JP2008154063A - 可視光通信機能付き可搬照明器及び情報通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】可搬照明器と通信装置の一体化により、各種活動で必要な装備品を減らし、操作を容易にして行動の自由度や即応性を増し、あわせて装備品の信頼性を改善すること。
【解決手段】送光部１は、照明に用いる可視光を発光するＬＥＤ１０４と、通信で送信すべき伝送情報を提供する提供手段として、例えばユーザの識別用ＩＤを記憶したＩＤ記憶部１０１と、を有する。符号化部１０２及びＦＭ変調部１０３は、ＬＥＤ１０４の点滅を変調制御することにより前記可視光に前記伝送情報を重畳する変調制御手段を構成している。受光部２は、伝送情報が点滅として重畳された可視光を受光して電気信号に変換する受光手段として、フォトディテクタ２０１を有する。ＦＭ復調部２０２及び復号化部２０３は、ＰＤ２０１で変換された前記電気信号から前記伝送情報を復調する復調手段を構成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤによる可視光を用いて通信を行う技術に関する。

社会に大型機器の溢れた現代においても、夜間の暗がりや水中など活動環境によっては、懐中電灯や各種電子機器など、持ち運びタイプ（可搬型）の機器類が大いに助けとなる状況も多い。このような可搬型の機器類では、バッテリの高密度化や各種電子部の開発により、小型軽量化・長寿命化などが図られてきた。
特開２００６−２１５９１７

しかし、活動の環境や目的に応じ、数種の装備品が必須の場合は多く、例えば片手で懐中電灯などの照明器を扱いながら、他方の手で自動車の電子キーを操作するような場合は、煩雑なうえ何らかの不測の事態に対して咄嗟の対応がとりにくい状況も多く、装備品や用途の整理や統合の工夫も考えられる。

この点、照明器の発する可視光と、他の電子的用途でみると、交通信号機や室内照明といった固定設備からの可視光に信号を載せ、信号機間の通信や移動端末で受信し位置認識等に用いるなどの、いわゆる可視光通信の技術は存在するが（例えば、特許文献１参照）、固定設備の事前設置が必須の前提となるうえ、電波より指向性が高い光の照射範囲の限界や遮蔽物により、通信範囲や用途が極めて狭く限られる限界があった。

また、状況に応じたそれぞれの装備品は、どれも故障なく機能することが必須の前提であるが、互いに別個独立の装備品の数が多いほど、不具合や電池切れの見過しなどで、一部の装備が土壇場で機能しないなど信頼性の問題を招くという課題もあった。

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するもので、その目的は、可搬照明器と通信装置の一体化により、各種活動で必要な装備品を減らし、操作を容易にして行動の自由度や即応性を増し、あわせて装備品の信頼性を改善することである。

上記の目的をふまえ、本発明の一態様である可視光通信機能付き可搬照明器は、ユーザが保持又は装着するための外装ケースと、電源バッテリと、照明に用いる可視光を発光するＬＥＤと、を有する可搬照明器において、通信で送信すべき伝送情報を提供する提供手段と、前記ＬＥＤの点滅を変調制御することにより前記可視光に前記伝送情報を重畳する変調制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明の他の態様は、さらに、伝送情報が点滅として重畳された可視光を受光して電気信号に変換する受光手段と、前記受光手段で変換された前記電気信号から前記伝送情報を復調する復調手段と、を有する受信装置と、組み合わせたことを特徴とする情報通信システムである。

このように、懐中電灯等の可搬照明器において、照明用の可視光を発するＬＥＤを制御して十分高速な点滅により、ＩＤなどの伝送情報を重畳させて送出する。このため、まずは可搬照明器と通信装置の一体化により、両者を別々に用意するより、各種活動で必要な装備品も少なくて済み片手での操作も容易になる。また、バッテリやＬＥＤが共通となるため部品点数が減って信頼性が増すとともに、コンパクト化・低廉化も容易になる。さらに、通信を伝送する可視光は受信側の機器やセンサ等へ届いていることを目視確認できるうえ、手の届かない場所や障害物があっても光が届く範囲なら遮蔽物を避けて所望の位置へ持ち運んだり角度を変えて確実な通信を確保可能となるので、安全を託す通信の信頼性も改善できる。

本発明の可視光通信機能付き可搬照明器における他の態様は、さらに、互いに内容の異なる複数の前記伝送情報ごとに、それぞれ対応した複数の操作スイッチを有し、前記提供手段は、どの前記操作スイッチが操作されたかに対応した内容の前記伝送情報を提供するように構成したことを特徴とする。

