專利名稱：照明光通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用電力線和照明光(可見光)傳輸數(shù)據(jù)的通信服務(wù)。
背景技術(shù)：
近年來，將LED等半導(dǎo)體發(fā)光元件逐漸利用于照明用的光源。 對(duì)于半導(dǎo)體發(fā)光元件，能夠進(jìn)行高速的閃爍或者光量的控制。使用該
特性開發(fā)出如下技術(shù)根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)照明用的半導(dǎo)體發(fā)光元件進(jìn)行閃爍 或者光量的控制，由此利用照明光傳輸數(shù)據(jù)。如果半導(dǎo)體發(fā)光元件的 閃爍或者光量的變化速度很快，則人眼無法察覺其閃爍、光量的變化。 因而，不妨礙作為照明光而利用于人類，并能夠傳輸數(shù)據(jù)。另外，照 明裝置是眾所周知的裝置，還具有能夠?qū)⑦@些照明裝置使用于通信的 優(yōu)點(diǎn)。
一般在想要進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸?shù)那闆r下，將數(shù)據(jù)專用的數(shù)據(jù)線與電 力線分開設(shè)置。但是，照明裝置一般被連接在電力線上而從電力線接 受電力的提供，因此考慮使用電力線向照明裝置提供數(shù)據(jù)。在將已設(shè) 置的照明裝置替換為能夠利用照明光進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼彰鞴馔ㄐ叛b 置的情況下，如果利用電力線傳輸數(shù)據(jù)，則可以不需要另外架設(shè)數(shù)據(jù) 線，因此能夠大幅降低設(shè)置成本。作為這種以往的通信系統(tǒng)，例如在 專利文獻(xiàn)l中記載了如下內(nèi)容使用電力線向照明光通信裝置傳輸數(shù) 據(jù)，照明光通信裝置按照所接受的數(shù)椐調(diào)制照明光，將數(shù)據(jù)疊加在照 明光中而進(jìn)行發(fā)送。
另一方面，作為前提，在進(jìn)行照明的情況下亮度不發(fā)生變化。但 是，在利用電力線的數(shù)據(jù)傳輸中所使用的調(diào)制方式雖然適用于利用電 力線的傳輸，但是關(guān)于照明光沒有進(jìn)行任何考慮。因此，如果如專利文獻(xiàn)1所記載的那樣利用通過電力線傳輸過來的數(shù)據(jù)直接調(diào)制照明 光，則存在照明光的光強(qiáng)度根據(jù)數(shù)據(jù)而發(fā)生變化的問題。特別是，電 力線容易受到噪聲等的影響，有時(shí)由于噪聲等的影響而發(fā)生照明光的 閃爍。
另外，由于一般在電力線通信中具有取決于電源頻率而產(chǎn)生噪聲 這樣的特有的環(huán)境，因此避免利用以固定定時(shí)發(fā)送信號(hào)的方式而利用
OFDMA、 CSMA作為MAC層中的通信方式。不能說這種方式一定 適用于照明光通信。
并且， 一般在電力線通信中傳輸速度在雙方向上固定。然而，當(dāng) 在通信中使用照明光的情況下，雖然在從照明光通信裝置朝向各終端 的數(shù)據(jù)傳輸(下行線路)中可進(jìn)行寬頻帶的通信，但是在從各終端開始 的數(shù)據(jù)傳輸(上行線路)通常是使用紅外線通信的方式，傳輸速度比上 行線路低。這樣，在使用照明光的通信中往往是非對(duì)稱的通信速度， 從這一方面來看，仍舊以相同的協(xié)議進(jìn)行電力線通信和照明光通信是 存在問題的。
專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-147063號(hào)7>報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題
本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種用于構(gòu)建 如下的通信系統(tǒng)的照明光通信裝置在使用電力線和照明光(可見光) 傳輸數(shù)據(jù)時(shí)不降低作為照明的功能，即抑制照明光的光強(qiáng)度的變動(dòng)而 良好地進(jìn)行使用電力線的通信和使用照明光的通信。
用于解決問題的方案
本發(fā)明的特征在于，在從電力線接受電力的提供而進(jìn)行照明的照 明光通信裝置中，具有半導(dǎo)體發(fā)光單元，其發(fā)出照明光；電力線解 調(diào)單元，其獲取通過電力線發(fā)送過來的數(shù)椐并進(jìn)行解調(diào)；協(xié)議變換單 元，其進(jìn)行通過上述電力線進(jìn)行通信的協(xié)議與利用照明光進(jìn)行通信的 協(xié)議之間的變換；以及光調(diào)制單元，其根據(jù)利用照明光發(fā)送的數(shù)據(jù)對(duì)上述半導(dǎo)體發(fā)光單元的閃爍或者光量進(jìn)行控制，根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)制照明 光。
作為由上述協(xié)議變換單元進(jìn)行變換的、利用照明光進(jìn)行通信的協(xié)
