WO2014057632A1 - 照明器具及びそれを用いた可視光通信システム - Google Patents

照明器具及びそれを用いた可視光通信システム Download PDF

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茂章 山崎
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114—Indoor or close-range type systems
    • H04B10/116—Visible light communication

Definitions

  • the present invention relates to a lighting fixture and a visible light communication system using the same.
  • the illumination light source is also used for transmission of an optical signal.
  • the information transmitted by the optical signal is often different information for each luminaire (for example, position information of the luminaire that is the transmission source).
  • a plurality of luminaires that transmit different optical signals are arranged close to each other, and a position where a receiver that receives the optical signals can receive optical signals from the luminaires. In such a case, optical signal collision may occur.
  • an object of the present invention is to provide a lighting apparatus that can suppress collision of optical signals and a visible light communication system using the same.
  • the lighting fixture of the present invention includes an electrical light source, a light source driving unit that turns on the light source, and a control unit that controls the light source driving unit, and the control unit is in a period during which the light source is turned on.
  • the light source driving unit is controlled so that an optical signal using the light of the light source as a medium is transmitted with a probability lower than 50% every predetermined time, and the predetermined time is transmitted to the optical signal. It is characterized by being longer than such time.
  • the light source driving unit turns on the light source by receiving an AC voltage
  • the lighting fixture further has a unit time that is an integral fraction of the period of the AC voltage as the predetermined time.
  • a timing unit that repeatedly counts in synchronization with the AC voltage, and the control unit transmits the optical signal with a probability lower than 50%.
  • the light source driving unit is controlled so that the optical signal is transmitted each time the number of times the unit time is measured by the unit reaches a transmission cycle number that is a predetermined integer of 2 or more, and the unit time It is preferable that the time is longer than the time required for signal transmission.
  • the transmission cycle number is a prime number.
  • control unit emits the light flux of the light source during the period in which the light source is turned on and the optical signal is not transmitted, to the light source in the period in which the optical signal is transmitted. It is preferable to control the light source driving unit so as to match the average value of the luminous flux.
  • the visible light communication system includes a plurality of the above-described lighting fixtures and a receiver that receives the optical signal.
  • the number of transmission periods is different between the luminaires where there is a possibility of collision of the optical signals.
  • the collision of optical signals can be suppressed as compared with a conventional lighting apparatus in which the timing of transmitting an optical signal is simply random.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the lighting fixture which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is explanatory drawing which shows the visible light communication system using the lighting fixture which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a block diagram which shows the lighting fixture which concerns on Embodiment 2 of this invention. In the lighting fixture which concerns on Embodiment 2 of this invention, it is explanatory drawing which shows the example of the period when an optical signal is transmitted about each case where the transmission period number n is 3, 5, and 7.
  • the lighting fixture 1 of the present embodiment includes an electrical light source 10, a light source driving unit 11 that turns on the light source 10, and a control unit 12 that controls the light source driving unit 11.
  • a direct current light source such as a light emitting diode
  • a known direct current power supply circuit that turns on the light source 10 with direct current power obtained by converting alternating current power input from the outside is used as the light source driving unit 11. it can.
  • the luminaire 1 has a storage unit 13 in which information to be transmitted by an optical signal is stored, and every time the duration of the state in which the light source 10 is turned on and the optical signal is not transmitted reaches a predetermined time.
  • the timer unit 14 inputs a predetermined electrical signal (hereinafter referred to as “notification signal”) to the control unit 12, and the random number generation unit 15 generates a random number in response to a request from the control unit 12.
  • the storage unit 13 can be realized using, for example, a known non-volatile memory, and the control unit 12, the timing unit 14, and the random number generation unit 15 can be realized using a known electronic circuit.
  • the timer unit 14 may use an oscillator, or may detect a zero cross point of an AC voltage input from the outside.
  • the timing unit 14 is one that inputs a notification signal to the control unit 12 every time a zero-cross point of an AC voltage input from the outside is detected a predetermined integer n times, the predetermined time is the AC voltage. N / 2 times the frequency of.