このように、操作したスイッチに応じた内容の伝送情報を可視光に重畳して送信することにより、暗がりや水中などでも状況に適した情報内容を片手操作で容易に送出可能となる。

本発明の可視光通信機能付き可搬照明器における他の態様は、さらに、互いに異なる前記伝送情報ごとに、前記ＬＥＤと、前記提供手段と、前記変調制御手段と、の組をそれぞれ設けたことを特徴とする。

このように、送信すべき情報ごとに変調制御やＬＥＤを相互に別系統で構成することにより、伝送情報の選択肢の増減変更が系統単位の着脱で容易になり、また、一系統に故障が起きても他へ波及せず代りの選択肢でしのぐなど柔軟な対応が可能となる。

本発明の情報通信システムにおける他の態様は、さらに、前記可視光通信機能付き可搬照明器は、前記伝送情報として所定のドアロック解除信号を非接触送信するための、キーユニットとして構成し、前記受信装置は、車両に設置し、前記復調手段で復調した前記伝送情報が前記所定のドアロック解除信号であることを、所定の照合計算により確認した場合にドアロックを解除する機構を設けたドアロック制御装置として構成したことを特徴とする。

このように、ドアロック解除信号を照明用の可視光で送信することにより、自分の車両の位置や周囲を照らして確認しながら、目に見えない他の赤外線や電波の干渉を受けることなく確実かつ円滑にドアを開錠可能となる。

本発明の可視光通信機能付き可搬照明器における他の態様は、さらに、複数種類の送信メッセージごとにそれぞれ対応した押ボタンと、複数種類の受信メッセージのどれを受信したかを表示する表示手段と、を有し、前記提供手段は、どの前記押ボタンが操作されたかに対応した内容の前記伝送情報を提供するように構成し、前記復調手段は、復調した前記伝送情報としてどの前記受信メッセージを受信したかを前記表示手段に表示するように構成したことを特徴とする。

このように、送信用のボタンと受信内容の表示手段の両方を備えた可視光通信機能付き可搬照明器を互いに使うことにより、水中など音声が使用困難な環境でも会話代りに円滑迅速な意思疎通が実現可能となる。

以上のような本発明によれば、可搬照明器と通信装置の一体化により、各種活動で必要な装備品を減らし、操作を容易にして行動の自由度や即応性を増し、あわせて装備品の信頼性を改善することができる。

次に、本発明を実施するための最良の実施形態について図に沿って説明する。なお、背景技術や課題で既に説明した内容と共通の前提事項は適宜省略する。

〔１．構成〕
本実施形態は、可搬照明器の代表例として、懐中電灯（以下「本機」と呼ぶ）を例にとり、照明光である可視光で受信装置への情報通信も行うもので、本機と受信装置を組み合わせた情報通信システムとして把握してもよい。

まず、本実施形態の構成の概要を図１に示す。すなわち、図１左側に示す送光部１は、本機のなかで前記可視光の発光に直接関する部分で、その他に本装置は、ユーザが手で持ったり頭部やヘルメットなどに装着するための外装ケースＣや、乾電池や充電池などの電源バッテリＤを有する。

また、送光部１は、照明に用いる可視光を発光するＬＥＤ１０４と、通信で送信すべき伝送情報を提供する提供手段として、例えばユーザの識別用ＩＤを記憶したＩＤ記憶部１０１と、を有する。また、符号化部１０２及びＦＭ変調部１０３は、ＬＥＤ１０４の点滅を変調制御することにより前記可視光に前記伝送情報を重畳する変調制御手段を構成している。

一方、図１右側に示す受光部２は、受信装置のなかで、前記可視光による情報受信に直接関する部分で、他の各種機構は簡略に示す。この受光部２は、伝送情報が点滅として重畳された可視光を受光して電気信号に変換する受光手段として、フォトディテクタ（以下「ＰＤ」とも表す）２０１を有する。また、ＦＭ復調部２０２及び復号化部２０３は、ＰＤ２０１で変換された前記電気信号から前記伝送情報を復調する復調手段を構成している。

〔２．作用〕
以上のような本実施形態は、以下のように作用する。まず、図２は、送光部１の動作手順を示すフローチャートであり、図３は、受光部２の動作手順を示すフローチャートである。

例えば、本装置が定期的に識別用のＩＤを送信する用途の場合、送光部１では、図２のフローチャートに示すように、電源ＯＮ後、伝送情報として装置固有のＩＤ情報をＩＤ記憶部１０１から取得し（ステップＳ１１）、このＩＤ情報をもとに符号化部１０１がクロック１０５を用いて送信データを生成し（ステップＳ１２）、この送信データに基きＦＭ変調部１０３がパルス位相変調でＬＥＤ１０４を制御し（ステップＳ１３）、人間が気付かない数十ＭＨｚのスピードで点滅させることにより、伝送情報を重畳した可視光を送信する（ステップＳ１４）。

