り当てることにより、補正変調光の輝度、すなわち、所定時間におけるパルス信号の積分値が、前記評価基準となる照明光の値となるように補正する。ここで、補正に用いる信号の振幅は、例えば、前記通信データ信号の振幅と同じである。この場合、例えば、前記差分を、前記補正期間におけるパルス信号のパルス幅の大きさに対応させることにより、補正を行うことができる。前記補正に用いる信号は、前記補正期間中、複数回のパルス信号であってもよいし、一回の信号であってもよい。
前記補正工程において、前記信号伝送期間の前および後の少なくとも一方の前記補正期間に補正用の光を出射する場合、前記信号伝送期間と前記補正期間との割合は、特に制限されず、例えば、前記信号伝送期間の割合が、0(通信を行わない場合)〜99%、0〜80%、0〜50%である。
このように、前記通信データ信号を伝送する期間の前後に補正期間を含むことにより前記変調光を補正する場合、補正に用いる信号および前記通信データ信号の振幅を一定とすることができるため、有機EL光源の発光輝度を一定とすることができる。これにより、有機EL光源が瞬間的に著しい高輝度となることが避けられるため、有機EL光源の長寿命化を図ることができる。また、補正に用いる信号および前記通信データ信号の振幅を一定とすることができるため、信号を受信する側において、フォトダイオードのスライスレベルや感度の調整等が不要となる。また、前記通信データ信号を信号伝送期間に割り当て、補正用の信号を前記補正期間に割り当てることから、補正の情報を各通信データ信号に振り分ける必要がないため、補正のデータ量を小さくすることができ、補正の演算を簡単にすることができる。
以上、前記補正工程における前記差分の補正について、例をあげて説明したが、前記補正工程において、例えば、前記各補正方法のうち、2つ以上の方法を組み合わせて行ってもよい。
このように、パルス幅変調方式による変調光を補正する場合、前記差分に基づき、変調光におけるパルス信号の振幅を変化させればよいため、例えば、補正の計算を簡単にすることができる。また、例えば、4PPM方式と比較して、各周期における発光期間(パルス幅)の割合が比較的大きいため、前記変調光の輝度を大きくする場合に、パルス信号の振幅により前記変調光の輝度を大きくしなくても済み、有機EL光源への負荷を抑えることができ、有機EL光源の長寿命化を図ることができる。
つぎに、本実施形態の照明通信方法における前記補正の一例を、有機EL光源が複数種類の色の光を組み合わせた光源であり、前記光情報が光の三刺激値である場合について、具体的に説明する。
まず、予め、有機EL光源から出射される各光についての電流値に対する発光スペクトルから、所定の電流値における光の三刺激値(XYZ)、および、各光の前記光の三刺激値を加算して得られる、加法混色時の光の三刺激値を求める。そして、これらの電流値、各光の三刺激値、および加法混色時の光の三刺激値についての対応情報を、参照テーブル(LUT)に割り当てておく。例えば、RGB各色8ビットの参照テーブルを参照する場合では、各色256階調、約1677万通りの制御を行うことができる。なお、FRC(フレームレートコントロール)を用いて、色のデータ数(ビット数)を減らしてもよい。光の三刺激値(XYZ)は、下記式(1)により求めることができる。式(1)において、P(λ)は分光スペクトル、Q(λ)は発光スペクトル、x(λ)、y(λ)、z(λ)は等色関数である。
Figure 0006933364
また、予め、前記有機EL光源を照明光として用いる場合の、評価基準となる光情報の値を取得しておく。例えば、前記有機EL光源が、5000Kの昼白色と定格光束を満たす光を出射する場合の、光の三刺激値、および、これに対応する電流値を求めておく。
そして、前記生成工程において、通信データ信号に対応する変調光を生成し、前記演算工程において、前記変調光について光の三刺激値を求め、この値と、予め取得しておいた、評価基準となる光の三刺激値との差分を求める。
前記補正工程では、前記差分に基づき、前記参照テーブルを参照し、各光についての補正後の光の三刺激値を演算する。そして、前記補正後の光の三刺激値に基づき、各光について、補正変調光の波形情報を演算し、電流値を出力する。
ここで、前記補正において、前述のように、前記変調光におけるパルス信号の振幅(発光強度)を変化させる場合は、パルス信号の振幅を変化させることにより補正を行い、前記変調光におけるパルス信号の振幅を一定とする場合は、発光時間を変化させることにより補正を行う。前記補正は、前記変調光の発光強度および発光時間の両方を変化させることにより行ってもよい。
なお、上記光の三刺激値XYZを、正規化変換して、
x=X/(X+Y+Z) y=Y/(X+Y+Z) z=1−x−y
とし、輝度(光束)情報のYと合わせて、xyYの値を用いることによっても、同様に補正を行うことができる。この場合、xy色度図を用いることにより、照明光のxy色度座標(例えば、昼白色(0.3457,0.3585)や、昼光色(0.3127,0.3290))との関係を確認しやすくなる。