  • the control unit 12 obtains a random number from the random number generating unit 15, and is stored in the storage unit 13 only when the obtained random number is less than a predetermined transmission threshold.
  • the light source driving unit 11 is controlled to transmit an optical signal including the information.
  • the above information transmitted by the optical signal is, for example, position information.
  • an input unit (not shown) may be provided so that the information in the storage unit 13 can be changed, and the control unit 12 may rewrite the information in the storage unit 13 in response to an input to the input unit.
  • the input unit may receive an operation input by an input device such as a keyboard or a touch panel, or may receive a wireless signal using infrared light or radio waves as a medium, or may be transmitted and received by wire. It is also possible to receive an electrical signal.
  • the input unit can be realized by a well-known technique, illustration and detailed description thereof are omitted.
  • the probability that an optical signal is transmitted is 50% or less.
  • the transmission threshold is set to 0.5 or less.
  • the expected value of the transmission interval of the optical signal becomes twice or more than the predetermined time.
  • the predetermined time is longer than the time required for transmitting the optical signal (hereinafter referred to as “transmission time”).
  • transmission time the time required for transmitting the optical signal
  • the expected value of the optical signal transmission interval is longer than twice the transmission time.
  • the collision of the optical signals between the luminaires 1 can be suppressed as compared with the conventional luminaire where the timing of transmitting the optical signals is simply random.
  • the light source driving unit 11 may be controlled so as to coincide with the average value of the luminous fluxes. By adopting this configuration, flickering of the light source 10 due to repeated transmission of the optical signal can be suppressed.
  • the adjustment of the luminous flux of the light source 10 is achieved, for example, by adjusting the current value of the input current from the light source driving unit 11 to the light source 10.
  • the lighting fixture 1 constitutes a visible light communication system together with a receiver 2 that receives an optical signal, as shown in FIG.
  • the receiver 2 is, for example, a receiver 21 that receives an optical signal by a light receiving element such as a photodiode, and a display that performs display according to the optical signal received by the receiver 21 by an appropriate display means such as a liquid crystal panel.
  • the unit 22 is provided. Since the receiver 2 as described above can be realized by a well-known technique, detailed illustration and description thereof will be omitted.
  • the lighting apparatus 1 of the present embodiment is different from the first embodiment in that it has a zero point detection unit 16 and a counting unit 17 instead of including a timer unit 14 and a random number generation unit 15.
  • a zero point detection unit 16 and a counting unit 17 instead of including a timer unit 14 and a random number generation unit 15.
  • the lighting fixture 1 of this embodiment is provided with the light source 10, the light source drive part 11, and the control part 12 similarly to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is provided with the light source 10, the light source drive part 11, and the control part 12 similarly to Embodiment 1.
  • a direct current light source such as a light emitting diode
  • a known direct current power supply circuit that turns on the light source 10 with a direct current voltage obtained by converting an alternating current voltage input from the outside is used as the light source driving unit 11. it can.
  • the luminaire 1 also includes a storage unit 13, a zero point detection unit 16 that detects the zero cross point (zero point) of the AC voltage (power supply voltage), and the number of times the zero cross point is detected by the zero point detection unit 16 according to a predetermined transmission. And a counting unit 17 that inputs a predetermined electrical signal (hereinafter referred to as “notification signal”) to the control unit 12 every time the number of cycles is reached.
  • the number of transmission cycles is an integer of 2 or more.
  • the storage unit 13 can be realized using, for example, a known nonvolatile memory, and the control unit 12, the zero point detection unit 16, and the counting unit 17 can be realized using a known electronic circuit.
  • the control unit 12 controls the light source driving unit 11 so as to transmit an optical signal including information stored in the storage unit 13.
  • the above information transmitted by the optical signal is, for example, position information.
  • the optical signal is periodically transmitted, and the period (transmission period) is a time obtained by multiplying the number of transmission periods by the unit time. That is, in the present embodiment, the interval between the zero cross points (that is, one half of the cycle of the power supply voltage that is an AC voltage) is used as a unit time, and the zero point detection unit 16 is a time measuring unit.
  • FIG. 4 shows a period during which an optical signal is transmitted when the transmission cycle number n is 3, 5, and 7, respectively. The interval between broken lines in FIG. 4 is a unit time.