ここで、ＬＥＤを点滅させるスピードは、人間が残像現象により点滅を認識できないスピードであれば自由に設定可能であり、例えば数十ＭＨｚが確実であるが、それ以下でも、映画やテレビのコマ数である２４〜３０回／秒程度以上もしくは交流電流の周波数である５０〜６０回／秒程度以上でもよい。なお、データ送信完了ごとに（ステップＳ１５）一定の待ち時間をおき（ステップＳ１６）ＩＤ取得からの処理を繰り返す。

一方、受信装置の受光部２では、図３のフローチャートに示すように、例えば受信表示部２０６で受信表示を点灯のうえ（ステップＳ２１）、上記のように送信された可視光を、ＰＤ（フォトディテクタ）２０１が受信して電気信号に変換し（ステップＳ２２）、この電気信号に基いてＦＭ復調部２０２がパルス位相復調により重畳された情報を抽出し（ステップＳ２３）、さらに復号化部２０３にてクロック２０５を用いてデータ受信同期及び復号化を行って、伝送情報であるデータを抽出する（ステップＳ２４）。

このように抽出したデータが有効で無ければ受信をやり直すが（ステップＳ２２以降）、有効の場合は（ステップＳ２５）、受信表示２０６を消灯し（ステップＳ２６）、データ処理部２０４にてデータを解析し、他の各種機構Ｍ、例えば音声出力用ＩＣなどで利用させるデータを生成し（ステップＳ２８）、送信して利用させる（ステップＳ２８）。その後、数秒のガードタイム後（ステップＳ２９）、受信表示部２０６の表示を点灯し（ステップＳ２１）次の可視光データを受信する（ステップＳ２１以降）。

〔３．効果〕
以上のように、本実施形態によれば、懐中電灯等の可搬照明器において、照明用の可視光を発するＬＥＤを制御して十分高速な点滅により、ＩＤなどの伝送情報を重畳させて送出する。このため、まずは可搬照明器と通信装置の一体化により、両者を別々に用意するより、各種活動で必要な装備品も少なくて済み片手での操作も容易になる。また、バッテリやＬＥＤが共通となるため部品点数が減って信頼性が増すとともに、コンパクト化・低廉化も容易になる。

さらに、通信を伝送する可視光は受信側の機器やセンサ等へ届いていることを目視確認できるうえ、手の届かない場所や障害物があっても光が届く範囲なら遮蔽物を避けて所望の位置へ持ち運んだり角度を変えて確実な通信を確保可能となるので、安全を託す通信の信頼性も改善できる。

〔４．他の実施形態〕
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するもの及びそれ以外の他の実施形態も含むものである。例えば、上記実施形態では代表例として懐中電灯を示したが、可搬照明器であれば懐中電灯に限らず、例えば頭部やヘルメットに装着するタイプのものも本発明の範囲内である。また、通信で送信すべき伝送情報を提供する提供手段は、ＩＤ記憶部１０１のように本機内で事前に記憶した情報を提供するものに限らず、例えば、その都度外部から操作などで入力を受け付ける電気的な伝送情報を提供するものでもよい。

また、伝送情報は複数種類あってもよい。この場合の可視光通信機能付き可搬照明器は、互いに内容の異なる複数の伝送情報ごとに、それぞれ対応した複数の操作スイッチを有し、また、前記提供手段は、どの操作スイッチが操作されたかに対応した内容の伝送情報を提供するように構成する。

このように、操作したスイッチに応じた内容の伝送情報を可視光に重畳して送信することにより、暗がりや水中などでも状況に適した情報内容を片手操作で容易に送出可能となる。

また、図４に示すように、互いに異なる伝送情報ごとに、ＬＥＤと、提供手段と、変調制御手段と、の組をそれぞれ、第１系統から第３系統のように設けてもよい。このように、送信すべき情報ごとに変調制御やＬＥＤを相互に別系統で構成することにより、伝送情報の選択肢の増減変更が系統単位の着脱で容易になり、また、一系統に故障が起きても他へ波及せず代りの選択肢でしのぐなど柔軟な対応が可能となる。さらに、操作スイッチを系統ごとに独立させることも可能である。