電流値に対する各発光スペクトルから、色の三刺激値XYZと、それらを加算し得られる加法混色時の三刺激値を求めて記憶しておくことにより、複雑な演算処理を簡単な配列の参照処理で置き換えることができ、処理の効率化を図ることが可能となる。このように、制御手段20は、その都度演算を行う代わりに、配列から目的のデータを取り出すことで、計算の負担を軽減し、効率よく処理を行うことができる。
また、前記補正変調光の波形情報を算出する方法として、前記変調光と照明光とにおける、各光源の輝度および色度座標の差分を基に、直接、前記差分に対応する各光源のパルス信号の振幅(発光強度)および発光時間を演算してもよい。
前記演算は、以下のように行う。まず、各光源の電流値と、色度座標との関係式を取得しておく。つぎに前記変調光の色度座標および輝度を求め、前記変調光の色度座標および輝度と、照明光の色度座標および輝度との差分を求める。前記差分から、前記差分に対応する、各光源のパルス信号の振幅および/または発光時間を算出する。これを、前記変調光のパルス信号の振幅および/または発光時間に足し合わせる。そして、前記関係式に基づき、電流値を算出する。このようにして、補正変調光の波形情報を生成することができる。
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をできる。
本発明によれば、例えば、単一の受光装置を用いて受光し、データ通信を行うことが可能な、新たな照明通信システムを提供することができる。
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載しうるが、以下には限定されない。
(付記1)
可視光域の光を出射する光源、および、
前記光源からの出射光の出射を制御する制御手段を含み、
前記光源は、それぞれ異なる色の光を出射する複数の発光素子を含み、
前記制御手段は、
通信データ信号を時間分割する分割手段、および、
前記複数の発光素子のうち、いずれか1色の前記発光素子を、前記通信データ信号を送信する発光素子として設定する設定手段を含み、
前記設定された発光素子が、前記時間分割された通信データ信号に対応する光を出射することを特徴とする照明通信システム。
(付記2)
前記光源が、有機EL光源またはLED光源である、付記1記載の照明通信システム。
(付記3)
前記設定手段が、前記複数の発光素子における各色の前記発光素子を、周期的に設定する、付記1または2記載の照明通信システム。
(付記4)
前記設定手段が、前記複数の発光素子における各色の前記発光素子を、1周期に1回ずつとなるように設定する、付記3記載の照明通信システム。
(付記5)
前記各色の前記発光素子から光を出射させる前記周期が、1/60秒以下である、付記4記載の照明通信システム。
(付記6)
前記複数の発光素子の出射する光の色が、3色であり、
前記分割手段が、前記通信データ信号を、1/180秒以下となるように分割する、付記4または5記載の照明通信システム。
(付記7)
前記時間分割された通信データ信号に対応する光が、時間軸上において間隔を開けずに出射される、付記1から6のいずれかに記載の照明通信システム。
(付記8)
前記制御手段が、さらに、付加手段を含み、
前記付加手段が、前記時間分割された通信データ信号に対し、前記発光素子に対応する識別信号を付加する、付記1から7のいずれかに記載の照明通信システム。
(付記9)
前記制御手段が、さらに、
前記時間分割された通信データ信号に対応する変調光の波形情報を生成する生成手段、
前記変調光の波形情報から前記変調光の光情報を演算し、評価基準となる照明光の光情報との差分を求める演算手段、および、
前記差分が補正された補正変調光の波形情報を生成する補正手段を含み、
前記補正変調光の波形情報に基づき、前記補正変調光を光源から出射させる、付記1から8のいずれかに記載の照明通信システム。
(付記10)
前記光情報が、色温度、輝度、複数波長の光強度、および色の三刺激値からなる群から選択された少なくとも一つである、付記9記載の照明通信システム。
(付記11)
前記変調光における変調方式が、パルス幅変調方式およびパルス位置変調方式のいずれか一方であり、
前記補正手段が、前記変調光の波形情報について、パルス信号の振幅を変化させることにより、前記差分を補正する、付記9または10記載の照明通信システム。
(付記12)
前記演算手段が、所定期間における前記変調光の光情報と評価基準となる照明光の光情報との差分を求め、
前記補正手段が、前記所定期間ごとに補正変調光の波形情報を生成し、
前記所定期間が、人間の目が時間分解可能な間隔よりも短い期間である、付記9から11のいずれかに記載の照明通信システム。
(付記13)
前記演算手段が、各パルス信号における前記変調光の光情報と評価基準となる照明光の光情報との差分を求め、
前記補正手段が、パルス信号ごとに補正変調光の波形情報を生成する、付記9から12のいずれかに記載の照明通信システム。
(付記14)