  • an input unit (not shown) is provided, and the control unit 12 stores the storage unit according to the input to the input unit. 13 may be rewritten or the number of transmission cycles in the counting unit 17 may be changed.
  • the input unit may receive an operation input by an input device such as a keyboard or a touch panel, or may receive a wireless signal using infrared light or radio waves as a medium, or may be transmitted and received by wire. It is also possible to receive an electrical signal. In any case, since the input unit can be realized by a well-known technique, illustration and detailed description thereof are omitted.
  • the unit time when the unit time is uniquely measured for each lighting fixture 1, a partial optical signal such that the first half of the optical signal of one lighting fixture 1 collides with the second half of the optical signal of another lighting fixture 1. Possible collisions may occur. Further, when the unit time is shorter than the time required for transmitting the optical signal (hereinafter referred to as “transmission time”), the portion of the optical signal of a certain lighting device 1 that exceeds the unit time is the light of the other lighting device 1. There can be a partial collision of the optical signal, such as a collision with the first part of the signal.
  • the zero cross point of the power supply voltage is used as a unit time interval, that is, the unit time is half of the cycle of the power supply voltage and is synchronized with the power supply voltage. If the lighting fixtures 1 use a common power source, the unit times are synchronized with each other. In addition, in this embodiment, the unit time is longer than the transmission time. Therefore, compared to the case where the unit time is individually measured for each lighting device 1 or the case where the unit time is shorter than the transmission time, at least a partial collision of the optical signals as described above does not occur, and thus the lighting device. Collision of optical signals between 1 is suppressed.
  • the unit time may be 1 / integer of the cycle of the power supply voltage.
  • the unit time is the same as the cycle of the power supply voltage (that is, 1/1).
  • the zero cross point detection is used only when determining the timing of the start of the unit time and the length of the unit time at the start-up, and when a unit time is measured thereafter, a known oscillator or the like is used. It is also possible to set a unit time obtained by further dividing the period. Here, it is desirable to make the unit time as short as possible. In FIG. 4, the transmission time seems to be equal to the unit time. However, even if variations such as waveform rounding and response speed are taken into consideration, the optical signal is within one unit time. In practice, the unit time is slightly longer than the transmission time so as to be surely accommodated.
  • the control unit 12 changes the light flux of the light source 10 to the light beam during the period when the light source 10 is turned on and the optical signal is not transmitted (standby period). You may control the light source drive part 11 so that it may correspond with the average value of the light beam of the light source 10 in the period (transmission period) currently transmitted. By adopting this configuration, flickering of the light source 10 due to repeated transmission of the optical signal can be suppressed.
  • the adjustment of the luminous flux of the light source 10 is achieved, for example, by adjusting the current value of the input current from the light source driving unit 11 to the light source 10.
  • a plurality of (three in FIG. 2) lighting fixtures 1 constitute a visible light communication system together with a receiver 2 that receives an optical signal.
  • the receiver 2 is, for example, a receiver 21 that receives an optical signal by a light receiving element such as a photodiode, and a display that performs display according to the optical signal received by the receiver 21 by an appropriate display means such as a liquid crystal panel.
  • the unit 22 is provided. Since the receiver 2 as described above can be realized by a well-known technique, detailed illustration and description thereof will be omitted.
  • the number of transmission cycles may be different between the luminaires 1 where there is a possibility of collision of optical signals (that is, the light irradiation ranges of the light sources 10 overlap each other). .
  • the number of transmission cycles is made to match between the lighting fixtures 1, all the optical signals will not collide no matter what timing the transmission of the optical signals is started.
  • the frequency of collision of optical signals between the two lighting fixtures 1 is the minimum number of transmission cycles of the two lighting fixtures 1. It is inversely proportional to the common multiple. For example, when the first lighting fixture 1 has a transmission cycle number of 5 and the second lighting fixture 1 has a transmission cycle number of 3, the least common multiple of the transmission cycle number is 15, and the first lighting fixture 1 One optical signal collides with the optical signal of the first lighting fixture 1 once in three times. On the other hand, if the transmission cycle number is 6 in the second lighting fixture 1 described above, the least common multiple of the transmission cycle number is 30, and the light signal of the first lighting fixture 1 is the first illumination only once every six times. It will not collide with the optical signal of the instrument 1. That is, the greater the least common multiple of the number of transmission cycles between the luminaires 1, the lower the frequency of optical signal collisions.