議的調(diào)制方式，能夠使用將有脈沖設(shè)為關(guān)斷(OFF)、將無脈沖設(shè)為 導(dǎo)通(ON)的多值PPM方式。 發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，通過將電力線通信的協(xié)議變換為使用照明光的通信 中最合適的協(xié)議，不降低作為照明的功能而能夠進(jìn)行使用照明光的通 信。例如作為利用照明光進(jìn)行通信的協(xié)議的調(diào)制方式，使用將有脈沖 設(shè)為關(guān)斷、將無脈沖設(shè)為導(dǎo)通的多值PPM方式，由此無脈沖時(shí)成為 普通的照明光，有脈沖時(shí)也僅在幾分之一左右的時(shí)間不點(diǎn)亮，因此能 夠不那么降低照明的光量并且還抑制光量的變動(dòng)而進(jìn)行通信。


圖1是表示包含本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的通信系統(tǒng)的一例的框圖。
圖2是光通信用的協(xié)議的調(diào)制方式的一例的說明圖。 附圖標(biāo)記說明
11: AC/DC變換部；12:濾波器部；13:電力線調(diào)制解調(diào)部； 14:協(xié)議變換部；15:光源控制部；16:半導(dǎo)體發(fā)光元件；17:受光 元件；18:光解調(diào)部；21:接收裝置；22:受光元件；23:光調(diào)制解 調(diào)部；24:半導(dǎo)體發(fā)光元件。
具體實(shí)施例方式
圖l是包含本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的通信系統(tǒng)的一例的框圖。圖 中，11是AC/DC變換部，12是濾波器部；13是電力線調(diào)制解調(diào)部， 14是協(xié)議變換部，15是光源控制部，16是半導(dǎo)體發(fā)光元件，17是受 光元件，18是光解調(diào)部，21是接收裝置，22是受光元件，23是光調(diào) 制解調(diào)部，24是半導(dǎo)體發(fā)光元件。在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，本發(fā)明的照明光通信裝置構(gòu)成為包括
AC/DC變換部11、濾波器部12、電力線調(diào)制解調(diào)部13、協(xié)議變換部 l4、光源控制部15、半導(dǎo)體發(fā)光元件16、受光元件17、光解調(diào)部18 等。AC/DC變換部11將通過電力線提供的交流電壓變換為直流電壓， 并向各部分提供電力。
濾波器部12是提取高頻成分的機(jī)構(gòu)，提取通過電力線發(fā)送過來 的信號(hào)成分。
電力線調(diào)制解調(diào)部13對(duì)通過電力線發(fā)送過來的信號(hào)成分進(jìn)行解 調(diào)，獲取原來的數(shù)據(jù)。另外，通過與電力線通信相應(yīng)的調(diào)制方式來調(diào) 制應(yīng)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并通過電力線進(jìn)行發(fā)送。
協(xié)議變換部14進(jìn)行通過電力線進(jìn)行通信的電力線通信用的協(xié)議 (包括調(diào)制方式)、與利用照明光等的光進(jìn)行通信的光通信用的協(xié)議(包 括調(diào)制方式)之間的協(xié)議變換。更具體地說，在接受通過電力線以電力 線通信用的協(xié)議發(fā)送過來的數(shù)據(jù)并暫時(shí)存儲(chǔ)之后，按照光通信用的協(xié) 議將該數(shù)據(jù)發(fā)送到光源控制部15。另外，在將以光通信用的協(xié)議接收 到的數(shù)據(jù)暫時(shí)存儲(chǔ)之后，利用電力線通信用的協(xié)議通過電力線調(diào)制解 調(diào)部13將該數(shù)據(jù)發(fā)送到電力線。
光源控制部15按照由協(xié)議變換部14變換得到的光通信用的協(xié)議 的發(fā)送用的數(shù)據(jù)，控制半導(dǎo)體發(fā)光元件16的閃爍或者光量。由此， 根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)制照明光。
半導(dǎo)體發(fā)光元件16使用從AC/DC變換部ll提供的直流電力進(jìn) 行發(fā)光。利用該發(fā)出來的光作為照明光。例如能夠利用LED、 LD、 EL等各種半導(dǎo)體發(fā)光元件。另外，通過光源控制部15對(duì)該半導(dǎo)體發(fā) 光元件16的閃爍或者光量進(jìn)行控制，由此^^艮據(jù)數(shù)據(jù)來調(diào)制照明光。
受光元件17接收從接收裝置21發(fā)送過來的光信號(hào)。另外，光解 調(diào)部18對(duì)由受光元件17接收到的光信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，獲取從接收裝置 21發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。