前記補正手段が、前記変調光の波形情報について、前記通信データ信号に対応する変調光を出射する期間の前および後の少なくとも一方の期間に補正用の光を出射することにより、前記差分を補正する、付記9から13のいずれかに記載の照明通信システム。
(付記15)
さらに、前記通信データ信号を受信する受信手段を含み、
前記受信手段は、
前記光源からの出射光を受光する受光手段、および
前記出射光から前記通信データ信号を復調する復調手段を含む、付記1から14のいずれかに記載の照明通信システム。
(付記16)
前記受光手段が、1つであり、且つ、前記複数の発光素子から出射された異なる色の光を受光可能である、付記15記載の照明通信システム。
(付記17)
可視光域の光を出射する光源からの出射光の出射を制御する制御工程および出射工程を含み、
前記光源が、それぞれ異なる色の光を出射する複数の発光素子を含み、
前記制御工程は、
通信データ信号を時間分割する分割工程、および、
前記複数の発光素子のうち、いずれか1色の前記発光素子を、前記通信データ信号を送信する発光素子として設定する設定工程を含み、
前記出射工程は、前記時間分割された通信データ信号に対応する光を、前記設定された発光素子から出射する工程であることを特徴とする照明通信方法。
(付記18)
前記光源が、有機EL光源またはLED光源である、付記17記載の照明通信方法。
(付記19)
前記分割工程において、所定時間ごとに通信データ信号を時間分割する、付記17または18記載の照明通信方法。
(付記20)
前記光源が、白色光を出射する、付記17から19のいずれかに記載の照明通信方法。
(付記21)
前記複数の発光素子が、それぞれ、赤色、緑色、青色の光を出射する、付記17から20のいずれかに記載の照明通信方法。
(付記22)
前記光源が、光を透過可能な前記複数の発光素子が積層された構造であり、前記積層構造が、光の出射方向に沿って、より波長の長い光を出射する発光素子から、より波長の短い光を出射する発光素子の順に積層する構造である、付記17から21のいずれかに記載の照明通信方法。
(付記23)
前記分割工程において、複数の前記通信データ信号を時間分割し、
前記複数の通信データ信号は、それぞれ、前記複数の発光素子のうち、いずれか1色の前記発光素子に対応し、
前記出射工程において、前記設定された発光素子が、それぞれに対応する前記時間分割された通信データ信号に対応する光を出射する、付記17から22のいずれかに記載の照明通信方法。
(付記24)
前記設定工程において、前記複数の発光素子における各色の前記発光素子を、周期的に設定する、付記17から23のいずれかに記載の照明通信方法。
(付記25)
前記設定工程において、前記複数の発光素子における各色の前記発光素子を、1周期に1回ずつとなるように設定する、付記24記載の照明通信方法。
(付記26)
前記出射工程において、前記各色の前記発光素子から光を出射させる周期が、1/60秒以下である、付記25記載の照明通信方法。
(付記27)
前記複数の発光素子の出射する光の色が、n色であり(nは、2以上の整数)、
前記分割工程において、前記通信データ信号を、1/(n×60)秒以下となるように分割する、付記25または26に記載の照明通信方法。
(付記28)
前記複数の発光素子の出射する光の色が、3色であり、
前記分割工程において、前記通信データ信号を、1/180秒以下となるように分割する、付記25から27のいずれかに記載の照明通信方法。
(付記29)
前記出射工程において、前記時間分割された通信データ信号に対応する光が、時間軸上において間隔を開けずに出射される、付記17から28のいずれかに記載の照明通信方法。
(付記30)
前記制御工程が、さらに、付加工程を含み、
前記付加工程において、前記時間分割された通信データ信号に対し、前記発光素子に対応する識別信号を付加する、付記17から29のいずれかに記載の照明通信方法。
(付記31)
前記制御工程が、さらに、
前記時間分割された通信データ信号に対応する変調光の波形情報を生成する生成工程、
前記変調光の波形情報から前記変調光の光情報を演算し、評価基準となる照明光の光情報との差分を求める演算工程、および、
前記差分が補正された補正変調光の波形情報を生成する補正工程を含み、
前記出射工程において、前記補正変調光の波形情報に基づき、前記補正変調光を前記光源から出射させる、付記17から30のいずれかに記載の照明通信方法。
(付記32)
前記光情報が、色温度、輝度、複数波長の光強度、および色の三刺激値からなる群から選択された少なくとも一つである、付記31記載の照明通信方法。
(付記33)
前記変調光における変調方式が、パルス幅変調方式およびパルス位置変調方式のいずれか一方であり、
前記補正工程において、前記変調光の波形情報について、パルス信号の振幅を変化させることにより、前記差分を補正する、付記31または32記載の照明通信方法。
(付記34)
前記演算工程において、所定期間における前記変調光の光情報と評価基準となる照明光の光情報との差分を求め、
前記補正工程において、前記所定期間ごとに補正変調光の波形情報を生成し、