  • the number of transmission cycles between the luminaires 1 that may cause a collision of optical signals should be relatively prime. (That is, the greatest common divisor between the number of transmission cycles is 1).
  • the transmission cycle number is a prime number, setting such that the transmission cycle numbers are relatively prime between the lighting fixtures 1 is relatively easy as described above.
  • the luminaire 1 includes the electrical light source 10, the light source driving unit 11 that turns on the light source 10, and the control unit 12 that controls the light source driving unit 11.
  • the control unit 12 controls the light source driving unit 11 so that an optical signal using the light of the light source 10 as a medium is transmitted with a probability lower than 50% every predetermined time during a period in which the light source 10 is turned on. To do.
  • the predetermined time is longer than the time required for transmitting the optical signal.
  • the light source driving unit 11 inputs an AC voltage and turns on the light source 10.
  • the luminaire 1 further includes a time measuring unit (zero point detecting unit 16) that repeatedly measures a unit time that is 1 / integer of an AC voltage cycle as a predetermined time in synchronization with the AC voltage. Since the optical signal is transmitted with a probability lower than 50%, the controller 12 counts the number of times that the unit time is counted by the timer unit (zero point detector 16) during the period when the light source 10 is turned on to be 2 or more.
  • the light source driving unit 11 is controlled so that an optical signal is transmitted every time the number of transmission cycles, which is a predetermined integer, is reached.
  • the unit time is longer than the time required for transmitting the optical signal.
  • the number of transmission cycles is a prime number.
  • the control unit 12 makes the light flux of the light source 10 coincide with the average value of the light flux of the light source 10 during the period when the optical signal is transmitted during the period when the light source 10 is turned on and the optical signal is not transmitted.