接收裝置21在與本發(fā)明的照明光通信裝置之間進(jìn)行利用可見光 的通信，在本例子中構(gòu)成為包含受光元件22、光調(diào)制解調(diào)部23、半導(dǎo)體發(fā)光元件24等。受光元件22接收根據(jù)來自本發(fā)明的照明光通信 裝置的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制得到的照明光。光調(diào)制解調(diào)部23對(duì)由受光元件 22接收到的被調(diào)制的照明光的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，獲取利用照明光發(fā)送過 來的數(shù)據(jù)。另外，進(jìn)行對(duì)照明光通信裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)的調(diào)制。半導(dǎo)體
爍或者光量的光。該半導(dǎo)體發(fā)光無件24也可以利用例如LED、 LD、 EL等各種半導(dǎo)體發(fā)光元件。
接著，事先簡(jiǎn)單地說明包含這種本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的通信系 統(tǒng)的一例中的動(dòng)作的概要。在普通的狀態(tài)下，由AC/DC變換部11將 從電力線提供的交流電力變換為直流電力，并提供給半導(dǎo)體發(fā)光元件 16。半導(dǎo)體發(fā)光元件16接受電力的提供而進(jìn)行發(fā)光，能夠?qū)⒃摪l(fā)出 來的光利用于照明。
當(dāng)通過電力線發(fā)送過來應(yīng)發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)，由濾波器部12提取信 號(hào)成分，并由電力線調(diào)制解調(diào)部13進(jìn)行解調(diào)而獲取數(shù)據(jù)。將所獲取 的數(shù)據(jù)暫時(shí)存儲(chǔ)到協(xié)議變換部14中。之后，變換為光通信用的協(xié)議， 按照由光源控制部15發(fā)送的數(shù)據(jù)，對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光元件16的閃爍或者 光量進(jìn)行控制，由此調(diào)制照明光。由此，能夠利用照明光來發(fā)送數(shù)據(jù)。 關(guān)于使用電力線的通信與利用照明光的通信之間的通信速度的變換、 定時(shí)的控制等的功能，也能夠進(jìn)行包括該調(diào)制方式的協(xié)議的變換。
關(guān)于電力線通信，如上所述，例如利用OFDMA、 CSMA作為 MAC層中的通信方式。在本發(fā)明中，作為光通信用的協(xié)議，不是將 該電力線通信用的協(xié)議直接進(jìn)行中繼，而是變換為特別是在使用照明 光的情況下最合適的光通信用的協(xié)議，并根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)制照明光而進(jìn)行 發(fā)送。
圖2是光通信用的協(xié)議的調(diào)制方式的一例的說明圖。作為利用照 明光進(jìn)行通信的協(xié)議的調(diào)制方式的 一例，能夠使用將有脈沖設(shè)為關(guān) 斷、將無脈沖設(shè)為導(dǎo)通的多值PPM方式。例如在圖2中示出了4值 PPM方式的情況。在該方式中，根據(jù)脈沖的位置表示數(shù)據(jù)的值。例如 在圖2的(A) (D)中，根據(jù)將用圖中的虛線分割的四個(gè)脈沖位置中的一個(gè)設(shè)為關(guān)斷的位置，來決定值。圖2的(A) (D)分別對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)值0~3。
在如本例子那樣的調(diào)制方式中，成為關(guān)斷的時(shí)間至多為整體的 1/4。在通信速度較快的情況下人眼無法察覺這種關(guān)斷的時(shí)間，也不會(huì) 感到閃爍。雖然平均的光量稍微降低，但是其也在l/4以下。這樣， 不破壞作為照明光的功能而能夠使用照明光來發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)然，并不 限定于這種調(diào)制方式，但是能夠通過進(jìn)行協(xié)議變換來選擇使用利用照 明光的通信中最合適的協(xié)議。
能夠由接收裝置21接收根據(jù)數(shù)據(jù)被調(diào)制的照明光。即，由受光 元件22接收來自照明光通信裝置的半導(dǎo)體發(fā)光元件16的照明光，并 由光調(diào)制解調(diào)部23進(jìn)行解調(diào)，由此能夠獲取從照明光通信裝置使用 照明光發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。
在從接收裝置21發(fā)送數(shù)據(jù)的情況下，由光調(diào)制解調(diào)部23進(jìn)行調(diào) 制之后按照數(shù)據(jù)對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光元件24的閃爍或者光量進(jìn)行控制。由 此，放射被調(diào)制的光。在這種情況下，半導(dǎo)體發(fā)光元件24無需進(jìn)行 照明，只要利用光能夠發(fā)送數(shù)據(jù)即可。
