[发明专利]照明光通信设备

说明书

技术领域

本发明通常涉及照明光通信设备。 

背景技术

在过去，已提出了一种发光装置，其包括作为光源的发光二极管(LED)，并且通过调制照明光的强度来传送信号。由于该照明光通信设备通过调制其自身的照明光来传送信号，因此不需要诸如红外线通信设备的特殊设备。这样，由于发光二极管被用作用于照明的光源，因此可以实现电力节约。因此，已研究了将照明光通信设备用于地下商场中的到处存在的信息系统。 

图44是传统的照明光通信设备的电路图。这样，恒流电路52、三个发光二极管53和开关元件Q1串联连接在直流(DC)电源51的两端之间。开关元件Q1根据光学通信信号S1的高/低而接通/断开，并且由此在保持恒流性质的同时调制流向发光二极管53的负载电流I1(参见图45A和45B)。 

在该电路中，恒流电路52被设置为使具有小操作电阻的发光二极管53稳定地接通，于是恒流电路52的电路损失增加。例如，当恒流电路52包括恒流二极管时，假设负载电流I1是500mA，则估计的电路损失变为约2.3W。因此，即使发光二极管需要小电力，但是减损了发光二极管的益处。 

因而，如图46A中所示，设置DC-DC转换器以代替恒流电路52，并且这样可以设想，通过PWM(脉宽调制)来控制DC-DC转换器并且由此电路损失降低。在该电路中。电流感测电阻器R3、三个发光二极管53、电感器L1和开关元件Q1串联连接在DC电源51的两端。这样，通过控制电路54控制开关元件Q1的接通/断开操作。这样，平滑电容器C3和整流器二极管D2连接在包括三个发光二极管53和电感器L1的串联电路的两端之间，并且与电感器L1和开关元件Q1一起构成DC-DC转换器。反馈信号从恒流反馈电路55输入到控制电路54中，并且由此控制 DC-DC转换器的输出电流以使其保持通常恒定。此外，光学通信信号S1被输入到控制电路54中，并且开关元件Q1在光学通信信号S1的高值时段期间以高频接通(ON)/断开(OFF)并且由此负载电流I1被调制(参见47A至47C)。 

现在，图46B示出了恒流反馈电路55的特定示例，并且这样误差放大器A1被配置为将负载电流I1流向的电阻器R3的压降与参考电压E1比较，并且进行放大以将其偏差输出到控制电路54中。串联电路包括连接在误差放大器A1的反相输入端和输出端之间的电阻器R4和电容器C2，并且构成相位补偿电路以保护上述反馈系统的稳定性。对于该相位补偿电路，通常使用包括积分元件的补偿电路来调整环路传输函数中的增益和相位，并且作为经典的信息理论的PI(比例积分)控制或者PID(比例积分导数)控制而已知。例如，图46C示出了在日本专利申请公开第2006-120910号中公开的平均电流检测电路的电路图。积分电路56(包括电阻器R5和电容器C3)连接在电流感测电阻器R3的两端之间，并且被配置为使用上述PI控制作为对输出取平均的手段。 

在上述图46A中示出的照明光通信设备中，通过根据光学通信信号S1间歇地操作DC-DC转换器来调制负载电流I1，并且这样需要如下两个条件来将光学通信信号S1忠实地再现为电流波形。一个条件是，DC-DC转换器的操作频率高于光学通信信号的频率(条件1)，并且另一条件是，负载电流I1不平滑(条件2)。 

为了满足条件1，例如，如果通信速度是9.6kbps，则需要DC-DC转换器的操作频率等于或大于100kHz(就是说，约为通信速度的10倍)，优选地等于或大于1MHz(就是说，约等于或大于通信速度的100倍)。然而，如果DC-DC转换器的操作频率相对高，则DC-DC转换器中的开关元件Q1的损失增加，并且因而存在需要减小噪声的措施的问题。 

随后，在条件2的情况下，当平滑电容器与发光二极管53并联连接时，负载电流I1不是间歇的，即使DC-DC转换器中的开关元件Q1是间歇的。因此，变得难于根据光学通信信号调制负载电流I1。另一方面，如果负载电流I1不平滑，则在负载电流I1中出现波纹电流。波纹电流取决于DC-DC转换器的操作频率分量。因而，存在需要来自电配线的噪声的措施的问题。期望增加DC-DC转换器的操作频率以在使电容器的平滑能力尽可能小以便不致使负载电流I1平滑的同时抑制操作频率分量的波纹。然而，当操作频率增加时，存在开关元件Q的损失也增加的问题。