前記所定期間が、人間の目が時間分解可能な間隔よりも短い期間である、付記31から33のいずれかに記載の照明通信方法。
(付記35)
前記演算工程において、各パルス信号における前記変調光の光情報と評価基準となる照明光の光情報との差分を求め、
前記補正工程において、パルス信号ごとに補正変調光の波形情報を生成する、付記31から34のいずれかに記載の照明通信方法。
(付記36)
前記補正工程において、前記変調光の波形情報について、前記通信データ信号に対応する変調光を出射する期間の前および後の少なくとも一方の期間に補正用の光を出射することにより、前記差分を補正する、付記31から35のいずれかに記載の照明通信方法。
(付記37)
さらに、前記通信データ信号を受信する受信工程を含み、
前記受信工程は、
前記光源からの出射光を受光する受光工程、および
前記出射光から前記通信データ信号を復調する復調工程を含む、付記31から36のいずれかに記載の照明通信方法。
(付記38)
前記受光工程において、1つの受光手段が、前記複数の発光素子から出射された異なる色の光を受光する、付記37記載の照明通信方法。
1 照明通信システム
10 有機EL光源
20 制御手段
201 分割手段
202 設定手段
203 付加手段
30 受信手段
301 受光手段
302 復調手段

Claims (10)

  1. 可視光域の光を出射する光源、および、
    前記光源からの出射光の出射を制御する制御手段を含み、
    前記光源は、それぞれ異なる色の光を出射する複数の発光素子を含み、
    前記制御手段は、
    通信データ信号を時間分割する分割手段、および、
    時間分割された通信データ信号ごとに、前記複数の発光素子のうち、いずれか1色の前記発光素子を対応させて、前記通信データ信号を送信する発光素子として設定する設定手段を含み、
    前記設定された発光素子が、前記時間分割された通信データ信号に対応する光を出射することを特徴とする照明通信システム。
  2. 前記分割手段が、所定時間ごとに通信データ信号を時間分割する、請求項1記載の照明通信システム。
  3. 前記複数の発光素子の出射する光の色が、n色であり(nは、2以上の整数)、
    前記分割手段が、前記通信データ信号を、1/(n×60)秒以下となるように分割する、請求項1または2記載の照明通信システム。
  4. 前記光源が、白色光を出射する、請求項1から3のいずれか一項に記載の照明通信システム。
  5. 前記複数の発光素子が、それぞれ、赤色、緑色、青色の光を出射する、請求項1から4のいずれか一項に記載の照明通信システム。
  6. 前記光源が、光を透過可能な前記複数の発光素子が積層された構造であり、前記積層構造が、光の出射方向に沿って、より波長の長い光を出射する発光素子から、より波長の短い光を出射する発光素子の順に積層する構造である、請求項1から5のいずれか一項に記載の照明通信システム。
  7. 前記分割手段が、複数の前記通信データ信号を時間分割し、
    前記複数の通信データ信号の時間分割された通信データ信号を、それぞれ、前記複数の発光素子のうち、いずれか1色の前記発光素子に対応させ
    前記設定された発光素子が、それぞれに対応する前記時間分割された通信データ信号に対応する光を出射する、請求項1から6のいずれか一項に記載の照明通信システム。
  8. 前記制御手段が、さらに、
    前記時間分割された通信データ信号に対応する変調光の波形情報を生成する生成手段、
    前記変調光の波形情報から前記変調光の光情報を演算し、評価基準となる照明光の光情報との差分を求める演算手段、および、
    前記差分が補正された補正変調光の波形情報を生成する補正手段を含み、
    前記補正変調光の波形情報に基づき、前記補正変調光を前記光源から出射させる、請求項1から7のいずれか一項に記載の照明通信システム。
  9. さらに、前記通信データ信号を受信する受信手段を含み、
    前記受信手段は、
    前記光源からの出射光を受光する受光手段、および
    前記出射光から前記通信データ信号を復調する復調手段を含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の照明通信システム。
  10. 可視光域の光を出射する光源からの出射光の出射を制御する制御工程および出射工程を含み、
    前記光源が、それぞれ異なる色の光を出射する複数の発光素子を含み、
    前記制御工程は、
    通信データ信号を時間分割する分割工程、および、
    時間分割された通信データ信号ごとに、前記複数の発光素子のうち、いずれか1色の前記発光素子を対応させて、前記通信データ信号を送信する発光素子として設定する設定工程を含み、
    前記出射工程は、前記時間分割された通信データ信号に対応する光を、前記設定された発光素子から出射する工程であることを特徴とする照明通信方法。
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