  • the light source driving unit 11 is controlled.
  • the visible light communication system includes a plurality of lighting fixtures 1 and a receiver 2 that receives an optical signal.
  • the number of transmission periods is different between the luminaires 1 that may collide with optical signals.

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Abstract

　照明器具は、電気的な光源と、光源を点灯させる光源駆動部と、光源駆動部を制御する制御部とを備える。制御部は、光源が点灯されている期間中、所定の時間おきに、５０％よりも低い確率で光源の光を媒体とした光信号が送信されるように光源駆動部を制御する。所定の時間は、光信号の送信にかかる時間より長くされている。所定の時間が光信号の送信にかかる時間以下とされる場合や、光信号が送信される確率が５０％より高くされる場合に比べ、光信号の衝突が抑えられる。

Description

照明器具及びそれを用いた可視光通信システム
　本発明は、照明器具及びそれを用いた可視光通信システムに関するものである。
　従来から、照明器具として、可視光を媒体とする光信号を送信する機能を有するものが提供されている。すなわち、照明用の光源が、光信号の送信に兼用される。光信号により送信される情報は、照明器具毎に異なる情報（例えば、送信元の照明器具の位置情報）とされることが多い。
　また、この種の照明器具において、光信号が送信されるタイミングがランダムとされたものがある（例えば、日本国特許公開２００６－２０３６６９号公報参照）。
　ここで、それぞれ異なる光信号を送信する複数個の照明器具が互いに近接配置されている場合であって、上記の光信号を受信する受信機が複数個の照明器具から光信号を受信可能な位置にある場合、光信号の衝突が発生してしまう可能性がある。
　上記のように光信号が送信されるタイミングをランダムとした場合において、光信号が送信されない時間（インターバル）が短すぎると、上記のような光信号の衝突が発生する可能性が高くなる。
　そこで、本発明の目的は、光信号の衝突が抑えられる照明器具及びそれを用いた可視光通信システムを提供することにある。
　本発明の照明器具は、電気的な光源と、前記光源を点灯させる光源駆動部と、前記光源駆動部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記光源が点灯されている期間中、所定の時間おきに、５０％よりも低い確率で前記光源の光を媒体とした光信号が送信されるように前記光源駆動部を制御し、前記所定の時間は、前記光信号の送信にかかる時間より長くされていることを特徴とする。
　上記の照明器具において、前記光源駆動部は、交流電圧を入力されて前記光源を点灯させ、当該照明器具は、さらに前記所定の時間として前記交流電圧の周期の整数分の１である単位時間を、前記交流電圧に同期して繰り返し計時する計時部を備え、前記制御部は、５０％よりも低い確率で前記光信号が送信されるために、前記光源が点灯されている期間中、前記計時部により単位時間が計時された回数が２以上の所定の整数である送信周期数に達する毎に、前記光信号が送信されるように前記光源駆動部を制御し、前記単位時間は、前記光信号の送信にかかる時間よりも長くされていることが好ましい。
　上記の照明器具において、前記送信周期数は素数とされていることが好ましい。
　上記の照明器具において、前記制御部は、前記光源が点灯され且つ前記光信号が送信されていない期間中には、前記光源の光束を、前記光信号が送信されている期間中の前記光源の光束の平均値に一致させるように、前記光源駆動部を制御することが好ましい。
　本発明の可視光通信システムは、上記いずれかの照明器具を複数個と、前記光信号を受信する受信機とを備えることを特徴とする。
　上記の可視光通信システムにおいて、前記光信号の衝突の可能性がある前記照明器具間では前記送信周期数が互いに異なっていることが好ましい。
　本発明によれば、光信号が送信されるタイミングが単にランダムである従来の照明器具に比べて、光信号の衝突が抑えられる。
　本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に記述する。本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記述および添付図面に関連して一層良く理解されるものである。
本発明の実施形態１に係る照明器具を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係る照明器具を用いた可視光通信システムを示す説明図である。 本発明の実施形態２に係る照明器具を示すブロック図である。 本発明の実施形態２に係る照明器具において、送信周期数ｎが３，５，７のそれぞれの場合について、光信号が送信される期間の例を示す説明図である。