從接收裝置21的半導(dǎo)體發(fā)光元件24放射的光由照明光通信裝置 的受光部17接收并由光解調(diào)部進(jìn)行解調(diào)。然后，暫時(shí)被存儲(chǔ)到協(xié)議 變換部14中之后，變換為電力線通信用的協(xié)議而被發(fā)送到電力線。 在這種情況下，能夠使用電力線通信中最合適的協(xié)議，并且也能夠進(jìn)
行通信速度的變換、定時(shí)的控制等。
這樣，在本例子中，不僅在從照明光通信裝置向接收裝置21的
數(shù)據(jù)的發(fā)送(下行線路)中使用光，在從接收裝置21向照明光通信裝置 的數(shù)據(jù)的發(fā)送(上行線路)中也使用光。由此，在雙方向上都能夠進(jìn)行 利用光的通信。例如即使接收裝置21是便攜式的終端，也能夠進(jìn)行 無線通信。當(dāng)然，對(duì)于上行線路，除了使用可見光之外例如還可以使 用紅外光?；蛘撸谌绻潭ㄐ偷慕K端等那樣被連接在電力線上的情況 下，也可以通過電力線進(jìn)行上行線路。在這種情況下，能夠通過在下 行線路中使用照明光來對(duì)多個(gè)接收裝置21分發(fā)相同的數(shù)據(jù)等，其利 用效果大。此外，一般上行線路的傳輸速度與下行線路相比慢，另外有時(shí)與
使用電力線的通信速度不同，但是能夠通過在協(xié)議變換部14中暫時(shí) 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)來消除這些通信速度的差異。另外，利用將數(shù)據(jù)暫時(shí)存儲(chǔ)到 協(xié)議變換部14中的情形，也能夠重復(fù)發(fā)送相同的數(shù)據(jù)。
關(guān)于圖l所示的各部分，例如能夠使整體一體化，或者使除了半 導(dǎo)體發(fā)光元件16或半導(dǎo)體發(fā)光元件16和受光元件17等之外的結(jié)構(gòu) 一體化，從而構(gòu)成為照明器具。或者，進(jìn)行小型化而構(gòu)成為燈泡、管 狀并進(jìn)行安裝以代替安裝在通常利用的照明器具中的燈泡、熒光管 等。在這種結(jié)構(gòu)的情況下，能夠簡(jiǎn)單地使用，另外無需變更照明器具， 因此能夠抑制設(shè)置成本?；蛘?，能夠直接利用已有的各種照明器具。
權(quán)利要求
1. 一種照明光通信裝置，其特征在于，具有半導(dǎo)體發(fā)光單元，其發(fā)出照明光；電力線解調(diào)單元，其對(duì)通過電力線發(fā)送過來的信號(hào)成分進(jìn)行解調(diào)而獲取數(shù)據(jù)；協(xié)議變換單元，其進(jìn)行通過上述電力線進(jìn)行通信的協(xié)議與利用照明光進(jìn)行通信的協(xié)議之間的變換；以及光調(diào)制單元，其根據(jù)利用照明光發(fā)送的數(shù)據(jù)對(duì)上述半導(dǎo)體發(fā)光單元的閃爍或者光量進(jìn)行控制，根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)制照明光。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的照明光通信裝置，其特征在于， 上述協(xié)議變換單元使用將有脈沖設(shè)為關(guān)斷、將無脈沖設(shè)為導(dǎo)通的多值PPM方式作為利用照明光進(jìn)行通信的協(xié)議的調(diào)制方式。
全文摘要
提供一種用于構(gòu)建在使用電力線和照明光傳輸數(shù)據(jù)時(shí)抑制照明光的光強(qiáng)度的變動(dòng)而能夠良好地進(jìn)行使用電力線的通信和使用照明光的通信的通信系統(tǒng)的照明光通信裝置。當(dāng)通過電力線發(fā)送過來應(yīng)發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)，由濾波器部(12)提取信號(hào)成分，并由電力線調(diào)制解調(diào)部(13)進(jìn)行解調(diào)而獲取數(shù)據(jù)。將所獲取的數(shù)據(jù)暫時(shí)存儲(chǔ)到協(xié)議變換部(14)中。之后，變換為光通信用的協(xié)議，按照由光源控制部(15)發(fā)送的數(shù)據(jù)，對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光元件(16)的閃爍或者光量進(jìn)行控制，由此調(diào)制照明光。由此，能夠利用照明光來發(fā)送數(shù)據(jù)。作為光通信用的調(diào)制方式，能夠使用將有脈沖設(shè)為關(guān)斷、將無脈沖設(shè)為導(dǎo)通的多值PPM方式。
文檔編號(hào)H04B10/22GK101432997SQ20078001562
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月31日
發(fā)明者中川正雄, 小峯敏彥, 山口武彥, 春山真一郎, 有田武美 申請(qǐng)人:株式會(huì)社中川研究所