また、図５に示すように、車のキーにも適用可能である。この場合、前記可視光通信機能付き可搬照明器はキーユニットＫとして構成し、伝送情報として所定のドアロック解除信号を非接触送信させる。また、受信装置は、センサを備えたドアロック制御装置５５として構成して車両に設置し、復調手段で復調した伝送情報が所定のドアロック解除信号であることを、所定の照合計算により確認した場合にドアロックを解除する機構を設ける。

このように、ドアロック解除信号を照明用の可視光で送信することにより、自分の車両の位置や周囲を照らして確認しながら、目に見えない他の赤外線や電波の干渉を受けることなく確実かつ円滑にドアを開錠可能となる。

また、図６に示すように、本発明の可視光通信機能付き可搬照明器は、受信と表示の機能も備えた双方向の交信装置としても実現し、相手と互いに同じものを持てば、水中のダイバー間の意思疎通に役立つ。図６に示すそのような可視光通信機能付き可搬照明器の例では、「浮上」「潜行」など複数種類の送信メッセージごとにそれぞれ対応した送信用の押ボタンＢを設け、どのボタンＢが操作されたかに対応した内容の伝送情報を提供手段により提供し、送信する。

また、各ボタンの横に受信時に点灯する表示灯Ｌなどを表示手段として設け、相手からの受信時は、前記復調手段は、復調した伝送情報としてどの受信メッセージを受信したかを、該当する表示等Ｌを点灯させたり点滅させて表示する。

このように、送信用のボタンと受信内容の表示手段の両方を備えた可視光通信機能付き可搬照明器を互いに使うことにより、水中など音声が使用困難な環境でも会話代りに円滑迅速な意思疎通が実現可能となる。

本発明の実施形態の構成図。 本発明の実施形態における送光部の動作手順を示すフローチャート。 本発明の実施形態における受光部の動作手順を示すフローチャート。 本発明の実施形態における他の例を示す図。 本発明の実施形態における他の例を示す図。 本発明の実施形態における他の例を示す図。

符号の説明

１…送光部
２…受光部
１０１…ＩＤ記憶部
１０２…符号化部
１０３…ＦＭ変調部
１０４…ＬＥＤ
１０５，２０５…クロック
２０１…フォトディテクタ
２０２…ＦＭ復調部
２０３…復号化部
２０４…データ処理部
２０６…受信表示部
Ｍ…他の各種機構
Ｄ…電源バッテリ
Ｃ…外装ケース
Ｋ…キーユニット
５５…ドアロック制御装置
Ｂ…押ボタン

Claims (6)

1. ユーザが保持又は装着するための外装ケースと、
   電源バッテリと、
   照明に用いる可視光を発光するＬＥＤと、
   を有する可搬照明器において、
   通信で送信すべき伝送情報を提供する提供手段と、
   前記ＬＥＤの点滅を変調制御することにより前記可視光に前記伝送情報を重畳する変調制御手段と、
   を有することを特徴とする可視光通信機能付き可搬照明器。
2. 互いに内容の異なる複数の前記伝送情報ごとに、それぞれ対応した複数の操作スイッチを有し、
   前記提供手段は、どの前記操作スイッチが操作されたかに対応した内容の前記伝送情報を提供するように構成した
   ことを特徴とする請求項１記載の可視光通信機能付き可搬照明器。
3. 互いに異なる前記伝送情報ごとに、
   前記ＬＥＤと、前記提供手段と、前記変調制御手段と、の組をそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の可視光通信機能付き可搬照明器。
4. 伝送情報が点滅として重畳された可視光を受光して電気信号に変換する受光手段と、
   前記受光手段で変換された前記電気信号から前記伝送情報を復調する復調手段と、
   を有する受信装置と、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の可視光通信機能付き可搬照明器と、
   を組み合わせたことを特徴とする情報通信システム。
5. 前記可視光通信機能付き可搬照明器は、前記伝送情報として所定のドアロック解除信号を非接触送信するための、キーユニットとして構成し、
   前記受信装置は、車両に設置し、前記復調手段で復調した前記伝送情報が前記所定のドアロック解除信号であることを、所定の照合計算により確認した場合にドアロックを解除する機構を設けたドアロック制御装置として構成した
   ことを特徴とする請求項４記載の情報通信システム。
6. 複数種類の送信メッセージごとにそれぞれ対応した押ボタンと、
   複数種類の受信メッセージのどれを受信したかを表示する表示手段と、
   を有し、
   前記提供手段は、どの押ボタンが操作されたかに対応した内容の前記伝送情報を提供するように構成し、
   前記復調手段は、復調した前記伝送情報としてどの前記受信メッセージを受信したかを前記表示手段に表示するように構成した
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の可視光通信機能付き可搬照明器。

Images