　以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
　（実施形態１）
　本実施形態の照明器具１は、図１に示すように、電気的な光源１０と、光源１０を点灯させる光源駆動部１１と、光源駆動部１１を制御する制御部１２とを備える。
　例えば、光源１０として発光ダイオードのような直流光源が用いられる場合、光源駆動部１１としては外部から入力された交流電力を変換した直流電力により光源１０を点灯させる周知の直流電源回路を用いることができる。
　また、照明器具１は、光信号により送信すべき情報が記憶された記憶部１３と、光源１０が点灯されていて且つ光信号が送信されていない状態の継続時間が所定の時間に達する度に制御部１２に所定の電気信号（以下、「通知信号」と呼ぶ。）を入力する計時部１４と、制御部１２からの要求に応じて乱数を発生させる乱数発生部１５とを備える。記憶部１３は例えば周知の不揮発性メモリを用いて実現することができ、制御部１２や計時部１４や乱数発生部１５は周知の電子回路を用いて実現することができる。例えば、計時部１４は、発振器を用いたものであってもよいし、外部から入力される交流電圧のゼロクロス点を検出するものであってもよい。計時部１４として、外部から入力される交流電圧のゼロクロス点が所定の整数ｎ回検出される度に通知信号を制御部１２に入力するものを用いた場合、上記の所定の時間は上記交流電圧の周波数のｎ／２倍となる。
　制御部１２は、計時部１４から通知信号が入力されると、乱数発生部１５から乱数を得て、得られた乱数が所定の送信閾値未満であった場合にのみ、記憶部１３に記憶された情報を含む光信号を送信するように光源駆動部１１を制御する。光信号によって送信される上記の情報は例えば位置情報である。
　さらに、記憶部１３における情報を変更可能とするために、入力部（図示せず）を設け、制御部１２が入力部への入力に応じて記憶部１３の情報を書き換えるようにしてもよい。入力部は、キーボードやタッチパネル等の入力装置により操作入力を受け付けるものであってもよいし、赤外光や電波などを媒体とする無線信号を受信するものであってもよいし、有線で送受信される電気信号を受信するものであってもよい。いずれの場合にも、入力部は周知技術で実現可能であるので図示並びに詳細な説明は省略する。
　ここで、光信号が送信される確率は５０％以下とされる。具体的には例えば、乱数発生部１５が０～１の範囲内の乱数を均等に発生させる場合、上記の送信閾値は０．５以下とされる。これにより、光信号の送信の間隔の期待値は、上記の所定の時間の２倍以上となる。
　また、上記の所定の時間は、光信号の送信にかかる時間（以下、「送信時間」と呼ぶ。）より長くされる。つまり、光信号の送信の間隔の期待値は、送信時間の２倍よりも長くなる。
　上記構成によれば、光信号が送信されるタイミングが単にランダムである従来の照明器具に比べて、照明器具１間での光信号の衝突が抑えられる。
　なお、制御部１２が、光源１０が点灯され且つ光信号が送信されていない期間（待機期間）中に、光源１０の光束を、光信号が送信されている期間（送信期間）中の光源１０の光束の平均値に一致させるように、光源駆動部１１を制御してもよい。この構成を採用すれば、光信号の送信が繰り返されることによる光源１０のちらつきが抑えられる。光源１０の光束の調整は、例えば、光源駆動部１１から光源１０への入力電流の電流値の調整により達成される。
　上記の照明器具１は、図２に示すように、光信号を受信する受信機２とともに、可視光通信システムを構成する。受信機２は、例えば、フォトダイオードのような受光素子により光信号を受信する受信部２１と、受信部２１に受信された光信号に応じた表示を液晶パネル等の適宜の表示手段により行う表示部２２とを備えるものである。上記のような受信機２は周知技術により実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。
　（実施形態２）
　本実施形態の照明器具１は、図３に示すように、計時部１４と乱数発生部１５を備える代わりに、零点検出部１６と計数部１７を備える点が実施形態１と異なり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
　本実施形態の照明器具１は、実施形態１と同様に、光源１０と、光源駆動部１１と、制御部１２とを備える。
　例えば、光源１０として発光ダイオードのような直流光源が用いられる場合、光源駆動部１１としては外部から入力された交流電圧を変換した直流電圧により光源１０を点灯させる周知の直流電源回路を用いることができる。
　また照明器具１は、記憶部１３と、上記の交流電圧（電源電圧）のゼロクロス点（零点）を検出する零点検出部１６と、零点検出部１６によってゼロクロス点が検出された回数が所定の送信周期数に達する度に制御部１２に所定の電気信号（以下、「通知信号」と呼ぶ。）を入力する計数部１７とを備える。上記の送信周期数は２以上の整数である。記憶部１３は例えば周知の不揮発性メモリを用いて実現することができ、制御部１２や零点検出部１６や計数部１７は周知の電子回路を用いて実現することができる。
　制御部１２は、計数部１７から通知信号が入力されると、記憶部１３に記憶された情報を含む光信号を送信するように光源駆動部１１を制御する。光信号によって送信される上記の情報は例えば位置情報である。これにより、定期的に光信号が送信され、その周期（送信周期）は、送信周期数に単位時間を乗じた時間となる。すなわち、本実施形態では、ゼロクロス点の間隔（つまり交流電圧である電源電圧の周期の２分の１）が単位時間として用いられているのであり、零点検出部１６が計時部である。送信周期数ｎが３，５，７のそれぞれの場合における、光信号が送信される期間を、図４に示す。図４における破線の間隔が単位時間である。
　さらに、記憶部１３に記憶された情報や計数部１７における送信周期数を変更可能とするために、入力部（図示せず）を設け、制御部１２が入力部への入力に応じて記憶部１３の書き換えや計数部１７における送信周期数の変更を行うようにしてもよい。入力部は、キーボードやタッチパネル等の入力装置により操作入力を受け付けるものであってもよいし、赤外光や電波などを媒体とする無線信号を受信するものであってもよいし、有線で送受信される電気信号を受信するものであってもよい。いずれの場合にも、入力部は周知技術で実現可能であるので図示並びに詳細な説明は省略する。
　ここで、単位時間が照明器具１毎に独自に計時された場合、ある照明器具１の光信号の前半部分が他の照明器具１の光信号の後半部分に衝突するといった、光信号の部分的な衝突が発生する可能性がある。また、光信号の送信にかかる時間（以下、「送信時間」と呼ぶ。）よりも単位時間が短い場合、ある照明器具１の光信号のうち単位時間を超える部分が他の照明器具１の光信号の最初の部分と衝突するといった、光信号の部分的な衝突が発生する可能性がある。
　これに対し、本実施形態では、単位時間の区切りとして電源電圧のゼロクロス点が用いられ、つまり単位時間が電源電圧の周期の２分の１であって且つ電源電圧に同期していることで、互いに共通の電源を用いる照明器具１同士であれば単位時間が互いに同期する。加えて、本実施形態では、単位時間が送信時間よりも長い。従って、単位時間が照明器具１毎に独自に計時される場合や、単位時間が送信時間よりも短い場合に比べ、少なくとも上記のような光信号の部分的な衝突が発生しないことにより、照明器具１間での光信号の衝突が抑えられる。
　なお、単位時間は電源電圧の周期の整数分の１であればよく、例えば電圧上昇時のゼロクロス点のみを用いれば単位時間が電源電圧の周期と同一（つまり１分の１）となる。また、ゼロクロス点の検出は起動時に単位時間の計時開始のタイミングや単位時間の長さを決定する際にのみ用い、その後の単位時間の計時には周知の発振器等を用いるようにすれば、電源電圧の周期をより細かく区切った単位時間とすることも可能である。ここで、単位時間はなるべく短くされることが望ましく、図４では送信時間が単位時間と等しいように見えるが、波形なまりや応答速度などのばらつきを考慮しても光信号が１個の単位時間内に確実に収まるように、実際は単位時間が送信時間よりもやや長くされる。
　また、実施形態１と同様に、本実施形態においても、制御部１２が、光源１０が点灯され且つ光信号が送信されていない期間（待機期間）中に、光源１０の光束を、光信号が送信されている期間（送信期間）中の光源１０の光束の平均値に一致させるように、光源駆動部１１を制御してもよい。この構成を採用すれば、光信号の送信が繰り返されることによる光源１０のちらつきが抑えられる。光源１０の光束の調整は、例えば、光源駆動部１１から光源１０への入力電流の電流値の調整により達成される。
　実施形態１と同様に、本実施形態の照明器具１は、図２に示すように、複数個（図２では３個）が、光信号を受信する受信機２とともに、可視光通信システムを構成する。受信機２は、例えば、フォトダイオードのような受光素子により光信号を受信する受信部２１と、受信部２１に受信された光信号に応じた表示を液晶パネル等の適宜の表示手段により行う表示部２２とを備えるものである。上記のような受信機２は周知技術により実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。
　上記のような可視光通信システムにおいて、全ての照明器具１で送信周期数を一致させ、且つ、光信号の送信のタイミングを単位時間ずつずらした場合、送信周期数と同数までの照明器具１間では光信号の衝突が確実に防止されるという時分割多重化が実現される。
　ただし、上記のような可視光通信システムにおいて、光信号の衝突の可能性がある（つまり光源１０の光の照射範囲が互いに重なる）照明器具１間で、送信周期数を互いに異ならせてもよい。この場合、照明器具１間で送信周期数を一致させる場合と違い、どのようなタイミングで光信号の送信を開始させたとしても、全ての光信号が衝突してしまうようなことはない。
　上記のように送信周期数を照明器具１間で互いに異ならせた場合、２個の照明器具１間で光信号の衝突が発生する頻度は、該２個の照明器具１の送信周期数の最小公倍数に反比例する。例えば、第１の照明器具１で送信周期数が５とされ、第２の照明器具１で送信周期数が３とされた場合、送信周期数の最小公倍数は１５であり、第１の照明器具１の光信号は３回につき１回が第１の照明器具１の光信号と衝突する。一方、上記の第２の照明器具１で送信周期数が６であれば、送信周期数の最小公倍数は３０となり、第１の照明器具１の光信号は６回につき１回しか第１の照明器具１の光信号と衝突しないことになる。すなわち、照明器具１間での送信周期数の最小公倍数が大きいほど、光信号の衝突の頻度が下がる。
　そして、光信号の衝突の割合（つまり衝突回数／送信回数）をなるべく小さくするためには、光信号の衝突が発生する可能性がある照明器具１間で送信周期数が互いに素とされること（つまり、送信周期数間の最大公約数が１であること）が望ましい。そこで、各照明器具１において、それぞれ送信周期数を素数とすれば、上記のように照明器具１間で送信周期数を互いに素とするような設定が比較的に容易となる。
　以上説明したように、照明器具１は、電気的な光源１０と、光源１０を点灯させる光源駆動部１１と、光源駆動部１１を制御する制御部１２とを備える。制御部１２は、光源１０が点灯されている期間中、所定の時間おきに、５０％よりも低い確率で光源１０の光を媒体とした光信号が送信されるように光源駆動部１１を制御する。所定の時間は、光信号の送信にかかる時間より長くされている。
　光源駆動部１１は、交流電圧を入力されて光源１０を点灯させる。照明器具１は、さらに所定の時間として交流電圧の周期の整数分の１である単位時間を、交流電圧に同期して繰り返し計時する計時部（零点検出部１６）を備える。制御部１２は、５０％よりも低い確率で光信号が送信されるために、光源１０が点灯されている期間中、計時部（零点検出部１６）により単位時間が計時された回数が２以上の所定の整数である送信周期数に達する毎に、光信号が送信されるように光源駆動部１１を制御する。単位時間は、光信号の送信にかかる時間よりも長くされている。ここで、好ましくは、送信周期数は素数とされている。
　制御部１２は、光源１０が点灯され且つ光信号が送信されていない期間中には、光源１０の光束を、光信号が送信されている期間中の光源１０の光束の平均値に一致させるように、光源駆動部１１を制御する。
　可視光通信システムは、照明器具１を複数個と、光信号を受信する受信機２とを備える。
　可視光通信システムにおいて、光信号の衝突の可能性がある照明器具１間では送信周期数が互いに異なっている。
　本発明を幾つかの好ましい実施形態によって記述したが、この発明の本来の精神および範囲、即ち請求の範囲を逸脱することなく、当業者によって様々な修正および変形が可能である。

Claims (6)

  1. 　電気的な光源と、
    　前記光源を点灯させる光源駆動部と、
    　前記光源駆動部を制御する制御部とを備え、
    　前記制御部は、前記光源が点灯されている期間中、所定の時間おきに、５０％よりも低い確率で前記光源の光を媒体とした光信号が送信されるように前記光源駆動部を制御し、
    　前記所定の時間は、前記光信号の送信にかかる時間より長くされていることを特徴とする照明器具。
  2. 　前記光源駆動部は、交流電圧を入力されて前記光源を点灯させ、
    　当該照明器具は、さらに前記所定の時間として前記交流電圧の周期の整数分の１である単位時間を、前記交流電圧に同期して繰り返し計時する計時部を備え、
    　前記制御部は、５０％よりも低い確率で前記光信号が送信されるために、前記光源が点灯されている期間中、前記計時部により単位時間が計時された回数が２以上の所定の整数である送信周期数に達する毎に、前記光信号が送信されるように前記光源駆動部を制御し　前記単位時間は、前記光信号の送信にかかる時間よりも長くされていることを特徴とする請求項１記載の照明器具。
  3. 　前記送信周期数は素数とされていることを特徴とする請求項２記載の照明器具。
  4. 　前記制御部は、前記光源が点灯され且つ前記光信号が送信されていない期間中には、前記光源の光束を、前記光信号が送信されている期間中の前記光源の光束の平均値に一致させるように、前記光源駆動部を制御することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の照明器具。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の照明器具を複数個と、前記光信号を受信する受信機とを備えることを特徴とする可視光通信システム。
  6. 　前記光信号の衝突の可能性がある前記照明器具間では前記送信周期数が互いに異なっていることを特徴とする請求項５記載の可視光通信システム。
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